SUBSTATION ( GARDU INDUK )

Welcome to persrntation transmisi & Distribution

Gardu induk (subStation)

The persentation is

Sujadi idrus Ilham amirPEMBIMBING : IR. MAKMUR SAINI . MT

Pengertian dan Fungsi Gardu Induk

Pengertian Gardu Induk

• Gardu Induk adalah suatu instalasi yangterdiri dari rel daya, peralatan bagi trafo,reactor, peralaatan ukur dan pengaman yangmerupakan bagian dari suatu sistem tenaghalistrik. Sebenarnya suatu gardu induk adalahsuatu pusat dengan beban pada suatudaerah tertentu. Dari gardu induk inilahdisambung beban konsumen yangdisambung melalui saluran atau jaringandistribusi.

Fungsi Gardu Induk

• gardu induk berfungsi untuk mengatur

pola pembangkitan tenaga listrik yaitu

tentang pengaturan jumlah tenaga yang

harus dibangkitkan pada suatu pusat listrik

sumber energi, dan fungsi yang lain dari

Gardu Induk adalah menurunkan

tegangan dari tegangan tinggi ke

tegangan menengah dengan peralatan

utamanya adalah “step down transformer”.

JENIS – JENIS GARDU INDUK

• A BERDASARKAN PELAYANANNYA

Gardu Transmisi mulai TET,

TT dan gardu distribusi yaitu

pada tegangan menengah.

Menurut Penempatannya

• Jenis Pasangan Luar

GI jenis pasangan luar terdiri dari

peralatan tegangan tinggi pasangan luar,

misalnya transformator utama, peralatan

penghubung ( switchgear ) dan

sebagainya, yang mempunyai peralatan

control pasangan dalam seperti meja

penghubung ( switch – board ) dan batere.

Menurut Penempatannya (2)

• Jenis Pasangan Dalam

Dalam GI jenis pasangan dalam ini, baikperalatan tegangan tinggi seperti trafoutama, peralatan penghubung maupunperalatan kontrolnya seperti mejapenghubung dan sebagainya, terpasang didalam. Meskipun ada sejumlah kecilperalatan dipasang di luar GI ini disebutjuga sebagai jenis pasangan – dalam.


• Jenis Bawah Tanah

Dalam GI jenis ini hampir semua peralatan

terpasang dalam bangunan bawah –

tanah. Alat pendinginnya biasanya terletak

di atas tanah. Kadang – kadang alat

kontrolnya juga ada di atas tanah.


• Jenis Mobil

GI jenis mobil diperlengkapi dengan

peralatan di atas kereta hela ( trailer ) atau

semacam truck. GI mobil ini dipakai dalam

keadaan ada gangguan di suatu GI, guna

pencegahan beban lebih berkala dan guna

pemakaian sementara di tempat

pembangunan.

Menurut Isolasinya

1. Gardu induk menggunakan udara guna

mengisolir bagian-bagian yang

bertegangan dan bagian bertegangan

dengan bagian yang tidak

bertegangan/tanah.

2. Gardu Induk berisolasi gas. Isolasi gas

yang dipergunakan adalah gas SF6 pada

tekanan tertentu (5 kg/cm²).

Menurut Bentuk Rangkaian Relnya

• Ril Tunggal

Ril tunggal adalah sistim ril yang paling

sederhana, karena hanya memerlukan sedikit

peralatan dan ruang maka segi ekonomis ini

sangat menguntungkan.

Gambar 1. Ril Tunggal

Menurut Rangkaian Relnya (2)

• Ril Ganda

Ril ganda terdiri dari dua ril, tiga ril atau empat ril

( kedua jenis terakhir ini tidak lazim dipakai ).

menunjukan ril – tangkap standar, dengan

pemutus beban penghubung ril yang dipasang

di antara kedua ril tadi.

Gambar 2. Ril Rangkap

Standar

Lanjutan

sistim dua ril standar bila kelak jumlah sirkuit

hubungan menjadi besar.

Gambar 3. Ril Rangkap ( Sistim

Inspeksi )

Menurut Rangkaian Relnya (3)

• Ril Gelang

adalah sebuah contoh ril gelang. Ril

gelang hanya memerlukan ruang yang

kecil dan baik untuk pemutusan sebagian

dari pelayanan dan pemeriksaan pemutus

beban

Gambar 4. Ril Gelang

Fasilitas dan Peralatan gardu Induk

• Transformator Utama

Pada GI transformator merupakan salah satu komponenutama yang memegang peranan penting karena trafo inipada GI digunakan untuk menurunkan tegangan dariJTT ke JTM ( 60 – 20 kV ). Transformator dengantegangan di atas 60 kV, titik netralnya kebanyakanditanahkan secara langsung dengan maksud untukmenghemat biaya operasi. Untuk trafo dengan tegangandi bawah 60 kV, titik netralnya kebanyakan ditanahkanmelalui impedansi berupa tahanan atau kumparandengan tujuan menghasilkan arus gangguan hubungtanah yang cukup besar agar relai hubung tanah bekerja


(2)Rel Daya ( Busbar )

Dalam GI, rel daya digunakan sebagai tempat menghubungkan beberapa

rangkaian dan peralatan. Corak dasar dari hubungan rangkaian dalam GI

ditentukan oleh sistim rilnya. Adapun jenis – jenis dari rel, yaitu:

1. Rel Plat

Keuntungan:sederhana dalam sistim penyambungan.

Kerugian:korona sangat besar dan hanya dipakai untuk rel tegangan

Gambar Rel Plat

http://www.sidehillcopper.com/images/Busb

http://www.sidehillcopper.com/images/Busb


(3)

Rel Pipa

Keuntungan:- baik ditinjau dari segi korona dan efek kulit - ringan

Kerugian:- lebih kaku dari rel plat

- bahaya patah bila tegangan dalam pipa melampaui

tegangan maksimum yang diperbolehkan.Rel jenis ini hanya dipakai

untuk jarak pendek.

Gambar Rel Pipa

http://www.power-technology.com/contractor_images/pbp/AURLA

http://www.power-technology.com/contractor_images/pbp/AURLA


(4)

Rel Pilin

Rel ini terdiri dari konduktor pilin. Khusus untuk rel daya

yang panjang. Untuk daya yang sangat besar dan pada

tegangan yang sangat tinggi dipergunakan konduktor

berkas ( bundled conductor ). Rel ini dipasang pada

isolator rantai.

Gambar Rel Pilin

http://www.erico.com/erico_public/product/EriflexFlexi

http://www.erico.com/erico_public/product/EriflexFlexi


(5)

Peralatan penghubung antara lain :

1. Pemutus daya (Circuit Breaker)

2. Saklar pemisah (Disconnection Switch)

3. Saklar beban (Load Switch)

4. Sekring tenaga (Power Fuse)

Prinsip Kerja Gardu Induk

Dari Jaringan Tegangan Tinggi (JTT) yangditerima arrester pada sisi input, disetiap fasamelewati alat pengaman yang harus dipasangseperti tabung pengaman, CB kemudian masukke DS dan ke dalam busba, dari busbarmelewati satu DS lagi kemudian melewatiCBdan diterima arrester dan masuk ke trafo stepdown (arrester di sini berfungsi sebagaipelindung trafo ), setelah keluar dari trafomenuju ke tabung pelindung atau sela batangdan melewati arrester kemudian ke CB danpada sisi output dilanjutkan ke JTM.

Gangguan – gangguan pengaman

Gardu Induk1. Gangguan tegangan lebih kilat

. Sambaran langsung ke kawat fasa

. Sambaran ke tanah atau benda-benda disekitar saluran danmenimbulkan induksi pada saluran transmisi.

. Sambaran ke kawat tanah

2. Tegangan Lebih Switching (TLS)

. Penyambunga / pemutus saluran daya

. Pemutus arus gangguan (hubung singkat)

. Penutupan kembali pemutus daya dengan cepat

3. Tegangan lebih temporer (TLT)

Terjadi akibat switching misalnya : pelepasan suatu bebanyang cukup besar sehingga tegangan untuk suatu waktutertentu naik sebelum sistem pembangkit mengatur kembalitegangan tersebut

GAMBAR BAGAN SATU KUTUB

GI 150 KVKBSEN 1KBSEN 2

CAPACITORT

TRAFO 1 30MVA

K OPEL

TRAFO 2 60MVA

PKLON. 2 PKLON. 1REEL 20Kv TRAFO 1 REEL 20Kv TRAFO 2

BUS 1

BUS 2

PT

CT

Gambar : Serandang Gardu Induk

150 KV

TRAFO 1. 30MVA 150 / 22Kv UNINDO

TRAFO 2 60MVA 150 / 20 KV UNINDO

CIRCUIT T RANSFORMER 150 KV P 2 PHASA

Line diagram Gardu Induk

ARRESTER

ARRESTER

CBCBCB

CB

DSDS

DS DS CBMC

B

BUSBAR

TRAFO

TRAFO

ARRESTER ARRESTER

ARRESTER ARRESTERTABUNG

PELINDUNG

TABUNG

PELINDUNG

SELA

BATANG

SELA

BATANG

SELA

BATANG

SELA

BATANG

JTM

JTM

JTT

JTT

Serandang Gardu Induk tipe 220 kV

Lanjutan : serandang Gardu Induk

220 kV

Serandang Gardu Induk Tipe 110 kV

Serandang Gardu Induk 330 kV

LV – Conection Kiosk Compact

Substation

Lanjutan LV Conection Kiosk

Compact Substation

Macam – Macam Jenis Gardu

Induk Beserta Kota dan Negaranya

Gardu Induk di Brazil

Gardu Induk di Sudan

Gardu Induk di Philipina

Gardu Induk di Abu Dhabi

Gardu Induk di Kairo

Gardu Induk di Tronton

Gardu Induk di Brazil

Gardu Induk di Venezuela

Gardu Induk di Mexico

Gardu Induk di Rumania

Gardu Induk di Rusia

Gardu Induk di Uni Emerat Arab

Gardu Induk di Swedia

Gardu Induk di Thailand

Tipe Gardu Induk

Gardu Induk Power Plant

Main Grid Substation

Gardu Induk Distribusi

Gardu Induk Filler Trafo

Spesifikasi Gardu Induk

Skema Gambar Di gardu Induk

Rangkaian Pemutus daya Dalam

Gardu Induk

Rangkaian Pemutus Daya Dengan Media

Minyak (Oil Circuit Breaker)

- Pemutus daya dengan minyak volume besar

Gbr. 3.5 Pemutus daya dengan minyak volume besar


Gardu Induk (2)

• Pemutus daya dengan minyak volume kecil

Pemutus daya dengan minyak volume kecil


Gardu Induk (3)2. Rangkaian Pemutus Daya Dengan Media Udara (Air Circuit

Breaker )

- PD udara hembus (compressed air circuit breaker)

Udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzelpada kontak pemisah. Ionisasi media diantara kontak dipadakan olehhembusan udara setelah pemadaman busur api dengan udara tekanantinggi, udara ini juga berfungsi mencegah restriking voltage(tegangan pukul).

- PD hampa udara (Vacuum Circuit Breaker)

PD jenis hampa udara belum banyak digunakan. Kontak-kontakpemutus dari PD ini terdiri dari kontak tetap dan kontak bergerakyang ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruang hampa udara inimempunyai kekuatan dielektrik (dielektrik strength) yang tinggi danmedia pemadam busur api yang baik


Gardu Induk (4)

3. Rangkaian Pemutus Daya Dengan Media Gas

Media gas yang digunakan pada tipe PD ini adalah

gas SF6 (sulphur hexaflouride).

Sifat-sifat gas SF6 murni ialah tidak berwarna, tidk

berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar.

Pada temperatur diatas 150°C gas SF6 mempunyai

sifat tidak merusak metal, plastik dan bermacam-

macam bahan yang umumnya digunakan dalam

pemutus daya tegangan tinggi.

Isolasi Dalam Gardu Induk

Klasifikasi dan Besarnya Tegangan Abnormal

Yang harus diperhitungkan dalam merencanakan GIsecara umum dapat diikhtisarkan berdasarkan adanyagelombang petir, tegangan frekuensi, dan surjahubung.

1 Gelombang Sambaran Petir

Sambaran langsung yang mengenai ril dan peralatandalam GI adalah yang paling hebat diantaragelombang berjalan lainnya yang akan dating ke GI.Ia menyebabkan tegangan lebih (over voltage) sangattinggi yang tidak mungkin dapat ditahan oleh isolasiyang ada.

Isolasi Dalam Gardu Induk (2)

2. Tegangan Abnormal dengan Frekuensi Rendah

Tegangan abnormal dengan frekuensi rendah ini bermacam-macam:

• Tegangan akibat efek piranti.

• Tegangan yang terjadi akibat beban lepas (load rejection)

• Penguatan terdiri dari generator

• Kenaikan tegangan dari fasa yang sehat pada waktu adagangguan 1-fasa ke tanah pada sistem.

• Tegangan abnormal karena lepas sikron

• Tegangan abnormal pada waktu hilang gangguan 1-fasa ketanah pada sisi dengan pembumian Petersen atau sistemdengan pembumian Petersen yang mempunyai salurantranmisi pada satu tiang bersama-sama dengan sistem lainyang mengalam I gangguan 1-fasa ke tanah.

• Tegangan abnormal yang disebabkan oleh osilasi harmonisdari rangkaian yang terganggu atau karena kejenuhan intitransformator dan sebagainya.

Isolasi Dalam Gardu Induk (3)

3.Surja Hubung

Mekanisme pokok dari terjadinya surjahubungan adalah :– Peristiwa pukulan kembali didalam pemutusan arus

kepositif dari saluran transmisi tanpa beban ataukaster tenaga.

– Peritiwa terpotongnya arus pembangkitan padatransformator tenaga.

– Penutupan kembali dengan cepat.

– Penutupan yang tak serentak pada saklar pemutustenaga 3-fasa.

Trafo Utama Dalam Gardu Induk

• Transformator Utama

Menurut Prof .Ir.Abdul Kadir (1989 : 7). yangmenyebutkan bahwa “Transformator merupakan suatukomponen/alat yang terdiri dari dua atau lebih kumparanyang dihubungkan oleh medan magnetic bersama(mutual magnetic field), Bila satu di antara kumparan ini,yang primer dihubungkan dengan sumber teganganbolak-balik, akan ditimbulkan fluks bolak-balik yangamplitudonya bergantung pada tegangan primer danjumlah lilitannya. Fluks bersama akan akanmenghubungkan kumparan yang lain , yang sekunder,dan akan menginduksikan tegangan didalamnya yangnilainya bergantung dengan jumlah lilitan skunder.

Jenis – jenis transformator

• Trafo penaik tegangan (step up) atau disebutjuga dengan Trafo Daya, untuk menaikkantegangan pembangkitan menjadi tegangantransmisi.

• Trafo penurun tegangan (step down) ataudisebut juga dengan trafo distribusi, untukmenurunkan tegangan transmisi menjaditegangan distribusi.

• Trafo Instrumen, untuk pengukuran yang terdiridari trafo tegangan dan trafo arus, dipakai untukmenurunkan tegangan dan arus agar dapatmasuk ke meter-meter pengukuran.


Distribusi

• Hubungan Bintang-Bintang (Y/Y)

3 V/ a

Gambar Hubungan Y-Y


Distribusi (2)

• Hubungan bintang/delta (Y/ )

Gambar Hubungan Y-


Distribusi (3)

• Hubungan delta/bintang ( /Y)

V

Gambar 4.7 Hubungan - Y


Distribusi (4)• Hubungan delta-delta ( / )

v

v

vv

vv

Gambar Hubungan -

Trafo berdasarkan konstruksi

• Core type (jenis inti), yaitu bila kedudukan kumparan mengelilingi inti

dimana kumparan dapat berbentuk bundar dan dapat berbentuk segiempat.

Trafo ini untuk jenis daya dan tegangan yang tinggi

Gambar Transformator Jenis Inti (Core Type)

Trafo berdasarkan konstruksi (2)

• Shell type (jenis cangkang/ kulit)

v

v

v

H1

H2X2

X1

Gambar Transformator Jenis Cangkang/ jenis kulit (Shell Type)

Trafo berdasarkan sistem

pendinginan

• Trafo pendinginan alami

• Trafo pendinginan buatan

Komponen-Komponen Transformator

Utama Gardu Induk

• Inti besi

• Kumparan trafo / belitan trafo

• Kumparan tertier

• Minyak trafo

• Bushing

• Tangki dan Konservator

Komponen Pengaman trafo

• Relay differensial

• Relay arus lebih (over current relay/OCR)

• Relay Bucholz

Komponen Pendingin Trafo

• Joke

• Komponen Bushing

• Komponen Bantalan Trafo

• Komponen Bak Trafo Berfungsi sebagai tempat penampungan

minyak trafo

Gambar Bentuk fisik Trafo Gardu induk

Macam Macam Transformator

Utama Di Gardu Induk

Gambar Generator Transformator

350 MVA 354 / 21 kV

Gambar Generator Transformator

795 MVA

Transformator Tipe Dry Resibloc

Area Pusat Tenaga Transformator

Pusat tenaga Transformator

Gambar Transformator 1 fasa 15 MVA dan Generator Step up

Transformator 220 MVA 15,75 / 220 kV

Gambar Transformator Utama dan

Spesifikasinya

Area Transformator Terbesar di

dunia

Transformator Distribusi

Skema gambar transformator

Distribusi

Liquid Filled Transformator –

Padmonted dan spesifikasinya

Unit Substation Transformer

Unit Tegangan Rendah Gardu

Induk

Liquid Filled Transformer dan

spesifikasinya

Dry Type Transformer

Spesifikasi Dry type Transformer

Area Power transformer

Spesifikasi Power Transformer

Bagian bagian Di transformator

Space Saving 132 kV Gardu Induk

Tipe Gardu Induk dalam Ruangan

Gambar Konvensional Line Bay

Gardu Induk

Hubungan Kerja Gardu Induk

Hubungan Kerja JTT dan GI

Hubungan kerja antara JTT dengan GI dapat dilihatpada saat terjadi gangguan. Dimana apa bila padaJTT terjadi gangguan maka suplay daya yang akandisalurkan pada GI tidak maksimal sehingga GIkekurangan daya dan bekerja tidak optimal.

Begitupula sebaliknya, bila pada Gi mengalamigangguan dari dalam ( seperti kerusakan sistimproteksi ) maka pada JTT juga akan mengalamipengiriman daya yang tidak optimal.

Hubungan Kerja Gardu Induk (2)

Hubungan Kerja JTM dan GI

Hubungan kerja antara GI dan JTM juga dapat dilihat

bila terjadi gangguan pada GI ataupun JTM. Dimana

apabila terjadi gangguan pada GI seperti gangguan

tegangan lebih sehingga daya yang tersalurkan ke

JTM tidak maksimal.

Sedangkan bila terjadi gangguan pada JTM maka

akan berdampak pula pada GI seperti penyaluran

daya tidak akan maksimal sampai pada

PERHITUNGAN DAN

PERENCANAAN GARDU INDUKPerencanaan

Rencana Dasar

. (A) Hubungan rangkaian utama

• (b) Sistim pemakaian sendiri.

• (c) Kapasitas pembawa arus dari ril-rilnya.

• (d) Kapasitas pemutusan dari pemutus beban.

• (e) Jenis perighantar ril: ril tegang (strain bus) atauril kaku (rigid bus).

• (f) Tahanan pengetanahan yang diperlukan.

• (g) Keadaan udara, ialah suhu maksimum danminimum, ketinggian terhadap permukaan laut,kecepatan angin, pengaruh kontaminasi

Rencana Detail

• Gedung-Gedung Pembantu

• Bangunan Baja Pasangan-Luar

• Ruang Transformator dan Ruang PeralatanPembantu

• Ruang Kontrol dan Ruang Relay

• Gedung dan Fasilitas Pembantu

• Pemilihan Lokasi

• Tata Peralatan dan Gedung

• Luasnya tanah

Syarat-Syarat Perencanaan

• Pengujian

• Pemasangan Peralatan dan Penarikan

Kabel Atas-Tanah

• Pengujian

• Perhitungan Tegangan

• Besar Kolom dan Belandar

SEKIAN DULU YA …….!

TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA FRIEND YG CAKEP N YG CANTIK

SALAM SOLIDARITY FOREVER

STRONG…………………!

SALAM SOLIDARITY FOREVER

STRONG…………………!

Sujadi idrus Ilham amir

Engineering

SUBSTATION ( GARDU INDUK )