Saluran Transmisi Tenaga Listrik

Tag : Saluran, Transmisi, Pembangkit, Tenaga listrik, elektro, 3 fasa

Saluran Transmisi Tenaga Listrik

1.      UMUM

Tenaga listrik sangat berguna karena tenaga listrik itu dapat dengan mudah di transportasikan atau di salurkan dengan mudah dan teratur. Tenaga Listrik dibangkitkan di Pusat-Pusat Tenaga (PLT), seperti: Tenaga Air (PLTA), Tenaga Uap (PLTU), Tenaga Panas Bumi (PLTP), Tenaga Gas (PLTG), Tenaga Diesel (PLTD) Tenaga Nuklir (PLTN) dan lain sebagainya.

Pusat-pusat tenaga listrik itu, terutama yang menggunakan Tenaga Air (PLTA), umumnya terletak jauh dari tempat-tempat dimana tenaga listrik itu digunakan atau pusat-pusat beban (Load Centres). Karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui kawat-kawat atau saluran transmisi. Karena tegangan generator pada umumnya rendah, antara 6 KV sampai 24 KV, maka tegangan ini biasanya dinaikkan dengan pertolongan transformator daya ketingkat tegangan yang lebih tinggi antara 30 KV sampai 500 KV (dibeberapa Negara maju bahkan sudah sampai 1000KV).

Tingkat yang lebih tinggi ini, selain untuk memperbesar daya hantar dari saluran yang berbanding lurus dengan kuadrat tegangan, juga untuk memperkecil  rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada saluran. Sudah jelas, dengan mempertinggi tegangan tingkat isolasipun harus lebih tinggi, dengan demikian biaya peralatan juga tinggi.

Penurunan tegangan dari tingkat tegangan transmisi pertama-tama dilakukan pada gardu induk (GI), dimana tegangan diturunkan ketegangan yang lebih rendah, misalnya: dari 500 KV ke 150 KV atau dari 150 KV ke 70 KV.Kemudian penurunan kedua dilakukan pada gardu induk distribusi dari 150 KV ke 20 KV atau dari 70 KV ke 20 KV. Tegangan 20 KV ini disebut tegangan distribusi primer.

Ada dua kategori saluran transmisi : saluran udara (Overhead Lines) dan saluran kabel tanah (Underground Cable) Yang pertama menyalurkan tenaga listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada menara atau tiang transmisi dengan perantaraan isolator-isolator sedang kategori kedua menyalurkan tenaga listrik melalui kabel-kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah. kedua cara penyaluran diatas memiliki untung dan ruginya sendiri-sendiri. Dibandingkan dengan saluran udara, saluran bawah tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, taufan, hujan, angin, bahaya petir dan sebagainya. Lagi pula saluran bawah tanah lebih estetis karena tidak mengganggu pandangan. karena alasan terakhir ini, saluran-saluran bawah tanah lebih disukai, terutama untuk daerah yang padat penduduknya dan dikota-kota besar. Namun biaya pembangunanya jauh lebih mahal dibandingkan dengan saluran udara, dan perbaikannya lebih sukar bila terjadi gangguan hubung singkat dan kesukaran-kesukaran lain.

2.      SALURAN TRANSMISI AC ATAU DC

Menurut jenis arusnya dikenal sistem arus bolak balik (AC = Alternating Current) dan sistem arus searah (DC = Direct Current). Didalam sistem AC penaikan dan penurunan tegangan mudah dilakukan yaitu dengan menggunakan transformator. Itulah sebabnya  maka dewasa ini saluran transmisi di dunia sebagian besar adalah saluran AC. Didalam sistem AC ada sistem satu fasa dan tiga fasa. Sistem tiga fasa memiliki kelebihan dibandingkan dengan sistem satu fasa karena.

a.       Daya yang disalurkan lebih besar.

b.      Nilai sesaatnya (instantaneous value) konstan, dan

c.       Memiliki medan magnet putar.

Berhubungan dengan keuntungan-keuntungannya, hampir seluruh penyaluran tenaga listrik di dunia dewasa ini dilakukan dengan arus bolak-balik. Namun, sejak beberapa tahun terakhir ini penyaluran arus searah mulai dikembangkan dibeberapa bagian di dunia ini. Penyaluran DC mempunyai keuntungan karena misalnya, isolasinya yang lebih sederhana, daya guna (efficiency) yang lebih tinggi (karena faktor dayanya 1) serta tidak adanya masalah stabilitas, sehingga dimungkinkan penyaluran jarak jauh. Tetepi persoalan ekonominya masih harus diperhitungkan. Penyaluran tenaga listrik dengan sistem DC baru dapat dianggap ekonomis (dapat bersaing dengan sistem AC) bila jarak saluran udara lebih jauh, antara 400 sampai 600 Km, atau untuk saluran bawah tanah lebih panjang dari 50 Km. Ini disebabkan karena biaya peralatan pengubah dari AC ke DC dan sebaliknya (Converter dan Inverter Equipment) mahal.

Didalam buku ini hanya dibicarakan sistem arus bolak-balik (AC).

3.      TEGANGAN TRANSMISI

Untuk daya yang sama, maka daya guna penyaluran akan naik oleh karena rugi-rugi transmisi turun, apabila tegangan transmisi dinaikkan. Namun, peninggian tegangan transmisi berarti juga penaikan isolasi dan biaya peralatan dan gardu induk. Oleh karena itu, pemilihan tegangan transmisi dilakukan dengan memperhitungkan daya yang disalurkan, jumlah rangkaian, jarak penyaluran, keandalan (reliability), biaya peralatan untuk tegangan tertentu, serta tegangan-tegangan ada dan yang direncanakan. Kecuali itu penentuan tegangan harus juga dilihat dari segi standarisasi peralatan yang ada. Penentuan tegangan merupakan bagian dari perancangan sistem secara keseluruhan.

Meskipun tidak jelas menyebutkan keperluannya sebagai tegangan transmisi, di Indonesia, pemerintah telah menyeragamkan deretan tegangan tinggi sebagai berikut :

Tegangan Nominal (KV): (30-66-150-220-380-500)

Tegangan tertinggi untuk perlengkapan (KV): (36-72,5-170-245-420-525). Tegangan nominal 30 KV hanya diperkenankan untuk daerah asuhan dimana tegangan distribusi 20 KV tidak dipergunakan. Penentuan deretan tegangan diatas disesuaikan dengan rekomendasi International Electrotechnikal Commission (IEC).

4.      KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA DARI SALURAN UDARA

Komponen-komponen utama dari saluran transmisi terdiri dari :

a.       Menara transmisi atau tiang transmisi beserta pondasinya.

b.      Isolator-isolator.

c.       Kawat penghantar (Conductor), dan

d.      Kawat tanah (Ground Wires).

4.1. Menara atau Tiang Transmisi

Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi, yang biasa berupa menara baja, tiang baja, tiang beton bertualang dan tiang kayu. Tiang-tiang baja, beton, atau kayu biasanya digunakan pada saluran-saluran dengan tegangan kerja relatif rendah (dibawah 70 KV) sedang untuk saluran transmisi tegangan tinggi atau ekstra tinggi digunakan menara baja, lihat gambar 1.1. Menara baja dibagi sesuai dengan fungsinya, yaitu: menara dukung, menara sudut, menara ujung, menara percabangan dan menara transposisi.

4.2. Isolator - Isolator

Jenis isolator yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya dikenal tiga jenis isolator, yaitu: isolator jenis pasak, isolator jenis pos-saluran dan isolator gantung, lihat gambar 1.2.

Isolator jenis pasak dan saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tegangan kerja relatif rendah (kurang dari 22-33 KV0), sedang isolator gantung dapat digandeng menjadi rentengan isolator yang jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan.

4.3. Kawat Penghantar

Jenis-jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga dengan konduktivites 97,5% (CU 97,5%) atau aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%). Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambing sebagai berikut:

AAC = ”All-Aluminium Conductor”, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari aluminium.

AAAC = ”All-Aluminium-Alloy Conductor”, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran aluminium.

ACSR = ”Aluminium Conductor, Steel-Reinforced”, yaitu kawat penghantar aluminium berinti kawat baja.

ACAR = ”Aluminium Conductor, Alloy-Reinforced’, yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran.

Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. Tetapi kelemahannya adalah, untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari aluminium, dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat penghantar aluminium telah menggantikan kedudukan tembaga.

Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium digunakan campuran aluminium (Aluminium Alloy). Untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara dua tiang atau menara jauh (ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

4.4. Kawat tanah

Kawat tanah atau “ground wires” juga disebut sebagai kawat pelindung (“shield wires”) gunanya untuk melindungi kawat-kawat penghantar atau kawat-kawat fasa terhadap sambaran petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa. Sebagai kawat tanah pada umumnya dipakai kawat baja (steel wires) yang lebih murah, tetapi tidaklah jarang digunakan ASCR.