gardu induk

1. Pengertian Gardu Induk

Gardu induk merupakan suatu instalasi elektrikal termasuk

didalamnya bangunan utama, pelengkap dan pembantu lainnya untuk

mentransmisikan listrik mulai dari Tegangan Ekstra Tinggi (TET), Tegangan

Tinggi (TT) ke Tegangan Menengah (TM) beserta peralatan listrik lainnya

yang berfungsi untuk :

1. Transformasi tenaga listrik tegangan tinggi yang satu ke tegangan

tinggi yang lainnya atau ke tegangan menengah.

2. Menerima dan menyalurkan tenaga listrik (KVA,MVA) sesuai dengan

kebutuhan tegangan (Tegangan Ekstra Tinggi, Tegangan Tinggi,

Tegangan Menegah).

3. Pengaturan daya ke Gardu-Gardu Induk lainnya.

4. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan pengamanan dari

sistem tenaga listrik.

2. Jenis Gardu Listrik

Gardu listrik dapat diklasifikasikan berdasarkan lokasi dan fungsinya

serta berdasarkan penempatan peralatannya.

2.1. Gardu Listrik berdasarkan lokasi dan fungsinya yaitu :

Gardu Induk

Adalah gardu listrik yang mendapat daya dari saluran transmisi atau

sub-transmisi suatu sistem tenaga listrik untuk kemudian

menyalurkannya ke daerah beban (industri, kota dan sebagainya)

melalui saluran distribusi primer.

Gardu Distribusi

Adalah gardu listrik yang mendapat daya dari saluran distribusi primer

yang menyalurkan tenaga listrik ke pemakaian dengan tegangan

rendah.

2.2. Gardu Listrik berdasarkan penempatan peralatannya yaitu :

Gardu Induk Pasang Luar

Merupakan gardu induk yang menempatkan peralatan tegangan tinggi

nya diluar bangunan kontrol, sedangkan Switch gear (Meja kontrol)

dan batter terletak didalam bangunan. Dari segi ekonomisnya gardu

induk pasang luar relatif lebih murah disbanding gardu induk pasang

dalam.

Gardu Induk Pasang Dalam

Gardu induk pasang dalam adalah gardu induk yang menempatkan

peralatan tegangan tinggi maupun tegangan kontrolnya didalam

bangunan. Pada umumnya gardu induk jenis ini terdapat di pusat kota

dan didaerah pantai karena untuk mengurangi kontaminasi garam,

selain itu pula mungkin dipakai untuk menjaga keselarasan dengan

daerah sekitar.

Gardu Induk Setengah Pasang Luar

Gardu induk setengah pasang luar ini mempunyai sebagian peralatan

tegangan tingginya terletak didalam bangunan atau ruangan, gardu

induk ini dipakai karena pertimbangan ekonomi, pencegahan

kontaminasi garam dan mengurangi gangguan suara.

Gardu Induk Pasang Bawah Tanah

Gardu induk ini menempatkan peralatannya dalam bangunan bawah

tanah sedang alat pendingin dan sistem kontrolnya berada diatas

tanah. Gardu induk jenis ini biasanya terdapat di pusat kota yang

memiliki kepadatan penduduk dan sedikitnya lahan yang tersedia,

umumnya dibangun dibawah jalan raya.

Gardu Induk Mobile

Gardu Induk jenis ini terletak di atas kendaraan dan dipakai dalam

keadaan gangguan di suatu Gardu Induk guna pencegahan beban

lebih berkala, dan pemakaian sementara untuk pembangunan. Terdiri

dari Transformator dan Peralatan Penghubung yang mudah

dipindahkan untuk memenuhi keadaan darurat dan tidak dipakai

secara luas.

3. Peralatan dan Fasilitas Gardu Induk

Pada umumnya peralatan dan fasilitas yang terdapat pada suatu

gardu induk adalah sebagai berikut :

3.1. Transformator Tenaga

Transformator tenaga merupakan peralatan listrik yang berfungsi

untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke

tegangan rendah ataupun sebaliknya, pada umumnya trafo tenaga

ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem

proteksi nya.

Gardu Induk Bandung Utara menggunakan transformator Step Down

yang dapat mentransformasikan tegangan dari saluran udara

tegangan tinggi 150 KV ke tegangan menengah 20 KV sedang

pentanahan titik netralnya disisi 20 KV. Bagian-bagian utama dari

transformator tenaga adalah :

3.1.1. Inti Besi, berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi yang

ditimbulkan arus listrik yang melalui kumparan. Terbuat dari

lempengan besi tipis yang berisolasi untuk mengurangi panas

yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”.

Gambar 1. Inti besi dan laminasi yang diikat fiber glass dibuat dari

lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi

panas, sebagai rugi-rugi yang ditimbulkan oleh Eddy Current.

3.1.2. Kumparan Transformator, inti besi dari transformator diberi

beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk kumparan.

Kumparan tersebut di isolasi, baik terhadap inti besi maupun

terhadap kumparan lain. Kumparan tersebut dinamakan

kumparan transformator.

Gambar 2. Susunan kumparan dari suatu trafo tenaga

3.1.3. Tap Changer (Pengubah Tap), adalah suatu alat perubah

perbandingan transformasi untuk mendapatkan tegangan

operasi sekunder yang sesuai dari tegangan jaringan/primer

yang berubah-ubah. Off Load Tap Changer adalah tap changer

yang hanya berfungsi untuk memindahkan tap transformator

dalam keadaan transformator tidak berbeban dan hanya dapat

dioperasikan secara manual. Sedangkan On Load Tap

Changer adalah tap changer yang hanya berfungsi untuk

memindahkan tap transformator dalam keadaan transformator

berbeban, tap changer ini dapat dioperasikan baik secara

manual maupun otomatis.

Gambar 3, Perubah Tap Tegangan Tinggi

3.1.4. Alat Pernafasan, yaitu berupa tabung berisi kristal zat

hygroskopis yang terdapat pada ujung pipa penghubung udara

luar dengan fungsi untuk mencegah permukaan minyak

bersinggungan dengan kelembaban udara luar yang dapat

menurunkan nilai tegangan tembus trafo. Pernafasan

transformator terjadi karena pengaruh naik turunnya beban

tranformator maupun suhu udara luar sehingga suhu minyak

pun akan berubah, bila suhu minyak tinggi akan memuai dan

mendesak udara diatas permukaan minyak keluar dari dalam

tangki. Sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak akan

menyusut dan udara luar akan masuk ke dalam tangki.

Gambar 4. Alat pernafasan berupa tabung berisikan kristal zat hygroskopis

3.1.5. Bushing, adalah alat yang menghubungkan antara kumparan

transformator ke jaringan luar berupa sebuah konduktor yang

diselubungi isolator dan sekaligus berfungsi sebagai penyekat

antara konduktor dengan tangki transformator.

Gambar 5, Bushing

3.1.6. Tangki dan Konservator, pada umumnya bagian transformator

yang terendam minyak berada pada tangki dan didalam tangki

tersebut dilengkapi dengan konservator untuk menampung

pemuaian minyak transformator.

3.1.6. Minyak Transformator, sebagian besar trafo tenaga kumparan-

kumparan dan intinya direndam dalam minyak trafo, terutama

trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo

mempunyai sifat sebagai isolasi ( daya tegangan tembus

tinggi ) sehingga minyak transformator berfungsi sebagai media

pendingin dan isolasi.

3.2. Transformator Arus (CT)

Transformator arus berfungsi untuk menurunkan arus yang

besar/tinggi pada tegangan tinggi/menengah menjadi arus kecil pada

tegangan rendah sekunder. Arus nominal dari arus sekunder biasanya

5 Ampere atau 1 Ampere. Transformator ini biasanya digunakan

sebagai transformator pengukuran. Berdasarkan tipe konstruksinya

transformator ini terbagi :3

Tipe cincin (Ring/window type)

Tipe Corcoran cast resin

Tipe tangki minyak

Tipe trafo-arus bushing.

Gambar 6, Macam-macam Transformator Arus

3.3. Transformator Tegangan (PT)

Transformator tegangan berfungsi untuk menurunkan tegangan

tinggi/menengah menjadi tegangan rendah untuk besaran alat ukur

sesuai dengan alat-alat ukur atau alat pengaman. Transformator

tegangan terbagi menjadi 2 berdasarkan tipe konstruksinya, yaitu:

3.3.1. Transformator tegangan induktif, terdiri dari lilitan primer dan

lilitan sekunder. Pada lilitan primer tegangannya akan

menginduksi ke lilitan sekunder.

3.3.2. Transformator tegangan kapasitif, terdiri dari rangkaian

kondensator yang berfungsi sebagai pembagi tegangan pada

sisi tegangan tinggi trafo dan pada sisi tegangan menengah

yang menginduksikannya ke lilitan sekunder.

Gambar 7, Macam-macam Transformator Tegangan

3.4. Sakelar Pemisah (PMS)

Sakelar Pemisah ( PMS) adalah alat yang digunakan untuk

menyatakan secara visual bahwa suatu peralatan listrik sudah bebas

dari tegangan kerja. Oleh karena itu pemisah tidak diperbolehkan

untuk dimasukan atau dikeluarkan pada rangkaian listrik dalam

keadaan berbeban. Untuk tujuan tertentu pemisah penghantar atau

kabel dilengkapi dengan pemisah tanah. Umumnya antara pemisah

penghantar atau kabel dan pemisah tanah terdapat alat yang disebut

interlock. Dengan pemasangan alat ini diharapkan kesalahan operasi

dapat dihindarkan.

Sesuai dengan penempatanya, sakelar pemisah dapat dibagi

menjadi :

Pemisah Penghantar, pemisah yang terpasang disisi

penghantar.

Pemisah Rel, pemisah yang terpasang disisi rel.

Pemisah Kabel, pemisah yang terpasang pada kabel

penghantar.

Pemisah Seksi, pemisah yang terpasang pada suatu rel

sehingga rel tersebut dapat terpisah menjadi 2 seksi.

Pemisah Tanah, pemisah yang terpasang pada penghantar

atau kabel untuk menghubungkan ke tanah.

Macam-macam pemisah menurut gerakan lengan pemisah :

Pemisah Engsel, dimana pergerakan seperti engsel.

Pemisah Putar, dimana terdapat 2 buah kontak diam

dan 2 buah kontak gerak yang dapat berputar pada sumbunya.

Pemisah Siku, pemisah ini tidak mempunyai kontak

diam, hanya terdapat 2 nuah kontak gerak yang gerakanya

mempunyai sudut 90o.

Pemisah Luncur, dimana gerakan kontaknya keatas-

kebawah.

Pemisah Pantograph, mempunyai kontak diam yang

terletak pada rel dan kontak gerak yang terletak pada ujung

lengan-lengan pantograph.

Gambar 8, Macam-Macam Sakelar Pemisah

3.5. Lightning Arrester

Lightning arrester adalah suatu alat proteksi bagi peralatan listrik dari

tegangan lebih yang disebabkan oleh petir atau surja hubung

(Switching Surge), alat ini bersifat sebagai by-pass di sekitar isolasi

yang membentuk jalan dan mudah dilalui oleh arus kilat ke sistem

pertahanan sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi

dan tidak merusak isolasi peralatan listrik. By-pass ini diatur agar tidak

mengganggu aliran daya sistem frekuensi 50 Hz. Jadi pada keadaan

normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul tegangan surja

alat ini bersifat sebagai konduktor yang tahanannya relatif rendah

sehingga dapat melakukan arus yang tinggi ke tanah. Setelah surja

hilang, arrester harus dapat dengan caepat kembali menjadi isolasi.

Sesuai dengan fungsinya, arrester melindungi peralatan listrik pada

sistem jaringan dari tegangan lebih yang disebabkan petir atau surja

hubung maka pada umumnya arrester dipasang pada setiap ujung

SUTT yang memasuki gardu induk. Bagian-bagian utama Arrester :

Elektroda.

Elektroda-elektroda ini adalah terminal dari arrester yang

dihubungkan dengan bagian yang bertegangan di bagian atas dan

elektroda bawah dihubungkan dengan tanah.

Sela Percikan (Spark-Gap).

Apabila terjadi tegangan lebih oleh sambaran petir atau surja

hubung pada arrester yang terpasang, maka pada sela percikan

akan terjadi loncatan busur api pada beberapa tipe arrester busur

api yang terjadi tersebut ditiup keluar oleh tekanan gas yang

ditimbulkan oleh tabung filter yang terbakar.

Tahanan Katup (Valve Resistor)

Tahanan yang digunakan dalam arrester ini adalah suatu jenis

material yang sifat tahanannya dapat berubah bila mendapatkan

perubahan tegangan.

3.6. Rail

Rail berfungsi sebagai titik pertemuan atau titik hubung antara trafo-

trafo tenaga, SUTT-SUTT dan peralatan listrik lainnya untuk

menerima dan menyalurkan tenaga/daya listrik.

Pada umumnya rail terbuat dari bahan tembaga (bar copper atau

hollow conductor), ASCR, Almelac atau alumunium (bar alumiunium

atau hollow conductor).

3.7. Kapasitor

Kapasitor berfungsi untuk memperbaiki faktor kerja dan tegangan dari

jaringan tenaga listrik.

3.8. Reaktor

Reaktor berfungsi untuk mengurangi / membatasi arus hubung singkat

dan arus switching dalam jaringan tenaga listrik.

3.9. Panel Kontrol

Jenis-jenis panel kontrol yang ada dalam suatu gardu induk terdiri dari

:

3.9.1. Panel kontrol utama terdiri dari panel instrumen dan panel

operasi. Pada panel instrumen terpasang alat-alat ukur dan

indikator gangguan, dari panel ini alat-alat tersebut dapat

diawasi dalam keadaan sedang operasi. Pada panel operasi

terpasang sakelar operasi dari pemutus tenaga, pemisah serta

lampu indikator posisi saklar dan diagram rail. Diagram rail

(mimic bus), sakelar dan lampu indikator diatur letak dan

hubungannya sesuai dengan rangkaian yang sesungguhnya

sehingga keadaanya dapat dilihat dengan mudah.

3.9.2. Pada panel rele terpasang rele pengaman untuk SUTT, rele

pengaman untuk trafo dan sebagainya. Bekerjanya rele dapat

diketahui dari penunjukkan pada rele itu sendiri dan pada

indikator gangguan di panel kontrol utama. Pada gardu induk

ada yang memanfaatkan sisi depan dari panel dipakai

sebagai panel utama dengan instrumen dan sakelar, kemudian

sisi belakangnya dipakai sebagai panel rele dan ada pula pada

gardu induk jika rangkaiannya sudah rumit, maka panel rele

terpasang dalam panel tersendiri.

3.10. Battere

Sumber tenaga untuk sistem kontrol dan proteksi selalu harus

mempunyai keandalan dan stabilitas yang tinggi, maka batere dipakai

sebagai sumber tenaga kontrol dan proteksi didalam gardu induk.

Peranan dari batere ini sangat penting karena pada saat gangguan

terjadi, batere inilah yang merupakan sumber tenaga untuk

menggerakkan alat-alat kontrol dan proteksi. Ada dua jenis batere

yang dikenal antara lain:

a) Batere timah hitam (lead acid storage battery)

b) Batere alkali (alkaline storage battery).

4. Sistem Pentanahan Gardu Induk

Pada awalnya sistem tenaga listrik tidak diketanahkan, karena pada

waktu itu sistem-sistem tenaga listrik masih kecil. Bila ada gangguan, fasa

ketanah arus gangguan masih kecil dan biasanya arusnya masih kurang

dari 5 Ampere sehingga busur api yang timbul pada kontak-kontak antara

kawat yang terganggu dan tanah masih dapat padam sendiri. Tapi sistem-

sistem tenaga listrik semakin berkembang dan makin lama makin besar baik

panjangnya maupun tegangannya. Sehingga arus yang timbul bila terjadi

gangguan makin besar dan busur listrik tidak dapat lagi padam sendiri. Oleh

karena itu, sistem tersebut diketanahkan dengan titik netral melalui tahanan

atau reaktansi, dan untuk melindungi peralatan listrik gardu induk maka

dipasang sistem pentanahannya.

Pengetanahan adalah penghubungan suatu titik rangkaian listrik atau

suatu penghantar yang bukan bagian dari rangkaian listrik dengan cara-cara

tertentu. Sedangkan sistem pentanahan merupakan sistem yang

mengetanahkan fasa netral ke tanah dengan maksud untuk pengamanan

bila terjadi gangguan atau pentanahan dari titik yang merupakan bagian dari

jaringan titik, misalnya titik pada hantaran netral. Hantaran netral adalah

yang menghubungkan pada titik netral sistem tiga fasa. Ada beberapa

macam metode pengetanahan, yaitu :

4.1 Pengetanahan melalui tahanan.

Yaitu pengetanahan titik netral melalui tahanan atau biasanya disebut

pengetanahan sistem.

4.2Pengetanahan melalui reaktor.

Yaitu pengetanahan titik netral melalui reaktansi, dengan harga reaktansi

pengetanahan antara nol sampai tak terhingga.

4.3Pengetahanan tanpa impedansi.

Pada sistem-sistem yang diketanahkan tanpa impedansi, bila terjadi

gangguan tanah selalu mengakibatkan terganggunya saluran. Gangguan

tersebut harus diisolir dengan membuka pemutus daya. Jadi fungsi

pengetahanan ini adalah untuk membatasi tegangan dari fasa-fasa yang

tidak terganggu bila terjadi gangguan kawat tanah.

4.4Pengetahanan efektif.

Yaitu pengetahanan titik netral secara efektif, dalam hal ini

pengetanahan dengan reaktansi termasuk ke dalam pengetanahan

efektif.

4.5Pengetahanan dengan reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah.

Untuk pemilihan metoda pengetanahan ada faktor-faktor yang harus

diperhatikan, yaitu :

1. Selektivitas dan sensitivitas dari rele gangguan tanah.

2. Pembatasan besar arus gangguan tanah.

3. Tingkat pengamanan terhadap tegangan surja dengan

arrester.

4. Pembatasan tegangan lebih transien.

Secara umun tujuan peralatan-peralatan listrik ditanahkan antara lain:

a. Untuk memperkecil bahaya “shock” pada manusia dan hewan

serta memberikan jalan ke tanah untuk arus gangguan.

b. Untuk mengurangi gangguan dalam penyaluran energi listrik.

c. Untuk mencegah berubahnya posisi titik bintang sistem tiga

fasa.

d. Untuk keperluan proteksi bagi orang maupun sirkit-sirkit tenaga

beserta peralatan listrik lainnya.

Dalam perencanaan sistem pengetanahan gardu induk, faktor-faktor yang

harus diperhatikan adalah:

Besarnya arus kesalahan yang mungkin terjadi.

Luasnya tanah yang dapat digunakan untuk

pengetanahan.

Tahanan jenis tanah disekitar gardu induk tersebut.

Bentuk, ukuran, dan jenis konduktor yang dipakai

sebagai elektroda pengetanahan.

Sistem pengetanahan peralatan-peralatan pada gardu induk biasanya

menggunakan konduktor yang ditanam secara horizontal dengan bentuk kisi-

kisi (grid). Konduktor pengetanahan biasanya terbuat dari batang tembaga

keras yang dipilin dan memiliki konduktivitas yang tinggi.

Semua dasar isolator-isolator, terminal-terminal pengetanahan dan

pemisah pengetanahan, netral trafo arus dan trafo tenaga, dasar penangkap

petir (lightning arrester) dan struktur dihubungkan dengan kisi-kisi

pengetanahan.

Tujuan pengetanahan peralatan adalah:

a. Mencegah tejadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya

bagi orang dalam instalasi tersebut.

b. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya

maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan

kebakaran atau ledakan.

c. Untuk memperbaiki penampilan dari sistem.

5. TRANSFORMATOR

5.1. Pengertian Transformator

Transformator adalah suatu peralatan tenaga listrik yang dapat

memindahkan dan dapat mengubah energi listrik dari satu atau lebih

rangkaian listrik ke rangkaian lainnya melalui suatu gangdengan magnet dan

berdasarkan prinsip induksi elektromagnet.transformator juga dapat

berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke

tegangan rendah atau sebaliknya. Transformator digunakan secara luas,

baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaannya dalam

sistem tenaga memungkinkan dipilihnya tegangan yang sesuai dan

ekonomis untuk tiap- tiap keperluan; misalnya, kebutuhan akan tegangan

tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lain sebagai

berikut:

a. Sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban

b. Pemisah satu rangkaian dari rangkaian yang lain

c. Penghambat arus searah namun tetap melakukan arus bolak– balik

antara rangkaian.

Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkan sebagai

berikut:

a. Frekuensi daya (50-60 c/s)

b. Frekuensi pendengaran (50 c/s- 20 kc/s)

c. Frekuensi radio, (diatas 30 kc/s).

Di dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan

menjadi:

a. Transformator daya

b. Transformator distribusi

c. Transformator pengukuran dengan transformator arus dan tegangan.

Berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti, dikenal dua macam

transformator, yaitu; tipe inti dan tipe cangkang.

Bagian-bagian utama dari transformator adalah :

1. Kumparan primer

Kumparan ini dihubungkan dengan sumber daya, kumparan

primer dapat merupakan tegangan tinggi atau tegangan rendah

tergantung dari pemakaiannya.

2. Kumparan sekunder

Kumparan sekunder yang mengeluarkan dayanya kepada

beban, seperti pada kumparan primer, kumparan sekunder juga

dapat merupakan kumparan tegangan tinggi atau tegangan

rendah.

3. Inti trafo

Merupakan rangkaian magnetis di mana kumparan primer dan kumparan

sekunder melilitnya.

Dalam oprasinya penyaluran tenaga listrik transformator dapat dikatakan

sebagai jantung transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini transformator di

harapkan dapat beroprasi secara maksimal. Mengingat kerja keras dari suatu

transformator seperti itu maka cara pemeliharaan dan pengamanan juga

dituntut sebaik mungkin. Oleh karena itu transformator harus dipelihara dan

dipasang sistem pengamanan yang benar, baik dan tepat.

5.2. Prinsip Dasar Transformaator

Bagian-bagian penting dari transformator :

Gambar 10. Gambaran transformator

U = Tegangan sumber

U = Tegangan beban

e = Ggl induksi pada kumparan primer

e = Ggl pada kumparan sekunder

p = Fluks yang dihasilkan oleh kumparan primer

s = Fluks yang dihasilkan oleh kumparan sekunder

b = Fluks bersama

Np = Jumlah lilitan kumparan primer

Ns = Jumlah lilitan kumparan sekunder

I = Arus primer

I = Arus sekunder

Z = Beban

Apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan sumber,

maka akan mengalir arus bolak-balik I pada kumparan tersebut oleh karena

kumparan tersebut mempunyai inti, arus I menimbulkan luks magnet yang

berubah-ubah pada kumparan primer akan timbul ggl induksi e. Besarnya ggl

induksi pada kumparan primer :

e = - N [V] ……………………………….. (l)

e = Ggl induksi pada kumparan primer

N = Jumlah lilitan pada kumparan primer

d = Perubahan garis gaya magnet (wb)

dt = Perubahan waktu (s)

Fluksi magnet yang menginduksi ggl induksi e juga dialami oleh

kumparan sekunder karena adanya fluks bersama. Dengan demikian fluks

tersebut menginduksi ggl induksi e pada kumparan sekunder.

e = -N [V] …………………………………(2)

N = Jumlah lilitan kumparan sekunder

e = Ggl pada kumparan sekunder

dari persamaan 1 dan 2 didapatkan perbandingan lilitan berdasarkan

perbandingan ggl induksi yaitu :

a = = ………………………..…………….. (3)

a = Ratio perbandingan lilitan transformator

Apabila :

A < 1 maka transformator berfungsi menaikkan tegangan.

A > 1 maka transformator berfungsi menurunkan tegangan.

Fluksi pada saat t dinyatakan dengan pernyataan (t) = m Sin wt,

dimana m adalah harga fluks maksimum (Wb) sehingga ggl induksi pada

kumparan primer adalah :

e = - N

e = - N

e = - N w m Coswt

e = - N w m Sin [V]…………………(4)

Dari persamaan 4 dapat dibuktikan bahwa fluks magnet fungsi sinus

akan menimbulkan ggl induksi fungsi sinus, ggl induksi akan ketinggalan 90

terhadap fluks magnet. Ggl induksi kumparan primer adalah (e ) = N w m

dan besarnya tegangan efektif dapat dihitung dengan persaamaan :

e =

e =

e =

e = 3,14.1,41.f. N m

e = 4,44 .f. N m [V]………………………….(5)

dengan cara yang sama didapatkan :

e = 4,44 .f. N m

Apabila trafo dianggap ideal sehingga tidak ada rugi-rugi, maka daya input

(Pi) dan daya output (Po) maka :

U I = U I

= ………………………………………….. (6)

Dari persamaan 3 dan 6 berlaku :

A = = = ……………………………. (7)

A. Transformator Berbeban

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban, maka pada

lilitan sekunder mengalir arus I . Belitan ampere sekunder (I ,N ) cenderung

melemahkan fluks magnet pada inti sehingga e akan turun, akan tetapi

belitan ampere primer (I , N ) mengimbanginya sehingga fluks magnet pada

inti konstan (I naik).

I N + I N = I N

I N = (-I N ) + (I N )

Persamaan tersebut dapat diubah menjadi persamaan arus yaitu:

I = I +

I = I +

I = I + I [A] …………………………………... (8)

I = Komponen arus primer yang mengimbangi penurunan fluks

magnet akibat adanya arus sekunder.

Pada kumparan beban penuh I sangat kecil dibandingkan arus I

oleh karena itu untuk mempermudah perhitungan dapat dianggap I = I .

Belitan ampere sekunder (I ,N ) menghasilkan 2 buah fluks, fluks pada inti

dan fluks magnet bocor ( I ).

Fluks magnet bocor pada bagian sekunder ( I ) menimbulkan ggl induksi

sebesar :

eI =

eI = 4,44 N ( I )max

Apabila R adalah tahanan kumparan sekunder dan impedansi beban, maka

didapatkan :

I = U + I R (-RI )

U = I - I (R + jX ) …………………………. (9)

X = Reaktansi bocor pada bagian sekunder.

B. Transformator Tanpa Beban

Gambar 11. Transformator tanpa beban beserta diagram vektornya.

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan

sumber tegangan U yang sinusoidal, maka akan mengalir arus primer I

yang sinusoidal juga dan dengan menganggap belitan N , reaktif murni I

akan tertinggal 90 dari U , I akan menimbulkan fluks yang sephasa dan

juga sinusoidal.

= sinwt

I = -N

I = -N [A]………………………(10)

I = -N w coswt

Harga efektif :

E =

E = 4,44 N f ……………………………... (11)

Pada kumparan sekunder tersebut fluks bersama tadi menimbulkan :

I = -N

I = -N w coswt

E = 4,44 N f

Sehingga :

=

Dengan demikian adanya fluks bocor maka :

= = = a

5.3. Rangkaian ekivalen transformator

Gambar 12. Rangkaian ekivalen dari suatu transformator

Dari rangkaian diatas dapat dibuat vector diagramnya sebagai berikut :

Gambar 13. Diagram fasor rangkaian ekivalen trafo

Dari model rangkaian diatas dapat pula diketahui hubungan penjumlahan

vektor :

V = E + I R + I X

E = V + I R + I R

= = a atau E = aE

sehingga :

E = a (I Z + I R + I2X2)

Karena,

= = atau I = aI’

maka :

E1 = a2I’2Z1 + a2I’2R2 + a2I’2X2

Dan,

V1 = a2I’2Z1 + a2I’2R2 + a2I’2X2 + I1R1 + I1X1

Untuk mempermudah dalam menganalisa rangkaian, maka rangkaian pada

gambar 3.3. dapat diubah menjadi seperti gambar dibawah ini yaitu :

Gambar 14. Rangkaian pengganti dari gambar 3.3.

5.4. Parameter Transformator

Parameter transformator yang terdapat pada rangkaian (rangkaian

ekivalen) Rc, Xm, Rek dan Xek, dapat ditentukan besarnya dengan dua

macam pengukuran (test) yaitu pengukuran beban nol dan pengukuran

beban singkat.

5.4.1. Pengukuran Beban Nol

Dalam keadaan tanpa beban bila kumparan primer dihubungkan

dengan sumber tegangan v seperti telah diterangkan maka hanya I yang

mengalir. Dari pengukuran daya masuk (Pi), arus I dan tegangan v akan

peroleh :

Rc =

Z = =

Gambar 15. Rangkaian pengukuran beban nol.

5.4.2. Pengukuran Hubung Singkat

Jenis transformator dapat dibagi berdasarkan :

Dengan mengukur Vhs, Ihs dan Phs maka dapat dihitung parameternya yaitu :

Rek =

Zek = Rek + jXek

Xek = - R2ek

Gambar 16. Rangkaian pengukuran hubungan singkat

5.5. Jenis Transformator

Jenis transformator dapat dibagi berdasarkan :

5.5.1. Letak Kumparan terhadap Inti

Berdasarkan letak kumparan terhadap inti, maka transformator

dapat dibagi menjadi :

1. Core type (jenis inti) kedudukan kumparan mengelilingi inti

2. Shell type (jenis shell) kumparan dikelilingi inti

Gambar 17. Jenis transformator

(a) Jenis inti

(b) Jenis shell

5.5.2. Perbandingan Transformasi

Yang dimaksud dengan pembanding transformasi adalah

perbandingan banyak belitan primer dan sekunder.

a = =

Sehingga berdasarkan perbandingan transformator, maka transformator

dibagi menjadi :

1. Transformator penaik tegangan

Bila ggl induksi sekunder Es > ggl induksi primer Ep (a<1).

2. Transformator penurun tenaga

Bila ggl induksi Es < ggl induksi primer Ep (a>1).

5.5.3. Konstruksi Inti Trafo

Berdasarkan konstruksi inti trafo dikenal tiga (3) jenis

transformator yaitu :

1. Bentuk L, inti transformator disusun dari plat-plat yang terbuat dari

bahan ferromagnetic yang berbentuk huruf L yang disusun saling

mengisi.

2. Bentuk E, dimana tiap lapisan terbuat dari bahan yang berbentuk

huruf E dan dibentuk saling isi mengisi.

3. Bentuk F, dari bahan ferromagnetic dan berbentuk F dan disusun

saling isi mengisi.

5.5.4. Pendingin Transformator

Berdasarkan pendinginnya transfrmator dibagi menjadi :

a. Transformator yang pendinginnya alam :

1. Air natural cooling, tidak menggunakan bantuan apapun kecuali udara

biasa. Oil immersed cooling (trafo dimasukkan dalam minyak trafo).

(AN)

2. Oil immersed forced oil circulation with natural cooling (trafo

dimasukkan dalam minyak yang dialirkan). (ON).

b. Transformator yang pendinginnya udara :

1. Oil immersed forced circulation with air blast cooling ( trafo

dimasukkan dalam minyak yang dialirkan dengan udara yang

dihembuskan).(OFN).

2. Oil immersed air blasts cooling (trafo dimasukkan dalam minyak yang

dialirkan dengan udara yang dihembuskan). (OFB).

3. Air blast cooling (pendingin dengan udara dihembuskan).(OB).

4. Oil immersed water cooling (trafo dimasukkan minyak juga dibantu

dengan air).(AB).

c. Transformator pendinginnya air :

1. Oil immersed forced oil circulation with water cooling (transformator

dimasukkan dalam minyak yang dialirkan juga dibantu dengan air).

(AW).

5.5.5. Jenis Fasa Tegangan

Berdasarkan jenis fasa tegangan trafo dibagi atas :

1. Transformator satu fasa untuk memindahkan listrik 1 fasa.

2. Transformator tiga fasa untuk memindahkan listrik 3 fasa.

Kegunaan

Berdasarkan kegunaannya transformator dibagi atas :

1. Trafo tegangan untuk transmisi dan distribusi.

2. Auto trafo belitan primer dan sekunder menjadi satu.

3. Trafo pengaman untuk menurunkan tegangan sehingga mengurangi

bahaya terhadap para pekerja.

4. Trafo ukur :

a. Current transformer (trafo arus)

b. Potensian transformer (trafo tegangan)

5.5.6. Trafo daya

Transformator ini terbagi atas transformator yang berukuran besar,

sedang dan kecil. Dalam operasinya, umumnya transformator tenaga

ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem

pengaman atau sistem proteksi. Sebagai contohnya, pada transformator

150/70 kV ditanahkan secara langsung di titik netral 150 kV. Sedangkan

untuk transformator 70/20 kV bagian yang ditanahkan dengan tahanan di sisi

netral 20 kV.

Pada transformator ini terdiri atas bagian utama , peralatan Bantu

dan peralatan proteksi seperti yang telah disebutkan pada bab sebelumnya.

Pembagian trafo ini adalah sebagai beikut :

1. Trafo penaik tegangan.

Biasanya ditempatkan pada gardu-gardu induk pembangkit dan

menaikkan tegangan generator. Pada umumnya tegangan 6 kV,

12 kV, 24 kV dinaikkan menjadi tegangan transmisi atau sub

transmisi.

2. Trafo penurun tegangan

Pada umumnya diletakkan pada gardu-gardu induk distribusi

3. Trafo dengan kumparan banyak, trafo dengan 3 belitan dan 4

belitan.

4. Autotrafo

5.5.7. Trafo Distribusi

Transformator distribusi merupakan transformator yang digunakan

khusus untuk system distribusi. Pada dasarnya transformator distribusi sama

dengan transformator Daya atau Tegangan.

Pembagiannya adalah sebagai berikut :

1. Satuan substation

2. Satuan jalan, merupakan trafo distribusi yang ada di tiang-

tiang.

Pada umumnya trafo distribusi merupakan trafo step down dan

ditempatkan pada gardu-gardu distribusi untuk menurunkan tegangan

dari tegangan distribusi primer (tegangan menengah) menjadi

tegangan distribusi sekunder (tegangan rendah).

5.5.8. Trafo Pengukuran

5.5.8.1.TrafoTegangan

Transformator yang merupakan bagian dari transformator pengukuran

ini digunakan untuk mengukur tegangan. Dengan mengetahui N1 dan N2,

membaca tegangan V2, serta menganggap transformator ideal maka

tegangan V1 adalah :

V1 = V2

5.5.8.2.Trafo Arus

Di samping sebagai alat pengukuran, trafo-trafo ukur juga

dapat dipakai sebagai pengamanan bagi alat-alat ukur.

Transformator arus dapat dianggap ideal maka arus beban :

.

Gambar 18. Trafo Arus

Untuk menjaga agar fluks (Ф) tetap tidak berubah, perlu diperhatikan

agar rangkain sekunder selalu tertutup.

Dalam keadaan rangkain sekunder terbuka ggm N2 I2 akan sama dngan nol

(karena I2=0) sedangkan ggm N1 I1 tetap ada, sehingga fluks normal (Ф )

akan terganggu.

Gambar 19. Diagram Vektor

Pada gambar 2.6 I2 merupakan arus yang mengalir melaui z dan akan

menyebabkan jatuh tegangan Vgh yang mendahului I2 dengan sudut fasa Ψ.

Besar gaya gerak listrik Efe adalah :

Efe = Vef = I (R2 + jX2) + Vgh

Gaya gerak listrik inilah yang membangkitkan fluks di dalam inti,

sedangkan Io merupakan arus pemagnetan pada sisi primer. I1 adalah arus

primer yang tidak sefasa dengan arus sisi sekunder I2.

5.6. Transformator Tiga Fasa

Transformator tiga fasa adalah transformator yang memiliki jumlah

fasa lebih dari satu. Jenis transformator tiga fasa merupakan transformator

yang paling banyak digunakan, karena memiliki system pengoperasian

bervariasi.

Transformator tiga fasa diperoleh dari susunan transformator satu

fasa atau langsung berdiri sendiri sebagai transformator tiga fasa.

Pemakaian transformator tiga fasa secara langsung akan lebih ekonomis bila

dibandingkan dengan menggunakan susunan tiga buah transformator satu

fasa. Alasan ini dikemukakan atas dasar pertimbangan bahwa area yang

diperlukan untuk penempatan dan penginstalisasian tiga buah transformator

satu fasa untuk membentuk transformator tiga fasa relatif akan lebih luas bila

dibandingkan dengan area yang diperlukan untuk penempatan dan

penginstalisasian transformator tiga fasa secara langsung. Disamping itu

penggunaan transformator tiga fasa secara langsung mempunyai

keuntungan selain system sambungnya bervariasi juga pemakaian inti

belitan transformator tiga fasa lebih irit, sehingga dalam system

pengoperasian transformator ini mempunyai rugi-rugi yang lebih kecil,

apabila ditunjang dengan system pendingin yang baik

Sistem sambungan lilitan transformator tiga fasa pengoperasiannya

baik disisi primer dan disisi sekunder dihubungkan antara lain :

1. Hubungan bintang (Y)

2. Hubungan delta ()

3. Hubungan zig-zag (Z)

5.6.1. Hubungan Delta

Transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan secara

delta, yaitu: VAB , Vbc , dan Vca , masing- masing berbeda fasa 1200.

Untuk beban seimbang :

IA = IAB - ICA

IB = IBC - IAB

IC = ICA -IBC

Gambar 20. Rangkaian hubungan delta

Dari vector diagram diketahui arus IA (arus jala- jala) adalah (arus

fasa) tegangan jala- jala dalam hubungan delta sama dengan tegangan

fasanya.

V.A hubungan delta = Vp . Ip

=

=

5.6.2. Hubungan Bintang

Arus transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan

secara bintang yaitu: IA, IB, IC, masing- masing berbeda fasa 120o.

Untuk beban seimbang :

IN = IA + IB + IC = 0

VAB = VAN +VBN

= VAN - VCN

VBC = VBN - VCN

VCA = VCN - VAN

Pada hubungan ini berlaku : VAB =

Ip = IL

5.6.3. Hubungan ZigZag atau Silang

Masing- masing lilitan tiga fasa pada sisi tegangan rendah dibagi

menjadi dua bagian dan masing- masing pada kaki yang berlainan.

Hubungan ini digunakan untuk keperluan khusus seperti pada transformator

distribusi dan transformator converter.

5.6.4. kelompok Hubungan

Vektor tegangan primer dan sekunder suatu transformator dapat

diubah searah atau berlawanan dengan mengubah cara melilit kumparan.

Untuk transformator tiga fasa, arah dan besar perbedaan fasa tersebut

mengakibatkan adanya berbagai kelompok hubungan pada transformator.

Dalam menentukan kelompok hubungan diambil beberapa patokan.

Untuk notasi hubungan delta, bintang dan hubungan berliku atau zigzag,

masing- masing adalah D dan Y untuk sisi tegangan tinggi (primer) dan d,y,

dan z untuk sisi tegangan rendah (sekunder).

Adapun angka jarum jam, angka ini menunjukkan letak sisi kumparan

tegangan tinggi terhadap sisi tegangan rendah. Jarum panjang selalu

menunjuk angka 12 dan dibuat berhimpit (dicocokkan) dengan vektor fasa VL

tegangan tinggi line to line. Sedangkan jarum pendek menunjukkan letak

vektor fasa vl tegangan rendah. Dari jarum panjang dan pendek akan

terbentuk sudut yang merupakan pergeseran antara vektor fasa V dan v.

Gambar 21. gambaran hubungan transformator

Dengan melihat contoh gambar diatas dan memperhatikan patokan

yang telah diberikan di atas, diketahui bahwa perbedaan fasa pada

tranformator mempunyai kelompok hubungan Dy11

Dalam gambar diatas ditunjukan beberapa kelompok hubungan

transformator yang lazim digunakan, sesuai dengan normalisasi pabrik (VDE

0532)

Tabel 1. kelompok hubungan menurut VDE 0532

Angka

jam

Kelompok

hubungan

TT

Tegangan

tinggi

Tr

tegangan

rendah

Hubungan

lilitan

TT

Hubungan

lilitan

tr

Perbandinga

n lilitan

a

0

Dd0

Yy0

Dz0

5

Dy5

Yd5

Yz5

6

Dd6

Yy6

Dz6

11

Dy11

Yd11

Yz11

5.7. konstruksi bagian-bagian transformator

Transformator terdiri dari:

5.7.1. Bagian Utama

5.7.1.1. intibesi

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang

ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.

Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi,

untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan

oleh “Eddy Current”.

Gambar 22. Inti besi dan laminasi yang diikat fiber glass

5.7.1.2. kumparan transformator

Beberapa lilitan kawat berisolasi akan membentuk suatu

kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun

terhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton, pertinax,

dan lain-lain.

Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder.

Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik

maka pada kumparan tersebut timbul fluksi. Fluksi ini akan

menginduksikan tegangan, dan bila pada rangkaian sekunder ditutup

(bila ada rangkaian beban) maka akan menghasilkan arus pada

kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan

arus.

Gambar 23. Susunan kumparan dari suatu transformator tenaga

Gambar 24. Kumparan dua lapis bentuk spiral

Gambar 25. Kumparan silang

5.7.1.3. minyak transformator

Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya

direndam dalam minyak trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang

berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai

media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula sebagai isolasi

(daya tegangan tembus tinggi) sehingga minyak trafo tersebut

berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.

5.7.1.4. bushing

Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui

sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh

isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor

tersebut dengan tangki trafo.

Gambar 26. Bushing

5.7.1.5. tangki konservator

Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo

berada (ditempatkan) dalan tangki. Untuk menampung pemuaian

minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator

5.7.2. Peralatan Bantu Pendingin

Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas

akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut

mengakibatkan kenaikan suhu maka akan merusak isolasi. maka

dalam ini diperlukan system pendingin yang baik

Media yang dipakai pada system pendingin dapat berupa:

a. udara/gas

b. minyak

c. air

Baut terminal saluran keluar

Sumbat lubang pengisi minyakBaut terminal sebelah dalam untuk konduktor fleksibelRuang pemuaian

Minyak

Isolator keramik

Pengambilan minyak untuk diuji

Flens tetap

Isolator keramik

Badan kondensor

Mantel berisolasi

d. dan lain sebagainya

sedangkan pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara;

a. Alamiah ( natural )

b. Tekanan/paksaan

Pada cara alamiah (natural), pengaliran media sebagai akibat

adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat perpindahan

panas dari media tersebut ke udara luar diperlukan bidang

perpindahan panas yang lebih luas antara media (minyak udara/gas),

dengan cara melengkapi trafo dengan sirip-sirip (radiator).

Bila diinginkan/dikehendaki penyaluran panas yang lebih cepat

lagi, cara natural/alamiah tersebut dapat diperlengkapi dengan

peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingan dengan

pompa-pompa sirkulasi minyak, udara dan air, dengan cara ini disebut

pendingin paksa (forced).

5.7.2.1. tap changer

Adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk

mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik (diinginkan)

dari tegangan jaringan/primer yang berubah-ubah.

Tap changer yang hanya dapat beropeasi memindahkan tap

trafo dalam keadaan trafo tidak berbeban disebut “OFF Load Tap

Changer”, dan hanya dapat dioperasikan secara manual.

Tap changer yang dapat beroperasi untuk memindahkan tap

trafo, dalam keadaan trafo berbeban disebut “ON Load Tap Changer”

dan dapat dioperasikan secara manual dan/atau otomatis.

Gambar 27. Perubah tap tegangan tinggi (off load) pada transformator tenaga 3 fasa 50 Hz

Gambar 28. Perubah tap tegangan tinggi (on load) pada transformator tenaga 3

fasa 50 Hz

Gambar 29. Perubah tap tegangan tinggi dari suatu trafo tenaga

5.7.2.2. alat pernapasan ( Dehydrating Breather )

Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu

udara luar, maka suhu minyak pun akan berubah-ubah mengikuti

keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan

mendesak udara diatas permukaan minyak keluar dari dalam tangki,

sebaliknya apabila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara

luar akan masuk ke dalam tangki.

Kedua proses diatas disebut pernapasan trafo. Akibat

pernapasan trafo tersebut maka permukaan minyak akan selalu

bersinggungan dengan udara luar. Udara luar yang lembab akan

menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, maka untuk

mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar

dilengkapi dengan alat pernapasan, berupa tabung berisi kristal zat

hygroskopis.

Gambar 30. Alat pernapasan, beruopa tabung berisikan kristal zat hygroskopis

5.7.2.3. indikator-indikator

Untuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanya

indikator pada trafo sebagai berikut:

- Indikator suhu minyak

- Indikator permukaan minyak

- Indikator sistem pendingin

- Indikator kedudukan tap

- Dan sebagainya

Gambar 31. Alat pengukur suhu Gambar 32. Indikator permukaan minyak

.

6. SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR

6.1. Sistem Proteksi Trafo

Proteksi trafo adalah sistem pengamanan yang dilakukan untuk

melindungi trafo dari gangguan. Sedangkan untuk alat proteksi trafo

dapat disebut juga pengaman atau rele proteksi.

Sifat alat ini adalah mendeteksi keadaan atau kondisi tidak normal atau

gangguan dalam sistem tenaga listrik dengan cara mengukur suatu

besaran listrik tertentu lalu memberikan instruksi/perintah kepada

besaran listrik atau mekanik (trip coil, pemutus maupun alarm), sebagai

tanggapan/respons atas besaran yang dideteksinya. Instruksi yang

merupakan besaran listrik.

Adapun pengelompokan fungsi peralatan proteksi ini secara umum

adalah sebagai berikut :

1.Mendeteksi adanya gangguan hubung singkat yang terjadi pada

daerah proteksinya.

2.Memutuskan secara cepat dan tepat hubungan pada bagian yang

terganggu.

3.melokalisir gangguan yang terjadi dengan memutuskan daerah

gangguan .

4.Mengupayakan sekecil mungkin daerah yang padam.

Rele proteksi sistem tenaga listrik adalah rele yang bertanggung

jawab atas kondisi kerja yang tidak normal dalam sistem tenaga listrik,

dimana rele akan mengontrol pembukaan Pemutus Daya (PMT) untuk

mengisolasi bagian yang terganggu dari system dan meminimumkan

penghentian pelayanan. Setelah rele tersebut mendeteksi adanya

gangguan pada system.

Dengan adanya rele proteksi ini, maka operasi pembukaan PMT

untuk memisahkan bagian yang terganggu dapat dilakukan dengan

cepat dan selektif. Namun rele ini bukanlah untuk menghilangkan

gangguan,dia hanya dapat meminimumkan gangguan hingga batas

yang diinginkan

6.2. Syarat Dasar Rele Proteksi

Rele proteksi yang baik dan efisien haruslah memenuhi beberapa

persyaratan, yaitu:

1. Kecepatan Operasi.

Rele proteksi harus mampu memutuskan bagian yang terganggu

secepat mungkin. Ini mengingat bahwa, jika rele proteksi mampu

bekerja dengan cepat maka beberapa hal penting dapat dicapai antara

lain:

a. Mempercepat tercapainya kembalinya stabilitas sistem.

b. Mengurangi kemungkinan terjadinya kerusakan.

c. Memperkecil timbulnya gangguan pada konsumen.

d. Mengurangi kemungkinan timbulnya gangguan lain yang

disebabkan oleh gangguan yang telah terjadi.

Adapun waktu total yang dibutuhkan untuk melepaskan bagian

yang terganggu dari sistem biasa disebut dengan clearing time

merupakan perjumlahan dari waktu kerja rele dan waktu kerja

pemutusan CB.

Waktu kerja rele adalah waktu sejak saat terjadinya gangguan hingga

saat menutupnya kontak pada rangkaian pemutus.

Sedangkan waktu pemutusan CB adalah waktu sejak saat

penutupan kontak pada rangkaian pemutus hingga saat terhubung

saklar daya (CB).

Kemampuan untuk mengamankan gangguan sesuai dengan

waktu yang ditentukan untuk macam gangguan yang terjadi, jadi :

Topr = Tp + TCB

Dimana :

Topr = Waktu yang masih diperbolehkan untuk suatu gangguan.

Tp = Waktu kerja rele dari mulai saat menerima besaran ukuran yang

sesuai harga reaksi sampai saat kontak rele trip.

TCB = Waktu pelepasan CB yaitu saat kontak rele trip sampai saat CB

membuka.

Rele proteksi berkecepatan tinggi yang modern mempunyai

waktu kerja rele sekitar 1.0 sampai 2.0 cycles (sekitar 0,02 sampai

0,04 detik untuk frekuensi sistem 50 Hz). Sedangkan waktu pemutus

CB berkecepatan tinggi adalah sekitar 0,05 sampai 0,06 detik. Jadi

clearing Time-nya adalah sekitar 0,07 sampai 0,1 detik.

2. Keandalan (Reliability)

Rele proteksi setiap saat harus dapat berfungsi dengan baik

dan benar pada setiap kondisi gangguan yang telah direncanakan.

Keandalan dapat dibagi atas 2 unsur, yaitu kemampuan rele untuk

bekerja benar saat dibutuhkan, dan kemampuan rele untuk tidak

bekerja bila tidak dibutuhkan.

Beberapa faktor penting yang mempengaruhi keandalan suatu

sistem proteksi adalah antara lain:

a. Kualitas dari rele proteksi.

b. Kesederhanaan dari konstruksinya dan

c. Ketetapan perancangannya.

3. Faktor memilih ((Selektivitas)

Selektivitas suatu rele proteksi adalah kemampuannya untuk

menentukan di titik mana gangguan terjadi dan menentukan PMT

mana yang harus bekerja yang terdekat dengan titik gangguan.

Dengan perkataan lain, kemampuannya untuk mengisolasi hanya

bagian yang terganggu saja.

4. Faktor Ekonomi.

Untuk merencanakn suatu sistem proteksi yang baik, faktor

ekonomi memegang peranan yang penting. Semakin banyak alat

proteksi yang digunakan pada sistem tenaga akan menyebabkan

semakin besarnya biaya. Karena itu diperlukan optimasi yang dapat

menggabungkan seluruh kebutuhan dasar dari rele sehingga desain

sistem rele menjadi ekonomis, tetapi tidak mengabaikan faktor-faktor

keandalan, Selektivitas dan kecepatan operasi.

5. Kesederhanaan .

Suatu sistem rele proteksi yang sederhana menunjukkan tanda

dari suatu desain yang baik. Semakin sederhana atau sedikit jumlah

rele beserta kontak dan rangkaiannya, akan semakin meningkatkan

keandalannya, karena kemungkinan terjadinya kegagalan pemakaian

akan semakin kecil.

6. Sensitivity

Kemampuan untuk menerima dan merasa keadaan abnormal dari

besaran ukuran yang dimasukkan dalam rele proteksi tersebut.

Sensitivity dapat dinyatakan dalam factor sensitivitas (Ks) :

Untuk rele arus lebih : Ks =

Dimana :

Isc = Arus hubung singkat minimum yang dihitung pada ujung

terjauh pada daerah rangkaian yang diproteksi.

Ipp = Harga reaksi arus primer dari peralatan proteksi.

Untuk rele tegangan kurang : Ks =

Vpp = Harga reaksi tegangan primer dari rele produksi.

Vr max = Tegangan sisa pada titik dimana rele dipasang.

6.3. Rele Proteksi dan Peralatannya

Umumnya dalam melakukan fungsi rele proteksi, dibantu dengan

CB sebagai pemutus. CB (circuit breaker) mempunyai kesanggupan untuk

melepas bagian-bagian yang mengalami gangguan apabila CB mendapat

perintah dari rele proteksi.

Secara umum bagian rele proteksi dapat digambarkan seperti gambar

dibawah ini:

trip

Besaran ukur

Gambar 3.9. Blok diagram bagian-bagian rele proteksi.

1. Bagian perasa

Pada bagian ini perubahan dari besaran ukur dirasakan dan selanjutnya

diteruskan ke pengolah data.

2. Bagian pengolah data

Bagian yang mengolah data yang berasal dari bagian perasa.

3. Bagian kontrol

Bagian kontrol adalah bagian yang membuka CB.

Bagianperasa

Bagian pengolahdata

Bagiankontrol

6.4. Klasifikasi Rele

a. Berdasarkan prinsip kerja :

1. Rele elektromagnetis.

2. Rele thermal.

3. Rele induksi.

4. Rele elektronis.

b. Berdasarkan besaran ukur yang dirasa :

1. Rele arus.

2. Rele daya.

3. Rele tegangan.

4. Rele reaktansi.

5. Rele impedansi.

6. Rele frekuensi.

7. Rele sudut fasa.

c. Berdasarkan hubungan bagian perasa rele dengan bagian yang

diamankan rele:

1. Rele primer.

2. Rele sekunder.

d. Berdasarkan cara bagian kontrol mengerjakan bagian pelepas rele :

1. Rele bekerja langsung (bagian kontrol mengerjakan sendiri

pelepasan).

2. Rele bekerja tidak langsung (kontak rele atau tanpa rele pembantu

menutup rangkaian kumparan pelepas yang mengerjakan CB).

e. Berdasarkan waktu :

1. Rele dengan kelambatan waktu.

2. Rele tanpa kelambatan waktu.

f. Berdasarkan macam kontak rele :

1. Rele kontak normally open (NO).

2. Rele kontak normally closed (NC).

6.5. Jenis-jenis Rele

6.5.1. Rele Differensial

Pada trafo daya, rele diferensial merupakan rele utama yang ditujukan

untuk mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat dan rele ini dipakai

pada setiap disemua trafo sebagai alat proteksinya, baik hubung singkat

antara fasa atau hubung singkat antara fasa dengan tanah.kekurangan dari

sifat alam ini adalah kurang sensitivnya terhadap gangguan hubung singkat

prinsip kerja dari rele ini adalah membandingkan arus-arus yang

masuk dan keluar. Pada kondisi normal atau gangguan di luar trafo, arus

akan bersirkulasi pada rangkaian sekunder trafo arus tanpa melewati rele

( Gambar.1 ). Bila terjadi gangguan dalam trafo ( internal ), maka I2 akan

berbalik arah, sehingga arus sekunder dari kedua trafo akan saling

mentripkan dan masuk ke rele dan rele bekerja ( gambar.2 )

Salah satu cara untuk mengatasi keadaan ini adalah dengan

memasang unit penahan harmonisa (harmonik unit) yang dipasang seri

dengan kumparan kerja melalui sebuah trafo arus.

6.5.2. Rele Arus Lebih ( OCR )

Rele arus lebih adalah rele pengaman yang dirancang untuk dapat

mendeteksi adanya gangguan yang diakibatkan oleh arus dan beban lebih

kemudian mengambil keputusan seketika atau perlambatan waktu untuk

membuka PMT pada saat ganguan.

Jika gangguan eksternal pada suatu transformator tidak cepat

dihilangkan (misalnya hubungan singkat), dapat mengakibatkan pemanasan

yang berlebihan ataupun kerusakan lainnya. Rele arus lebih digunakan untuk

menghindari kerusakan transformator dari gangguan hubung singkat yang

terjadi pada rel daya transmisi sebelum gangguan tersebut menjalar pada

transformator.

Berdasarkan waktu kerjanya, rele arus lebih dibedakan menjadi tiga macam :

1. Rele arus lebih Inverse (Inverse time Over Current relay).

Adalah rele arus lebih yang bekerjanya sesuai karakteristik rele inverse,

tergantung pada besarnya arus gangguan. Ada empat macam

karakteristik rele Inverse, yaitu :

a. Normal Inverse

b. Very Inverse

c. Extremely Inverse

d. Inverse Time Relay.

2. Rele arus lebih difinit (Definite-Time Over-Current relay).

Adalah rele arus lebih dengan penundaan waktu tertentu.

3. Rele arus lebih sesaat (Instantaneous Over Current Relay)

Adalah rele arus lebih yang bekerjanya tanpa waktu tunda.

rele ini bekerja berdasarkan setingan tergantung besarnya arus

gangguan

Cara Kerjanya sbb:

1. Pada kondisi normal, arus beban (Ib) oleh trafo arus ini

ditransformasikan ke besaran sekunder (Ir). Arus Ir mengalir pada

kumparan rele. Karena arus itu masih kecil daripada harga yang

ditetapkan (setting), rele tidak akan bekerja.

2. Bila terjadi gangguan hubung singkat, arus Ib akan naik dan

menyebabkan arus Ir naik pula. Jika arus Ir ini melebihi suatu harga

setting-nya, maka rele akan bekerja dan memberikan perintah trip ke

PMT, sehingga gangguan dapat diisolir.

3. Beberapa istilah pada rele arus lebih.

- Ip = arus kerja (arus Pick-up), yaitu arus minimum yang

menyebabkan rele bekerja.

- Id = Ir = arus kembali (arus drop-off/ Id, arus reset/ Ir), yaitu arus

maksimum yang menyebabkan rele kembali tidak bekerja.

- Perbandingan Id/ Ip, adalah suatu harga perbandingan antara arus

kembali dengan arus kerja.

- Time delay, yaitu periode waktu yang sengaja diberikan pada rele

untuk memperlambat trip ke PMT sejak rele itu Pick-up.

Hampir semua peralatan listrik mengguanakan rele ini sebagai

pengaman, yang membedakan adalah dari fungsi rele. Yang

dimaksud fungsi adalah:

OCR sebagai pengaman utama ( main protection )

OCR sebagai pengaman cadangan ( back up protection )

Beberapa keuntungan dari rele arus lebih jenis statik :

1. Ketelitian lebih tinggi.

2. Beban semu yang rendah sekali sehingga persyaratan transformator

yang diperlukan berkurang.

3. Kurang memerlukan perawatan.

4. Ukuran lebih kecil.

Penggunaan yang sederhana serta kehandalan dalam beroperasi

membuat rele proteksi arus lebih ini banyak dipakai dalam proteksi arus

lebih, arus kerja primer dari rele proteksi dapat dihitung dengan rumus :

Ipp = I1 max

Dimana :

I1 max = Arus beban maksimum

Kst = Faktor keamanan biasa

Kd = Perbandingan drop out dari rele proteksi biasa diambil 0.8-0.85.

Arus kerja sekunder rele (In) dihitung dengan memperhatikan belitan ntc

trafo arus dan koefisien Ksch, dari rangkaian :

Ksch = ,

Dimana :

Ir = Arus yang melalui kumparan rele.

I2 = Arus sekunder trafo.

DC Supply

Gambar 3.10. Blok diagram rele arus lebih.

T

In I

Gambar 3.11. Karakteristik arus terhadap waktu

6.5.4. Rele Hubung Tanah ( Ground Faulth Relay )

Rele hubung tanah pada dasarnya mengguanakan rele arus lebih

seperti yang digunakan pada gangguan hubung singkat antar fasa tapi

rangkaiannya berbeda

Bila terjadi ketidak seimbangan arus/terjadi gangguan hubung singkat

ke tanah maka akan timbul arus urutan nol pada titik pentanan trafo,

Unitpenyearah

Faultdetector

Timmingcircuit

Leveldetector

Trippingcircuit

sehingga rele di netral trafo akan bekerja.Hal yang sama juga dirasakan rele

hubung tanah pada out ging trafo . Gambar a mempunyai kemiripan

terhadap gambar b maka dapat melihat gangguan F pada out ging trafo.

6.5.5. Rele gangguan tanah terbatas ( Resisted Earth Faulth Relay / REF

)

Rele ini dipasang pada trafo yang titik netralnya di tanahkan langsung,

yang berfungsi untuk membantu rele differensial dalam mengamankan trafo

dari gangguan hubung tanah dalam kumparan trafo.

Rele ini dipasang karena sensitivitas rele differensial sangat

terbatas,terutama dalam mendeteksi terjadinya hubung singkat di titik netral

Prinsip kerja REF

Bila terjadi gangguan tanah di luar daerah pengaman, maka tidak ada

arus ayng mengalir di rele, tetapi kalau terjadi gangguan tanah di dalam

daerah pengaman, maka kan timbul arus yang mengalir di rele. Tetapi rele

differensial yang berimpedansi tinggi dapat digunakan sebagai rele

gangguan tanah terbatas, karena jika terjadi gangguan internal akan timbul

tegangan yang tingi ini digunakan tahanan non linear ( resistor ). Rele ini

menimbulkan trip tanpa waktu tunda.

6.5.6. Rele Bucholz

Rele Bucholz adalah alat/rele untuk mendeteksi dan

mengamankan terhadap gangguan didalam trafo yang menimbulkan

gas.

Gas yang timbul diakibatkan oleh:

Hubung singkat antar lilitan pada/dalam fasa

Hubung singkat antar fasa

Hubung singkat antar fasa ke tanah

Busur api listrik antar laminasi

Busur api listrik karena kontak yang kurang baik

Selama trafo beroperasi normal, rele terisi penuh dengan minyak.

Pelampung akan berada pada posisi awal. Bila terjadi gangguan yang

terjadi di dalam tangki trafo, misalkan hubung singkat dalam kumparan,

maka akan menimbulkan gas. Gas yang terbentuk dalam rele pada saat

perjalanan menuju tangki konservator, sehingga level minyak dalan rele

turun dan akan mengerjakan kontak alarm (kontak pelampung atas).

Bila level minyak turun secara perlahan-lahan akibat kebocoran,maka

pelampung bawah akan memberikan sinyal trip. Bila terjadi busur api

yang besar akan terjadi dengan cepat dan timbul sinyal pada minyak

yang bergerak melalui pipa ke rele Buchloz pada kecepatan tertentu

pelampung bawah akan menutup kontak untuk sinyal trip

6.5.7. Pengaman tekanan lebih ( explosive membrane/pressure relief

vent )

Alat ini berupa membrane yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga

atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki trafo terhadap

kenaikkan tekanan gas yang timbul didalam tangki (yang akan pecah pada

tekanan tertentu) dan kekuatannya lebih rendah dari kekuatan tangki trafo.

Pengaman tekanan lebih tidak dipasang karena jenis pengaman ini

bekerjanya hanya indikator bila terjadi gangguan dan dianggap kurang

efektif. Untuk menggantikan jenis proteksi ini dipasang rele tekanan lebih

(Sudden pressure relay) yang bekerja jika ada gangguan tekanan lebih maka

akan memutuskan PMT

6.5.8. Rele tekanan lebih (Sudden pressure relay)

Rele tekanan lebih umumnya ada dua macam yang mempunyai

prinsip kerja berbeda :

Sudden pressure relay

Bagi trafo tanpa konservator dipasang rele tekanan mendadak yang

dipasang pada rele tangki dan bekerja dengan pertolongan membran.

Rele ini dipasang pada semua transformator.

Rele ini berfungsi untuk mengamankan trafo terhadap tekanan

lebih.cara kerjanya sama dengan rele Bucholz Bedanya rele ini hanya

bekerja oleh kenaikkan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung

menjatuhkan pemutus.

Pressure relay device

Rele ini biasanya diletakkan pada bagian pipa yang tinggi. Bila pada

tangki trafo terjadi tekanan yang berlebihan akibat gangguan dalam trafo,

maka tekanannya lebih rendah. Bila tekanan gas atau minyak dalam tangki

trafo naik melebihi kekuatan dari plat rele tersebut, maka plat akan pecah

dan jarum pemecah (breaking needle) akan keluar karena tekanan pegas

dan mengerjakan switch yang akan menyalakan alarm untuk mentripkan

PMT. Bahan yang digunakan pada rele tersebut tebuat dari kaca, plastic

dan tembaga.

Sama pada rele pengaman tekanan lebih jenis rele tekanan lebih

kedua jenis pengaman ini mempunyai prinsip kerja dan fungsi yang sama

yaitu rele bekerja dengan adanya tekanan yang diakibatkan gas dalam

tangki trafo

6.5.9. Rele tangki tanah

Rele tangki tanah berfungsi untuk mengamankan trafo bila terjadi

hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang

tidak bertegangan pada trafo.

Sebelum tahun 1990 rele jenis ini di pasang karena sesuai

perkembangan teknologi maka fungsi rele ini sudah digantikan oleh rele

gangguan tanah terbatas ( Resisted Earth Faulth Relay / REF ) yang lebih

efektif dan efisien.

6.5.10. Rele Jansen

Berfungsi untuk mengamankan pengubah tap ( Tap Changer) pada

trafo.

Rele ini dipasang sedekat mungkin pada tap changer, dan di sisipkan

pada pipa yang menghubungkan pengubah tap dengan konservator.

Katup ( Valve) rele menutup pipa seakan masuk, cukup untuk gas-gas

yang dihasikan selama pengubah tap nominal.

Bila terjadi gangguan maka minyak akan bertekanan tinggi, katup

akan ditekan dan menggerakan tuas, dan pada saat ini tuas akan

menggerakan kontak mercuri ( Menutup kontak ).

Rele jansen adalah tipe rele yang khusus dipasang pada center tap

trafo dan berungsi sebagai pengaman tap changer , jadi rele ini tidak

terdapat pada pengaman trafo.

6.5.11. Rele termis

Berfungsi untuk mencegah/mengamankan trafo dari kerusakan isolasi

kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih.

Besaran yang diukur didalam rele ini adalah kenaikkan temperatur.

Secara khusus rele ini dapat juga berfungsi untuk memperpanjang

usia trafo yang mungkin rusak akibat adanya pemanasan, rele termis

bekerja jika terjadi pemanasan lebih pada trafo maka rele akan

menyalakan pendingin berupa kipas yang putarannya sesuai dengan

kenaikan panas trafo.

6.5.12. Arrester

Arrester adalah alat proteksi bagi peralatan listrik terhadap

tegangan lebih, yang disebabkan oleh petir atau surja hubung

(switching surge). Alat ini bersifat sebagai by-pass disekitar isolasi

yang membentuk jalan dan mudah dilalui oleh arus kilat ke sistem

pentanahan sehingga tidak menimbulkan tegangan yang lebih tinggi

dan tidak merusak isolasi peralatan listrik. By-pass ini harus

sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu aliran daya sistem

frekuensi 50 Hz.

Jadi pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator,

bila timbul tegangan surja alat ini bersifat sebagai konduktor yang

tahanannya relatif rendah, sehingga dapat melakukan arus yang tinggi

ke tanah. Setelah surja hilang, arrester harus dapat dengan cepat

kembali menjadi isolasi.

Sesuai dengan fungsinya, yaitu arrester melindungi peralatan

listrik pada sistem jaringan terhadap tegangan lebih yang disebabkan

petir atau surja hubung, maka pada umumnya arrester dipasang pada

setiap ujung SUTT yang memasuki gardu induk yang langsung

dihubungkan dengan transformator.

6.5.13. SEF ( Standby Earth Faulth )

Rele ini berfungsi untuk menormalkan gangguan fasa ke tanah dan

SEF ini sebagai dipasang sebagai rele cadangan ( backup protection )

prinsip kerjanya sama dengan rele gangguan tanah terbatas rele ini

bekerja jika rele yang digandengnya tidak mampu menahan

gangguan. Rele ini dipasang karena sensitivitas rele gangguan tanah

terbatas

6.5.14. Rele beban lebih ( Over Load Relay )

Rele arus lebih adalah rele pengaman yang dirancang untuk dapat

mendeteksi adanya gangguan yang diakibatkan oleh beban lebih kemudian

mengambil keputusan seketika atau perlambatan waktu untuk membuka

PMT pada saat ganguan.

Prinsip kerja dari OLR ini persis sama dengan OCR yaitu, jika

gangguan eksternal pada suatu transformator tidak cepat dihilangkan

(misalnya hubungan singkat), dapat mengakibatkan pemanasan yang

berlebihan ataupun kerusakan lainnya. Rele beben lebih digunakan untuk

menghindari kerusakan transformator dari gangguan hubung singkat yang

terjadi pada rel daya transmisi sebelum gangguan tersebut menjalar pada

transformator.

Rele ini hanya di pasang pada trafo-trafo distribusi karena trafo ini

langsung disalurkan ke konsumen dimana seiring waktu dan pertambahan

penduduk maka beban bertambah juga dan terdapat beban puncak

konsumen dimana waktunya berubah

6.6. Daerah-Daerah Perlindungan (Zones Of Protection).

Konsep daerah-daerah perlindungan ini membantu kita dalam

mendefinisikan persyaratan sistem perlindungan.

Dalam sisem tenaga bila terjadi gangguan maka gangguan tersebut

harus dilokalisir jangan sampai meluas. Untuk memenuhi hal itu alat

pengaman harus dapat dikoordinir satu sama lain, sehingga hanya alat-alat

pengaman yang terdekat dengan tempat gangguan saja yang bekerja,

dengan kata lain bersifat Selektif. Karena alat-alat pengaman mempunyai

kemampuan kerja terbatas, maka pada sistem tenaga terdapat pembagian

daerah-daerah proteksi sehingga didapatkan Selektivitas yang lebih baik.

Aspek penting lainnya tentang daerah perlindungan adalah bahwa

daerah yang berdekatan selalu tumpang tindih (Overlap). Hal ini memang

perlu, karena jika tidak demikian, maka terdapat daerah yang tidak terdeteksi

oleh rele.

7. PEMUTUS TENAGA (PMT)

7.1. Pengertian Pemutus Tenaga (PMT)

Pemutus tenaga (PMT) adalah sakelar yang dapat digunakan untuk

menghubungkan atau memutuskan arus atau daya listrik yang sesuai

dengan ratingnya. Dalam melakukan pemutusan atau menghubungkan

arus/daya listrik, akan terjadi busur api. Pemadaman busur api listrik tersebut

dapat dilakukan dengan beberapa macam bahan, yaitu minyak, udara dan

gas.

7.2. Jenis-Jenis Pemutus Tenaga (PMT)

Berdasarkan media pemadaman busur api listrik, PMT dapat dibagi

menjadi beberapa jenis yaitu :

1. Pemutus Tenaga dengan media minyak.

2. Pemutus Tenaga dengan menggunakan media Gas SF6

3. Pemutus Tenaga dengan menggunakan media udara.

7.2.1. Pemutus Tenaga dengan Media Minyak

PMT dengan media minyak dapat dibagi menjadi 2 macam :

1. PMT dengan banyak menggunakan minyak (Bulk oil circuit breaker)

Pada PMT ini minyak berfungsi sebagai isolasi antara bagian-bagian

yang bertegangan dengan badan, dan juga berfungsi sebagai peredam

loncatan busur-api.

2. PMT dengan sedikit menggunakan minyak (Low oil circuit breaker)

Pada PMT ini minyak berfungsi sebagai peredam loncatan busur-api saja.

Bagian-bagian Utama PMT dengan Media Minyak

1. Bagian-bagian utama PMT dengan banyak menggunakan minyak

adalah :

a. Tangki (tank)

b. Kontak-kontak (contacts)

c. Pengatur busur-api (arc control device)

d. Mekanis penggerak (operating mechanism)

e. Bushing

2. Bagian-bagian utama PMT dengan sedikit menggunakan minyak

adalah :

a. Bagian/ruang pemutus tenaga (circuit breaker compartment)


c. Pengatur busur-api (arc control device)

d. Mekanisme penggerak (operating mechanism)

e. Bagian penyangga (supporting compartment)

f. Bagian ruang atas (top chamber)

g. Bagian bawah/dasar (breaker base)

7.2.1.1. Pemutus Tenaga (PMT) dengan Banyak Minyak

Pemutus Tenaga dengan menggunakan banyak minyak pada

umumnya dipergunakan pada sistem tegangan dengan 245 KV. Pada

tipe ini minyak berfungsi sebagai :

a. Peredam loncatan bunga api selama pemutusan

kontak-kontak.

b. Bahan isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan

dengan badan.

Pemutus tenaga tipe ini ada yang mempunyai alat pembatas busur api

listrik dan ada pula yang tidak memakainya. Pada PMT ini, minyak

selain berfungsi sebagai isolasi antara bagian-bagian yang

bertegangan dengan badan juga berfungsi sebagai peredam atau

pemadam loncatan busur api listrik saja.

Prinsip Kerja PMT dengan menggunakan Banyak Minyak.

Untuk proses membuka dan menutup dari PMT ini adalah dengan

menggerakkan batang penggerak (tensionrod), turun untuk membuka

kontak - kontak dan naik untuk menutup kontak - kontak. Batang

penggerak digerakan oleh mekanisme penggerak (operating

mechanism). Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar.

PMT banyak minyak dengan pengatur busur api. PMT menggunakan banyak

minyak tanpa pengatur

busur api.

Gambar. PMT dengan menggunakan banyak minyak

Keterangan gambar:

1. Tangki

2. Minyak dielektrik

3. Kontak yang bergerak

4. Gas yang terbentuk oleh dekomposisi minyak dielektrik (hydrogen

70%)

5. Alat pembatas busur api listrik

6. Kontak tetap

7. Batang penegang (dari fiberglass)

8. Konduktor dari tembaga

9. Bushing terisi minyak atau tipe kapasitor

10.Konduktor

11. Inti busur api listrik

12.Gas hasil ionisasi

13.Gelembung - gelembung gas.

Bagian Utama PMT dengan Banyak Menggunakan Minyak

a. Tangki

Bahan dari tangki PMT ini dibuat dari plat baja, dengan teknik

pengelasan khusus. Tangki dilengkapi dengan ventilasi (saluran

pengaman, dimana arah alirannya dari dalam keluar) yang berfungsi

untuk membebaskan tekanan dalam tangki. Ventilasi tersebut harus

selalu diperhatikan agar jangan sampai tersumbat oleh sesuatu.

Tangki berfungsi menahan tekanan gas yang timbul selama

proses pemadaman busur-api. Bentuk dari tangki PMT direncanakan

sesuai dengan kebutuhan, yaitu ada satu tangki untuk tiga kutub atau

satu tangki untuk satu kutub saja.

b. Kontak-kontak

Kontak-kontak terdiri dari kontak bergerak (moving contact) dan

kontak tetap (fixed contact). Perencanaan kontak-kontak ditentukan

oleh tipe dari pengatur busur-api (arc control device).

Kontak-kontak dilapis dengan oksida tembaga sehingga selalu

dalam keadaan bersih dari pergesekan antar kontak. Kontak tetap

dilengkapi dengan pegas yang berfungsi menahan kontak bergerak.

Kontak bergerak adalah sebuah batang tembaga berbentuk silinder

yang dilengkapi dengan ujung kontak. Ujung kontak bila rusak, dapat

diganti dan dipasang kembali tanpa mengganti seluruh kontak.

Gambar 4.1 Susunan Kontak-kontak

Keterangan Gambar 4.1 :

1. Penahan kontak (contact support).

2. Kontak utama (main contact) terdiri dari electrolytic copper with

tungsten copper tips.

3. Belitan pegas (coiled spring) terdiri dari phospher bronze.

4. Kontak bergerak (moving contact).

5. Ujung kontak (arcing tip) terdiri dari tungsten copper.

6. Tangki kontak bergerak (moving contact stem) terdiri dari electrolytic

copper.

c. Pengatur busur-api

Pengatur busur-api (arc control device) umumnya dipergunakan

pada PMT dengan banyak menggunakan minyak yang berkapasitas

besar dan PMT dengan sedikit menggunakan minyak.

Pengatur busur-api mengatur panjangnya busur-api sehingga

pemadamannya dapat berlangsung dengan baik. Mekanisme dalam

pengatur busur-api dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 4.2 (a) Kontak menutup

Gambar 4.2 (b) Kontak Mulai

Membuka

Gambar 4.2 (c) Kontak dalam Posisi Terbuka

Gambar 4.2 Proses Pemadaman Busur-api

Keterangan gambar 4.2 :

1. Kontak tetap

2. Kontak bergerak

3. Pengatur busur-api

4. Busur-api

5. Gas bertekanan

6. Minyak

Ketika kontak bergerak terpisah meninggalkan kontak tetap, di

dalam pengatur busur-api terbentuk gas. Gas yang dihasilkan ini,

tekanannya akan bertambah di dalam pengatur busur-api. Karena

cepatnya kontak bergerak meninggalkan kontak tetap dan besarnya

tekanan gas, maka akan menimbulkan efek hembus (blast effect)

sehingga busur-api padam.

d. Mekanisme penggerak

Mekanisme penggerak berfungsi menggerakkan kontak bergerak

untuk pemutusan dan penutupan dari PMT. Bagian ini terdiri dari satu

kesatuan kerja tersendiri. Pemutusan dan penutupan oleh mekanisme

penggerak dapat dilakukan secara mekanis, elektris, pneumatik dan

hidraulis. Pemilihan mekanisme penggerak ini adalah tergantung dari

perencanaan PMT dan letak pengoperasiannya.

e. Bushing

Bushing terdiri dari porselen dan inti elektroda. Inti berfungsi

sebagai konduktor yang bertegangan, sedangkan porselen berfungsi

sebagai isolasi antara yang bertegangan dengan badan.

Prinsip Kerja PMT dengan Banyak Menggunakan Minyak

Proses untuk membuka dan menutup dari PMT ini adalah dengan

menggerakkan batang penggerak, turun untuk buka kontak-kontak dan

naik untuk menutup kontak-kontak. Batang penggerak digerakkan oleh

mekanisme penggerak (operating mechanism).

7.2.1.2. Pemutus Tenaga (PMT) dengan Sedikit Minyak

Pada PMT dengan menggunakan sedikit minyak, fungsi dari minyak

hanya sebagai peredam loncatan bunga api sedangkan fungsi

sebagai bahan isolasi dari bagian-bagian yang bertegangan dilakukan

oleh porselen atau material isolasi dari bahan organik. Pemutusan

arus dilakukan di bagian dalam dari pemutus. pemutus ini dimasukan

dalam tabung yang terbuat dari bahan isolasi. Diantara bagian

pemutus dan tabung, di isi minyak yang berfungsi untuk

memadamkan busur api waktu pemutusan.

Gambar 3.2 PMT Sedikit Menggunakan Minyak


1. Kontak tetap

2. Kontak bergerak

3. Ruangan pemutus aliran

4. Ruangan penyangga

5. Ruangan atas (puncak)

6. Alat pemadam busur api

7. Kontak tetap

8. Penutup dari kelas bakelit

9. Batang penggerak

10. Katup pelalu

11. Terminal

12. Katup pembantu

13. Lobang gas

Bagian Utama PMT dengan Sedikit Menggunakan Minyak

a. Bagian/ruang pemutus tenaga

Bagian/ruang pemutus tenaga ini berupa ruangan yang

diselubungi di bagian luar oleh porselen atau isolator steatit dan di

sebelah dalam diselubungi oleh tabung bakelit. Dalam ruangan tersebut

terdapat kontak-kontak tetap yang melekat pada bagian atas tabung

bakelit, sedangkan kontak-kontak bergerak yang tersambung pada

batang penggerak terletak di dalam sistem pemadam busur-api dan

minyak. Bagian ini terletak diantara bagian ruang atas dan bagian

penyangga.

b. Kontak-kontak

Kontak-kontak terdiri dari kontak tetap (fixed contact) dan kontak

bergerak (moving contact).

a. Kontak Tetap (fixed contact)

Kontak tetap dari segmen-segmen yang disebut jari-jari kontak

(contact finger), terbuat dari campuran tembaga dan perak.

Ujung jari-jari kontak yang akan berhubungan / bersentuhan

dengan kontak bergerak (moving contact) terbuat dari tembaga

– tungsten. Kontak tetap dibagi dalam dua bagian:

Kontak tetap atas (upper fixed contact)

Kontak tetap atas terdapat dalam pengatur busur api (arc

control device/turbulator) yang dihubungkan ke terminal atas

(upper terminal).

Kontak tetap bawah (lower fixed contact)

Kontak tetap bawah terletak pada dasar bagian pemutus

tenaga yang dihubungkan ke terminal bawah (lower terminal).

b. Kontak Tetap (fixed contact)

Batang Kontak Bergerak (moving contact rod)

Batang kontak bergerak ini terbuat dari campuran tembaga

dan perak.

Ujung Kontak (arcing tip), ujung kontak terbuat

dari tembaga - tungsten.


Pengatur busur-api pada PMT dengan sedikit menggunakan

minyak ini fungsinya sama dengan PMT dengan banyak menggunakan

minyak. Hanya pada pengatur busur-api pada PMT dengan sedikit

menggunakan minyak ini terdapat beberapa perlengkapan tambahan

seperti :

Pengatur busur-api terpasang tetap dan disekelilingnya terdapat

ventilasi-ventilasi yang berfungsi sebagai saluran aliran minyak untuk

pemadam busur-api.

Pengatur busur-api dapat bergerak pada waktu pemutusan sehingga

pengatur busur-api berfungsi sebagai pompa minyak.

Gambar 4.3 Pengatur Busur-api

Pengatur busur-api terpasang tetap dan terhubung dengan

selubung atas (top casing). Pengatur busur-api ini dilengkapi dengan

batang penghisap (piston rod) berfungsi sebagai penekan minyak untuk

memadamkan busur-api.

Gambar 4.4 Batang Pengisap pada Pengatur Busur-api

d. Mekanisme Penggerak

Mekanisme penggerak berfungsi untuk menggerakkan kontak

bergerak untuk pemutusan dan penutupan dari PMT. Pemutusan dan

penutupan PMT oleh mekanisme penggerak dapat secara mekanis,

pneumatik, hidraulis dan elektris.

Penilaian mekanisme penggerak ini adalah tergantung dari

perencanaan PMT dan letak pengoperasiannya.

e. Bagian penyangga

Bagian ini terbuat dari porselen atau isolator steatit yang menurut

konstruksinya dari pabrik ada yang dipasang vertikal atau horizontal

pada ruang dasar. Di dalam bagian ini terdapat batang kontak bergerak

yang sebagiannya tersambung dengan batang penggerak dari

mekanisme penggerak PMT. Sedangkan minyak yang di dalam bagian

penyangga berfungsi untuk mengisolasi antara bagian-bagian

bertegangan dengan badan.

f. Bagian ruang atas

Bagian ini terbuat dari besi, yang terdiri dari :

Separator yang berfungsi untuk menyemburkan minyak keluar, jika

terjadi pemuaian minyak secara berlebihan, ketika terjadi proses

pemutusan dan penutupan (pemasukan) dalam keadaan ada

gangguan.

Penduga tinggi minyak (oil level indicator) untuk mengetahui batas-

batas minimum dalam PMT.

Katup ventilasi, suatu alat pernapasan yang berfungsi untuk

pelepasan uap yang timbul dari dalam PMT.

Pengaman diapragma yang terpasang di bawah tutup kubah yang

direncanakan terangkat/terlepas untuk pengaman PMT atau untuk

melindungi PMT dari kerusakan, jika timbul tekanan yang sangat

tinggi di dalam PMT.

Prinsip Kerja PMT dengan menggunakan sedikit minyak

Untuk membuka dan menutup PMT adalah dengan menaikkan dan

menurunkan posisi dari kontak bergerak (moving contact) yang

terhubung pada batang penggerak (operating rod) yang digerakkan

oleh mekanisme penggerak (operating mechanism).

a. Pada proses penutupan

Batang kontak penggerak (moving contact rod) yang berhubungan

dengan kontak bawah (lower fixed contact) bergerak ke arah

kontak tetap atas (upper fixed contact) sehingga kontak tetap dan

kontak bergerak akan terhubung yang merupakan penghubung

arus dari terminal atas (upper terminal) ke terminal bawah (lower

terminal).

b. Pada proses pembukaan

Batang kontak bergerak yang berhubungan dengan kontak tetap

bawah, meninggalkan kontak tetap atas sehingga kontak tetap dan

kontak bergerak akan terlepas, yang merupakan terputusnya

terminal atas dengan terminal bawah.

7.2.2. PMT Dengan Media Gas SF6 (Sulfur Hexafluoride)

Pemutus gas SF6 adalah pemutus beban yang menggunakan gas SF6

(Sulphur hexafluoride) sebagai bahan pemadam busur-api, menggantikan

udara tekan. Jenis ini didasarkan atas perkembangan teknologi dalam 20

tahun terakhir, dan memberi harapan yang menggembirakan dalam

pemutusan tegangan tinggi. Pemutus jenis ini memiliki keuntungan bahwa ia

tidak terpengaruh oleh keadaan cuaca, tidak membahayakan manusia,

hampir tidak memerlukan pemeliharaan dan mudah dipasang. Sifat-sifat gas

SF6 murni adalah tak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah

terbakar. Pada temperatur di atas 1500 C, gas SF6 mempunyai sifat tidak

merusak metal, plastik dan bermacam-macam bahan yang umumnya

digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi.

Sebagai isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik

yang tinggi (2,35 kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan

pertambahan tekanan. Sifat lain dari gas SF6 adalah mampu mengendalikan

kekuatan dielektrik dengan cepat, setelah arus bunga api listrik melalui titik

nol. PMT gas SF6 ini terdiri dari 2 tipe :

Tipe tekanan tunggal (single pressure type)

Tipe tekanan ganda (double pressure type)

PMT tipe tekanan tunggal, PMT diisi gas SF6 dengan tekanan kira-

kira 5 Kg/Cm2. Selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6 ditekan ke dalam

suatu tabung yang menempel pada kontak bergerak. Pada waktu pemutusan

gas SF6 ditekan melalui nozzle (pipa) dan tiupan ini yang mematikan busur-

api.

PMT tipe tekanan ganda, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan

melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur-api.

PMT dengan sistem gas tekanan tinggi, tekanan gas kurang lebih

12 Kg/Cm2 dan pada sistem gas tekanan rendah, tekanan gas kurang lebih 2

Kg/Cm2. Gas pada sistem tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke

sistem tekanan tinggi.

Gambar 3.6 Satu Katup PMT dengan Gas SF6 Bertangki Ganda dalam

Tangki Tertutup


1. Sambungan terminal-terminal

2. Isolator-isolator atas

3. Jalan masuknya gas SF6 : 14 Kg/Cm2

4. Jalan masuknya gas SF6 : 2 Kg/Cm2

5. Ruang pemadam busur api

6. Sambungan penggerak

7. Isolator bawah

8. Persediaan utama gas SF6 14 Kg/Cm2

9. Ganjal dari aluminium

10. Ruang tekanan rendah : 2 Kg/Cm2 pada tekanan tanah

11. Pembantu persediaan tekanan tinggi : 14 Kg/Cm2

Gambar 3.7 Satu Katup PMT 245 kV dengan Gas SF6


1. Mekanisme penggerak

2. Pemutus

3. Isolator penyangga dari porselen rongga

4. Batang penggerak berisolasi fibre glass

5. Penyambung antara batang penggerak dengan kontak gerak

6. Terminal-terminal

7. Saringan

8. Silinder penggerak

9. Torak tetap

10. Kontak tetap

11. Kontak tetap

12. Kontak gerak

13. Gas SF6

PMT dengan Media Gas SF6 ( Sulfur HexaFluoride Circuit Breaker )

Pada PMT ini gas SF6 berfungsi sebagai :

Pemadam loncatan busur api.

Isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan dan bagian yang

bertegangan dengan badan.

Bagian-bagian Utama PMT dengan Media Gas SF6

Bagian-bagian utama dari PMT yang menggunakan media gas SF6, yaitu

:

a. Ruangan pemutus tenaga (circuit breaker compartment)


c. Pengatur busur api (are control device)

d. Bagian Penyangga (supporting compartment)

e. Mekanis penggerak (operating mechanism)

Fungsi Bagian-bagian Utama PMT dengan Media Gas SF6

Fungsi bagian-bagian utama dari PMT yang menggunakan media gas

SF6 :

a. Ruangan pemutus tenaga.

Ruangan pemutus tenaga berupa ruangan yang diselubungi oleh

porselen dan dalam ruangan ini terdapat :

- Kontak-kontak

- Silinder bergerak/silinder penghembus (moving cylinder/blast cylinder)

- Torak tetap (fixed piston)

Ruangan pemutus tenaga ini terletak di atas bagian penyangga. Setiap

kutub (pole) dapat terdiri dari satu ruangan pemutus tenaga, atau ruangan

pemutus tenaga ganda (multi-break), tergantung besarnya tegangan, daya

atau MVA kapasitas pemutusan (breaking-capacity) yang dihubungkan seri.

Untuk ruangan pemutus tenaga lebih dan satu, umumnya dilengkapi dengan

kapasitor yang dihubungkan paralel dengan ruangan pemutus tenaga.

Fungsi kapasitor pada PMT dengan media gas SF6 adalah sama dengan

fungsi kapasitor pada PMT dengan udara hembus.

b. Kontak-kontak

Kontak-kontak terdiri dari kontak tetap (fixed contact) dan kontak

bergerak (moving contact).

Kontak tetap, dibagi dalam dua bagian :

Kontak tetap atas (upper fixed contact) yang terdiri dari :

- Bagian penyangga kontak tetap

- Jari-jari kontak tetap

- Kontak busur tetap

Kontak tetap atas ini dihubungkan ke terminal atas.

Kontak tetap bawah (lower fixed contact)

Kontak tetap bawah ini terletak di bagian dalam torak tetap, juga

terpasang dengan torak tetap ini. Kontak tetap bawah dan torak tetap

dihubungkan ke terminal bagian bawah.

Kontak bergerak, terdiri dari :

- Tabung kontak bergerak

- Silinder bergerak

- Jari-jari kontak busur

- Ujung kontak

- Pipa (nozzle), dari bahan isolasi

Gambar 4.8 Kontak-kontak pada PMT dengan Media Gas SF6


1. Isolator 10. Silinder bergerak

2. Bagian penyangga kontak tetap 11. Jari-jari kontak busur

3. Jari-jari kontak tetap 12. Kontak busur bergerak

4. Kontak busur tetap 13. Pipa dari bahan isolasi

5. Terminal atas 14. Isolator penyangga

6. Piston tetap 15. Terminal bawah

7. Kontak busur tetap

8. Batang penggerak

9. Tabung kontak bergerak


Pengatur busur-api pada PMT dengan media gas SF6 ini prinsip kerjanya

terdiri dari beberapa macam. Silinder bergerak terhubung dengan tabung

kontak bergerak yang dapat mengikuti gerakan sepanjang bagian

penyangga kontak bergerak.

Waktu pembukaan silinder bergerak akan terpisah dengan jari-jari kontak

tetap, sehingga arus akan mengalir melalui batang busur, jari-jari busur,

tabung kontak bergerak, kontak tetap berfungsi sebagai piston tetap, dengan

secara berangsur-angsur gas SF6 yang berada dalam silinder bergerak akan

tertekan ke arah batang busur melalui pipa. Busur-api yang terjadi sewaktu

batang busur terpisah dengan ujung kontak akan dipadamkan oleh gas SF6

yang tertekan tersebut.

d. Bagian penyangga

Bagian penyangga terbuat dan porselen, dipasang vertikal pada rangka

tangki (frame tank) dan berfungsi sebagai penyangga dari ruangan pemutus

tenaga. Di dalam bagian ini terdapat batang penggerak dari bahan isolasi

(insulating rod) dari mekanis penggerak pemutus tenaga. Sedangkan gas

SF6 di dalam bagian penyangga berfungsi untuk mengisolasi antara bagian-

bagian yang bertegangan dan bagian yang bertegangan dengan badan.

e. Mekanis penggerak

Mekanis penggerak berfungsi untuk menggerakkan kontak bergerak

untuk pemutusan dan penutupan dan PMT. Pemutusan dan penutupan oleh

mekanis penggerak dapat secara mekanis, pneumatic, hidraulis dan elektris.

Pemilihan mekanis penggerak ini adalah tergantung dari perencanaan

PMT dan letak pengoperasiannya.

Prinsip Kerja PMT dengan Media Gas SF6

PMT dibuka dan ditutup dengan menaikkan dan menurunkan posisi dari

kontak bergerak yang terhubung pada batang penggerak yang digerakkan

oleh mekanis penggerak.

Proses penutupan :

Tabung kontak bergerak yang berhubungan dengan kontak tetap bawah

bergerak ke arah bagian-bagian kontak tetap atas, sehingga kontak tetap

dan kontak bergerak akan terhubung yang merupakan penghubung arus dari

terminal atas ke terminal bawah.

Proses pembukaan :

Tabung kontak bergerak yang berhubungan dengan kontak tetap bawah

meninggalkan kontak tetap atas. Pertama kali, silinder bergerak akan

terpisah dengan jari-jari kontak tetap kemudian jari-jari busur akan terpisah

batang busur dan akhirnya ujung busur akan terpisah dengan batang busur.

Pada saat ujung busur terpisah dengan batang busur akan terjadi loncatan

busur-api yang segera dipadamkan oleh hembusan gas SF6.

7.2.3. PMT dengan Media Udara

PMT Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker)

PMT udara hembus (juga disebut compressed air circuit breaker),

bagian pemutusnya terpasang di dalam tabung isolator porselen yang

terpasang mendatar. Busur-api dipadamkan dengan menyemburkan udara

tekan pada bagian pemutus. Udara tekanan tinggi dihembuskan kebusur-api

melalui nozzle pada kontak pemisah. Kembalinya isolasi diantara kutub-

kutubnya setelah kontaknya terpisah, terjadi karena udara tekan

(compressed air). Tidak seperti pemutus minyak, pemutus semburan udara

tidak memerlukan penggantian minyak yang biasanya merepotkan; sangat

menguntungkan dalam pemutusan arus pemuatan. Tekanan udara besarnya

15 Kg/Cm2, tetapi akhir-akhir ini untuk pemutus beban dengan tegangan 300

kV atau lebih tinggi lagi, tekananya sekitar 30 Kg/Cm2, dan kapasitas

pemutusnya sampai lebih dari 25 GVA.

Gambar 3.3 Pemutus Beban Semburan Udara (300 kV; 25 GVA; 30

Kg/Cm2) dan Transformator Arus

Ionisasi media diantara kontak dipadamkan oleh hembusan udara.

Setelah pemadaman busur-api dengan udara tekanan tinggi, udara ini juga

berfungsi mencegah tegangan pukul (restriking voltage).

Kontak PMT ditempatkan di dalam isolator, dan juga katup

hembusan udara. Pada PMT kapasitas kecil isolator ini merupakan satu

kesatuan dengan PMT-nya, tetapi untuk kapasitas besar tidak demikian

halnya.

Gambar 3.4 PMT Hembusan Udara Tekanan Tinggi


1. Tangki persediaan udara dari plat baja 9. Terminal (tembaga atau

perak)

2. Isolator berongga dari porselen 10. Pegas penekan

(campuran baja)

3. Ruangan pemadam busur-api ganda 11. Pelepas udara keluar

4. Mekanis penggerak pneumatic 12. Tanduk busur api dari

tembaga

5. Batang penggerak dari baja 13. Unit tahanan

6. Katup pneumatic 14. Penutup (porselen)

7. Kontak tetap dari tembaga 15. Saluran

8. Kontak bergerak dari tembaga

Bagian-bagian Utama PMT dengan Media Udara Hembus

Bagian-bagian utama dari PMT dengan menggunakan media udara

hembus yaitu :

a. Ruangan pemutus tenaga (circuit breaker compartment)


c. Penagtur busur-api (arc control device)

d. Bagian penyangga (supporting compartment)

e. Katup hembus dan katup pembuangan (blast valve & exhaust valve)

f. Tangki (tank)

g. Mekanisme penggerak (operating mechanism)

h. Sistem udara tekan (compressed air system)

Fungsi Bagian Utama PMT dengan Media Udara Hembus

Fungsi dari tiap-tiap bagian utamanya adalah :

a. Ruangan pemutus tenaga

Ruangan pemutus tenaga ini berfungsi sebagai ruangan pemadam

busur-api, yang terdiri dari :

1. Unit pemutus utama; berfungsi sebagai pemutus utama.

Unit pemutus utama ini berupa ruangan yang diselubungi bagian luar

oleh isolator dari porselen dan disebelah dalamnya terdapat ruangan

udara, kontak-kontak bergerak yang dilengkapi oleh pegas penekan,

torak dan kontak tetap sebagai penghubung yang terletak melekat

pada isolator porselen.

2. Unit pemutus pembantu; berfungsi sebagai pemutus arus yang

melalui tahanan.

Unit pemutus pembantu ini berupa ruangan yang diselubungi bagian

luar oleh isolator dari porselen dan di sebelah dalamnya terdapat

ruangan udara, kontak-konyak bergerak yang dilengkapi oleh pegas

penekan, torak dan kontak tetap sebagai penghubung yang terletak

melekat pada porselen.

3. Katup kelambatan; berfungsi sebagai pengatur udara bertekanan dari

unit pemutus utama ke unit pemutus pembantu, sehingga kontak pada

unit pemutus pembantu akan terbuka lebih-kurang 25 detik setelah

kontak-kontak pada unit pemutus utama terbuka.

Katup kelambatan ini berupa bejana berbentuk silinder yang berongga

sebagai ruang udara, juga terdapat ruang pengatur, katup penahan,

katup pengatur, rumah perapat dan tempat katup.

Prinsip kerja katup kelambatan, sebagai berikut :

Proses pembukaan PMT :

Udara bertekanan dari unit pemutus utama melalui saluran udara

mengisi ruangan kelambatan, sehingga piston akan tertekan dan

menyebabkan katup terbuka. Dengan terbukanya katup udara

bertekanan akan mengalir ke unit pemutus pembantu melalui saluran

udara. Pada waktu yang sama dari saluran udara, udara bertekanan

juga mengalir mengisi ruangan udara melalui katup penahan.

Proses penutupan PMT :

Tahanan udara dalam ruangan akan berkurang karena udara

dalam unit pemutus utama dan ruangan penyangga dibuang melalui

katup pembuangan, sehingga katup penahan akan tertutup

sedangkan katup akan terbuka dikarenakan perbedaan tekanan

dalam ruangan udara terhadap tekanan dalam ruangan, disertai

dengan terbukanya katup ke silinder penutupan melaui saluran udara.

Gambar 4.5 Katup Kelambatan


1. Badan (body)

2. Penutup (stopper)

3. Katup (valve)

4. Torak

5. Ruang pengatur (delay room)

6. Pegas

7. Silinder

8. Batang

9. Cincin penutup (washer)

10.Rumah perapat

11.Tempat katup

12.Torak

13.Ruangan udara

14.Pipa pembuangan

15.Tutup

16.Alat berlubang (perforated sheet)

17.Pegas

18.Katup penahan (check valve)

19.Saluran udara, ke unit pemutus pembantu

20.Saluran udara

21.Saluran udara dari unit pemutus utama

22.Saluran udara dari ruang pengumpul ke tabung penutup

4. Tahanan

Tahan ini dipasang paralel dengan unit pemutus utama, yang

berfungsi untuk :

Mengurangi kenaikan harga dari tegangan pukul

(restriking voltage).

Mengurangi arus pukulan (chopping current) pada waktu

pemutusan.

5. Kapasitor

Kapasitor ini dipasang paralel dengan tahanan, unit pemutus utama

dan unit pemutus pembantu, yang berfungsi untuk :

Mendapatkan pembagian tegangan yang sama pada setiap celah

kontak, sehingga kapasitas pemutusan pada setiap celah adalah

sama besarnya.

b. Kontak-kontak

1. Unit pemutus utama

Kontak bergerak dilapisi dengan perak, terdiri dari

:

Kepala kontak bergerak (movable contact head)

Silinder kontak (contact cylinder)

Jari-jari kontak (finger contact)

Batang kontak (contact rod)

Pegangan kontak (contact holder)

Kontak tetap, terdiri dari :

Kepala kontak (fixed contact head)


2. Unit pemutus pembantu

Kontak bergerak

Kontak tetap, terdiri dari :

Jari-jari kontak (finger contact)



Udara bertekanan tinggi dari tangki udara yang dikirim ke ruangan

pemadaman busur-api melalui bagian penyangga yang berongga,

menyebabkan udara bertekanan tinggi tersebut menekan kepala kontak

bergerak, sehingga akan memisahkan kontak bergerak dengan kontak

tetap di dalam unit pemutus utama.

Busur-api yang terjadi antara kontak bergerak dan kontak tetap akan

terhembus ke dalam mulut pipa (nozzle) kontak tetap, sehingga busur-

api akan padam oleh aliran udara bertekanan tersebut.

Gas pembuangan mengalir ke luar melalui saluran pembuangan ke

udara luar. Udara bertekanan di dalam unit pemutus mengalir ke ruang

perlambatan dan setelah pemadaman busur-api dalam unit pemutus,

katup kelambatan terbuka dan udara bertekanan tinggi mengalir ke

dalam unit pemutus pembantu sehingga kontak bergerak akan terpisah

dengan kontak tetap. Arus yang mengalir melalui tahanan yang paralel

dengan unit pemutus akan diputuskan oleh kontak-kontak dalam unit

pemutus pembantu.

d. Bagian penyangga

Bagian penyangga terbuat dari porselen atau steatite dan berfungsi

sebagai penyangga dari ruangan pemutus tenaga dan sebagai isolasi

antara bagian-bagian bertegangan dengan badan. Bagian penyangga

ini mempunyai rongga atau disebut juga isolator berongga, yang

berfungsi sebagai saluran udara hembus dari tangki persediaan udara

ke ruangan pemutus tenaga.

e. Katup hembus dan katup pembuangan

Katup hembus dan katup pembuangan ini terpasang pada dasar bagian

penyangga. Katup hembus berfungsi sebagai pelepasan katup udara

bertekanan tinggi dari dalam tangki udara ke ruang pemutus tenaga

pada waktu pemutusan. Katup pembuangan berfungsi sebagai

pelepasan udara bertekanan tinggi dari ruangan pemutus tenaga ke

udara luar pada waktu penutupan.

f. Tangki

Tangki persediaan udara terbuat dari plat baja, berfungsi sebagai

persediaan udara hembus untuk peredam busur-api pada saat

terjadinya pemutusan. Setiap kutub dapat dilengkapi dengan satu buah

tangki persediaan udara atau tiga kutub dapat dilengkapi dengan satu

buah tangki persediaan udara.

g. Mekanis penggerak

Mekanis penggerak berfungsi untuk menggerakkan kontak bergerak

untuk pemutusan dan penutupan dari PMT. Pemutusan dan penutupan

oleh mekanis penggerak dapat dilakukan secara mekanis, pneumatik,

hidraulis dan elektris.

Pemilihan mekanis penggerak ini adalah tergantung dari perencanaan

PMT dan letak pengoperasiannya.

h. Sistem udara tekan

Udara hembus yang diperlukan untuk pemutusan selalu tersedia pada

tangki persediaan dengan tekanan 20-30 Kg/Cm2. Jika tekanan udara

pada tangki persediaan berkurang, di bawah harga tertentu (missal 20

Kg/Cm2), maka katup pengatur secara otomatis terbuka dan udara dari

tangki persediaan utama dengan tekanan lebih tinggi (30-40 Kg/Cm2)

akan masuk ke dalam tangki persediaan. Bila terjadi penurunan

tekanan udara pada tangki persediaan atau tangki persediaan utama

basah, maka katup penutup dengan cepat akan menutup. Sebaliknya

bila terjadi kebocoran pada pipa, mka katup searah akan bekerja.

Tekanan udara pada tangki persediaan dapat dipertahankan pada

harga yang diinginkan, sedangkan tekanan udara pada tangki

persediaan utama diatur pada tekanan 35 Kg/Cm2, yaitu lebih tinggi dari

tekanan udara pada tangki persediaan. Jika tekan udara pada tangki

persediaan utama berkurang di bawah harga yang telah ditentukan,

maka kompresor akan bekerja secara otomatis.

Gambar 4.6 Diagram Dasar Sistem Udara Tekan


1. Starter

2. Panel kontrol

3. Motor induksi

4. Kompresor

5. Tangki persediaan utama (main reservoir)

6. Katup penutup (stop valve)

7. Tangki persediaan udara (tank air reservoir)

8. Pengukuran tekanan rendah (low pressure gauge)

9. Pengukur tekanan

10. Katup pembuangan (blow down valve)

11. Katup searah

12. Katup penutup cepat setempat

13. Katup pengatur

Prinsip Kerja PMT dengan Media Udara Hembus

Pemutus dalam keadaan tenaga masuk, arus mengalir dan terminal

pemutus pembantu yang selanjutnya terus melewati kontak tetap pemutus

pembantu, kontak bergerak, kontak jari-jari pemutus pembantu, penyangga

pemutus pembantu, kontak tetap pemutus utama, kontak bergerak pemutus

utama, penyangga pemutus utama, kemudian menuju kontak gerak, kontak

tetap pemutus utama pada sisi yang benkutnya, terus ke penyangga

pemutus pembantu, kontak jari-jari pemutus pembantu, kontak-bergerak,

kontak tetap pemutus pembantu dan terus ke terminal pemutus pembantu.

Seperti juga pada PMT yang lainnya, proses penutupan dan pembukaan

PMT adalah dengan cara menutup dan membuka kontak-kontak pada/dari

kontak-kontak tetap dengan adanya perubahan tekanan udara di dalam

ruangan pemutus, secara terperinci dapat dilihat pada gambar 4.7.

Cara pembukaan pemutus tenaga :

Setelah kumparan pelepas (tripping coil) bekerja, maka katup pengatur

membuka dan udara bertekanan tinggi mengalir kesebelah bawah dan

silinder penggerak (driving cylinder). Dengan berputarnya poros penggerak

searah putaran jarum jam akan menyebabkan katup kerja dan katup tekan

membuka.

Ruangan didalam isolator penyangga dan unit pemutus utama akan terisi

penuh dengan udara bertekanan tinggi dari tangki, sehingga kontak bergerak

di dalam pemutus utama membuka.

Busur api akibat pembukaan kontak dipadamkan oleh hembusan udara,

dan gas yang timbul akibat busur api tersebut keluar bersama-sama melalui

lobang pembuang udara. Setelah terjadi pembukaan pada pemutus utama,

dengan kelambatan dua cycle yang diatur oleh katup kelambatan, maka

udara tekan akan masuk ke dalam unit pemutus pembantu.

Setelah kontak pemutus pembantu membuka, dan arus sisa yang

mengalir melalui tahanan yang paralel dengan pemutus utama diputuskan.

Pada akhir langkah kerja pembukaan, kontak bergerak pemutus pembantu

menutup lobang pembuang udara.

Ruang isolator penyangga, pemutus utama dan pemutus pembantu terisi

penuh oleh udara bertekanan tinggi. Kontak bergerak pemutus utama masuk

kembali, setelah ruangan pegas penuh dengan tekanan. Setelah pemutusan

arus, pembukaan dan kontak pemutus pembantu dipertahankan membuka

oleh tekanan udara dalam ruangan tersebut.

Cara pemasukkan pemutus tenaga :

Dengan bekerjanya kumparan penutup (closing coil), maka katup

pengatur membuka, dan udara tekan mengalir ke sisi atas dari silinder

penggerak dan akan menyebabkan berputarnya poros penggerak yang

berlawanan arah dengan putaran jarum jam, maka katup pembuangan

terbuka. Sehingga udara yang bertekanan tinggi di dalam ruangan isolator

penyangga dan unit pemutus utama terbuang melalui katup pembuang.

Karena turunnya tekanan udaran tersebut dengan tiba-tiba, maka katup

kelambatan bekerja dan udara tekan dalam ruang udara dari katup

kelambatan mengalir masuk ke dalam silinder penutup dan mendorong

kontak bergerak pemutus pembantu masuk.

Gambar 4.7 Urutan Prinsip Kerja PMT dengan Media Udara Hembus


1. Unit pemutus pembantu

2. Unit pemutus utama

3. Rumah pemutus pembantu

4. Penyangga pemutus utama

5. Isolator penyangga

6. Tangki udara

7. Terminal unit pemutus pembantu

8. Lubang pembuang udara

9. Kepala kontak bergerak

10. Kontak tetap pemutus utama

11. Katup kelambatan

12. Silinder penutup

13. Kontak tetap pemutus pembantu

14. Kontak-bergerak pemutus pembantu

15. Silinder penggerak

16. Pegas kontak bergerak pemutus utama

17. Jari-jari kontak pemutus pembantu

18. Torak katup tekan

19. Katup tekan

20. Katup kerja

21. Katup pembuang

22. Torak katup pembuang

23. Katup pengatur

24. Poros penggerak

25. Torak

PMT dengan Hampa Udara (Vacuum Circuit Breaker)

PMT dengan hampa udara belum banyak digunakan. Kontak-

kontak pemutus dari PMT ini terdiri dari kontak tetap dan kontak bergerak

yang ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruang hampa udara ini

mempunyai kekuatan dielektrik (dielectric strength) yang tinggi dan media

pemadam busur-api yang baik.

Gambar 3.5 Pemutus dari PMT Hampa Udara


1. Plat-plat penahan (nonmagnetik)

2. Rumah pemutus dari bahan berisolasi

3. Pelindung dari embun uap

4. Kontak bergerak

5. Kontak tetap

6. Penghembus dari bahan logam

7. Tutup alat penghembus

8. Ujung kontak

PMT dengan Hembusan Magnetis (Magnetic Blow-out)

PMT dengan hembusan magnetis busur-api dihembus oleh medan magnet

yang dibangkitkan oleh arus yang akan diputus itu sendiri, ke dalam ruang pemutus

busur api. Cara ini dipakai terutama untuk tegangan rendah (kurang dari 15 kV);

pemutus bebannya dipasang di dalam kotak hubung tertutup (metal clad cubicle).

7.3. Mengoperasikan PMT

Urutan yang dilakukan ketika akan mengoperasikan PMT, yaitu :

1. Pembukaan jaringan

a. PMT diopersikan lebih dulu, kemudian pemisah-pemisahnya.

b. Sebelum pemisah dioperasikan, harus diperiksa apakah PMT sudah

terbuka sempurna, hal ini dilakukan dengan melihat secara visual atau

dengan melihat penunjukan amperemeter apakah sudah menunjukan

nol.

2 Urutan pembukaan

jaringan :

1. PMT

1 2. PMS

3. PMS tanah

2 3

2. Penutupan jaringan

a. PMT diopersikan setelah pemisah-pemisahnya dimasukkan.

b. Setelah PMT dimasukkan, diperiksa apakah terjadi kebocoran isolasi

(misalnya : minyak, gas, dsb.) pada PMT.

2 Urutan penutupan

jaringan :

1. PMS tanah

2. PMS

3 3. PMT

2

1

7.4. PMT di dalam jaringan

Untuk menghindarkan kesalahpahaman yang bisa mengakibatkan

kesalahan dalam operasi sistem tenaga listrik, diperlukan identifikasi

peralatan dalam sistem yang jelas dan seragam. Kesalahpahaman dalam

operasi sistem tenaga listrik dapat menimbulkan kecelakaan manusia

maupun gangguan serta kerusakan peralatan. Oleh karena itu perintah-

perintah operasi dalam sistem harus disertai identifikasi peralatan yang jelas.

Gambar dibawah ini menggambarkan PMT dan PMS dalam GI X yang

mempunyai rel ganda.

Gambar 4.5.1 Gardu induk X dengan rel ganda 150 KV dan 20 KV

Dengan memperhatikan gambar 4.5.1 identifikasi beberapa peralatan

di GI X adalah sebagai berikut :

PMS no.1 : PMS sisi rel 1 Penghantar 150 KV no.1 jurusan GI y.

PMS no.2 :PMS sisi rel 2 Penghantar 150 KV no.2 jurusan GI y.

PMS no.3 : PMS sisi penghantar dari penghantar 150 KV no.1

jurusan GI Y.

PMS no.4 : PMS tanah dari penghantar 150 KV no.1 jurusan GI Y.

PMS no.5 : PMS sisi rel 1 150 KV dari trafo no.1.

PMS no.6 : PMS sisi rel 2 20 KV dari trafo no.1.

PMS no.9 : PMS sisi rel 1 kabel 20 KV jurusan Z1.

PMS no.14 : PMS sisi SUTM dari SUTM 20 KV jurusan Z2.

PMT no.A : PMT 150 KV Penghantar no. 1 jurusan GI Y.

PMT no.B : PMT 150 KV trafo no.I.

PMT no.C : PMT 20 KV trafo no.I.

PMT no.D : PMT kabel 20 KV jurusan Z1.

PMT no.E : PMT SUTM KV jurusan Z2.

7.5. Konfigurasi Jaringan

Dasar yang diperlukan oleh Sistem distribusi tenaga adanya jaringan

yang digunakan untuk mendistribusikan daya ke konsumen.

Konfigurasi jaringan perlu diatur demi kelancaran operasi sistem

dalam keadaan normal maupun dalam proses mengatasi gangguan.

Konfigurasi jaringan sangat dipengaruhi oleh macam rel yang ada dalam

jaringan.

A. Rel tunggal

Rel tunggal mempunyai keuntungan bahwa biaya investasinya kecil

(murah), namun kerugianya adalah fleksibilitas serta keandalannya bagi

operasi sangat rendah. Apabila terjadi kerusakan pada rel maka pusat

listrik atau gardu induk yang bersangkutan harus dibebaskan dari

tegangan secara keseluruhan dalam arti harus dikeluarkan dari operasi

sampai selesai dilakukannya perbaikan. Untuk menambah fleksibilitas

operasi maupun keandalan operasi dapat ditambahkan PMS Seksi

pada rel.

Gambar 4.7.1 Pusat Listrik dan Gardu Induk dengan Rel Tunggal

Dengan adanya PMS Seksi dari rel ini maka jika ada kerusakan pada

rel yang memerlukan pembebasan tegangan untuk perbaikan, maka

dengan membuka PMS rel tersebut tidak seluruh rel harus dibebaskan

Jaringan

distribusi

GARDU INDUK

PMS Seksi

Trafo pemakaian sendri

GENERATOR

Pusat Listrik

dari tegangan atau dikeluarkan dari operasi selama pekerjaan

perbaikan rel berlangsung. Hanya pada waktu membuka dan menutup

PMS Seksi dari rel perlu diadakan pembebasan tegangn pada rel

secara keseluruhan, tetapi hal ini memerlukan waktu yang relatif

pendek.

B. Rel ganda.

Sistem rel ganda adalah rel ganda dengan satu PMT seperti terlihat

pada gambar 4.7.2.

Gambar 4.7.2 Pusat listrik dan Gardu Induk yang menggunakan rel

ganda dengan satu PMT

Pusat listrik dan gardu induk dengan rel ganda, dapat dilihat antara dua

macam konfigurasi, yaitu :

1. Konfigurasi dengan membagi instalasi atas kelompok rel 1 dan

kelompok rel 2 seperti terlihat pada gambar 4.7.3.

Kelompok 1 yang terdiri dari unit pembangkit, tranformator

pemakaian sendiri dan jaringan distribusi lokal dihubungkan

Rel 1 Rel 2

JaringanDistribusi

Rel 1 Rel 2

PMT Kopel Gardu Induk

Ke GIlain

SUTT

PMT KopelPusat Listrik

Trafo pemakaian sendiri

GENERATOR

Gambar 4.7.3 konfigurasi instalasi yang terbagi atas dua kelompok

dengan rel 1, sedangkan SUTT yang menuju keluar, berhubungan

dengan sistem di hubungkan dengan rel 2.

Dengan konfigurasi semacam ini maka ada kelompok “intern“

pada rel 1 dan kelompok “ekstern” pada rel 2. Apabila terjadi

gangguan yang bersifat total bagi pusat listrik maka PMT kopel

harus segera dibuka, kemudian unit pembangkit di paralel kembali

pada rel 1 untuk segera melayani kelompok intern sambil

menunggu datangnya tegangan dari kelompok ekstern, yang

apabila datang dapat diparalel kembali dengan kelompok intern

melalui PMT kopel.

Juga apabila ada kesulitan dengan unit pembangkit dan tegangan

dari kelompok ektern telah tiba maka tegangan ekstern dapat

dimanfaatkan dahulu dan kemudian di sinkronnisasikan dapat

dilakukan dari PMT generator.

Konfigurasi semacam ini hanya cocok untuk pusat listrik yang

relatif kecil dimana dia tidak pernah diberi tugas melayani beban

lokal.

PMT KopelPusat Listrik

Rel 2Rel 1

2. Konfigurasi dengan membagi rel atas kelompok penerima

tegangan dari rel yang lain untuk kelompok pengirim tegangan.

Apabila hal ini dilakukan dalam pusat listrik maka unit-unit

pembangkit dimasukan dalam rel pengirim tegangan begitu pula

halnya dengan transformator pemakaian sendiri. Konfigurasi yang

kedua ini seperti ditunjukan pada gambar dan banyak dipakai pada

GI karena GI kebanyakan dapat menerima tegangan dari salah

satu SUTT tetapi juga harus mengirimkan tegangan ke GI atau

pusat listrik yang lain dalam sistem. Dalam hal yang demikian

transformator pemakaian sendiri dari GI sebaiknya dipasang pada

rel yang diperkirakan bisa cepat menerima tegangan, hal ini

tentunya tergangtung kepada kondisi sistem.

Gambar 4.7.4 Konfigurasi dengan rel penerima tegangan dan rel

pengirim tegangan.

C. Rel dengan PMT 1,5.

Pusat-pusat listrik dan GI yang besar, dengan daya terpasang diatas

120 MVA banyak yang menggunakan rel dengan PMT 1,5 seperti

ditunjukan oleh gambar 4.7.5.

Gambar 4.7.5 Rel dengan PMT 1,5 dari suatu pusat listrik

Dengan memperhatikan gambar maka dapat dikatakan beberapa hal

pada rel dengan PMT 1,5 sebagai berikut:

Elemen-elemen yang ada disebelah kiri seperti generator dan

transformator pemakaian sendiri (P.S) adalah elemen-elemen yang

paling mudah dihubungkan dengan rel 1, yaitu dengan cara menutup

PMT bernomor A yang terdekat. Apabila dinginkan bahwa elemen

yang ada disebelah kiri dihubungkan dengan satu rel saja tanpa

berhubungan dengan elemen lain maka kemungkinannya hanyalah rel

1. Dengan penjelasan yang serupa berlaku hal yang serupa bagi

elemen-elemen yang berada disebelah kanan yaitu penghantar–

penghantar dalam hubungannya dengan rel 2 melalui PMT yang

bernomor B.

Elemen yang ada disebelah kiri hanya dapat berhubungan dengan rel 2

jika paling sedikit ada satu PMT bernomor AB yang beroperasi masuk.

Begitu pula halnya untuk elemen yang ada disebelah kanan dalam

hubungan dengan rel 2.

Rel 1 dan rel 2 dapat berhubungan satu sama lain bila paling sedikit ada

satu pasang PMT A, AB dan B yang beroperasi masuk secara seri

misalnya PMT-PMT A2, AB2, B2.

Ada pasangan elemen yang ada disebelah kiri dan kanan dapat

berhubungan satu sama lain tanpa melalui rel 1 ataupun rel 2.

Misalnya generator nomor satu dapat berhubungan melalui PMT AB1

dengan penghantar nomor satu tanpa melalui rel 1 maupun rel 2.

Berdasarkan hal-hal tersebut diatas maka dalam keadaan operasi

normal semua PMT sedapat mungkin dalam keadaan masuk. Dalam

keadaan gangguan total di pusat listrik atau GI yang mempunyai rel

dengan PMT 1,5 ada dua kunfigurasi yaitu untuk pusat listrik dan GI.

Semua PMT generator (G1 Dan G2 pada gambar) dan semua PMT

yang bernomor AB dibuka sehingga rel 1 dan rel 2 terpisah. Hal ini

baik untuk dilakukan di pusat listrik yang lebih banya bertugas

melayani beban lokal.

Generator dan transformator pemakaian sendiri ditaruh disebelah

kiri yang mudah berhubungan dengan rel 1, begitu pula beban

lokal ditaruh disebelah kiri sedangkan penghantar-penghantar ada

disebelah kanan yang mudah berhubungan dengan beberapa

pusat listrik lain maka PMT nya yang bernomor B harus ada yang

dibuka untuk mengurangi kemungkinan terjadinya hubungan

asinkron.

Hanya penghantar yang berhubungan dengan salah satu pusat

listrik saja PMT yang benomor B boleh tetap masuk dan

hendaknya dipilih pusat listrik yang bisa cepat mengirim tegangan.

Misalnya pada gambar 4.7.5 hanya PMT B1 yang boleh tetap

masuk apabila penghantar no.1 berhubungan dengan pusat listrik

yang diharapkan dapat segera mengirim tegangan. PMT B2 dan

B3 harus dibuka karena berhubungan dengan pusat listrik lain

melalui panghantar-penghantar no.2 dan no.3. Apabila pusat listrik

diharapkan agar segera mengirim tegangan keluar misalnya

melalui penghantar no.3 maka PMT no.AB3 harus tetap masuk.

Ada dua macam konfigurasi selama proses mengatasi gangguan

dalam GI, yaitu:

a. Apabila GI merupakan tempat mempertemukan tegangan yang

berasal dari dua sumber (pusat listrik) maka semua PMT yang

bernomor AB harus dibuka sehungga rel 1 bisa langsung

menerima tegangan dari sumber yang ke satu dan rel 2 bisa

langsung menerima tegangan dari sumber yang ke dua.

Apabila masih ada penghantar lain yang berhubungan dengan

sumber tegangan yang lain maka PMT yang terdekat yang

bernomor A atau B harus dibuka untuk menghindarkan

hubungan asinkron dengan tegangan yang masuk di rel 1 dan

rel 2.

Dalam konfigurasi ini transformator pemakaian sendiri dari GI

sebaiknya dihubungkan dengan rel yang diperkirakan paling

cepat menerima tegangan dan begitu pula halnya dengan

transformator beban local dengan catatan bahwa semua PMT

feeder distribusi dibuka apabila ada gangguan.

b. Apabila GI yang bersangkutan bertugas meneruskan tegangan

yang datang dari berbagai jurusan maka semua PMT yang

bernomor A dan B harus dibuka sehingga tegangan yang

datang dapat terus melewati PMT yang bernomor AB. Hanya

PMT dari transformator pemakaian sendiri yang bernomor A

atau B (tergantung dari letak transformator pemakaian sendiri

lebih dekat ke rel 1 atau ke rel 2), yang tetap ditutup agar jika

ada tegangan datang bisa cepat dipakai oleh transformator

pemakaian sendiri.

Juga disini harus dipikirkan agar transformator pemakaian

sendiri terletak pada rel yang diperkirakan bisa cepat menerima

tegangan. Begitu pula transformator beban lokal diatur seperti

transformator pemakain sendiri dengan catatan bahwa PMT

dari semua feeder distribusi harus dibuka apabila ada

gangguan.

Uraian tersebut diatas mengenai posisi PMT dalam proses

mengatasi gangguan baik di pusat listrik maupun di GI yang

mempunyai rel dengan PMT 1,5 digambarkan, seperti:

Gambar 4.7.6 Posisi PMT pada Pusat Listrik dengan rel 1,5 PMT dalam

proses mengatasi gangguan. Posisi PMT ini dapat digunakan dengan

catatan bahwa semua beban dibuka dengan jalan membuka PMT

tegangan menengah / PMT distribusi.

Gambar 4.7.7 Posisi PMT pada GI dengan PMT 1,5 dalam proses

mengatasi gangguan. GI ini bertugas mensinkronkan dengan yang

datang dari arah GI X dan GI Y.

Gambar 4.7.8 Posisi PMT pada GI dengan PMT 1,5 dalam proses

mengatasi gangguan. GI mempunyai tugas utama meneruskan

tegangan yang datang dari GI X ke GI Y. Setelah tugas ini selesai

dilaksanakan maka transformator pemakaian sendiri dan transformator

beban lokal dapat diberi tegangan dengan masukan PMT A1.

Selanjutnya tegangan dapat dikirim ke penghantar radial dengan

memasukan PMT B1 dan PMT B3. Kemudian dalam proses

sinkronisasi dengan tegangan dari sumber lain dapat dilakukan melalui

PMT B2.

Uraian uraian diatas menguraikan konfigurasi-konfigurasi dasar yang

bisa dilakukan dalam operasi pusat listrik maipun GI yang mempunyai rel

tunggal, rel ganda dan rel dengan PMT 1,5.

Dalam praktek masih perlu dikaji secara lebih terperinci sehubungan

dengan kondisi sistem.

Documents

gardu induk