Teknik Transmisi Tenaga Listrik

TEKNIK TRANSMISI TENAGA LISTRIK

Teknik Transmisi Tenaga Listrik Aslimeri | Ganefri | Zaidel Hamdi

untuk SMK

Buku ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan (BSNP) dan telah dinyatakan layak sebagai buku teks pelajaran berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 46 Tahun 2007 tanggal 5 Desember 2007 tentang Penetapan Buku Teks Pelajaran yang Memenuhi Syarat Kelayakan untuk Digunakan dalam Proses Pembelajaran.

HET (Harga Eceran Tertinggi) Rp. 41.250,00

Aslimeri | Ganefri | Zaidel H.

ISBN XXX-XXX-XXX-X

untuk Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Aslimeri Ganefri Zaidel Hamdi

Teknik Transmisi Tenaga Listrik

SMK

Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang

Teknik Transmisi Tenaga Listrik Untuk SMK

Penulis

: Aslimeri Ganefri Zaidel Hamdi

Editor

: Sudaryono

ASL

ASLIMERI Teknik Transmisi Tenaga Listrik untuk SMK/oleh Aslimeri, Ganefri, Zaidel Hamdi, Sudaryono. ---- Jakarta : Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. xv. 423 hlm Daftar Pustaka : 422

Diterbitkan oleh Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah melaksanakan penulisan pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui website bagi siswa SMK. Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008. Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia. Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkannya soft copy ini akan lebih memudahkan bagi masyarakat untuk mengaksesnya sehingga peserta didik dan pendidik di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Selanjutnya, kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, Direktur Pembinaan SMK

Kata Pengantar Akhir-akhir ini sudah banyak usaha penulisan dan pengadaan bukubuku teknik dalam Bahasa Indonesia. Namun untuk Teknik Elektro, hal ini masih saja dirasakan keterbatasan-keterbatasan terutama dalam mengungkapkan topik atau materi yang betul-betul sesuai dengan kompetensi dalam bidang Transmisi Tenaga Listrik untuk Sekolah Menengah Kejuruan. Hal inilah yang mendorong penulis untuk menyusun buku ini agar dapat membantu siapa saja yang berminat untuk memperdalam ilmu tentang Transmisi Tenaga Listrik. Dalam buku ini dibahas tentang : pemeliharaan sistim DC, pengukuran listrik, tranformator, gandu induk ,saluran udara tegangan tinggi, kontruksi kabel tenaga dan pemeliharaan kabel tenaga . Penulis menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan baik dalam materi maupun sistematika penulisan, untuk itu saran-saran dan kritik yang membangun guna memperbaiki buku ini akan diterima dengan senang hati. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak-banyak terima kasih kepada Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Depertemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menulis buku ini dan Drs.Sudaryono, MT yang telah bersedia menjadi editor buku ini. Juga penulis megucapkan terima kasih kepada Maneger PLN (persero) Udiklat Bogor yang telah banyak membatu penulis dalam menyediakan bahan untuk penulisan buku ini . Harapan penulis semoga buku ini ada mamfaatnya untuk meningkatkan kecerdasan bangsa terutama dalam bidang teknik elektro . Penulis

Daftar Isi Kata Pengantar …………….................................................... Daftar isi ……………………….......................... Lembaran Pengesahan …………………….............................. Daftar Penyusun/penulis …………………….............................. Diagram Pencapaian Kompetensi ............................................... Daftar Istilah …………………................................. Abstrak ………………………………............... Sinopsis ……………………………...................

i ii viii ix x xiii xiv xv

BAB. I. PEMELIHARAAN DC POWER .................................. 1.1. Hukum Ohm ………....................... 1.2. Hukum Kirchoff ......… ........................ 1.3. Daya Dalam Rangkaian DC ………………............. 1.3.1. Prinsip Dasar Rangkaian DC …............................... 1.3.2. Hubungan Antara Arus Tegangan dan Tahanan ............. 1.4. Komponen Semikonduktor ……………….................. 1.5. Sistem DC Power ………………...................................... 1.6. Charger (Rectifier) …………………………………….. 1.6.1. Jenis Charger …....................................................... 1.6.2. Prinsip Kerja Charger ........................................... 1.6.3. Bagian-Bagian Charger ............................... 1.7. Automatic Voltaga Regulator ………………........................ 1.7.1. Komponen Pengantar Seting Tegangan ....................... 1.7.2. Komponen Pengantar Seting Floating ....................... 1.7.3. Komponen Pengantar Seting Equalizing ....................... 1.7.4. Komponen Pengantar Seting Arus ....................... 1.8. Rangkaian voltage Dropper ………………............................ 1.9. Rangkaian Proteksi Tegangan Surja Hubung....................... 1.10. Pengertian beterai ..................................................... 1.10.1. Prinsip kerja baterai ............................................... 1.10.2. Prinsip kerja baterai asam-timah ................................. 1.10.3. Poses pengisian baterai ....................... ………............. 1.10.4. Prinsip kerja baterai alkali.................................................... 1.11. Jenis-jenis Baterai ………………................... ... 1.12. Bagian-bagian Utama Baterai ………………......................... 1.13. Instalasi Sel Baterai ………………...................................... 1.14. Pentilasi Ruang Baterai ……………….......................... 1.15. Pengertian pemeliharaan DC power ................................... 1.15.1. Tujuan Pemeliharaan ............................................... 1.15.2. Jenis Pemeliharaan ............................................... 1.15.3. Pelaksanaan Pemeliharaan ....................... ………. 1.15.4. Kegiatan Pemeliharaan ....................... 1.15.5. Pemeliharaan Charger ……………….................................. 1.15.6 Pengukuran Arus Output Maksimum ....................................

1 1 3 6 7 8 15 20 25 25 26 27 29 30 31 31 31 33 34 37 37 38 38 39 39 46 48 52 54 54 54 55 56 58 61

1.16 Jadwal dan Chek list Pemeliharaan Charger ........................ 1.16.1. Pemeliharaan Baterai ............................................... 1.16.2. Cara pelaksanaan pengukuran tegangan ....................... 1.16.3. Pengukuran Berat Jenis Elektrolit ………......................... 1.16.4. Pengukuran Suhu Elektrolit ................................... 1.16.5. Jadwal pemeliharaan periodik baterai ....................... 1.17. Pengujian dan shooting pada DC Power................................. 1.17.1. Pengujian Indikator Charger ..................................... 1.17.2. Pengujian Kapasitas Baterai ............................................... 1.17.3. Pengujian kadar Potassium Carbonate ( KZC03 ) ............. 1.18. Trouble shooting ................................... 1.18.1. Kinerja Baterai ……………….................................. 1.19. Keselamatan kerja ………………....................................

63 63 64 65 68 70 73 73 75 81 90 91 95

BAB. II. PENGKURAN LISTRIK ……………….............. 2.1. Pengertian Pengukuran ………………........................... 2.2. Besaran Satuan dan dimensi ……………….......................... 2.3. Karaktaristik dan Klasifikasi Alat Ukur ………...................... 2.4. Frekuensi Meter ………………....................................... 2.5. Kwh Meter ……….............. .................................................... 2.6. Megger ……………………............................... 2.7. Fase Squensi ………………............................................ 2.8. Pengukuran Besaran Listrik …………................................. 2.9. Prinsip kerja Kumparan Putar ……………….......................... 2.10. Sistem Induksi ………………................................................ 2.11. Sistem Elektro Dinamis …........................................... 2.12. Sistem Kawat Panas ................................................ 2.13. Alat Ukur Elektronik …................................................... 2.14. Alat Ukur dengan Menggunakan Transformator …........ 2.15. Macam-macam alat ukur untuk keperluan pemeliharaan........ 2.15.1.Meter Tahanan Isolasi ........................................................... 2.15.2.Meter Tahanan Pentanahan .................................... 2.15.3.Tester Tegangan tinggi .................................... 2.15.4.Tester Tegangan tembus ....................................

97 97 98 101 109 111 111 112 114 116 117 118 120 120 121 123 123 123 125 127

BAB. III. TRANSFORMATOR …………………...................... 3.1. Prinsip induksi ………………..................................... 3.2. Kumparan Transformator ………………......................... 3.3. Minyak Transformator ………………..................................... 3.4. Bushing ………………............................................................ 3.5. Tangki Konservator .......................................................... 3.6. Peralatan Bantu Pendingin Transformator …………........ 3.7. Tap Changer …………….................................................... 3.8. Alat Pernapasan Transformator …………................. .............. 3.9. Alat Indikator Transformator ………………......................... 3.10.Peralatan Proteksi Internal ...............................................

128 128 130 131 132 132 133 135 135 137 137

3.11.Peralatan Tambahan Untuk Pengaman Transformator ........... 3.12.Rele Proteksi Transformator dan Fungsinya ....................... 3.13.Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi ............... 3.13.Parameter/Pengukuran Transformator ...................................

142 144 150 153

BAB IV. SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI ……………...... 4.1. Saluran Udara ………........................................................... 4.2. Saluran Kabel ……………............................ ........................ 4.3. Perlengkapan SUTT/SUTETI .................................... 4.3.1.Tower .................................................................................... 4.3.2.Bagian-bagian tower ......................................................... 4.4. Kondukror .........……………................................. 4.5. Kawat Tanah .........…...................... ......................... 4.5.1.Bahan Kawat Tanah ................................................ 4.5.2.Jumlah dan Posisi Kawat Tanah ........................................ 4.5.3.Pentanahan Tower ............................................................ 4.6. Isolator ………………………................................................... 4.6.1.Isolator Piring ............................................................ 4.6.2.Nilai Isolator ....................................................................... 4.6.3.Jenis Isolator ...................................................................... 4.6.4.Speksifikasi isolator. ...........................................................

159 160 160 161 161 165 170 172 173 173 173 174 174 178 178 180

BAB V. GARDU INDUK ................................................. 5.1. Busbar …………………................................................ 5.1.1. Jenis Isolasi Busbar ……….................................................. 5.1.2. Sistem Busbar (Rel) .................................................. 5.1.3. Gardu Induk dengan single busbar ..................................... 5.1.4. Gardu Induk dengan Doble busbar ..................................... 5.1.5. Gardu Induk dengan satu setengah / one half busbar ............ 5.2. Arrester …………………............................................................ 5.3. Transformator Instrumen ………....................................... 5.3.1. Transformator Tegangan ………....................................... 5.3.2. Transformator Arus ………....................................... 5.3.3. Transformator Bantu ………....................................... 5.3.4 Indikator Unjuk kerja Transformator Ukur ………................ 5.4. Pemisah (PMS) ………................................................... 5.4.1. Pemisah Engsel ……….................................................. 5.4.2. Pemisah Putar .............................................................. 5.4.3. Pemisah Siku .............................................................. 5.4.4. Pemisah Luncur ……….................................................. 5.5. Pemutus tenaga listrik (PMT) ...................................... 5.5.1. Jenis Isolasi Pemutus Tenaga ............................................ 5.5.2, PMT dengan Media pemutus menggunakan udara …………. 5.5.3. PMT dengan Hampa Udara ................................................. 5.5.4. PMT dengan Media pemutus menggunakan Minyak.......... 5.5.5. PMT dengan Sedikit Minyak .....................................

184 184 184 184 185 186 186 187 188 188 190 191 192 194 195 195 195 196 199 199 201 204 206 207

5.6. Jenis Penggerak Pemutus Tenaga .................................... 5.6.1. Mekanik Jenis Spering ………........................................... 5.6.2. Mekanik Jenis Hidrolik ……….................................................. 5.6.3. Penutupan PMT .................................................................. 5.6.4. Pembukaan PMT ................................................................. 5.7. Kompesator ........................................................................ 5.7.1. Kompensator shunt ................................................. 5.7.2. Kompensator reaktor shunt .................................... 5.8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi................................. 5.8.1. Prinsip Dasar PLC ................................................ 5.8.2. Peralatan Kopling ................................................ 5.8.3. Kapasitor Kopling ................................................ 5.8.4. Wave trap .................................. ......................... 5.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave trap .................................... 5.8.6. Line Matching Unit ............................................................ 5.9 . Peralatan Pengaman ............................................................ 5.9.1. Lightning Arester ................................................. 5.10. Aplikasi PLC ............................................................. 5.10.1. Komunikasi Suara ................................................. 5.10.2. Penggunaan Kanal Suara ..................................... 5.10.3. Teleproteksi Protection Signalling ............................... 5.10.4. Ramute Terminal Unit (RTU) Tipe EPC 3200........................ 5.11. Simbul-simbul yang ada pada Gardu Induk ..................... ... 5.12. Rele Proteksi dan Annunsiator ....................................

209 209 212 216 216 220 221 222 223 223 224 225 226 227 230 231 232 233 233 234 234 235 236 238

BAB VI. SISTEM PENTANAHAN TITIK NETRAL ............ 6.1. Sistem Pentanahan Titik Netral ................................... 6.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral .................................... 6.2.1. Sistem Yang tidak Ditanahkan ….................................. 6.2.2. Metode Pentanahan titik Netral ..................................... 6.3. Pentanahan Titik Netral Tampa Impedansi .......................... 6.4. Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan ………............... 6.5. Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Peterson .............. 6.6. Tranformator Pentanahan ………........................... 6.7. Penerapan Sistem Pentanahan di Indonesia .............. 6.8. Pentanahan Peralatan ............................................... 6.9. Exposur tegangan ................................................ 6.10. Pengaruh Busur Tegangan Terhadap Tenaga Listrik.......... 6.10.1.Pengaruh tahanan Pentanahan Terhadap Sistem ............... 6.10.2.Macam-macam Elektroda Pentanahan .............. .......... 6.11. Metode Cara Pentanahan ................................................. 6.11.1.Pentanahan dengan Driven Ground. .......................... 6.11.2.Pentanahan Dengan Mesh atau Jala .............. .................. 6.12. Tahanan Jenis Tanah ............................................................. 6.13. Pengkuran Tahanan Pentanahan ....................................

246 246 247 247 247 247 248 251 252 253 254 256 258 258 258 260 260 261 262 263

BAB VII. KONTRUKSI KABEL TENAGA ........................ 7.1. Kabel Minyak .......................................................................... 7.1.1. Bagian-bagian Kabel Minyak …................................... 7.1.2. Konduktor ................................................. 7.1.3. Isolasi Kabel ........................................................................ 7.1.4. Data Kimia ........................................................................ 7.2. Karakteristik Minyak ............................................................. 7.3. Macam-macam Minyak Kabel ................................................. 7.4. Tangki Minyak ............................................................. 7.5. Perhitungan Sistem Hidrolik ..................................... 7.6. Keselamatan Kerja ….............................................. 7.7. Crossbonding dan Pentanahan .......................... 7.8. Cara Kontruksi Solid bonding …................................. 7.9. Tranposisi dan sambung Silang …................................ 7.10. Alat Pengukur Tekakan …................... .............. 7.11. Tekanan Pada Kabel Minyak ….................................. 7.12. Kabel Tenaga XLPE ….............................................. 7.13. Kontruksi Kabel Laut …..............................................

265 265 265 265 266 267 268 270 272 278 280 290 292 294 299 300 303 307

BAB VIII. PEMELIHARAAN KABEL TEGANGAN TINGGI ......... 8.1. Manajemen Pemeliharaan ................................................. 8.1.1. Manajemen Pemeliharaan Peralatan .................................. 8.1.2. Perencanaan ................................................ 8.1.3. Pengorganisasian ........................................................... 8.1.4. Penggerakan ........................................................................ 8.1.5. Pengendalian ........................................................................ 8.2. Pengertian dan tujuan Pemeliharan .................................... 8.3. Jenis-jenis Pemeliharaan ............................................... 8.4. Pemeliharaan Yang Dilakukan Terhadap Kabel Laut Tegangan Tinggi ................................................................ 8.5. Prosedur Pemeliharaan ................................................ 8.6. Dekumen Prosedur Pelaksanan Pekerjaan .......................... 8.7. Pemilihan Instalasi Kabel Tanah Jenis Oil Fillied .............. 8.8. Spare Kabel ........................................................................ 8.9. Termination ....................................................................... 8.10. Tank Chanber Umum ............................................................. 8.11. Anti Crossbonding Coverting ..................................... 7.12. Cara mengukur Tekanan Minyak Dengan Manometer......... 8.13. Penggelaran Kabel ................................................ 8.14. Regangan maksimum yang diizinkan pada Kabel ............. 8.15. Perhitungan Daya tarik Horizontal ........................ 8.16. Peralatan Pergelaran kabel .................................... 8.17. Jadwal Pemeliharaan ................................................ 8.18. Kebocoran minyak Kabel Tenaga ......................... 8.19. Gangguan kabel pada lapisan pelindung P.E. oversheath.....

310 310 310 311 312 313 314 314 315 318 321 330 332 335 335 337 338 342 348 349 350 353 353 354 360

8.19.1.Methoda mencari lokasi gangguan pada lapisan pelindung kabel....................................................................................... 8.19.2.Methoda Murray ............................................................. 8.20. Memperbaiki Kerusakan Kabel ......................... 8.20.1.Memperbaiki kerusakan lead sheath kabel .......................... 8.20.2.Mengganti Kabel yang rusak ...................................... 8.21. Auxiliary Cable. ....................................................................

360 360 366 366 367 370

BAB . IX. PROTEKSI SISTEM PENYALURAN ........................ 9.1. Perangkat Sistem Proteksi .................................... 9.1.1. Elemen Pengindra .............................. .............. 9.1.2 Elemen Pembanding ............................................... 9.1.3 Elemen Pengukur ............................................................ 9.2. Fungsi dan Peralatan Rele Proteksi .....................................

372 373 373 373 373 374

9.2.1. Sensitif.

374

.............................. ................................

9.2.2. Selektif .......................................................... 9.2.3. Cepat .................................................................................... 9.2.4. Handal .................................................................................... 9.2.5. Ekonomis ..................................................................... ... 9.2.6. Sederhana ........................................................................ 9.3. Penyebab Terjadinya Kegagalan Proteksi ......................... 9.4. Gangguan pada sistem Penyaluran ..................................... 9.4.1. Gangguan Sistem ......................... .................... 9.4.2 Gangguan Non Sistem .................................... 9.5. Proteksi Pengantar ............................................................. 9.6. Sistem Proteksi SUTET ................................................. 9.7. Media Telekomunikasi ................................................. 9.8. Relai Jarak ........................................................................ 9.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak ............................. ................ 9.8.2. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak ............ 9.8.3 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa ......................... 9.8.4 Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa ......................... 9.8.5 Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah.................. 9.9. Karakteristik Rele Jarak ................................................. 9.9.1. Karakteristik Impedansi ............................. .................. 9.9.2. Karakteristik Mho ............................................................ 9.9.3 Karakteristik Reaktance ................................................. 9.9.4 Karakteristik Quadrilateral .................................... 9.10. Pola Proteksi ........................................................... 9.10.1. Pola Dasar ........................................................... 9.10.2. Pola PUTT ........................................................... 9.10.3. Pola Permissive Underreach Transfer Trip ......................... 9.10.4. Pola Blocking ....................................................................... 9.11. Current Differential Relay ................................................ 9.12. Proteksi Transformator Tenaga ..................................... 9.13. Rele Arus Lebih ................................................

374 374 375 375 375 375 376 376 376 376 378 379 379 379 381 381 381 382 383 383 383 384 385 386 386 386 387 387 390 397 400

9.14. Proteksi Penyulang 20 KV ............................................... 9.15. Disturbance Fault ............................................................ 9.16. Basic Operation ................................................ 9.17. Auto Recloser ............................................................ BAB . X. PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN.. 10.1. Tujuan Pemeliharaan ........................................................... 10.2. Jenis-jensi pemeliharaan ............................................. 10.2.1. Pemeliharaan Rutin : ........................................................... 10.2.2. Pemeriksaan Rutin................................................................ 10.2.3. Pemeriksaan Sistematis........................................................ 10.2.4. Pemeliharaan Korektif............................................................ 10.2.5. Pemeliharaan Darurat........................................................... 10.3. Prosedur Pemeliharaan SUTT/SUTET ......................... 10.3.1. Peralatan yang dipelihara .................................................... 10.3.2. Peralatan Kerja ........................................................... 10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan Peralatan ................................. .. 10.3.4. Pelaporan Pekerjan Pemeliharaan ................................. ..

401 402 404 405 410 410 410 410 410 411 412 412 413 413 418 420 421

Daftar Pustaka .

.......................................................................

422

Lampiran

.......................................................................

423


Oleh Drs. Aslimeri, M.T Drs. Ganefri, M.Pd Editor Drs. Sudaryono, M.T

DIREKTORAT PEMBINAAN SMK MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH DEPERTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL 2007

DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETENSI

menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta didik dalam kurun waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkan. 3 3 3

3

TIG.CIF.0

1

TGM.HRB Teknisi Konstr uksi & Pemeli

TGM.HRB

2 TGM.HRB

2 TGM.CIF.

2

3 1

4

2 1

TIG.CIF.0

5

TGM.HRE

TIG.CIP.0

2 TIG.CIF.0

2

3

3 2 2

Keterangan :

Nomor Kompetensi dari daftar keseluruhan kompetensi program keahlian teknik transmisi Nomor Kode Kompetensi Jam Pencapaian Kompetensi

6

= Outlet

8 TIG.CIS.0

8 TIG.CBH.

4 TIG.CIT.0

4

7

4 TMP HPN

1

4

TIG.CIF.0

1

8 TMC.Mmc

3

2 TSU.HSC.

1 TIG.CIS.0

8 TIG.CIF.0

4 TIG.CIT.0

4

4 9

TIG.CBH.0

4 TIG.CIT.0

4

2

TMP.PN.0

2

Asisten Teknisi Konstruks i& Pemelihar

TIG.CBH.

4

TIG.CBH.

2

9

TMP.HPN.

3

1

4

4

2

5

1

TMP.HPN.

2

Tekn isi Instal asi Listri k

4

5

Asist en Tekn isi P

2

Asiste n Teknis i Konstr

3

TIG CIT 0

4 TIG CIT 0

8 TIG.CIT.0

4 TGU.HW

2 TGC.HWC

8

Asisten Teknisi Konstruks i& Pemelihar

8 2 1 1 1

TIG.CIC.0

1 TIG CIT 0

4 TIG CIF 0

1 TIG.CIT.0

4 TIG CIP 0

4 TIG.CIP.0

4

2 1

TNP.HPG.

1

TIG.CIP.0

4 Asist en Tekn isi Kons t k

Asisten Teknisi Konstruksi & P lih

BAB . I PEMELIHARAAN SUMBER LISTRIK DC. 1.1.Hukum Ohm Mari kita tinjau sebuah rangkaian listrik tertutup yang berupa sebuah tahanan dihubungkan pada kutub-kutub sebuah baterai. seperti gambar 1.1 R

Saklar

Sumber tegangan (Baterai)

Gambar 1.1. Rangkaian Listrik Tertutup Perbedaaan muatan di dalam Baterai mengakibatkan mengalirnya arus listrik di dalam rangkaian yang secara perjanjian ditentukan mengalir dari kutub positip baterai melalui beban tahanan kemudian masuk ke kutub negatip baterai. Dalam peristiwa ini dikatakan sebuah Gaya Gerak Listrik bekerja sehingga mengakibatkan mengalirnya arus listrik dalam rangkaian . 1.1.1.Perbedaan Potensial (Tegangan) Bila antara dua titik dalam sebuah rangkaian terdapat energi listrik yang dapat diubah menjadi energi lain, maka antara dua titik tersebut, disebut terdapat perbedaan potensial atau tegangan. Satuan dari tegangan adalah Volt. Tegangan antara dua titik dikatakan satu Volt bila energi listrik yang diubah menjadi bentuk

lain adalah satu joule untuk setiap coulomb yang mengalir. Volt (V) =

Kerja sebesar W Joule Muatan sebesar Q Coulomb

1.1.2. Arus Listrik Arus listrik adalah gerakan muatan listrik di dalam suatu penghantar pada satu arah tertentu. Muatan listrik dapat berupa elektron, ion atau keduanya. Di dalam penghantar, umumnya terdapat gerakan acak elektron bebas diantara atom-atom statis. Gerakan ini tidak menghasilkan arus listrik. Namun pada suatu keadaan tertentu, elektron bebas dapat dipaksa untuk bergerak dalam satu arah tertentu, yaitu ke satu titik yang kekurangan elektron. (perhatikan bahwa keadaan kekurangan elektron disebut muatan positip sedang kelebihan elektron disebut muatan negatip). Keadaan mengalirnya elektron pada satu arah tertentu dinamakan konduksi atau arus aliran elektron. Pergerakan elektron ditentukan oleh perbedaan muatan yang terdapat antara kedua ujung penghantar. Jadi pergerakan elektron di dalam penghantar terjadi akibat tarikan ujung penghantar yang bermuatan positip maupun dari ujung yang lebih negatip. Sampai tahap ini harus sudah dapat dimengerti perbedaan arus listrik (konvensional) dan arus elektron. Istilah yang mengatakan arus listrik mengalir dari kutub positip ke arah 1

kutub negatip berasal dari teori kuno, pada waktu kenyataan sebenarnya mengenai arus elektron belum diketahui benar. Karena itu pada pembahasan mengenai tabung elektron maupun transistor gambar-gambarnya dilengkapi dengan tanda panah arah arus elektron dan bukannya arus listrik. 1.1.3. Satuan Arus Listrik Satu satuan muatan listrik adalah sebanding dengan adanya 6,20 x 1018 buah elektron. Satuannya adalah coulomb (simbol Q), jadi 1 coulomb = 6,20 x 1018 buah elektron. Arus listrik dalam penghantar adalah pergerakan terarah sejumlah elektron dari ujung satu ke ujung lainnya. Dengan demikian arus listrik dapat didefinisikan sebagai coulomb per detik. Namun satuan arus listrik yang umum digunakan yaitu ampere, dimana satu coulomb per detik = satu ampere

Q =I t dimana I adalah lambang dari arus listrik atau

1.1.4. Tahanan Sebuah penghantar disebut mempunyai tahanan sebesar satu OHM bila pada kedua ujungnya diberi perbedaan potensial sebesar satu volt dengan arus satu amper mengalir diantara kedua ujung tersebut. Dalam penghantar jenis apapun, selama suhunya tetap, perbandingan antara perbedaan potensial pada ujung-ujungnya

dengan besarnya arus yang mengalir di sepanjang penghantar adalah sama. Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku : Tegangan.pada.penghantar = Tetap arus.pada.penghantar Hubungan dalam rumus di atas bersifat LINIER dan bila digambar berbentuk garis lurus. Harga tetap pada rumus di atas ternyata adalah nilai tahanan dari penghantar itu dalam satuan OHM. V (Volt) R= I (Ampere) Jadi 1 Ohm merupakan arus listrik sebesar satu ampere yang mengalir dalam penghantar pada tegangan 1 volt. 1.1.5. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tahanan Tahanan sebuah penghantar berbanding lurus dengan panjangnya dan berbanding terbalik dengan besarnya penampang. l Sehingga : R (Ohm ) = ρ A dimana ρ adalah tetapan (konstanta) Besarnya tetapan ρ tergantung pada jenis material penghantar. Konstanta atau disebut tahanan jenis suatu material adalah tahanan antara dua permukaan yang berlawanan dari material itu dalam bentuk kubus, dinyatakan dengan satuan Ohm-cm. Suatu dari panjang penghantar yang dicari besar tahanannya haruslah sesuai dengan satuan dari tahanan jenis yang dipakai untuk penghitung. Bila satuan panjang yang digunakan adalah cm, maka 2

satuan tahanan jenisnya haruslah menggunakan Ohm-cm. Contoh : Sepotong kawat sepanjang 100 m dengan penampang 0,001 cm2 dibuat dari bahan tembaga dengan tahanan jenis = 1,7 µ ohm-cm. Hitunglah tahanan kawat penghantar tersebut. L = 10.000 cm A = 0,001 cm2 1,7 ρ = 6 Ohm − cm 10 1,7 R= 2 = 17Ohm 10 x 0,001

sedangkan yang meninggalkan diberi tanda negatip, seperti gambar 1.2. Jadi berlaku I1 + I2 - I3 - I4 = 0 I1

I4 I2

I3 Gambar 1. 2.arah aliran arus.

1.2. 2. Hukum Kirchoff II Selain nilai tahanan tergantung dari panjang dan material maka besar nilai tahanan juga ditentukan oleh faktor naik turunnya temperatur, sebagaimana dituliskan dalam rumus. Rt = R0 {1 + α (t2 - t1) } dimana R0= Tahanan pada temperatur t1 oC Rt = Tahanan pada temperature t2 oC α = Koefisien muai panjang sebuah tahanan. 1.2. Hukum Kirchoff 1.2.1. Hukum Kirchoff I Hukum Kirchoff I menyatakan, bahwa aljabar arus-arus yang menuju ke suatu titik simpul adalah sama dengan nol. Gambar 1.2 menunjukkan sebuah titik simpul dari suatu rangkaian, dengan arusarus I1, I2, I3, I4 yang terhubung dengan titik simpul tersebut. Untuk dapat menjumlahkan secara aljabar maka arus yang arahnya menuju titik simpul diberi tanda positip,

Hukum Kirchoff II sering disebut dengan Hukum Kirchoff tentang tegangan, dinyatakan dengan persyaratan bahwa dalam suatu rangkaian tertutup jumlah aljabar sumber tegangan, dan tegangan jatuh pada tahanan adalah nol. Atau secara matematis ditulis dengan rumus : Σ V = Σ ( I x R) Sebagai contoh gambar 1.3 dibatasi daerah A-B-C-D-A. Jadi untuk menerapkan hukum ini, haruslah dipilih suatu rangkaian yang tertutup. Arah arus harus ditentukan lebih dahulu, seperti gambar 1.3. searah dengan putaran jarum jam dan ditentukan juga arah referensi ggl suatu baterai adalah searah dengan arus yang diakibatkannya, bila baterai tersebut dibebani sebuah tahanan sendiri (tanpa ada baterai lain), jadi arahnya harus diambil dari kutub negatip ke kutub positip.

3

Arah arusnya, bila belum diketahui sebenarnya (harus dicari dahulu) tetapi untuk keperluan perhitungan dapat dipilih sembarang. Nanti hasil perhitungan akan menunjukkan, apakah arah yang dipilih sementara itu sesuai dengan arah arus sebenarnya atau tidak, hal ini akan ketahuan pada hasil akhir perhitungan (+ atau - ) I6 R1 I1 I7 B

I

I2

I3

R1

R2 V2

R3 V3

I (Amps)

V Volt

R2

Gambar1. 4. Sambungan Seri R

Ea A I5

Tahanan-tahanan dikatakan tersambung seri bila tahanantahanan tersebut dihubung kan dari ujung ke ujung sebagaimana diperlihatkan dalam gambar 1.4 Dalam sambungan seri arus yang mengalir pada setiap tahanan akan sama besarnya.

V1

C ra

1. Rangkaian Seri

Eb

rb

D

I8 I (AMPS)

E0 Gambar1. 3.Arah aliran arus tertutup Suatu ggl dihitung positip, bila arah referensinya sama dengan arah arus yang telah dipilih. Sebaliknya bila arah referensi berlawanan dengan arah arus maka besaran yang bersangkutan dihitung negatip. Sehingga dari gambar 1.3. dapat dituliskan. I1 R1 + I2 R2 + I3 ( R3+ rb) - Eb + Ea+ I ra = 0 atau Eb - Ea = I1 R1 + I2 R2 + I3 (R3 + rb)+ I ra

V (VOLT)

Gambar1. 5. Tahanan Pengganti (Ekivalen) Dengan menggunakan hukum Ohm diperoleh : V1 = Tegangan di R1 = IR1 volt V2 = Tegangan di R2 = IR2 volt V3 = Tegangan di R3 = IR3 volt Sekarang bilamana ketiga tahanan itu harus digantikan oleh satu tahanan pengganti yang nilainya tak berubah maka hal itu dapat digambarkan sebagai tahanan ekivalen, lihat gambar 1.5. Dari hukum Ohm, perbedaan potensial pada V = I.R volt atau, V = I.R

4

Kembali kepada gambar 1.4, jumlah perbedaan potensial yang melalui tahanan R1, R2, R3 haruslah sama dengan tegangan sumber sebesar V volt, atau :

dari persamaan diatas diperoleh V V V V : = + + R R1 R 2 R3 I1

V = IR1 + IR2 + IR3 dan

I1

R1

R2

IR = IR1 + IR2 + IR3 atau R = R1 + R2 + R3 2. Rangkaian Paralel Tahanan-tahanan dinyatakan tersambung paralel bila kedua ujung tahanan disambung sebagaimana diperlihatkan dalam gambar 1.6. Dalam keadaan ini semua tahanan tersambung langsung kepada sumber tegangan, sehingga perbedaan potensial yang dialami setiap tahanan adalah sama dengan V volt. Tetapi arus dari sumber kini terpecah menjadi tiga I1, I2, I3, sehingga:

I3 R3

I AMPS

V Volt

Gambar1. 6. Sambungan Paralel R

I AMPS VVolt Gambar 1.7. Tahanan Pengganti Paralel

I = I1 + I2 + I3 Sehingga dan

I1 =

V R1

V I2 = R2

I3 =

V R3

Tahanan ekivalen / pengganti dari ketiga tahahan yang tersambung paralel digambarkan dalam gambar 1. 7. I=V/R

1 1 1 1 = + + R R1 R 2 R3

Rumus ini digunakan untuk mendapatkan tahanan pengganti dari rangkaian tahanan yang tersambung paralel. Contoh : Carilah tahanan pengganti dari 3 buah tahanan 10 ohm yang disambung paralel. 1 1 1 1 3 = + + = R 10 10 10 10

5

Sehingga R =

10 = 3,333Ohm 3

3. Rangkaian Kombinasi Gambar 1.8 adalah suatu rangkaian yang memiliki sambungan paralel maupun seri. Dari harga tahanan yang diberikan kita dapat menghitung besarnya tahanan pengganti sebagai berikut. Bila Rx merupakan tahanan pengganti yang dimaksud dan Ry adalah tahanan pengganti dari rangkaian paralel ( 4 dan 2 Ohm ) maka, 1 1 1 3 = + = Ry 4 2 4

4 1 = 1 Ohm 3 3 Rangkaiannya kini sama seperti pada gambar 1.4. dimana : Ry =

R1 = 10 ohm 1 R2 = 1 ohm 3 R3 = 6 ohm Dengan demikian tahanan pengganti seri paralel adalah : 1 Rx = 10 + 6 + 1 3 1 Rx = 17 ohm 3 .. 4Ω 10Ω

6Ω

Sehingga arus yang mengalir ke dalam rangkaian dapat dihitung sebagai berikut : V I= R 12 I= 1 17 3 9 I = Amper 13 1.3. Daya Dalam Rangkaian DC. Bila suatu arus melewati suatu tahanan, maka akan timbul panas. Seperti halnya dalam bidang mekanik, disini ada dua hal yang mempunyai definisi sama, yaitu energi dan daya (power). Energi listrik adalah kemampuan suatu sistem listrik untuk melakukan kerja. Satuan energi listrik adalah joule. Kerja (work) atau usaha adalah terjadi bila suatu muatan Q coloumb bergerak melalui perbedaan tegangan V volt, atau W (work)

= VQ joule

Q

= I t coloumb

sehingga W = V I t joule Daya listrik adalah ukuran kerja yang dilakukan. Karena satuan kerja adalah joule maka daya diukur dalam joule per-detik, atau watt. 1 watt = 1 joule/detik

2Ω I AMPS 12 VOLTS

Gambar 1.8. Rangkaian Seri – Paralel

Energi atau kerja(joule) Jadi, Daya = -------------------------waktu (detik )

6

P=

VIt atau P = VI t

Dengan hukum OHM dapat kita peroleh rumus (formula) lain yang akan memudahkan perhitungan. P = V.I (watt) Menurut hukum Ohm V = IR sehingga P = I x IR atau

P = I2 x R atau V2 V .V P= watt atau P = watt R R Sebagai contoh : Lampu dengan sumber tegangan 220 V mengalirkan arus 1 Amper (Gambar 1.9), maka : P = 220 x 1 = 200 watt

P = I2 R V2 watt R Jika suatu alat pemanas disambungkan pada suatu sumber tegangan, maka arus akan mengalir pada elemen (tahanan) dari alat pemanas tersebut. Proses ini adalah sebagai aplikasi dari perubahan energi listrik menjadi energi panas dengan elemen (tahanan) dari alat pemanas tersebut. Apabila alat pemanas yang digunakan pada labelnya tertulis 1 kW, 2 kW dan sebagainya, ini menunjukkan bahwa alat pemanas 2 kW menyerap daya lebih besar dari alat pemanas 1 kW, karena alat pemanas 2 kW menyerap daya 2 kali lebih besar dari alat pemanas 1 kW. Besarnya daya yang diserap ini dinotasikan denga simbol P dalam satuan watt. Dalam kenyataannya daya (dalam watt) pada suatu rangkaian tahanan (resistor) dapat menggunakan perhitungan yang mudah yaitu : dan

P=

P=VxI dimana : V=IxR maka :P = I x R x I

Gambar 1.9. Rangkaian Pengukuran Daya Dari Arus Listrik DC 1.3.1.Prinsip Dasar Rangkaian DC Pada arus searah, sumber tegangan pada suatu rangkaian mempunyai sisi positif dan sisi negatif, kedua sisi ini disebut polaritas. Sisi posiif atau kutub positif digambarkan dengan “ + “ dan kutub negatif digambarkan dengan “ - “.

_

Negative pole

+

Positive pole

Gambar 1.10. Rangkaian Polaritas dari sumber tegangan arus searah (DC) tak pernah berubah, dimana terminal kutub negatif selalu 7

mempertahankan polaritas negatif, dan terminal positif mempertahankan polaritas positif. Oleh karena itu dalam suatu rangkaian yang menggunakan sumber rangkaian DC, arus selalu mengalir melalui rangkaian tersebut dalam satu arah. Mari kita tinjau sebuah rangkaian listrik tertutup yang berupa sebuah tahanan yang dihubungkan pada kutub-kutub sebuah baterai. Beban

Saklar

Baterai

Gambar 1.11. Rangkaian Tertutup

Jumlah elektron yang mengalir setiap detik dapat mencapai jutaan elektron. Laju aliran elektron setiap detik diukur dalam satuan Ampere (I) 2. Tegangan Listrik. Untuk menghasilkan aliran listrik harus ada beda potensial antara 2 kutub. Beda potensial antara 2 kutub ini dinyatakan dalam satuan Volt (V). Tegangan dapat dianggap sebagai potensial pendorong bagi proses perpindahan elektron melintasi konduktor. Bila beda potensial antara dua kutub konduktor naik, maka jumlah elektron yang mengalir melintasi konduktor menjadi bertambah banyak, karena itu arus listrik pun akan bertambah besar.

Perbedaan muatan didalam baterai mengakibatkan mengalirnya arus listrik di dalam rangkaian yang secara perjanjian ditentukan mengalir dari kutub positif baterai melalui beban tahanan kemudian masuk ke kutub negatif baterai. Dalam peristiwa ini dikatakan Gaya Gerak Listrik (GGL) bekerja sehingga mengakibatkan mengalirnya arus listrik.

3.Tahanan Listrik.

1.3.2. Hubungan Antara Arus, Tegangan dan Tahanan.

Sebaliknya bahan yang mempunyai sedikit elektron bebas disebut isolator. Isolator bukan penghantar listrik yang baik, karena mempunyai sedikit sekali elektron bebasnya. Apabila diinginkan untuk menghambat aliran listrik, maka gunakan isolator. Penghambat aliran listrik biasanya disebut Tahanan (R) dalam satuan ohm. Sebuah penghantar disebut mempunyai

1. Arus Listrik. Arus listrik adalah aliran elektron bebas berpindah dari suatu atom ke atom lain dalam penghantar. Arus Listrik (aliran elektron) akan terjadi bila ada perbedaan potensial diantara ke dua ujung sebuah konduktor.

sudah diketahui bahwa konduktor mempunyai sejumlah elektron bebas. Logam-logam biasanya merupakan konduktor yang baik karena mempunyai banyak elektron bebas. Tembaga (Cu) dan Alumunium (AL) adalah logam yang banyak digunakan sebagai konduktor.

8

tahanan sebesar satu ohm bila perbedaan ujungnya diberikan perbedaan potensial sebesar satu volt dengan arus satu amper mengalir diantara kedua ujung tersebut. Dalam penghantar jenis apapun, selama suhunya tetap,perbandingan antara perbedaan potensial pada ujungujungnya dengan besarnya arus yang mengalir disepanjang penghantar adalah sama. Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku : Tegangan.Pada.pengantar = tetap Arus.dalam.penghantar Hubungan dalam rumus tersebut diatas bersifat linier dan bila digambarkan berbentuk garis lurus. Harga tetap pada rumus diatas ternyata adalah nilai tahanan dari penghantar itu dalam satuan ohm. V (Volt ) I .( Amp) = R (ohm ) (formula ini disebut hukum Ohm) Tipe dan aplikasi resistor yang sering ditemui adalah sebagai berikut. Rangkaian elektronik yang sangat komplek, mungkin terdiri dari beberapa ratus komponen. Komponen-komponen tersebut mempunyai bermacam-macam katagori, antara lain ada komponen yang tidak dapat menguatkan (misal : resistor, kapasitor, dan induktor), dan ada pula kompoen yang dapat menguatkan/ amplifikasi atau berfungsi sebagai saklar (misal : Transistor, IC). a. Resistor Hampir dapat dipastikan pada semua rangkaian elektronik

mengandung resistor yang berfungsi mengontrol arus dan atau tegangan. Didalam aplikasinya resistor sering digunakan untuk : - Mengontrol tegangan dan arus bias pada amplifier/penguat transistor - Mengubah arus keluaran yang berkaitan dengan drop tegangan keluaran, dan menyediakan suatu nilai tertentu. Nilai resistansi, biasanya dinyatakan dengan besaran : Ω, kΩ atau m Ω. b. Resistor Variable Resistor variabel mempunyai bermacam-macam bentuk, tetapi yang paling populer adalah potensiometer karbon dan gulungan kawat. Tipe karbon lebih cocok diaplikasikan untuk daya rendah (umumnya kurang dari 1 watt). Tipe gulungan kawat digunakan untuk daya maksimum 3 watt. c. Nilai Resistansi - Tertulis pada body resistor, mempunyai toleransi 10%. Misal : tertulis 100 Ω, maka nilainya (90 - 110) Ω. - Dekade seri, misal : seri E6 mempunyai toleransi 20%; seri E 12 mempunyai toleransi 10%; dan seri E 24 mempunyai toleransi 5%. Kode warna, ada dua metode, antara lain metode : empat pita; dan lima pita . Tipe dan aplikasi resistor yang sering ditemui adalah seperti tabel 1.1 :

9

Tabel 1.1 Tipe dan aplikasi resistor Tipe

Karakteristik

Aplikasi

Carbon composition

Murah, toleransi rendah koefisien temperatur rendah, ada desah, dan kestabilan rendah.

Keperluan umum yang tidak kritis, penguat sinyal besar, dan catu daya.

Carbon film Metal film

Metal oxide Aluminium clad wirewound Ceramic wirewound Silicon and vitreous enamel wirewound

Toleransi tinggi, kestabilan tinggi Koefisien suhu rendah, kestabilan tinggi

Keperluan umum : beban, dan pull-up.

bias,

Keperluan umum dan rangkaian desah rendah: bias dan beban rangkaian penguat tingkat rendah

Desah sangat rendah, Keperluan umum : amplifier kestabilan dan keandalan desah rendah dan sinyal tinggi. kecil. Disipasi sangat tinggi

Catu daya dan beban daya tinggi

Disipasi tinggi

Catu daya.

Disipasi tinggi

Catu daya, penguat daya dan kendali

Metode empat pita

Toleransi Pengali Angka II Angka I Gambar 1.12. Kode Warna Resistor Empat Pita

10

Keterangan : Angka I, II dan III Hitam =0 Coklat =1 Merah =2 Orange =3 Kuning =4 Hijau =5 Biru =6 Ungu =7 Abu-abu =8 Putih =9

Pengali Perak Emas Hitam Coklat Merah Orange Kuning Hijau Biru

Toleransi Merah = ± 2% Emas = ± 5%

= 0.01 = x 0.1 =x1 = x 10 Perak = ± 10% = x 100 Tanpa warna =± 20% = x 1000 = x 10.000 = x 100.000

= x 1.000.000

contoh :

Kuning = 4 Ungu = 7 Emas = x 0.1 jadi, nilai resistansi = 47 x 0.1 = 4.7Ω ± 10% Perak = ± 10% = 4R7 ± 10% Gambar 1.13. Rangkaian Metode lima pita

Toleransi Pengali Angka III Angka II Angka I Gambar 1.14. Kode Warna Resistor Lima Pita

11

Contoh Coklat = 1 Hitam = 0

Jadi, nilai resistance

Hitam = 0

= 100 x 100 = 10.000 ± 5%

Merah = x 10

= 10 K ± 5% Ω

Emas = ± 5% Gambar 1.15. Rangkaian Ada kode huruf yang menyatakan posisi titik desimal pengali dan toleransi, yang digunakan untuk menentukan nilai resistansi, antara lain : Kode Pengali Kode Toleransi R x1 F ± 1% K x 1000 G ± 2% M x 1.000.000 J ± 5% K ± 10% M ± 20% Contoh : Kode R22M 4R7K

Nilai

Toleransi

0.22Ω 4.7 Ω 68RJ 1MOF

± 20% ± 10% 68 Ω 1M Ω

± 5% ± 1%

d. Aplikasi Resistor - Hubungan seri R = R1 + R2 -

Hubunganparalel 1 1 1 = + R R1 R2 - Pembagi tegangan Vout = Vin - Pembagi arus Iout = Iin

R1 R2 + R 2

e. Termistor Termistor (thermally sensitive adalah komponen resistor) elektronika yang mempunyai sifat/karakteristik resistansinya bervariasi terhadap perubahan suhu. Karena sifat inilah, maka didalam aplikasinya sering digunakan sebagai elemen sensor kompensasi suhu. Ada 2 tipe termistor ; PTC (Positive

.

12

Temperature Coefficiant), dan NTC (negative temperature coefficient). f. Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronik yang sangat penting untuk memperbaiki kerja rangkaian elektronik, dan dapat berfungsi untuk menyimpan energi dalam bentuk medan

listrik. Aplikasi kapasitor antara lain sebagai kapasitor penyimpan pada catu daya, kopling sinyal AC antara tingkat penguat dan kopling DC catu daya. Nilai kapasitansi, biasanya dinyatakan dengan besaran: uF, nF atau pF. Tipe dan aplikasi kapasitor yang sering ditemui adalah sebagai berikut :

Tabel 1.2 Tipe dan aplikasi kapasitor Tipe

Karakteristik

Aplikasi

Keramik

Ukuran kecill, De-kopling frekuensi menengah induktansi rendah dan tinggi, timing, kompensasi suhu,

Elektrolit

Nilai kapasitansi Reservoir catu daya, de-kopling relatif besar, frekuensi rendah polarisasi

Metal - film

Reservoir catu daya tegangan Nilai kapasitansi tinggi DC, koreksi faktor daya sedang, cocok untuk pada rangkaian AC aplikasi tegangan tinggi, relatif mahal

Mika

Stabil, koefisien suhu Osilator frekuensi tinggi, timing, rendah filter, pulsa

Polikarbonat

Kestabilan tinggi, Rangkaian timing dan filter ukuran fisik kecil.

Poliyester

Keperluan umum

Kopling dan de-kopling

Polipropilin

Hilang dielektrik sangat rendah Harga murah, aplikasi tegangan rendah .

Kopling dan de-kopling rangkaian tegangan tinggi filter utama Timing, filter, osilator dan deskriminator

Polistirin Tantalum

Nilai kopel relatif Kopling dan de-kopling besar ukuran fisik sangat kecil.

13

g. Aplikasi kapasitor - Hubungan seri 1/C = 1/C1 +1/C2 - Hubungan paralel C = C1 + C2 - Kapasitor didalam rangkaian AC Reaktansi kapasitip dinyatakan sebagai rasio tegangan terhadap arus kapasitor dan diukur dalam Ω. V I 1 = .Ω XC = C = IC 2π .f .c ω.f .c Induktor Induktor adalah komponen elektronika yang jarang digunakan seperti halnya resistor atau kapasitor. tetapi penting didalam aplikasinya sebagai filter frekuensi tinggi dan penguat frekuensi radio. Nilai induktansi biasanya dinyatakan dengan besaran : H, mH, nH. Tipe induktor yang sering ditemui adalah : RM6, RM7, dan RM10. Aplikasi Induktor - Hubungan seri L = L1 + L2 - Hubungan paralel 1/L = 1/L1 + 1/L2 - Induktor didalam rangkaian AC : Reaktansi induktif dinyatakn sebagai rasio tegangan terhadap arus induktor dan diukur dalam Ω V X L = L = 2.π .f .L = ω.L.Ω IL Rangkaian R, L, dan C (a). Rangkaian timing C-R dan karakteristiknya (b) Integrator C-R (c Differensiator C-R

(d) (e) (f) (g) (h) (I) (j)

Low-Pass filter C-R High-pass filter C-R Filter C-R kaskade Band pass filter C-R Low-pass dan high-pass filter L-C Band-pass filter L-C seri Band-pass L-C paralel

Transformator (trafo) Berdasarkan fungsinya, trafo dibagi menjadi empat kategori : - Trafo utama /daya (50 Hz, atau 60 Hz ) - Trafo frekuensi audio ( 20 Hz 20 Khz ) - Trafo frekuensi tinggi (≥ 100 k Hz) - Trafo pulsa ( 1k Hz - 100 kHz) Hubungan antara tegangan primer dan sekunder VP NP = VS NS Vp = Tegangan primer Vs = Tegangan sekunder Np = Belitan primer Ns = Belitan sekunder Hubungan antara arus Primer dan sekunder Ip = Arus Primer Is = Arus sekunder Np = Belitan Primer Ns = Belitan sekunder IS N P = I P NS Daya Trafo ( VA ) Daya trafo dapat diestimasi dengan perhitungan : Total daya

14

yang dikonsumsi oleh beban dikalikan 1.1. Daya trafo = 1.1 x Ps (VA) 1.4. SEMIKONDUKTOR Semikonduktor dapat mencakup beberapa alat/komponen elektronika, antara lain mulai dari dioda s/d VLSI. ( Very Large Scale Integrated ) 1. Dioda Dioda adalah alat elektronika dua-terminal, yang hanya mengalirkan arus listrik dalam satu arah apabila nilai resistansinya rendah. Bahan semikonduktor yang digunakan umumnya adalah silikon atau germanium. Jika dioda dalam keadaan konduksi, maka terdapat tegangan drop kecil pada dioda tersebut. Drop tegangan silikon ≈ 0,7 V; Germanium ≈ 0.4V. a. Aplikasi Dioda Sesuai dengan aplikasinya dioda, sering dibedakan menjadi dioda sinyal dan dioda penyearah. (a) Penyearah setengah gelom bang (b). Penyearah Gelombang Penuh b. Dioda Zener Dioda zener adalah dioda silikon, yang mana didesain khusus untuk menghasilkan karakteristik “breakdown” mundur,. Dioda zener sering digunakan sebagai referensi tegangan.

c. Dioda Schottky . Dioda schottky mempunyai karakteristik “fast recovery”, (waktu mengembalikan yang cepat, antara konduksi ke non konduksi). Oleh karena karakteristiknya ini, maka banyak diaplikasikan pada rangkaian daya modus “saklar”. Dioda ini dapat membangkitkan drop tegangan maju kira-kira setengahnya dioda silikon konvensional, dan waktu kembali balik sangat cepat. d. Optoelektronika Optoelektronika adalah alat yang mempunyai teknologi penggabungan antara optika dan elektronika. Contoh alat optoelektronika antara lain : LED (Light Emitting Dioda), foto dioda, foto optokopler, dan sebagainya. e.L E D LED adalah sejenis dioda, yang akan memancarkan cahaya apabila mendapat arus maju sekitar 5 ∼ 30 mA. Pada umumnya LED terbuat dari bahan galium pospat dan arsenit pospit. Didalam aplikasinya, LED sering digunakan sebagai alat indikasi status/kondisi tertentu, tampilan “Seven-segment, dan sebagainya. f. Fotodioda Foto dioda adalah jenis foto detektor, yaitu suatu alat optoelektronika yang dapat mengubah cahaya yang datang mengenanya menjadi besaran listrik. Prinsip kerjanya apabila sejumlah cahaya mengena pada persambungan, maka dapat 15

mengendalikan arus balik di dalam dioda. Di dalam aplikasinya, foto dioda sering digunakan untuk elemen sensor/detektor cahaya. g. Fototransistor Fototransistor adalah komponen semikonduktor optoelektronika yang sejenis dengan fotodioda. Perbedaannya adalah terletak pada penguatan arus βdc. Jadi, pada fototransistor akan menghasilkan arus βdc kali lebih besar dari pada fotodioda. h.Optokopler Optokopler disebut juga optoisolator adalah alat optoelektronika yang mempunyai teknologi penggabungan dua komponen semikonduktor di dalam satu kemasan, misalnya : LED fotodioda, LED fototransistor dan sebagainya. Prinsip kerja optokopler adalah apabila cahaya dari LED mengena foto dioda atau foto transistor, maka akan menyebabkan timbulnya arus balik pada sisi fotodioda atau foto transistor tersebut. Arus balik inilah yang kana menentukan besarnya tegangan keluaran. Jadi apabila tegangan masukan berubah, maka cahaya LED berubah, dan tegangan keluaran juga berubah. Didalam aplikasinya, optokopler sering digunakan sebagai alat penyekat diantara dua-rangkaian untuk keperluan pemakaian tegangan tinggi.

i. LDR LDR (Light Dependent adalah komponen Resistor) elektronika yang sering digunakan sebagai transduser/elemen sensor cahaya. Prinsip kerja LDR apabila cahaya yang datang mengena jendela LDR berubah, maka nilai resistansinya akan berubah pula. LDR disebut juga sel fotokonduktip. j. S C R SCR (Silicon Controlled Rectifier) disebut juga “thyristor”, adalah komponen elektronika tigaterminal yang keluarannya dapat dikontrol berdasarkan waktu penyulutnya. Di dalam aplikasinya, SCR sering digunakan sebagai alat “Switching” dan pengontrol daya AC. k. TRIAC Triac adalah pengembangan dari SCR, yang mana mempunyai karakteristik dua-arah (bidirectional). Triac dapat disulut oleh kedua tegangan positip dan negatip. Aplikasinya, triac sering digunakan sebagai pengontrol gelombang penuh

16

Tabel 1. 3. Macam-macam Tipe Triac Type

BC109

BC184L

BC212L

TIP31A

TIP3055

Material Construction

Silicon

Silicon

Silicon

Silicon

Silicon

Case style

n-p-n

n-p-n

n-p-n

n-p-n

n-p-n

collector TO18

TO92

TO92

TO220

TAB

Maximum power

Dissipaition (Pc)

360 mW

300 mW

300 mW

40 W

90 W

Maximum collector Current (Ic) Maximum Collector Emitter voltage (Vceo) Maximum collector

100 mA

200 mA

-200 mA

3A

15A

20 V

30 V

-50 V

60 V

60V

30 V

45 V

-60 V

60V

100V

Current gain (hfe)

200-800

250

60-300

10-60

5-30

Transition frequency

250 MHz

150 MHz

200 MHz

8 MHz

8MHz

base voltage (Vcbo)

l. DIAC Diac adalah saklar semikonduktor dua-terminal yang sering digunakan berpasangan dengan TRIAC sebagai alat penyulut (trigger). 2. Transistor (Transfer Resistor) Transistor adalah salah satu komponen semikonduktor yang dapat digunakan untuk memperkuat sinyal listrik, sebagai sakelar dan sebagainya. Pada dasarnya transistor terbuat dari bahan silikon atau germanium. Jenis transistor adalah PNP dan NPN simbol kedua jenis transistor adalah sebagai berikut :

-

Transistor dapat digunakan bermacam-macam aplikasi namun dapat dikategorikan sebagai berikut : - Transistor linear, didesain untuk aplikasi linear (penguatan tegangan tingkat rendah) Transistor daya, didesain untuk beroperasi tingkat daya tertentu (daya frekuensi audio dan sebagainya) - Transistor frekuensi radio, didesain khusus untuk aplikasi frekuensi tinggi - Transistor tegangan tinggi, didesain khusus untuk menangani keperluan tegangan tinggi

17

fungsi transistor, tetapi prinsip dasar kerjanya berbeda. Ada dua jenis FET, antara lain : JFET (junction field effect transistor), dan MOSFET (Metal-Oxide Semi Conductor Field Effect Transistor). Seluruh jenis FET dapat dibagi menjadi dua versi, yaitu : kanal P, dan kanal N. Simbol JFET dan karakteristiknya adalah seperti berikut ini : Contoh karakteristik FET dapat disusun sesuai konfigurasinya, adalah sebagai berikut :

Kerja transistor dapat dijelaskan dengan bantuan grafik garis beban DC dan rangkaian dasar bias-basis sebagai berikut : Perpotongan dari garis beban DC dengan kurva arus basis disebut titik kerja (titik Q) atau titik stasioner. Contoh karakteristik beberapa tipe transistor a. F E T FET (Field effect transistor) adalah komponen semikonduktor yang dapat melakukan berbagai Tabel 1.4. Mode of operation Parameter Voltage gain

Common source Medium (40)

Common drain Unity (1)

Common gate High (250)

Current gain

Very high (200.000)

Very high (200.000)

Unity (1)

Power gain

Very high (200.000)

High (250)

Input

Very high (8.000.000) Very high

Very high

Low

resistance

(1 MΩ)

(1 MΩ)

(500 Ω)

Output

(Medium/high

Low

High

resistance

(50 kΩ)

(200 Ω)

(150 kΩ)

Phase shift

180°

0°

0°

b. JFET JFET sangat luas digunakan pada rangkaian penguat linier, sedangkan MOSFET sering dipakai pada rangkaian digital.

3. IC (Integrated Circuit) IC adalah bentuk rangkaian integrasi yang terdiri dari beberapa komponen elektronik, 18

OPAMP (Operational Amplifier) dan IC digital misalnya IC-TTL (Transistor - Transistor Logic).

misalnya : transistor, dioda, dan resistor. Ukuran relatif alat semikonduktor chip ditentukan oleh apa yang disebut dengan skala-integrasi (SI). Terdapat beberapa skala integrasi ukuran IC, antara lain SSI, MSI, LSI, VLSI, dan SLSI. IC dapat dibagi menjadi dua kelas umum, antara lain ; IC linier (analog), dan IC digital. Contoh IC analog adalah

4. OP-AMP OP-AMP adalah rangkaian penguat operasional yang berbentuk IC (chip). Simbol OpAmp adalah seperti gambar 1.16. sebagai berikut :

V2 A

Vo

V1

Gambar 1.16. Simbol OP-AMP Contoh karakteristik beberapa tipe Op-Amp adalah seperti tabel 1- 5. : Type

Tabel 1- 5 karakteristik beberapa tipe Op-Amp 741 355 081 3140

Technology

Bipolar

7611

JFET

BIFET

MOSFET

CMO

Open loop voltage 106 gain(dB) Input resistance 2 MΩ

106

106

100

102

1012Ω

1012Ω

1012Ω

1012Ω

Full-power bandwidth (kHz) Slew rate (V/us) Input offset voltage (mV) Common mode rejection ratio (dB)

10

60

150

110

50*

0,5 1

5 3

13 5

9 5

0.16* 15

90

100

76

90

91*

Di dalam aplikasinya OP-AMP, ada yang berbentuk paket tunggal, berpasangan (tipe dual) 1

dan paket empat (tipe quad). Sebenarnya ada tiga konfigurasi dasar Op-Amp, yaitu inverting, 19

non-inverting, dan differential amplifier. Namun dapat dikembangkan menjadi konfigurasi penguat yang lainnya. Beberapa konfigurasi Op-Amp dan rumus persamaannya adalah sebagai berikut : (a) Inverting (e) Summer (b) Non-Inverting (f) Differensiator (c) Differential (g) Integrator (d) Voltage Follower (h) Instrumentation Amplifier 1.5. Sistem DC Power DC Power adalah alat bantu utama yang sangat diperlukan sebagai suplai arus searah (direct current) yang digunakan untuk peralatan-peralatan kontrol, peralatan proteksi dan peralatan lainnya yang menggunakan sumber arus DC, baik untuk unit pembangkit dalam keadaan normal maupun dalam keadaan darurat (emergency). Pada beberapa unit pembangkit kecil, khususnya Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) maupun Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) dengan kapasitas daya terpasang kecil, sumber DC Power digunakan sebagai start-up unit. Dalam instalasi sumber tegangan/ arus searah (direct current, DC) meliputi panel-panel kontrol, instalasi / pengawatan listrik, meter-meter, indikator dan perlengkapan lainnya seperti : charger, baterai dan inverter. Sumber Instalasi DC Power dipasok oleh rectifier atau charger

baik dari sumber 3 phase maupun 1 phase yang dihubungkan dengan baterai dengan kapasitas tertentu sesuai kebutuhan dan tingkat kepentingannya. Kapasitas baterai biasanya disesuaikan dengan kebutuhan yang ada pada unit pembangkit itu sendiri baik sebagai back up power ataupun start up unit. 2. 1.Penggunaan Sistem DC Power Sistem DC Power pada unit pembangkit digunakan untuk mensuplai tenaga listrik keperalatan-peralatan yang menggunakan arus searah, seperti : − Motor-motor arus searah (Motor DC), seperti untuk EOP − Sistem Kontrol dan Instrumentasi, seperti kontrol turbin, kontrol boiler, switchgear. − Relay Proteksi − Lampu Penerangan (Emergency Lamp). − Inverter (UPS) 2. Instalasi Sistem DC Power Instalasi sistem DC power suatu pembangkit berfungsi untuk menyalurkan suplai DC yang dipasok oleh rectifier atau charger tiga fasa maupun satu fasa yang dihubungkan dengan satu atau dua set baterai. Terdapat 3 (tiga) jenis instalasi atau suplai DC power yang digunakan di unit pembangkit, antara lain: 20

−

Instalasi Sistem DC Power 220 / 250 Volt,

−

Instalasi Sistem DC Power 110 / 125 Volt,

−

Instalasi Sistem DC Power 24 / 48 Volt

1.5.1. Instalasi Sistem DC Power 220/250 Volt, Instalasi DC power dengan sumber tegangan 220/250 Volt ini dipasok dari charger yang dihubungkan dengan baterai pada panel DC. Dari panel DC ini digunakan untuk mensuplai : DC Station Board, antara lain untuk Motor-motor, Indikator, Lampu Penerangan dll Inverter yang digunakan untuk mensuplai Kontrol dan Instrumentasi pada turbin, boiler, switchgear dll. 1.5.3.Instalasi Sistem DC Power 110 / 125 Volt, Instalasi DC power dengan sumber tegangan 110/125 Volt ini dipasok dari charger yang dihubungkan dengan baterai pada panel DC. Dari panel DC ini digunakan untuk mensuplai 125 Volt DC Station Board, untuk mensuplai : Kontrol & Instrumentasi seperti pada Turbin, Boiler, Ash & Dash Handling dll. Relay Proteksi Motor-motor DC 110/125 Volt

digunakan untuk Telekomunikasi (Telepon/Facsimile) dan Teleproteksi (khusus di Gardu Induk). Sedangkan instalasi DC power dengan sumber tegangan 24 volt DC biasa digunakan pada Emergency Diesel Generator untuk Starting Aplications 220 Vac EDG Charger

24 Vdc Load

Recharger

Gambar 1. 17 Instalasi Sistem DC Power Pola Instalasi DC Power Instalasi pada sistem DC power terdiri dari beberapa pola atau model berdasarkan kondisi peralatan yang terpasang. Hal ini juga dipengaruhi oleh tingkat keandalan yang dibutuhkan dan kemampuan dari sumber DC itu sendiri. Pola 1 Pola 1 ini terdiri dari : 1 trafo PS, 1 charger, 1 baterai dan 1 bus DC. Dalam hal ini pengaman utama dan pengaman cadangan menggunakan MCB yang berbeda seperti terlihat pada gambar 1.18

1.5.3. Instalasi Sistem DC Power 48 Volt, Instalasi DC power dengan sumber tegangan 48 volt biasanya 21

Gambar 1.18. Pola 1 Instalasi Sistem DC Power

−

Pola 2

Sistem 1 : PS 1, dan Baterai 1, memikul beban Sistem 2 : PS 2, dan Baterai 2, tanpa beban

Charger 1 beroperasi

Pola 2 ini terdiri dari : 2 trafo PS, 2 charger, 2 baterai dan 1 bus DC.

−

Dalam hal ini pengaman utama dan pengaman cadangan menggunakan MCB yang berbeda seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

Sistem 1 dan sistem 2 beroperasi secara bergantian yang dilakukan oleh Interlock System DC Utama

Charger 2 beroperasi

Pola operasinya adalah :

22

Gambar 1.19. Pola 2 Instalasi Sistem DC Power Pola 3 Pola 3 ini terdiri dari : 2 trafo PS, 2 charger, 2 baterai dan 2 bus DC. Pengaman utama dan cadangan menggunakan MCB yang berbeda.

− −

Pola operasinya adalah : Sistem 1 : PS 1, Charger 1 dan Baterai 1, beroperasi memikul beban Sistem 2 : PS 2, Charger 2 dan Baterai 2, beroperasi tanpa beban

Pada posisi normal sistem 1 dan sistem 2 operasi secara terpisah, posisi MCB keluar (MCB kopel interlock dengan MCB sistem 1 dan sistem 2). Pada saat pemeliharaan sistem 1, MCB sistem 1 dilepas maka MCB kopel akan masuk secara otomatis. Demikian juga sebaliknya. Lihat diagram dibawahini

23

Gambar 1.20. Pola 3 Instalasi Sistem DC Power Pola instalasi diatas adalah hanya contoh dari sekian banyak pola instalasi yang berkembang saat ini khususnya di unit pembangkit yang memerlukan keandalan yang tinggi dengan pola pengoperasian yang tinggi juga.

24

1.6. Charger Charger sering juga disebut Converter adalah suatu rangkaian peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik bolak balik (Alternating Current, disingkat AC) menjadi arus listrik searah (Direct Current, disingkat DC), yang berfungsi untuk pasokan DC power baik ke peralatan-peralatan yang menggunakan sumber DC maupun untuk mengisi baterai agar kapasitasnya tetap terjaga penuh sehingga keandalan unit pembangkit tetap terjamin. Dalam hal ini baterai harus selalu tersambung ke rectifier.

A C

~

=

D C

Gambar 1.21. Prinsip Converter atau Charger atau Rectifier Kapasitas rectifier harus disesuaikan dengan kapasitas baterai yang terpasang, setidaknya kapasitas arusnya harus mencukupi untuk pengisian baterai sesuai jenisnya yaitu untuk baterai alkali adalah 0,2 C (0,2 x kapasitas) sedangkan untuk baterai asam adalah 0,1C (0,1 x kapasitas) ditambah beban statis (tetap) pada unit pembangkit. Sebagai contoh jika suatu unit pembangkit dengan baterai jenis alkali kapasitas terpasangnya adalah 200 Ah dan arus statisnya adalah 10 Ampere, maka minimum kapasitas arus rectifier adalah :

= ( 0,2 x 200A ) + 10A = 40A + 10A = 50 Ampere Jadi kapasitas rectifier minimum yang harus disiapkan adalah sebesar 50 Ampere. Sumber tegangan AC untuk rectifier tidak boleh padam atau mati. Untuk itu pengecekan tegangan harus secara rutin dan periodik dilakukan baik tegangan inputnya (AC) maupun tegangan outputnya (DC). 1.6.1. Jenis Charger atau Rectifier Jenis charger atau rectifier ada 2(dua) macam sesuai sumber tegangannya yaitu rectifier 1 phasa dan rectifier 3 phasa 1.Rectifier 1 ( Satu ) Fasa Yang dimaksud dengan rectifier 1 fasa adalah rectifier yang rangkaian inputnya menggunakan AC suplai 1 fasa. Melalui MCB sumber AC suplai 1 fasa 220 V masuk ke dalam sisi primer trafo utama 1 fasa kemudian dari sisi sekunder trafo tersebut keluar tegangan AC 110V, kemudian melalui rangkaian penyearah dengan diode bridge atau thyristor bridge. Tegangan AC tersebut diubah menjadi tegangan DC 110V. Keluaran ini masih mengandung ripple cukup tinggi sehingga masih diperlukan rangkaian filter untuk memperkecil ripple tegangan output.

25

2. Rectifier 3 ( Tiga ) Fasa. Yang dimaksud dengan rectifier 3 ( tiga ) fasa adalah rectifier yang rangkaian inputnya menggunakan AC suplai 3 fasa. Melalui MCB sumber AC suplai 3 fasa 380 V masuk ke dalam sisi primer trafo utama 3 fasa kemudian dari sisi sekunder trafo tersebut keluar tegangan AC 110V per fasa kemudian melalui rangkaian penyearah dengan diode bridge atau thyristor bridge, arus AC tersebut dirubah menjadi arus DC 110V yang masih mengandung ripple lebih rendah dibanding dengan ripple rectifier 1 fasa akan tetapi masih diperlukan juga rangkaian filter untuk lebih

memperkecil input.

ripple

tegangan

1.6.2.Prinsip Kerja Charger Sumber tegangan AC baik yang 1 fasa maupun 3 fasa yang masuk melalui terminal input trafo stepdown dari tegangan 380V/220V menjadi tegangan 110V kemudian oleh diode penyearah / thyristor arus bolak balik ( AC ) tersebut dirubah menjadi arus searah dengan ripple atau gelombang DC tertentu. Kemudian untuk memperbaiki ripple atau gelombang DC yang terjadi diperlukan suatu rangkaian penyaring ( filter) yang dipasang sebelum terminal output.

Gambar 1.22 Contoh Rangkaian Rectifier 26

1.6.3. Bagian-bagian Charger Charger yang digunakan pada pembangkit tenaga listrik terdiri dari beberapa peralatan antara lain adalah : 1. Trafo utama Trafo utama yang terpasang di rectifier merupakan trafo StepDown (penurun tegangan) dari tegangan AC 220/380 Volt menjadi AC 110V. Besarnya kapasitas trafo tergantung dari kapasitas baterai dan beban yang terpasang di unit pembangkit yaitu paling tidak kapasitas arus output trafo harus lebih besar 20 % dari arus pengisian baterai. Trafo yang digunakan ada yang 1 fasa ada juga yang trafo 3 fasa. 2. Penyearah / Diode Diode merupakan suatu bahan semi konduktor yang berfungsi merubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Mempunyai 2 (dua) terminal yaitu terminal positif (Anode) dan terminal negatif (Katode)

3. Thyristor Suatu bahan semikonduktor seperti diode yang dilengkapi dengan satu terminal kontrol, Thyristor berfungsi untuk merubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Thyristor mempunyai 3 (tiga) terminal yaitu : • Terminal positif ( anode ) • Terminal negatif ( katode) • Terminal kontrol ( gate ). Terminal gate ini terletak diantara katode dan anode yang bilamana diberi trigger signal positif maka konduksi mulai terjadi antara katode dan anode melalui gate tersebut ( α = 30o ) sehingga arus mengalir sebanding dengan besarnya tegangan trigger positif yang masuk pada terminal Gate tersebut.

Konfigurasi Penyerah ada beberapa macam antara lain: 1. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase DIODE

+ ( Positif )

Trafo 1 Fasa - ( Negatif )

Gambar 1.23. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase 27

2. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap ( Full Wave ) 1 fase

Gambar 1.24. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap 3. Penyearah Diode Gelombang Penuh ( Full Wave Bridge ) 1 fase

Gambar 1.25. Penyearah Diode Gelombang Penuh 4. Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase

28

Gambar 1.26 Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase . 5. Penyearah Dengan thyristor Penyearah dengan thyristor inilah yang banyak dipakai untuk rectifier-rectifier yang bisa dikontrol besar tegangan dan arus outputnya

Gambar 1.27. Thyristor Penyearah

Thyristor

Gelombang

Penuh 3 fase

Gambar 1.29. Penyearah Thyristor Gelombang Penuh 3 fase 1.7. Automatic Voltage Regulator (AVR)

Gambar 1.28. Penyearah Thyristor 3 Fasa

Automatic Voltage Regulator yang terpasang pada rectifier atau charger adalah merupakan suatu rangkaian yang terdiri dari komponen elektronik yang berfungsi untuk memberikan trigger 29

positif pada gate thyristor sehingga pengaturan arus maupun tegangan output suatu rectifier bisa dilakukan sedemikian rupa sehingga pengendalian arus pengisian ke baterai bisa disesuaikan dengan arus kapasitas baterai yang terpasang. Rangkaian elektronik AVR ini sendiri sangat peka terhadap kenaikan tegangan yang terjadi pada rangkaian input misalnya terjadinya tegangan, Surja Hubung pada setiap kegiatan switching pada PMT 20 kV Incoming Trafo yang langsung mensuplai trafo PS / Sumber AC 3 Φ380V. Sehingga diperlukan suatu alat proteksi terhadap Tegangan Surja Hubung (Switching Surge), yaitu berupa rangkaian timer dan kontaktor yang berfungsi untuk menunda masuknya tegangan input rectifier sehingga tegangan surja hubung tidak lagi masuk ke input atau ke rangkaian elektronik (Tegangan Surja Hubung sudah hilang).

Gambar 1.31. Rangkaian kontrol Tegangan (AVR) 1.7.1. Komponen Pengaturan / Setting Tegangan Floating. Untuk memenuhi standar pengisian baterai secara floating maka pengaturan seting tegangannya perlu dilakukan pada rectifier, hal ini dapat dilakukan dengan mengatur Variabel Resistor pada PCB rangkaian elektronik AVR, dengan cara memutar ke kiri atau ke kanan sesuai dengan spesifikasi baterai yang terpasang. Biasanya VR tersebut diberi indikasi / tulisan " Floating”

Gambar 1.30 Rangkaian elektronik AVR 30

Gambar 1.32. Variable Resistor Floating

Boost maka pengaturan seting tegangannya perlu dilakukan pada rectifier. ` Hal ini dapat dilakukan dengan mengatur Variabel Resistor pada PCB rangkaian elektronik AVR dengan cara memutar ke kiri atau ke kanan sesuai dengan spesifikasi baterai yang terpasang. Biasanya VR tersebut diberi indikasi / tulisan "Boost”

1.7.2. Komponen Pengaturan / Setting Tegangan Equalizing Untuk memenuhi standar pengisian baterai secara Equalizing maka pengaturan seting tegangannya perlu dilakukan pada rectifier, hal ini dapat dilakukan dengan mengatur Variabel Resistor pada PCB rangkaian elektronik AVR dengan cara memutar kekiri atau kekanan sesuai dengan spesifikasi, baterai yang terpasang. Biasanya VR tersebut diberi indikasi / tulisan "Equalizing”

Gambar 1.33. Variable Resistor Equalizing 1.7.3. Komponen Pangaturan/ Setting Tegangan Boost. Untuk memenuhi syarat/ standard pengisian baterai secara

Gambar 1.34. Variable Resistor “Boost” 1.7.4. Komponen Pengaturan / Setting Arus (Current Limiter ) Komponen pengaturan atau seting arus biasanya dilakukan untuk membatasi arus maksimum output rectifier agar tidak terjadi over load atau over charge pada baterai, hal ini dapat dilakukan juga dengan mengatur-Variabel Resistor (VR) pada PCB rangkaian elektronik AVR, dengan cara memutar ke kiri atau ke kanan sesuai dengan spesifikasi baterai yang terpasang. Biasanya VR tersebut diberi indikasi / tulisan "Current Limiter".

31

Filter ( Penyaring ) Tegangan DC yang keluar dari rangkaian penyearah masih mempunyai ripple / frequensi gelombang yang cukup tinggi, maka suatu rangkaian filter (penyaring) berfungsi untuk memperbaiki ripple tersebut agar menjadi lebih kecil sesuai dengan yang direkomendasikan ≤ 2% ( Standar SE.032 ). Tegangan Ripple merupakan perbandingan antara unsur tegangan output AC terhadap unsur tegangan output DC. Dibawah ini diperlihatkan rumus untuk mencari ripple, adalah : r =

Komponen AC x 100% KomponenDC

Sedangkan bentuk gelombang ripple adalah seperti dibawah ini.

Gambar 1.35. Bentuk gelombang ripple

Gambar 1.36. Bentuk gelombang ripple Tegangan Ripple yang terlalu besar akan mengakibatkan lamanya proses pengisian baterai, sedangkan pada beban dapat menyebabkan kerusakan. Pengukuran tegangan ripple dilakukan pada titik output charger (sesudah rangkaian Filter LC) dan titik input beban (Output Voltage Dropper). Rangkaian filter ini bisa terdiri dari rangkaian Induktif, kapasitif atau kombinasi dari keduanya.

Gambar 1.37. Rangkaian Filter untuk memperbaiki Ripple

Komponen AC adalah harga RMS dari tegangan output AC. Komponen DC adalah harga ratarata tegangan output

Untuk rangkaian diatas besarnya ripple dan faktor reduksi filternya adalah sebagai berikut :

32

118 % (L x C)-1 1,76 Faktor Reduksi Filter = (L x C)-1 Tegangan Ripple =

Jadi,

Faktor Reduksi F Dimana, L = Induktansi dalam Henry C = Kapasitansi dalam mikro farad (µF ) 118 dan 1,76 adalah konstanta

Riple = Tegangan Ripple x Rangkaian Fiter L & C

Rangkaian Fiter C

Gambar 1.38. Rangkaian Filter LC dan Filter C 1.8. Rangkaian Voltage Dropper Pada saat rectifier dioperasikan secara Boost atau Equalizing untuk mengisi baterai unit pembangkit, maka tegangan output rectifier tersebut jauh lebih tinggi dari tegangan yang ke beban ( bisa mencapai 1.7 Volt per sel baterai atau 135 Volt ). Agar tegangan output yang menuju beban tersebut tetap stabil dan sesuai dengan yang direkomendasikan, yaitu sebesar 110 V ± 10%, maka diperlukan suatu rangkaian dropper secara seri sebelum ke terminal beban.

Gambar 1.39. Rangkaian Voltage Drop Rangkaian dropper ini terdiri dari beberapa diode Silicone atau Germanium yang dirangkai secara seri sebanyak beberapa buah sesuai dengan berapa Volt DC yang akan di drop. Sebagai contoh bila kenaikan tegangan Equalizing mencapai 135 V sedangkan tegangan beban harus 122 V, maka tegangan yang didrop sebesar 135 V - 122 V = 13V dc, maka diperlukan diode sebanyak 13 : 0.8V = 16,25 atau 33

dibulatkan ± 17 buah. Biasanya setiap diode mampu menurunkan ( drop ) tegangan sebesar antara 0.8 - 0.9 vd 1.9. Rangkaian Proteksi Tegangan Surja Hubung Setiap kegiatan Switching pada instalasi tegangan tinggi selalu terjadi kenaikan tegangan secara signifikan dalam waktu yang relatif singkat, kenaikan tegangan tersebut kita sebut "Tegangan Surja Hubung" ( Switching Surge ), tegangan inilah yang sering merusak rangkaian elektronik sebagai rangkaian kontrol pada rectifier sehingga tidak dapat operasi kembaliSedangkan

perbaikannya memerlukan waktu yang cukup lama dan biaya yang relatif mahal, karena kerusakannya diikuti rusaknya Thyristor. Untuk mencegah adanya kerusakan serupa, maka rectifier harus dipasang alat yang disebut " Alat Proteksi Tegangan Surja Hubung ". Alat ini merupakan rangkaian kontrol yang terdiri dari se buah timer AC 220V dan 2 buah kontaktor, tirner sebagai sensor dan sekaligus sebagai penunda waktu masuknya sumber AC 3 fasa 380 V ke input rectifier hingga beberapa detik sampai Tegangan surja hubung hilang atau unit normal kembali, melalui 2 buah kontaktor sumber AC 3 fasa masuk ke rangkaian Input rectifier tersebut

34

THYRYSTOR BRIDGE RANGKAIAN KONTROL ELEKTRONIK

FUSE TERMINAL OUT

TRAFO INDUKTOR ( / Filter L )

TRAFO UTAMA

Gambar 1.40. Panel untuk Proteksi

35

. Gambar 1.41. Rangkaian Alat Proteksi Tegangan Surja Hubung

36

1.10. Pengertian Baterai Baterai atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel. Jenis sel baterai ini disebut juga Storage Battery, adalah suatu baterai yang dapat digunakan berulang kali pada keadaan sumber listrik arus bolak balik (AC) terganggu. Tiap sel baterai ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda

negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia. Menurut pemakaian baterai dapat digolongkan ke dalam 2 jenis : − −

Stationary ( tetap ) Portable (dapat dipindah-pindah)

1.10.1.Prinsip Kerja Baterai a. Proses discharge pada sel berlangsung menurut skema Gambar 1.42. Bila sel dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. b. Pada proses pengisian menurut skema Gambar 1.43. dibawah ini adalah bila sel dihubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negatif menjadi katoda dan proses kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:

DC Power supply

Load

Aliran Ion Neg A N O D A

Aliran Ion Pos Elektrolit

K A T O D A

Gambar 1.42. Proses Pengosongan ( Discharge )

K A T O D A

Aliran Ion Neg

Aliran Ion Pos Elektrolit

A N O D A

Gambar 1.43. Proses Pengisian ( Charge ) 37

1). Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power suplai ke katoda. 2). Ion-ion negatif rnengalir dari katoda ke anoda 3). Ion-ion positif mengalir dari anoda ke katoda Jadi reaksi kimia pada saat pengisian (charging) adalah kebalikan dari saat pengosongan (discharging) 1.10.2. Prinsip Kerja Baterai Asam - Timah. Bila sel baterai tidak dibebani, maka setiap molekul cairan elektrolit Asam sulfat (H2SO4) dalam sel tersebut pecah menjadi dua yaitu ion hydrogen yang bermuatan positif (2H+) dan ion sulfat yang bermuatan negatif (SO4 -) H2SO4

2H + + SO4

--

Proses pengosongan Bila baterai dibebani, maka tiap ion negatif sulfat. (SO4-) akan bereaksi dengan plat timah murni (Pb) sebagai katoda menjadi timah sulfat (Pb SO4) sambil melepaskan dua elektron. Sedangkan sepasang ion hidrogen (2H+ ) akan beraksi dengan plat timah peroksida (Pb O2) sebagai anoda menjadi timah sulfat (Pb SO4) sambil mengambil dua elektron dan bersenyawa dengan satu atom oksigen untuk membentuk air (H2O). Pengambilan dan pemberian elektron dalam proses kimia ini akan menyebabkan

timbulnya beda potensial listrik antara kutub-kutub sel baterai. Proses tersebut terjadi secara simultan dengan reaksinya dapat dinyatakan. Pb O2 + Pb + 2 H2SO4 Sebelum Proses Pb SO4 + Pb SO4 + 2 H2O Setelah Proses dimana : Pb O2 = Timah peroxida (katub positif / anoda) Pb = Timah murni (kutub negatif/katoda) 2H2SO4= Asam sulfat (elektrolit) Pb SO4 = Timah sulfat (kutub positif dan negatif setelah proses pengosongan) H2O= Air yang terjadi setelah pengosongan Jadi pada proses pengosongan baterai akan terbentuk timah sulfat (PbSO4) pada kutub positif dan negatif, sehingga mengurangi reaktifitas dari cairan elektrolit karena asamnya menjadi timah, sehingga tegangan baterai antara kutub-kutubnya menjadi lemah. 1.10.3. Proses Pengisian Proses ini adalah kebalikan dari proses pengosongan dimana arus listrik dialirkan yang arahnya berlawanan, dengan arus yang terjadi pada saat pengosongan. Pada proses ini setiap molekul air terurai dan tiap pasang ion hidrogen (2H+) yang dekat plat negatif 38

bersatu dengan ion negatif Sulfat (SO4--) pada plat negatif untuk membentuk Asam sulfat. Sedangkan ion oksigen yang bebas bersatu dengan tiap atom Pb pada plat positif membentuk timah peroxida (Pb O2).

Untuk baterai Nickel-Cadmium Pengosongan 2 Ni OOH + Cd + 2H2O 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2

Pengisian

Setelah pengisian

dimana :2NiOOH = Incomplate nickelic - hydroxide (Plat positif atau anoda) Cd = Cadmium (Plat negatif atau katoda) 2Ni (OH)2 = Nickelous hydroxide (Plat positif) Cd (OH)2 = Cadmium hydroxide (Plat negatif)

1.10.4.Prinsip Kerja Baterai Alkali

Untuk Baterai nickle - Iron

Proses reaksi kima yang terjadi adalah sebagai berikut : Pb SO4 + Pb SO4 + 2H2O Setelah pengosongan PbO2 + Pb + 2H2SO4

Baterai Alkali menggunakan potasium Hydroxide sebagai elektrolit, selama proses pengosongan (Discharging) dan pengisian (Charging) dari sel baterai alkali secara praktis tidak ada perubahan berat jenis cairan elektrolit. Fungsi utama cairan elektrolit pada baterai alkali adalah bertindak sebagai konduktor untuk memindahkan ion-ion hydroxida dari satu elektroda keelektroda lainnya tergantung pada prosesnya, pengosongan atau pengisian, sedangkan selama proses pengisian dan pengosongan komposisi kimia material aktif pelatpelat baterai akan berobah. Proses reaksi kimia saat pengosongan dan pengisian pada elektroda-elektroda sel baterai alkali sebagai berikut.

Pengosongan 2 Ni OOH + Fe + 2H2O 2Ni (OH)2 + Fe (OH)2 . Pengisian dimana : 2NiOOH = Incomplate nickelic - hydroxide (Plat positif) Fe = Iron (Plat negatif) 2Ni (OH)2 = Nickelous hydroxide (Plat positif) Fe (OH)2 = Ferrous hydroxide (Plat negatif) 1.11. Jenis-jenis Baterai. Bahan elektrolit yang banyak dipergunakan pada baterai adalah jenis asam (lead acid) dan basa (alkali). Untuk itu dibawah ini akan dibahas kedua jenis bahan elektrolit tersebut.

39

1. Baterai Asam ( Lead Acid Storage Battery)

Pengisian awal (Initial Charge) : 2,7 Volt

Baterai asam bahan elektrolitnya adalah larutan asam belerang (Sulfuric Acid = HzS04). Didalam baterai asam, elektrodaelektrodanya terdiri dari plat-plat timah peroksida Pb02 (Lead Peroxide) sebagai anoda (kutub positif) clan timah murni Pb (Lead Sponge) sebagai katoda (kutub negatif). Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuat) sebagai berikut :

Pengisian secara Floating 2,18 Volt

Pengisian secara Equalizing : 2,25 Volt

Pengisian secara Boosting 2,37 Volt

−

Tegangan pengosongan per sel (Discharge ) : 2,0 – 1,8 Volt

−

Tegangan nominal per sel 2 Volt

−

Ukuran baterai per sel lebih besar bila dibandingkan dengan baterai alkali.

−

Nilai berat jenis sebanding dengan baterai

−

Suhu elektrolit sangat mempengaruhi terhadap nilai berat jenis elektrolit, semakin tinggi suhu elektrolit semakin rendafi berat jenisnya dan sebaliknya.

−

−

−

elektrolit kapasitas

Nilai standar berat jenis elektrolit tergantung dari pabrik pembuatnya. Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan, biasanya dapat mencapai 10 15 tahun, dengan syarat suhu baterai tidak lebih dari 20o C. Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk operasi dan pemeliharaan dari pabrik pembuat. Sebagai contoh adalah :

:

:

2. Baterai Alkali ( Alkaline Storage Battery ) Baterai alkali bahan elektrolitnya adalah larutan alkali (Potassium Hydroxide) yang terdiri dari : Nickel-Iron Alkaline Battery ( NiFe battery ) Nickel-Cadmium Alkaline Battery ( Ni-Cd battery ) Pada umumnya yang banyak dipergunakan di instalasi unit pembangkit adalah baterai alkalicadmium ( Ni-Cd ). Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuat) sebagai berikut : − Tegangan nominal per sel 1,2 Volt −

Nilai berat jenis elektrolit tidak sebanding dengan kapasitas baterai

−

Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan, biasanya dapat mencapai 15 20 tahun, dengan syarat suhu baterai tidak lebih dari 20o C.

−

Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk 40

operasi dan pemeliharaan dari pabrik pembuat. Sebagai contoh adalah :

−

o

Pengisian awal (Initial Charge) = 1,6 – 1,9 Volt

o

Pengisian secara = 1,40 – 1,42 Volt

o

Pengisian secara Equalizing = 1,45 Volt

o

Pengisian secara Boosting = 1,50 – 1,65 Volt

Floating

Tegangan pengosongan per sel (Discharge ) : 1 Volt (reff. Hoppeke & Nife)

Menurut Konstruksinya baterai bisa dikelompokkan atas:

3. Konstruksi Pocket Plate Baterai dengan konstruksi pocket plate merupakan jenis baterai yang banyak digunakan di PLN (sekitar 90%). Baterai NiCd pertama kali diperkenalkan pada tahun 1899 clan baru diproduksi secara masal tahun 1910. Konstruksi material aktif yang pertama dibuat adalah konstruksi pocket plate. Konstruksi ini dibuat dari plat baja tipis berlubang-lubang yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk rongga-rongga atau kantong yang kemudian diisi dengan material aktif seperti terlihat pada gambar 1.44 dibawah ini.

Gambar 1. 44. Baterai dengan kuntruksi Pocket Plate

41

Gambar 1.45. Konstruksi Elektrode Tipe Pocket Plate dalam 1 rangkaian Dari disain diatas dapat dilihat bahwa material aktif yang akan bereaksi hanya material yang bersinggungan langsung dengan plat baja saja, padahal material aktif tersebut mempunyai daya konduktifitas yang sangat rendah. Untuk menambah konduktifitasnya, maka ditambahkan bahan graphite di dalam material aktif tersebut. Penambahan ini membawa masalah baru yaitu bahwa material graphite ternyata

secara perlahan bereaksi dengan larutan elektrolit (KOH) kemudian membentuk senyawa baru yaitu Potassium Carbonate (K2C03) Sesuai dengan persamaan : 2KOH+C02 K2C03+H20 Senyawa ini justru menghambat daya konduktifitas antar plat (Tahanan dalam baterai makin besar). Reaksi tersebut otomatis juga mengurangi banyaknya graphite sehingga daya konduktifitas material aktif didalam kantong berkurang. 42

Kejadian tersebut berakibat langsung pada performance sel baterai atau dengan kata lain menurunkan kapasitas ( Ah ) sel baterai. Dalam kasus ini, penggantian elektrolit baterai ( rekondisi baterai) hanya bertujuan memperbaiki atau menurunkan kembali tahanan dalam ( Rd ) baterai namun tidak dapat memperbaiki atau mengganti bahan graphite yang hilang. Pembentukan Potassium Carbonate ( K2C03 ) juga dapat terjadi antara larutan elektrolit ( KOH ) dengan udara terbuka, namun proses pembentukannya tidak secepat proses diatas dan dalam jumlah yang relatif kecil. Perhatian terhadap pembentukan Potassium Carbonate ( K2C03 )

karena udara luar perlu menjadi pertimbangan serius dalam masalah penyimpanan baterai yang tidak beroperasi. 4. Konstruksi Sintered Plate Sintered Plate ini merupakan pengembangan konstruksi dari baterai NiCd tipe pocket plate, Bateraii Sintered Plate ini pertama kali diproduksi tahun 1938. Konstruksi baterai jenis ini sangat berbeda dengan tipe pocket plate. Konstruksi sintered plate dibuat dari plat baja.tipis berlubang yang dilapisi dengan serpihan nickel (Nickel Flakes). Kemudian pada lubang lubang plat tersebut diisi dengan material aktif seperti pada Gambar 1. 46

Gambar 1.46. Sintered Plate Electrode Karena lapisan Nickel Flake Konstruksi ini menghasilkan pada plat baja sangat getas maka konduktifitas yang baik antara plat sangat mudah pecah pada saat baja dengan material aktif. Namun plat baja berubah atau memuai. karena plat baja yang digunakan Hal ini terjadi pada saat baterai sangat tipis ( sekitar 1.0 mm s/d mengalami proses charging atau 1.5 mm ), maka diperlukan plat discharging. Akibatnya baterai yang sangat luas untuk jenis ini tidak tahan lama menghasilkan kapasitas sel baterai dibandingkan dengan baterai jenis yang tidak terlalu besar pocket plate. (dibandingkan dengan tipe pocket plate ). 43

5. Konstruksi Fibre Structure Fibre structure pertama kali diperkenalkan pada tahun 1975 clan baru diproduksi secara masal tahun 1983. Baterai jenis ini merupakan perbaikan dari tipe-tipe baterai yang terdahulu. Konstruksi baterai ini dibuat dari campuran plastik dan nickel yang memberikan keuntungan : 1. Konduktifitas antar plat yang tinggi dengan tahanan dalam yang rendah.

2. Plat elektrode yang elastis sehingga tidak mudah patah / pecah 3. Tidak memerlukan bahan tambahan (seperti graphite pada baterai jenis Pocket Plate) 4. Dimensi elektrode yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan tipe Pocket Rate untuk kapasitas baterai yang sama 5. Pembentukan K2C03 hanya terjadi karena kontaminasi dengan udara (sargat kecil) Konstruksi baterai tipe Fibre Structure digambarkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 1.47. Fibre Nickel Cadmium Electrode 6. Menurut Karakteristik Pembebanan. Yang dimaksud tipe baterai menurut karakteristik pembebanan adalah sebagai berikut :

tinggi yaitu diatas 7 CnA (kapasitas nominal arus) dengan waktu yang singkat ± 2 menit. Tegangan akhir per sel 0,8 Volt. Tipe ini belum pernah digunakan di PLN. Tipe H : High Loading

Tipe X : Very High Loading. Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus yang

Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus yang tinggi yaitu antara 3,5 - 7 CnA 44

dengan waktu yang singkat, lama waktu pembebanan ± 4 menit. Tipe ini biasanya digunakan di pembangkit-pembangkit untuk start up mesin pembangkit. Tegangan akhir per sel adalah 0,8 Volt. Tipe M : Medium Loading Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus yang tinggi yaitu antara 0,5 - 3,5 CnA dengan waktu yang singkat, lama waktu pembebanan ± 40 menit, biasanya digunakan di gardu-gardu

induk. Tegangan akhir per sel adalah 0,9 Volt. Tipe L : Low Loading Tipe ini adalah untuk jenis pembebanan dengan arus kecil yaitu sebesar 0,5 CnA, lama waktu pembebanan 5 jam, biasanya digunakan di gardugardu induk. Tegangan akhir 1 Volt per sel.

45

1.12. Bagian-bagian Utama Baterai

Gambar 1.48. Bagian-bagian Baterai

46

1. Elektroda Tiap sel baterai terdiri dari 2 (dua) macam elektroda, yaitu elektroda positif (+ ) dan elektroda negatif (- ) yang direndam dalam suatu larutan kimia ( gambar 1.49 ). Elektroda-elektroda positif dan negatif terdiri dari : − Grid, adalah suatu rangka besi atau fiber sebagai tempat material aktif. − Material Aktif, adalah suatu material yang bereaksi secara kimia untuk menghasilkan energi listrik pada waktu pengosongan (discharge) 2. Elektrolit Elektrolit adalah Cairan atau larutan senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik, karena larutan tersebut dapat menghasilkan muatan listrik positif dan negatif. Bagian yang bermuatan positif disebut ion positif dan bagian yang bermuatan negatif disebut ion negatif. Makin banyak ion-ion yang dihasilkan suatu elektrolit maka makin besar daya hantar listriknya. Jenis cairan elektrolit baterai terdiri dari 2 ( dua ) macam, yaitu: 1. Larutan Asam Belerang ( H2S04 ), digunakan pada baterai asam. 2. Larutan Alkali ( KOH ), digunakan pada baterai alkali.

Gambar1. 49. Bentuk Sederhana Sel Baterai 3. Sel Baterai Sesuai dengan jenis bahan bejana ( container ) yang digunakan terdiri cari 2 (dua) macam : a. Steel Container b. Plastic Container 4. Steel Container Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari steel ditempatkan dalam rak kayu, hal ini untuk menghindari terjadi hubung singkat antar sel baterai atau hubung tanah antara sel baterai dengan rak baterai . 5. Plastic container Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari plastik ditempatkan dalam rak besi yang diisolasi, hal ini untuk menghindar terjadi hubung singkat antar sel baterai atau hubung tanah antara sel baterai de !gan rak baterai apabila terjadi kerusakan atau kebocoran elektrolit baterai.

47

1.13. Instalasi Sel Baterai. Sel baterai dibagi dalam beberapa unit atau group yang terdiri dari 2 sampai 10 sel per unit dan tergantung dari ukuran sel baterai tersebut. Baterai tidak boleh ditempatkan langsung di lantai sehingga memudahkan dalam melakukan pemeliharaan dan tidak terdapat kotoran dan debu diantara sel baterai. Baterai jangan ditempatkan pada lokasi yang mudah terjadi proses karat dan banyak mengandung gas, asap, polusi serta nyala api. Instalasi baterai sesuai penempatannya dibagi dalam 2 (dua) macam juga, sama dengan bahan bejana yaitu : 1. Steel Container 2. Plastic Container 1.13.1. Steel Container Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari baja (steel) ditempatkan dalam rak dengan jarak isolasi secukupnya. Setiap sel baterai disusun pada rak secara paralel sehingga memudahkan untuk melakukan pemeriksaan batas (level) tinggi permukaan elektrolit serta pemeliharaan baterai lainnya. Plastic Container Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari plastik biasanya dihubungkan secara seri dalam unit atau grup dengan suatu "plastic button plate". Sel baterai disusun memanjang satu baris atau lebih tergantung jumlah sel baterai dan kondisi ruangan. Sel baterai

ditempatkan pada stairs rack sehingga memudahkan dalam melaksanakan pemeliharaan, pengukuran dan pemeriksaan level elektrolit. Agar ventilasi cukup dan memudahkan pemeliharaan maka harus ada ruang bebas pada rangkaian baterai sekurangkurangnya 25 cm antara unit atau grup baterai lainnya serta grup atau unit baterai paling atas. Instalasi baterai dan charger ditempatkan pada ruangan tertutup dan dipisahkan, hal dimaksudkan untuk memudahkan pemeliharaan dan perbaikan. 1.13.2. Terminal dan Penghubung Baterai. Sel baterai disusun sedemikian rupa sehingga dapat memudahkan dalam menghubungkan kutub-kutub baterai yang satu dengan yang lainnya. Setiap sel baterai dihubungkan menggunakan nickel plated steel atau copper. Sedangkan penghubung antara unit atau grup baterai dapat berbentuk nickel plated steel atau berupa kabel yang terisolasi (insulated flexible cable). Khusus untuk kabel penghubung berisolasi, drop voltage maksimal harus sebesar 200 mVolt (Standar dari Alber Corp ) seperti terlihat pada Gambar 1.50

48

I=

Arus dalam ampere

1.13.5. Rangkaian Baterai

Gambar 1.50. Susunan Sel pada Baterai Demikian pula kekerasan atau pengencangan baut penghubung harus sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuat baterai. Hal ini untuk menghindari loss contact antara kutub baterai yang dapat menyebabkan terganggunya sistem pengisian baterai serta dapat menyebabkan terganggunya performance baterai. Oleh karena itu perlu dilakukan pemeriksaan kekencangan baut secara periodik 1.13.4. Ukuran Kabel Bagian yang terpenting dalam pemasangan instalasi baterai adalah diperolehnya sambungan kabel yang sependek mungkin untuk mendapatkan rugi tegangan (voltage drop) sekecil mungkin. Ukuran kabel disesuaikan dengan besarnya arus yang mengalir. Dengan demikian rumus yang digunakan adalah : U =

0,018 x I A

Dimana : U = rugi tegangan (single conductor) dalam volt / meter

Dikarenakan tegangan baterai per sel terbatas, maka perlu untuk mendapatkan solusi agar tegangan baterai dapat memenuhi atau sesuai dengan tegangan kerja peralatan yang maupun untuk menaikkan kapasitas dan juga kehandalan pemakaian dengan merangkai (meng-koneksi) beberapa baterai dengan cara : 1. Hubungan seri 2. Hubungan paralel 3. Hubungan Kombinasi a. Seri Paralel b. Paralel Seri 1. Hubungan Seri Koneksi baterai dengan hubungan seri ini dimaksudkan untuk dapat menaikkan tegangan baterai sesuai dengan tegangan kerja yang dibutuhkan atau sesuai tegangan peralatan yang ada. Sebagai contoh jika kebutuhan tegangan baterai pada suatu unit pembangkit adalah 220 Volt maka akan dibutuhkan baterai dengan kapasitas 2,2 Volt sebanyak 104 buah dengan dihubungkan secara seri. Kekurangan dari hubungan seri ini adalah jika terjadi gangguan atau kerusakan pada salah satu sel baterai maka suplai sumber DC ke beban akan terputus.

49

Gambar 1.51. Hubungan Baterai Secara Seri 2. Hubungan Paralel Koneksi baterai dengan hubungan paralel ini dimaksudkan untuk dapat menaikkan kapasitas baterai atau Ampere hour (Ah) baterai, selain itu juga dapat memberikan keandalan beban DC pada sistem. Mengapa bisa demikian? Hal ini disebabkan jika salah satu sel baterai yang dihubungkan

paralel mengalami gangguan atau kerusakan maka sel baterai yang lain tetap akan dapat mensuplai tegangan DC ke beban, jadi tidak akan mempengaruhi suplai secara keseluruhan sistem, hanya kapasitas daya sedikit berkurang sedangkan tegangan tidak terpengaruh .

Gambar 1.52. Hubungan Baterai Secara Paralel 50

3. Hubungan Kombinasi

4. Hubungan Seri Paralel

Pada hubungan kombinasi ini terbagi menjadi 2 macam yaitu seri paralel dan paralel seri. Hubungan ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan ganda baik dari sisi kebutuhan akan tegangan dan arus yang sesuai maupun keandalan sistem yang lebih baik. Hal ini disebabkan karena hubungan seri akan meningkatkan tegangan sedangkan hubungan paralel akan meningkatkan arus dan keandalan sistemnya.

Pada hubungan Seri Paralel seperti gambar 1.53, jika tiap baterai tegangannya 2,2 Volt dan Arusnya 20 Ampere maka akan didapat : Tegangan dibaterai adalah = 2,2 + 2,2 + 2,2 = 6,6 Volt, sedangkan arusnya adalah = 20 + 20 = 40 Ampere, sehingga kapasitas baterai secara keseluruhan adalah 6,6 Volt dan 40 Ampere. Dari perhitungan tersebut maka yang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya.

Gambar 1.53. Hubungan Baterai Secara Seri Paralel

51

5. Paralel Seri Pada hubungan Paralel Seri seperti gambar dibawah ini, jika tiap baterai tegangannya 2,2 Volt dan Arusnya 20 Ampere maka akan didapat : Tegangan dibaterai adalah = 2,2 + 2,2 = 4,4 Volt, sedangkan arusnya .

adalah = 20 + 20 + 20 = 60 Ampere, sehingga kapasitas baterai secara keseluruhan adalah 4,4 Volt dan 60 Ampere. Dari perhitungan tersebut maka yang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya

Gambar 1.54. Hubungan Baterai Secara Seri Paralel 1.14. Ventilasi Ruang Baterai Pada pemasangan baterai di ruangan tertutup, maka perlu adanya sirkulasi udara yang cukup di ruangan baterai tersebut. Untuk harus dilengkapi dengan ventilasi atau lubang angin atau exchaust fan. Dalam hal ini keadaan ventilasi harus baik untuk membuang gas yang berupa campuran hydrogen dan oxygen (eksplosif) yang timbul akibat proses operasi baterai. Jika

ingin menjaga kondisi temperatur dan kelembaban yang lebih baik maka perlu dipasang pendingin ruangan atau Air Conditioning (AC) dengan suhu yang sesuai standar yang berlaku. Sesuai dengan Standar DIN 0510 maka suhu ruangan baterai untuk jenis baterai asam tidak boleh lebih dari 38 oC dan untuk baterai alkaline tidak boleh lebih dari 45 oC.

52

Sedangkan untuk ventilasi atau volume udara yang mengalir dirancang sebagai berikut : • Untuk Instalasi di Darat ( Land Instalation ) : Q = 55 x n x l •

Untuk Instalasi di Laut (Marine Instalation ) :

Dimana : Q = Volume Udara ( liter/jam ) n = Jumlah Sel Baterai l = Arus pengisian pada akhir pengisian atau dalam kondisi pengisian Floating. Bilamana baterai sedang dilakukan pemeriksaan atau pengujian, maka semua pintu dan jendela ruangan baterai harus terbuka.

Q = 110 x n x l

53

1.15. Pemeliharaan DC Power Pemeliharaan adalah serangkaian tindakan atau proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi atau meyakinkan bahwa suatu peralatan dapat berfungsi dengan baik sebagai mana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang dapat menimbulkan kerusakan yang lebih fatal. 1.15.1.Tujuan Pemeliharaan Tujuan Pemeliharaan adalah untuk menjamin keberlangsungan atau kontinyuitas dan keandalan penyaluran tenaga listrik pada unit pembangkit, yang meliputi beberapa aspek yaitu : Untuk meningkatkan reliability, availibility dan efisiency Untuk memperpanjang umur peralatan Mengurangi resiko terjadinya kegagalan pengoperasian atau kerusakan peralatan Meningkatkan keamanan atau safety peralatan Mengurangi lama waktu padam akibat sering terjadi gangguan Faktor terpenting atau paling dominan dalam pemeliharaan instalasi atau peralatan listrik adalah pada sistem isolasi. Dalam pemeliharaan ini dibedakan menjadi 2 aktifitas atau kegiatan yaitu : − Pemeriksaan atau monitoring, dan − Pemeliharaan

Pemeriksaan atau monitoring dalam hal ini adalah melihat, mencatat, meraba (jika memungkinkan) dan mendengarkan. Kegiatan ini dilakukan pada saat unit sedang dalam keadaan beroperasi. Kemudian untuk pemeliharaan meliputi kalibrasi, pengujian, koreksi, resetting, perbaikan dan membersihkan peralatan. Kegiatan ini dilakukan pada saat unit sedang tidak beroperasi atau waktu inspection atau overhoul. 1.15.2. Jenis-jenis Pemeliharaan Jenis-jenis pemeliharaan yang ada adalah : 1. Predictive Maintenance (Conditon Base Maintenance) 2. Preventive Maintenance (Time Base Maintenance) 3. Corrective Maintenance (Curative Maintenance) 4. Breakdown Maintenance 1. Predictive Maintenance Predictive Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara memprediksi kondisi suatu peralatan, kemungkinankemungkinan apakah dan kapan peralatan tersebut menuju kerusakan atau kegagalan operasi. Dengan memprediksi kondisi tersebut maka dapat diketahui gejala kerusakan secara dini. Metode yang biasa digunakan adalah dengan memonitor kondisi peralatan secara online baik saat

54

peralatan beroperasi maupun tidak beroperasi. Untuk itu diperlukan peralatan dan personil yang ditugaskan khusus untuk memonitor dan menganalisa peralatan tersebut atau ditugaskan pada bagian tertentu yang berkaitan dengan peralatan tersebut. Pemeliharaan ini disebut juga pemeliharaan berdasarkan kondisi peralatan atau Condition Base Maintenance. 2. Preventive Maintenance Preventive Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan untuk mencegah terjadinya kerusakan peralatan secara tiba-tiba dan untuk mempertahankan unjuk kerja peralatan yang optimal sesuai umur teknis yang telah ditentukan oleh pabrikan. Kegiatan pemeliharaan ini dilakukan secara berkala dengan berpedoman pada Instruction Manual dari pabrik pembuat peralatan tersebut. Disamping itu juga menggunakan standar yang ditetapkan oleh badan standar Nasional maupun Internasional (seperti SNI, IEEC dan lain-lain) dan data-data yang diambil dari pengalaman operasi di lapangan. Pemeliharaan ini disebut juga pemeliharaan berdasarkan waktu operasi peralatan atau Time Base Maintenance

3. Corrective Maintenance Corrective Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan berencana pada waktuwaktu tertentu ketika peralatan mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah saat menjalankan fungsinya. Hal ini dimaksudkan untuk mengembalikan peralatan pada kondisi semula (sebelum rusak) dengan perbaikan-perbaikan, pengujian dan penyem-purnaan peralatan. Pemeliharaan ini bisa dilakukan dengan cara trouble shooting atau penggantian komponen atau part atau bagian yang rusak atau kurang berfungsi yang dilakukan dengan terencana. Pemeliharaan ini disebut juga pemeliharaan berdasarkan kondisi peralatan atau Currative Maintenance. 4. Breakdown Maintenance Breakdown Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan jika terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak dapat diprediksi atau tidak tertentu dan sifatnya darurat atau emergency. 1.15.3. Pelaksanaan Pemeliharaan Pelaksanaan pemeliharaan peralatan ini dibagi 2 (dua) macam yaitu : 1. Pemeliharaan berupa monitoring yang dilakukan oleh petugas operator setiap hari 55

atau setiap minggu oleh petugas patroli unit pembangkit. Kegiatan pemeliharaan ini merupakan pengamatan secara visual terhadap kelainan, kebersihan, indikasi yang muncul, arus beban, tegangan pada panel, level air pada baterai dan lain-lain yang terjadi pada peralatan dicatat pada daftar cekllist harian atau mingguan yang kemudian dilaporkan kepada atasan.

dilakukan pembersihan jika ada kotoran dan penggantianpenggantian pada lampu atau meter indikator.

2. Pemeliharaan yang berupa pembersihan dan pengukuran yang dilakukan setiap bulan atau pengujian yang dilakukan setiap tahun oleh petugas pemeliharaan.

Dengan dilakukannya pengukuran tegangan dan arus beban diharapkan dapat diperoleh data-data aktual mengenai besaran tegangan dan arus beban, sehingga dapat mengantisipasi perubahan besaran tegangan dan arus beban.

1.15.4. Kegiatan Pemeliharaan Kegiatan Pemeliharaan pada sistem DC Power ini meliputi pemeliharaan dari mulai sumber listrik untuk input charger (panel listrik ac 380V), charger, instalasi listriknya, baterai dan ruangan baterai, panel listrik DC, inverter (jika ada) dan instalasi listrik yang ke beban-beban DC. Dari hasil survey dan wawancara di lapangan yang sering mengalami gangguan adalah di sisi instalasi listrik yaitu DC ground, baterai dan charger. Untuk pemeliharaan instalasi listrik dan perangkat pendukungnya seperti panelpanel, meter indikator, lampu indikator dan sebagainya cukup dilakukan secara visual dan

1. Pemeliharaan Instalasi DC. Ada beberapa langkah dalam pemeliharaan Instalasi DC anatar lain : 2. Pengukuran Tegangan dan Arus Beban

Cara Pelaksanaan Pengukuran 1. Mempersiapkan Pengukuran • Mempersiapkan Material dan Peralatan Kerja yang diperlukan. • Mempersiapkan Dokumen dan Peralatan K3. 2.Melakukan pengukuran • Ukur dan catat tegangan tiap MCB beban. • Ukur dan catat arus beban setiap MCB jika memungkinkan • Membersikan Panel Pembagi • Periksa suhu tiap MCB dengan Thermovisi • Periksa dan kencangkan bautbaut pada terminal MCB • Ukur dan catat arus DC ground

56

3. Standar Pengukuran Bandingkan hasil pengukuran dengan laporan/catatan sebelumnya atau laporan hasil komisioning. 4. Pemeriksaan Fuse atau MCB Dengan dilakukannya pemeriksaan fuse dan MCB diharapkan dapat diperoleh datadata aktual mengenai kondisi secara fisik peralatan tersebut sehingga dapat dihindari terjadinya ”Mal-Function” peralatan lain akibat terputus pasokan tegangan dan arus. 5.Cara Pelaksanaan Pemeriksaan Fuse atau MCB 1. Mempersiapkan Pemeriksaan • Material dan peralatan kerja dipersiapkan • Dokumen dan peralatan K3 dipersiapkan 2. Melakukan pemeriksaan • Membersihkan panel Fuse dan pengaman baterai. • Periksa suhu tiap MCB dengan Thermovisi • Periksa dan kencangkan bautbaut pada terminal MCB • Ukur dan catat arus DC ground • Periksa label atau marker masingmasing panel fuse baterai dan kabel baterai 6. Standar Pemeriksaan Fuse atau MCB Bandingkan hasil pengukuran dengan laporan/catatan

sebelumnya atau komisioning.

laporan

hasil

7. Pengukuran Keseimbangan Tegangan Tujuan Pengukuran Keseimbangan Tegangan Dengan dilakukannya pengukuran keseimbangan tegangan diharapkan dapat diperoleh datadata aktual apakah terjadi penyimpangan keseimbangan tegangan. Apabila terjadi penyimpangan tegangan – 5 % dan + 5 %, itu berarti menunjukkan adanya DC ground. Cara Pelaksanaan Pengukuran Keseimbangan Tegangan 1. Mempersiapkan Pengukuran • Mempersiapkan Material dan Peralatan Kerja yang diperlukan. • Mempersiapkan Dokumen dan Peralatan K3. 2. Melakukan Pengukuran • Membersihkan Rangkaian Output Rectifier/Charger. • Membersihkan Panel Fuse dan Pengaman Baterai • Ukur dan catat besaran tegangan antara : − Kutub Positif terhadap Negatif, − Kutub Positif terhadap Ground, − Kutub Negatif terhadap Gound

57

1.15.5. Pemeliharaan Charger Seperti halnya peralatan pada umumnya charger juga harus dipelihara. Hal ini harus dilakukan agar charger dapat beroperasi secara andal dan optimal. Dalam pemeliharaan charger ini ada beberapa hal yang harus dilakukan sepeti dijelaskan pada uraian berikut ini. 1. Pengukuran Ripple Tujuan pengukuran Tegangan Ripple pada charger untuk mengetahui mutu tegangan DC yang dihasilkan. Tegangan ripple yang tinggi, kemungkinan disebabkan oleh beberapa hal antara lain :

- Rangkaian rectifier (thyristor) bekerja tidak seimbang, mungkin salah satu Tyristor bekerja tidak stabil / tidak normal. - Rangkaian Filter LC yang kurang baik (Kapasitor atau Induktor bocor ). 2. Cara Pengukuran Pengukuran tegangan ripple dilakukan pada titik output charger atau sesudah rangkaian filter LC (lihat gambar dibawah ini yaitu pada titik ukur 1) dan pada titik input beban atau output voltage dropperl (titik ukur 2). Pengukuran tegangan ripple menggunakan alat ukur Ripple Voltage Meter atau Oscilloscope.

Gambar 1.55. Skema Pengukuran Tegangan Ripple Dari contoh pembacaan hasil pengukuran diatas nilainya adalah 0,386 volt, kalau tegangan DC-nya adalah 110V maka prosentase ripplenya adalah :

3. Standard Tegangan Ripple Standard tegangan ripple yang diizinkan untuk semua merk atau type charger adalah ≤ 2 % (Sesuai SE. 032).

0,386 x 100 % 110% = 0,351 %

Tegangan Ripple =

58

4. Pengukuran Tegangan dan Arus Input Pengukuran tegangan dan arus input dilakukan pada titik input charger bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan dan arus masing-masing fasa.

Cara Pengukuran Pelaksanaan pengukuran dilakukan pada rangkaian input charger. Cara pelaksanaan pengukuran tegangan menggunakan Voltmeter AC standar. Standar Tegangan input adalah380 volt AC ± 10% Frekuensi tegangan input 50 hz ± 6% 5. Pengukuran Tegangan dan Arus Output

charger dilengkapi dengan rangkaian sensor arus dan tegangan yang akan mendeteksi arus pengisian dan tegangan output. Tujuan pengukuran tegangan dan arus output charger adalah : − Mengetahui besaran tegangan dan arus output pada setiap mode operasi. − Pembanding hasil pengukuran meter terpasang. Cara Pengukuran pengukuran tegangan dan arus output dilakukan pada saat floating, equalizing dan boosting. Pengukuran dilakukan pada titik-titik terminal baterai dan terminal beban atau output dropper (lihat gambar1.55 ). Pelaksanaan pengukuran dilakukan dengan cara :

Tegangan output dari charger digunakan untuk mensuplai beban DC dan juga digunakan untuk pengisian baterai. Pada rangkaian control

Gambar 1.55. Pengukuran Tegangan dan Arus Output 59

1. Pengisian floating - Posisikan selector switch "mode operasi" pada posisi floating, - Catat hasil pengukuran pada logsheet, - Bandingkan hasil pengukuran dengan setting floating, - Lakukan reseting apabila tidak sesuai 2 . Pengisian equalizing - Posisikan selector switch "mode operasi" pada posisi equalizing, - Catat hasil pengukuran pada logsheet, - Bandingkan hasil pengukuran dengan setting equalizing, - Lakukan reseting apabila tidak sesuai 3. Pengisian boosting - Posisikan selector switch "mode operasi" pada posisi boosting, - Catat hasil pengukuran pada logsheet, - Bandingkan hasil pengukuran dengan setting boosting, - Lakukan reseting apabila tidak sesuai setting boosting Pelaksanaan pengukuran dan reseting floating, equalizing dan

boosting pada pemeliharaan tahunan dilakukan saat rectifier tidak berbeban dan untuk pemeliharaan bulanan pengukuran dan reseting floating dan equalizing dilakukan pada saat berbeban . Apabila tegangan output pengisian terlalu rendah, kemungkinan penyebabnya antara lain : - Terjadi gangguan pada rangkaian tenaga DC. - Pada untai jembatan Thyristor, ada salah satu thyristor yang penyulutannya tidak normal. - Rangkaian Pulse Generator tidak bekerja dengan baik. - Kerusakan pada rangkaian Control Charger. Pengukuran tegangan output sangat tergantung pada merk dan type baterai yang dilayani, dalam pelaksanaan menggunakan standar IEC 623 atau sesuai dengan buku manual seperti pada tabel Tegangan per Sel pada bahasan baterai, sebagai contoh kita lihat tabel dibawah ini standar untuk baterai alkali merk saft.

Tabel . 1. 6. Pengisian boosting

Jenis / Merk Baterai Nominal ALKALI Saft

1,2

Tegangan Baterai ( Volt ) Float

Equal

Boost

Initial Baterai

Akhir Dischrage

1,40 1,42

1,50 1,55

1,65 1,70

1,65 1,70

1

60

Arus keluaran charger tergantung pada beban atau dibatasi oleh arus maksimum charger

Keseimbangan Tegangan Tujuan pengukuran keseimbangan tegangan adalah untuk mengetahui keseimbangan antara tegangan positif ke ground dengan negatif ke ground. Hal ini dapat terjadi akibat ketidak seimbangan tegangan output charger atau ketidak seimbangan tegangan pada beban karena adanya hubung singkat antara positif ke ground atau negatif ke ground. Cara Pengukuran untuk melaksanakan pengukuran ini dilakukan pada titik output charger ke beban, caranya yaitu dengan mengukur tegangan antara positif dengan ground, kemudian ukur tegangan negatif dengan ground. Dari hasil pengukuran ini, perhatikan apakah sudah sama (toleransi dari pabrik) antara besaran tegangan positif ke ground dengan besaran tegangan negatif ke ground. Apabila hasil pengukuran diketahui sama, berarti, tegangan output charger sudah seimbang clan tidak terjadi hubung singkat pada beban.Apabila terjadi ketidakseimbangan maka perlu dilakukan pengecekan lebih lanjut (lihat pokok bahasan troubleshooting ) Standard hasil pengukuran keseimbangan tegangan masingmasing antara positif dan negatif ke ground adalah 50 persen dari tegangan output charger. (toleransi ± 12,5%)

1.15.6. Pengukuran Arus Output Maksimum Tujuan pengukuran adalah untuk mengetahui apakah charger masih dapat bekerja optimal dengan arus output sesuai dengan yang dibutuhkan (kapasitas baterai). Pengukuran arus maksimum juga dilakukan saat komisioning untuk mengetahui apakah arus maksimum charger sudah sesuai spesifikasi. Apabila hasil pengukuran terjadi perbedaan antara besaran arus, output dengan arus yang dibutuhkan, maka perlu dilakukan pengaturan ulang (resetting) pada charger. Cara pengukuran arus output maksimum atau sesuai kebutuhan baterai dilakukan dengan cara : 1. Lepaskan charger dari baterai clan beban 2.Kosongkan energi baterai dengan dummy load. 3..Pasang amperemeter secara seri pada titik output charger. 4..Posisikan charger pada mode Boost 5.Hubungkan charger dengan baterai yang telah dikosongkan atau menggunakan dummy load. 6..Amati besaran arus pada amperemeter. 7..Apabila terdapat perbedaan antara hasil pengukuran dengan besarnya arus output yang dibutuhkan (sesuai kapasitas baterai), maka lakukan penyetelan arus output charger sesuai kebutuhan.

61

Untuk charger type BCT, penyetelan dilakukan pada rangkaian kontrol charger, yaitu dengan mengatur trimpot VR1 dan VR2 (besar arus maksimum yang diizinkan 110 % dari arus nominal). Untuk charger type ABB 626 170, penyetelan dilakukan pada circuit card A1, yaitu pengaturan potensiomefer R5. Standard masing-masing type I merk charger telah mempunyai) standar kapasitas arus maksimum yang diizinkan. Sebagai contoh, charger type ABB 162 170 standar kapasitas arus maksimum adalah 105 % dari arus keluaran ( 105% x 100 A = 105 A ) dan charger dari PT Catu daya Data Prakasa, mempunyai standar arus maksimum 110 % dari arus keluaran charger ( 110% x 80 A = 88 A ).

Pengukuran Rangkaian Dropper Untuk mengetahui apakah rangkaian Dropper dapat bekerja normal. Cara pengukuran tegangan dropper dilakukan dengan pengecekan tegangan rangkaian ke beban untuk masing-masing posisi selector switch, seperti sebagai berikut : 1. Tentukan besaran tegangan yang diperlukan pada rangkaian ke beban (misalnya 110 volt). 2. Hubungkan voltmeter pada output charger (sebelum rangkaian dropper) dan rangkaian ke beban (setelah rangkaian dropper). 3. Posisikan selector switch pada Floating, amati tegangan pada

rangkaian ke beban (tegangan pada rangkaian ke beban harus tetap). 4. Posisikan selector switch pada Equalizing, amati tegangan pada rangkaian 'ke beban (tegangan pada rangkaian ke beban harus tetap). 5. Posisikan selector switch pada Boosting, amati tegangan pada rangkaian ke beban (tegangan pada rangaian ke beban harus tetap) Apabila hasil pengukuran tegangan pada rangkaian ke beban saat posisi floating, equalizing clan boosting tetap (± 10 %) maka rangkaian dropper bekerja normal. Pada saat ini pengukuran rangkaian tegangan dropper mengacu pada pengalaman lapangan clan buku manual masing-masing merk, seperti : - Charger type ABB 162 1 70 besarnya tegangan dropper adalah 80 % dari tegangan keluaran, yaitu sE kitar 10 VDC. - Charger dari PT Catudaya Data Prakasa, menggunakan dropper diode. 3 step, dengan range tegangan 24 VDC pada arus 80 A. - Charger BCT menggunakan 2 buah dropper diode, masingmasing besarnya adalah 24 VDC.

Pengecekan Meter-meter Tujuan pengecekan meter adalah untuk mengetahui akurasi dari meter-meter terpasang (arus baterai, arus beban dan tegangan beban) Pada charger baterai 62

umumnya memiliki tiga buah alat ukur terdiri dari meter untuk pengukuran arus baterai, arus beban, clan tegangan beban. Pengecekan dilakukan dengan cara sebagai berikut : Ukur besaran tegangan dan arus di terminal meter menggunakan alat ukur standar. 1.

Bandingkan hasil pengukuran antara alat ukur standar dengan hasil penunjukkan meter terpasang.

2.

Apabila perbedaan hasil pengukuran antara alat ukur standar dengan meter terpasang di atas 5% (+5%) atau dibawah 5% (-5%) sesuai dengan klas meternya, maka meter tersebut harus dikalibrasi.

Standar akurasi meter sesuai dengan klas meter yang dipakai, misal : 0,5% 5%

Pemeriksaan Fisik Pemeriksaan secara fisik bertujuan untu.k mengetahui kondisi cubicle charcer dan fuse box apakah dalam keadaan baik dan bersih. Cara pelaksanaan pemeriksaaan fisik adalah sebagai berikut : 1. Buka pintu panel charger 2. Perhatikan kondisi kebersihan peralatan elektronik, meter-meter dan fuse. 3. Bersihkan apabila jika terdapat kotoran baik debu atau sarang laba-laba. 4. Pembersihan dilakukan dengan menggunakan alat pembersih dan

cairan pembersih. Khusus untuk peralatan elektronika, gunakanlah kompressor udara dengan tekanan maksimum 3 bar. 5. Periksa kondisi baut-baut jika perlu dikencangkan. Gunakanlah alat yang sesuai dengan peruntukkannya. Standard pemeriksaan fisik pada peralatan adalah secara visual ataupun bisa juga dengan diraba yaitu peralatan dalam kondisi baik dan bersih.

1.16.Jadwal dan Chek list Pemeliharaan Charger Agar periode dan objek pemeliharaan charger sama, maka perlu membuat jadwal dan cheklist pemeliharaan charger. Pembuatan jadwal dan cheklist pemeliharaan charger, disesuaikan dengan buku petunjuk peralatan yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat peralatan atau instrument tersebut.

1.16.1. Pemeliharaan Baterai Pengukuran tegangan pada sel baterai bertujuan untuk mengetahui sebagai berikut : − Kondisi tegangan sel baterai, apakah kondisi operasi normal − Tegangan pengisian ke baterai (Tegangan output charger) − Kondisi open sirkit pada rangkaian baterai. − Keseimbangan tegangan baterai terhadap tanah. 63

1.16.2. Cara Pelaksanaan Pengukuran Tegangan.

b) Pengukuran tegangan seluruh sel :

Pengukuran tegangan baterai per sel dan keseluruhan sel dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

− Rangkaian Baterai ke Rectifier dioff-kan. − Siapkan AVO meter ( diajurkan menggunakan AVO meter digital ).

Pengukuran Tegangan per Sel

− Ubah posisi selektor switch pada AVO meter pada skala yang sesuai.

− Rangkaian Baterai ke Rectifier di-offkan − Siapkan AVO meter ( diajurkan menggunakan AVO meter digital )

− Ukur tegangan sel baterai sesuai polaritasnya, warna merah pada kutub positif pada sel no.1 dan warna hitam pada kutub negatif pada sel terakhir.

− Sesuaikan selektor switch pada AVO meter pada skala yang kecil, misalnya pada skala 10 volt. − Ukur tegangan sel baterai sesuai polaritasnya ( positif warna merah dan negatif warna hitam ) mulai dari sel no. 1 sampai dengan sel terakhir.

−

Catat hasilnya pada lembar kerja pengukuran tegangan.

−

Koreksi besaran hasil ukur tegangan tersebut dan bandingkan dengan standard tegangan.

− Catat hasil pengukuran pada lembar kerja pengukuran tegangan.

Tabel 1.7. Tegangan per Sel. Jenis / Merk Baterai Alkali

Tegangan Baterai ( Volt ) Nominal

Floating

Equalizing Boost

Initial Akhir Baterai Dischrage

Saft

1,2

1,40 - 1,42

1,50 - 1,55

1,65 1,70

1,65 1,70

1

Nife

1,2

1,40 - 1,42

1,55

1,70

1,65

1

Hoppecke / FNC

1,2

1,40 - 1,45

1,50 - 1,65

1,70

1,70

1

Friwo / TS

1,2

1,40 - 1,42

-

1,70

1,70

1,15

Alcad

1,2

1,45 - 1,47

1,50 - 1,60

1,70

1,70

1

Furukawa

1,2

1,40 - 1,42

-

-

-

1

Emisa / LP, MP

1,2

1,40 - 1,45

1,50 - 1,60

1,70

1,70

1

64

Jenis / Merk Baterai Asam

Tegangan Baterai ( Volt ) Floating

Rocket

2

2,3

2,4

-

2,3

1,8

SAFT NIFE / Lead Line

2

2,27

-

-

2,3

1,8

Fiam / SMG

2

2,23

-

-

2,35

1,8

Furukawa

2

-

-

-

-

-

Yuasa

2

-

-

-

-

-

Gould

2

-

-

-

-

-

Fulmen / EHP

2

2,27

-

-

2,40

1,8

2

2,3

-

-

-

1,8

2

2,3

-

-

-

1,8

HOPPEKE / OPzS

2

2,23 2,24

2,24

-

-

1,8

Cloride Powersafe

2

2,25 2,27

2,4

-

2,3 2,4

1,8

DRYFIT / A600 OpzV DRYFIT / PzS

1.16.3.Pengukuran Elektrolit

Berat

Jenis

Tujuan melakukan pengukuran adalah untuk mengetahui kondisi elektrotit. Hal ini sangat penting karena elektrolit pada baterai berfungsi sebagai konduktor atau sebagai media pemindah elektron.

Equalizing Boost

Initial Akhir Baterai Dischrage

Nominal

Oleh karena itu agar proses kimia didalam sel baterai bekerja baik, maka perlu dilakukan pemeriksaan atau pengukuran berat jenis elektrolit. Alat ukur yang digunakan adalah Hydrometer, seperti gambar 1-57

65

Pompa Karet Silinder

Aerometer Cairan Elektrolit

Gambar 1. 57. Hydromete Aerometer yang biasa dipakai atau yang beredar dipasaran terdiri dari 3 (tiga) macam, yaitu :

Bd ( hs )= Pembacaan berat jenis

1. Aerometer yang bertuliskan angka-angka berwarna putih, biasanya pada baterai merk Hoppecke (buatan Jerman)..

ts = Temperatur larutan asam

2. Aerometer yang dilengkapi dengan warna : Merah, Hijau, Kuning (buatan RRC). Arti dari warna-warna tersebut adalah : − Merah : Dead Batery, adalah muatan baterai tidak ada atau mati − Hijau : Half Charge, kapasitas baterai sudah 50% a) Pada Baterai Asam : Bd

(s)

= Bd

( hs )

+

( t s - 15 ) x 0,001 1,5

Dimana :

Bd ( s ) = Harga berat jenis

pada hydrometer ( gr/cm3 )

belerang ( 0 C ) b. Pada baterai alkali Bd ( a ) = Bd ( ha ) +

( t a - 15 ) x 0,001 2

Diman a: Bd ( a ) = Harga berat jenis Sebenarnya Bd ( ha ) = Pembacaan berat jenis larutan alkali pada hydrometer (gr/cm3 ) − Ta = Temperatur larutan asam belerang Kuning : Full Charge, kapasitas baterai sudah 90– 100% 3. Aerometer yang dilengkapi warna : Merah, Putih, Hijau (buatan

sebenarnya 66

Taiwan), arti warna-warna tersebut adalah : − Merah : Recharge − Putih : Fair − Hijau : Good

- Pompakan cairan elektrolit secara maksimal / sampai penuh seperti gambar 1-58.

- Siapkan alat ukur berat jenis (hydrometer).

- Catat hasil pengukuran.

- Gunakan alat / hydrometer sesuai jenis baterai yang akan diukur (jangan tertukar dengan hydrometer untuk baterai jenis yang lain.) - Pada saat pengukuran posisi hydrometer harus tegak lurus.

- Baca skala pada areometer sesuai permukaan cairan elektrolit. - Pembacaan berat jenis (Bd) dipengaruhi oleh perubahan temperatur maka diperlukan koreksi pembacaan berat jenis dengan ketentuan sebagai berikut: ( 0C )

Gambar 1.58. Cara Pelaksanaan Pengukuran Berat Jenis

Tabel 1-8. Standar Berat Jenis Elektrolit Jenis Baterai ALKALI

Kondisi Elektrolit ( temp. 20o C )

Berat Jenis ( gr / cm3 )

Elektrolit baru

1,20

Kondisi terisi penuh

1,18

Berat jenis minimum

1,16

67

ASAM

Elektrolit baru

1,190

Kondisi terisi penuh

1,215

Berat jenis minimum

1,16

1.16.4. Pengukuran Suhu Elektrolit Tujuan pengukuran suhu elektrolit adalah untuk mengetahui kondisi elektrolit baterai ketika baterai sedang diisi ( charge ) maupun ketika sedang terjadi kondisi tidak normal, mengingat pengaruhnya sangat besar terhadap operasional baterai maka perlu dilakukan pemeriksaan atau pengukuran suhu pada sel baterai. Cara Pelaksanaan pelaksanaan pengukuran suhu elektrolit dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : − Siapkan alat ukur suhu elektrolit yang bersih dan dianjurkan menggunakan thermometer jenis alkohol. − Yakinkan bahwa termometer berfungsi dengan baik. − Masukan alat ukur ke dalam sel baterai sampai terendam cairan elektrolit. − Tunggu beberapa saat dan amati sampai ada perubahan suhu. − Catat hasil ukur ke dalam lembar kerja yang telah disediakan. Standar suhu elektrolit pada baterai alkali maupun asam adalah sebagai berikut :

-

Suhu maksimum pada normal operasi : 25 - 35 °C ( suhu ruangan ) Suhu maksimum yang diijinkan pada saat pengisian / pengosongan : 45 °C.

Tujuan pengukuran arus pengisian pada baterai adalah : -

Untuk mengetahui besarnya arus pengisian dari rectifier ke baterai, pada saat baterai floating. Arus pengisian ini mendekati nol.

-

Untuk mengetahui besarnya arus pengisian dari rectifier ke baterai, pada saat baterai equalizing.

-

Untuk mengetahui besarnya arus pengisian dari rectifier& ke baterai, pada saat baterai boosting. Apabila Rectifier tidak dilengkapi dengan Dropper

Untuk melakukan pengukuran arus pengisian pada baterai dengan langkah-langkah sebagai berikut : -

Siapkan Tang Ampere DC

-

Posisikan saklar atau selector switch untuk pengukuran arus searah (DC)

-

Sesuaikan posisi range arus pada tang ampere

-

Lakukan pengukuran pada :

-

Kabel dari rectifier ke baterai 68

-

Kabel konektor antar rak baterai

-

Yakinkan penunjukan arus harus konstan

-

Catat hasil pengukuran

-

Cocokkan hasil pengukuran tersebut dengan penunjukkan

arus pada ampere meter yang terpasang pada rectifier. Contoh pengukuran arus pada baterai dapat dilihat pada gambar 1.59.

Gambar 1.59. Pengukuran arus pada Rangkaian Sel Baterai

69

Gambar 1.60. Diagram Titik Ukur Arus Pengisian Pada Baterai Besarnya arus pengisian adalah sebagai berikut : - Baterai Alkali : 0,2 x C ( 0,2 x kapasitas baterai) - Baterai Asam : 0,1 x C ( 0,1 x kapasitas baterai) - Pada operasi floating arus yang mengalir ke baterai relatif kecil

1.16.5. Jadwal Pemeliharaan Periodik Baterai Pedoman yang diterapkan untuk melakukan pemeliharaan pada peralatan Instalasi adalah bardasarkan pada SUPLEMEN,

Surat Edaran dari PLN Pusat No. 032/PST/1984, tentang uraian Kegiatan Pemeliharaan Peralatan Listrik. Periodik Pemeliharaan adalah sebagai berikut : − Mingguan − Bulanan − Tahunan

Baterai

Namun demikian pemeriksaan baterai secara rutin tiap hari tetap dilakukan oleh patroli operator namun hanya bersifat fisik atau secara visual, tidak menggunakan meter-meter yang rumit.

70

Tabel 1-9. Pemeliharaan Mingguan (dalam keadaan operasi )

No . 1

Peralatan Yang Dipelihara Sel Baterai

Peralatan / Material yang digunakan

Kegiatan

Periksa kebersihan sel baterai. Bila - Check List kotor bersihkan sel dan klemnya. - Kuas Cat Ukur Tegangan dan Berat jenis pada - Sikat sel yang dipilih atau ambil contoh / - Lap Kaos sampel dari beberapa sel Periksa arus pengisian tegangan total baterai.

2

Ruang Baterai

3

Elektrolit

4

Sekring / NFB

dan

ukur -Vaseline Netral

- Multi meter Periksa kipas ventilasi, apakah normal, -Pengukur jika tidak normal segera di perbaiki tinggi Periksa level dan suhu cairan elektrolit, Elektrolit apakah normal? Jika tidak normal -Thermometer sesuaikan dengan standar yang telah ditentukan Periksa apakah ada yang putus atau trip

Tabel 1- 10. Pemeliharaan Bulanan (dalam keadaan operasi ) No.

1

Peralatan Yang Dipelihara Sel Baterai

Kegiatan

Peralatan / Material yang digunakan

Ukur Tegangan dan Berat jenis di - Check List seluruh sel pada kondisi charger Off - Kuas Cat (tidak operasi). - Sikat Ukur tegangan total. - Lap Kaos Periksa kebersihan sel baterai, bila kotor bersihkan dan lapisi dengan vaseline -Vaseline Netral netral. Lakukan pengisian Equalizing.

dengan

mode - Multi meter

71

2

Rangkaian Baterai

Charger di Off-kan, ukur tegangan total baterai untuk menguji open circuit (sirkuit terbuka)

Tabel 1- 11. Pemeliharaan Tahunan (dalam keadaan tidak operasi ) Peralatan / Peralatan No. Kegiatan Material yang Yang digunakan Dipelihara - Check List 1 Sel Baterai Lakukan Pengujian Kapasitas : - Kuas Cat Pengisian kembali dengan mode - Lap Kaos -Vaseline Netral Boosting - Multi meter Rekondisi elektrolit baterai bila -Tang amper hasil test kapasitas tidak baik DC (bila diperlukan) - Alat Uji Pengujian kadar potassium Kapasitas karbonat, khusus pada baterai - Alat Uji kadar yang telah berusia lebih dari 5 Potassium Karbonate tahun.

72

1.17. Pengujian dan shooting pada DC Power

melalui rangkaian control charger sampai indikasi muncul.

Sistem DC Power pada unit pembangkit yang sering mengalami permasalahan adalah pada baterai. Terutama bateraiai jenis asam karena didalamnya terdapat larutan kimia (elektrolit) yang tentu jika dipengaruhi kondisi lingkungan yang berubahubah akan mempengaruhi berbagai unsur baik level air, berat jenis, temperatur elektrolitnya dan sebagainya. Untuk peralatan lain seperti sistem instalasi, panel-panel, meter indikator, lampu indikator, charger dan inverter biasanya jarang terjadi masalah.

Over Voltage Bateray. Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara menaikkan tegangan keluaran melaui rangkaian control charger sampai indikasi muncul. AC Power Failure Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara melepas (meng-off-kan) MCB input AC ke charger

1.17.1. Pengujian Indikator Charger Pengujian pada charger meliputi beberapa hal antara lain : Low Baterai Indicator, AC Power Failure, Over Voltage Bateray, Charger Failure, DC Fuse Failure, Earth Fault, dan lain-lain. Pengujian indikator bertujuan untuk mengetahui apakah indikator tersebut bekerja sesuai dengan fungsinya ataukah tidak sesuai. Beberapa pengujian yang dapat dilakukan pada indikator charger antara lain : Low Bateray Indicator . Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara menurunkan tegangan keluaran

Charger Failure 'Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara melepas (meng-off-kan) MCB output DC ke baterai.DC Fuse Failure, 'Untuk pengujian dilakukan dengan cara melepas (meng-off-kan) fuse output DC ke baterai. Earth Fault Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara memindahkan posisi switch penguji DC Ground pada charger. Dalam pelaksanaan di lapangan, alarm indikasi charger dapat dikatakan sesuai dengan standar apabila pada saat dilakukan pengujian (simulasi gangguan) pada salah satu bagian charger tersebut, alarm dapat muncul dengan baik.

73

Tabel 1 . 12 Trouble Shooting pada Charger ALARM

PENYEBAB

CARA MENGATASI

AC Power Failure

Input circuit breaker (MCCB) trip

On-kan kembali saklar. MCCB mungkin trip karena adanya arus Lebih (lonjakan arus sesaat). Pada kasus ini: On-kan charger dengan kontrol manual dan arus di set ke nol (sesuai buku petunjuk pengoperasian)

Under Voltage Bateray

Charger trip

On-kan charger. Periksa semua phasa dan perbaiki sistem suplay AC

Suplay AC lepas

Periksa semua phasa dan perbaiki sistem suplay AC.

AC MCCB trip

On-kan MCCB. Jalankan charger dengan control manual, dan seting arus pada level nol.

Mini Fuse putus

Ganti fuse, bila fuse putus , perbaiki hubungan antar PCB

Tegangan output tidak sesuai

Bandingkan tegangan output charger dengan nilai yang ditunjukkan data sheet. Bila tidak sesuai, setting ulang nilai tegangannya.

Pemakaian Beban DC terlalu tinggi

Hitung ulang pemakaian beban DC. Putuskan pemakaian beban DC. Ganti charger dengan kapasitas arus output DC yang lebih tinggi.

Baterai habis

Isi baterai, periksa level elektrolit baterai Periksa baterai untuk gangguan short circuit internal

Over Voltage Bateray

Tidak berfungsi nya charger, karena suplay tegangan yang terlalu besar dari rangkaian beban ke baterai

Periksa seting charger. Putuskan rangkaian beban tegangan.

Charger Failure

Charger mati

On-kan charger

Under Voltage Bateray

dari

sumber

74

DC Fuse Failure

Suplay utama putus / hilang

Periksa semua phasa dan perbaiki sistem suplay AC

MCCB suplay AC trip

On-kan kembali MCCB. On-kan charger dengan kontrol manual dan arus diset ke nol (sesuai buku petunjuk pengoperasian)

Mini Fuse putus

Ganti fuse. Bila fuse putus lagi, periksa hubungan antar PCB. Bila rusak, maka perbaiki. Periksa semua fuse dan cari fuse yang putus dan cari penyebabnya

DC Fuse putus

Ganti Fuse-nya

1.17.2. Pengujian Kapasitas baterai Kapasitas suatu baterai adalah menyatakan besarnya arus listrik (Ampere) baterai yang dapat disuplai atau dialirkan ke suatu rangkaian luar atau beban dalam jangka waktu (jam) tertentu, unt uk memberikan tegangan tertentu. Kapasitas baterai ( Ah ) dinyatakan sebagai berikut :

C = Ix t Dimana : C = Kapasitas baterai ( Ah ) I = Besar arus yang mengalir (Ampere ) t = Waktu pemakaian ( Jam ). Pengujian kapasitas baterai menggunakan kode atau istilah dengan C.. Kode yang biasa digunakan adalah C3 , CS dan C,o. Hal ini menyatakan besarnya kapasitas baterai dalam Ah yang tersedia, yaitu o untuk C3 , waktunya selama 3 jam o untuk C5 , waktunya selama 5 jam o untuk C,o, waktunya selama 10 jam

Waktu pengujian kapasitas baterai ini biasanya dilakukan pada : o Saat komisioning baterai ( Initial Charge ) o Setelah 5 ( lima ) tahun beroperasi. o Berikutnya dilakukan setiap 1 tahun sekali. Pada baterai alkali nickelcadmium (NiCd) umumnya kapasitas baterai dinyatakan dalam C5 dan untuk baterai Asam adalah C10., tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kapasitas baterai yang sesungguhnya. Pelaksanaan pengujian kapasitas baterai yang pada unit pembangkit yang terpasang 1 (satu) unit baterai adalah sebagai berikut : 1. Mencatat data-data baterai yang akan diuji. 2. Menyiapkan peralatan kerja dan alat uji. 3. Menyiapkan baterai cadangan dan yakinkan siap operasi. 4. Siapkan Rectifier uji. 75

5. Melakukan manuver pemindahan pasokan sumber DC (Gambar 1.61) dengan uraian manuver sebagai berikut Masukan NFB baterai cadangan (paralel). Buka Fuse baterai yang akan diuji. Baterai siap diuji. 6. Melepas kabel pada terminal Positif clan Negatif baterai. 7. Pertahankan level elektrolit baterai. 8. Kencangkan mur/baut yang kendor pada seluruh sel baterai. 9. Sambungkan alat uji ke baterai ( lihat gambar 1.62 clan 1.63 ). 10. Pelaksanaan Pengujian (Discharge ) menggunakan alat BCT2000 atau BTS100. 11. Ukur suhu pada sampel sel baterai secara random. 12. Khusus bila menggunakan alat uji Merk ISA, BTS 100 catat penurunan tegangar per sel pada seluruh sel baterai. 13. Bila tegangan per sel < 1 volt (mendekati nol), maka sel baterai diindikasikan rusak. 14. Bila hasil uji kapasitas baterai < 50% maka lakukan pengisian kembali sebesar 140 % x kapasitas, setelah penuh off-

kan charger dan tunggu selama 2 jam. 15. Mengukur besarnya arus pengisian ke baterai atau menyetel besarnya arus/ tegangan output charger. 16. Mencatat tegangan seluruh sel baterai selama pengisian ber.langsung. 17. Memeriksa/ mengukur temperatur sel baterai selama berlangsung pengisian (charging). Pengisian dihentikan apabila temperatur sel baterai telah mencapai 45°C, tunggu sampai suhu baterai menurun dan lanjutkan pengisian. 18. Pelaksanaan Pengujian (discharge ) tahap 2. 19. Selanjutnya lakukan seperti urutan pekerjaan nomor 11 s/d 13 20. Bila hasil uji Ecapasitas baterai < 50 % maka lakukan pengecekan potasium karbonat 21. Bila kandungan potasium karbonat < 75 gram/liter lakukan rekondisi, jika > 75 gram/liter baterai harus diganti. (Lihat Tabel Standar Batas maksimum kadar K2C03) 22. Bila hasil uji kapasitas baterai > 50 % maka baterai dapat dioperasikan kembali / masuk ke sistem.

76

Gambar 1.61. Pengujian pada baterai yang terpasang 1 unit Pelaksanaan pengujian kapasitas baterai yang pada unit pembangkit yang terpasang 2 ( dua ) unit baterai adalah sebagai berikut : 1. Mencatat data-data baterai yang akan diuji. 2. Menyiapkan peralatan kerja dan alat uji. 3. Melakukan manuver pemindahan pasokan sumber DC dengan cara bergantian. Bila Unit 1 di uji, maka unit 2 memasok sumber DC ke beban ( lihat

gambar 1.62 ) dengan uraian manuver sebagai berikut : Manuver Pembebasan Baterai Unit 1 yang akan di uji kapasitasnya yaitu: − Masukan NFB Rel DC (Rectifier Unit 1 dan 2 paralel sesaat ) − Keluarkan NFB out going Unit 1 Keluarkan NFB incoming Unit 1 − Off-kan Rectifier Unit 1 ( Baterai Unit 1 bebas tegangan dan siap dilakukan.test kapasitas ).

77

Gambar 1.62. Pengujian pada Baterai yang terpasang 2 Unit. 4. Membuka fuse baterai. 5. Melepas kabel pada terminal Positif dan Negatif baterai. 6. Memeriksa level cairan elektrolit seluruh sel baterai 7. Memeriksa kekecangan mur baut peda seluruh sel baterai. 8. Penyambungan baterai

alat

uji

ke

9. Pelaksanaan Pengujian (Discharge) menggunakan alat BCT2000 atau BTS100 10. Ukur suhu pada sampel sel baterai secara random.

penurunan tegangan per sel pada seluruh sel baterai. 12. Bila tegangan per sel < 1 volt (mendekati nol), maka sel baterai diindikasikan rusak. 13. Bila hasil uji kapasitas baterai < 50 % maka takukan pengisian kembali sebesar 140% x kapasitas, setelah penuh off-kan charger dan tunggu selama 2 jam. 14. Mengukur besarnya arus pengisian ke baterai atau menyetel besarnya arus / tegangan output charger.

11. Khusus bila menggunakan alat uji Merk ISA, BTS 100 catat 78

15. Mencatat tegangan seluruh sel baterai selama pengisian berlangsung. 16. Memeriksa / mengukur temperatur sel baterai selama berlangsung pengisian ( charging ).

Standar yang digunakan dalam melaksanakan pengujian kapasitas baterai mengacu pada karakteristik baterai yang akan diuji antara lain sebagai berikut : a) Parameter Test

17. Pengisian dihentikan apabila temperatur sel baterai telah mencapai 45°C, tunggu sampai suhu baterai menurun dan lanjutkan pengisian.

−

Besarnya arus pengosongan / discharge, contoh untuk baterai alkali : 0,2 x kapasitas baterai dan baterai asam : 0,1 x kapasitas baterai.

18. Pelaksanaan (Discharge ) tahap 2.

−

Setting waktu pengosongan, contoh untuk baterai alkali : 5 jam dan untuk baterai asam : 10 jam.

−

Tegangan akhir pengosongan per-sel, contoh untuk baterai alkali : 1 volt dan untuk baterai asam : 1,8 volt

−

Baterai alkali sebesar 1 volt clan untuk baterai asam sebesar 1,8 Volt.

Pengujian

19. Selanjutnya lakukan seperti urutan pekerjaan nomor 9 sld 11 20. Bila hasil uji kapasitas baterai < 50 % maka lakukan pengecekan potasium karbonat 21. Bila kandungan potasium karbonat < 75 gram/liter lakukan rekondisi, jika > 75 gram / liter baterai harus diganti. 22. Bila hasil uji kapasitas baterai > 50 % maka baterai dapat dioperasikan kembali / masuk ke sistem.

Standar Kapasitas − −

Baterai baik : 80 % Baterai kurang baik : < 80%

79

Gambar 1.63. Penyambungan alat uji ke baterai menggunakan alat uji Merk Albert - type BCT-128

Gambar 1.64. Penyambungan alat uji ke baterai menggunakan alat uji Merk ISA - type BTS-100 Plus 80

1.17.3. Pengujian kadar Potassium Carbonate ( KZC03 )

Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut :

Dalam melaksanakan pemeliharaan tahunan pada baterai diantaranya adalah pengujian kapasitas, dari hasil test tersebut belum menjadi jaminan bahwa kondisi baterai tidak baik, sehingga perlu ada usaha usaha lain yang perlu diakukan yaitu dengan cara melakukan pengisian kembali dan menguji ulang baterai tersebut. Apabila masih tetap kondisi tidak baik idealnya baterai tersebut diganti, tetapi hal ini dianggap tidak efisien. Salah satu upaya yang dilakukan sebelum beterai diganti adalah dengan melaksanakan rekondisi pada baterai atau mengganti cairan elektrolitnya.

- 1 bh Pipet ukuran 5 ml clan pipet filler

Dalam melaksanakan rekondisi seringkali juga masih didapatkan hasil yang tidak memuaskan sehingga tidak berdaya guna dalam meningkatkan kondisinya, oleh karena itu dari hasil pengujian kandungan potassium karbonat (KZC03) pada cairan elektrolit baterai dapat ditentukan apakah baterai bila direkondisi dapat meningkat kondisinya atau tidak, sebelum mengganti baterai dengan yang baru. Adapun Tujuan pengujian kandungan potassium carbonate (K2C03) adalah untuk memperoleh infomasi apakah elektrolit baterai masih efektif. untuk direkondisi atau sudah tidak efektif lagi untuk direkondisi.

- 1 bh pipet kecil - 1 bh gelas Berker ukuran 250 ml - 1 bh gelas Erlenmeyer ukuran 500 ml - 1 bh corong diameter 5 cm - 1 bh washing bottle uk. 1000 ml - 1 bh sarung tangan karet - 1 bh gelas Burette kapasitas 25m1 - 1 tube obat tetes mata (untuk P3K) 1. Bahan Kimia yang Digunakan Bahan kimia yang digunakan dalam pengujian ini adalah : - 1 botol ukuran @ 250 ml phenolphtalein (Reagent A) - 1 botol ukuran @ 250 ml methyl orange (Reagent B) - 1 botol ukuran @ 1000 ml Hydro Chloric Acid (HCl) - 1 liter air distillate (H2O) 2. Pelaksanaan Pengukuran Untuk satu unit baterai, sampel diambil dengan cara mengambil beberapa tetes larutan elektrolit tiap sel baterai hingga terkumpul sekitar ± 200 ml elektrolit. Pembuatan 50 ml larutan HCL 10 % - Dengan memakai gelas ukur 250 ml, masukkan 50 ml air murni ke gelas Prlenmeyer 81

− Kemudian dengan memakai pipet 5 ml, masukkan 5 ml HCL pekat ke gelas erlenmeyer lalu aduk secukupnya − Larutan tersebut cukup untuk satu kali pengujian − Untuk pembuatan larutan yang lebih banyak dapat dilakukan dengan ketentuan setiap 10 bagian H20 ditambah dengan 1 bagian HCL. 3. Pengukuran Prosedur pengukuran dilaksanakan sebagai berikut : a. Isilah gelas burette dengan HCL 10 % sampai penuh (larutan sampai pada batas titik nol) b. Dengan menggunakan pipet, teteskan 5 ml larutan sampel (Potassium hydroxide) ke gelas erlenmayer c. Masukkan 50 ml (Dengan menggunakan pipet) air murni (H20) ke dalam gelas Erlenmeyer d. Tambahkan beberapa tetes phenolphtalein ke dalam larutan tersebut hingga berubah warna menjadi ungu. e. Sambil mengocok perlahan gelas Erlenmeyer, perlahan teteskan HCL 10 % dari gelas burette sampai larutan dalam gelas Erlenmeyer berubah warna menjadi bening (tanpa warna) f. Bacalah jumlah HCL 10 % yang telah dipakai pada gelas burette dan catatlah batas

permukaanr,ya dengan tanda " p" g. Tambahkan sedikit bubuk methyl orange ke dalam larutan bening pada gelas Erlenmeyer hingga berubah warna menjadi kuning jernih h. Sambil mengocok perlahan gelas Erlenmeyer, perlahan teteskan HCL 10 % dari gelas burette sampai larutan dalam gelas Erlenmeyer berubah warna menjadi ' orange i.

Bacalah jumlah HCL 10 % yang teiah dipakai pada gelas burette dan catatlah batas permukaannya dengan tanda " m"

j. Dari langkah - langkah tersebut kandungan KZC03 dari sampel dapat diketahui dengan rumus : ( m- p ) x 2 x

69,1 ( gr/liter) 5

Untuk memudahkan dan mempercepat penghitungan pada langkah 10 ini, disediakan Tabel Standar Kandungan K2C03 sehingga hanya perlu diketahui nilai titik "m" dan "p" saja. Langkah-langkah pengujian kadar K2C03 sebagai berikut : a. Isilah gelas burette dengan HCl 10% sampai penuh (larutan sampai pada batas titik nol) b. Masukkan 50 ml air murni (H2O) pada gelas berker, kemudian teteskan 5 ml 82

c.

d.

e.

f.

g.

h. i.

j.

larutan sampel yang diambil dari sel baterai dengan menggunakan pipet filter. Setelah diaduk secukupnya tuangkan ke gelas Erlenmeyer. Tambahkan beberapa tetes phenolphtelein kedalam larutan tersebut hingga berubah warna menjadi ungu. Sambil mengocok perlahan gelas Erlenmeyer, teteskan HCl 10% dari gelas burette perlahan-lahan sampai larutan dalam gelas Erlenmeyer berubah warna menjadi bening (tak berwarna lagi). Segera tutup kran gelas burette setelah larutan pada gelas Erlenmeyer berubah menjadi bening. Hitung dan catat banyaknya HCl 10% yang terbuang dan tandai dengan titik dan ketik ”p”. Bubuhkan sedikit Methyl Orange kedalam gelas Erlenmeyer sehingga larutan berubah warna menjadi kuning bening. Kocok perlahan agar larutan yang baru berubah warna menjadi lebih homogen. Teteskan kembali larutan HCl 10% dari gelas burette kedalam gelas Erlenmeyer hingga larutan berubah warna menjadi orange. Segera tutup kran pada gelas burette setelah larutan pada

gelas Erlenmeyer berubah warna menjadi orange. k. Hitung dan catat kembali banyaknya HCl 10% yang terbuang dan tandai dengan titik dan ketik ”m” l. Masukkan angka yang didapat kedalam rumus yang sudah tersedia dan hitung kandungan pottasium carbonate (K2C03). Dari hasil pengukuran kandungan pottasium carbonate (K2C03), dapat memberikan informasi dan pertimbangan bahwa jika hasil ukur kadar pottasium carbonate (K2C03) ≥ 100 gr/liter, maka rekondisi elektrolit baterai adalah langkah yang tepat. Namun jika hasil uji kadar pottasium carbonate (K2C03) ≤ 100 gr/liter, maka langkah yang tepat adalah usulan penggantian baterai dengan baterai yang baru. 4. Hasil Pengukuran Untuk menentukan kadar Pottasium Carbonate (K2C03) dari hasil nilai (m - p) dapat dilihat pada tabel dihalaman berikut ini.

83

Tabel 1. 13. Kandungan Pottasium Carbonate (K2C03) pada elektrolit baterai. Nilai

Kandungan K2C03

Nilai

Kandungan K2C03

(m – p)

( gr / liter )

(m–p)

( gr / liter )

0,1

2,764

2,6

71,864

0,2

5,528

2,7

74,628

0,3

8,292

2,8

77,392

0,4

11,056

2,9

80,156

0,5

13,82

3

82,920

0,6

16,584

3,1

85,684

0,7

19,348

3,2

88,448

0,8

22,112

3,3

91,212

0,9

24,876

3,4

93,976

1

27,64

3,5

96,740

1,1

30,404

3,6

99,504

1,2

33,168

3,7

102,268

1,3

35,932

3,8

105,032

1,4

38,696

3,9

107,796

1,5

41,46

4

110,560

1,6

44,224

4,1

113,324

1,7

46,988

4,2

116,088

1,8

49,752

4,3

118,852

1,9

52,516

4,4

121,616

2

55,28

4,5

124,380

2,1

58,044

4,6

127,144

2,2

60,88

4,7

129,908

2,3

63,572

4,8

132,672

2,4

66,336

4,9

135,436

2,5

69,1

5

138,2

84

Setiap produsen pembuat baterai menentukan standar maksimum yang diijinkan terhadap kadar Pottasium Carbonate (K2C03) seperti pada tabel 1.14 berikut : Tabel 1.14. Standar maksimum yang diijinkan terhadap kadar Pottasium Carbonate (K2C03) Produsen

Standar Kadar Maksimum

Furukawa Battery

75 gram / liter

Friwo Battery

75 gram / liter

Saft

100 gram / liter

Nife

100 gram / liter

Sab Nife

100 gram / liter lama ( selama 20 menit ) atau langsung akan diganti elektrolit, maka tidak perlu pengosongan energi. ( Referensi dari : Nife Nickel Cadmium Battery )

5. Rekondisi Baterai Tujuan rekondisi baterai adalah suatu usaha untuk meningkatkan kembali kapasitas baterai atau memperbaiki dan mengembalikan proses kimia didalam sel baterai dengan cara melakukan penggantian elektrolit. Dari hasil overhaul tersebut diharapkan dapat mengembalikan ke karakteristik semula atau dapat memperpanjang masa pakai atau usia baterai.

d. Pembongkaran sel baterai. e. Membersihkan kontainer, konektor antar sel atau rak dan membersihkan rak baterai. f.

Pembuangan dan penggantian cairan elektrolit satu persatu.

6. Cara Pelaksanaan.

g. Merangkai kembali baterai pada raknya.

Tahapan Pelaksanaan R'ekondisi Baterai adalah sebagai berikut :

h. Pengisian kembali ( 140% x kapasitas )

a. Mempersiapkan cairan elektrolit

i.

Test kapasitas ( Discharge ).

j.

Pengisian kembali ( 140% x kapasitas )

b. Pengosongan energi sampai tegangan akhir per sel. c. Apabila, setelah cairan elektrolit dibuang tidak akan disimpan

k. Pengoperasian ke sistem.

85

Gambar 1.60. Pembuangan cairan elektrolit baterai

Gambar 1.61. Penggantian Elektrolit, Membersihkan Kontainer Baterai dan Pengeringan

86

Gambar 1. 62. Pembersihan Terminal Sel Baterai, Klem, Baut dan Pengecatan Rak

Charging (Pengisian)

Discharge (Test Kapasitas) Gambar 1.63 Pengisian (Charging) dan Test Kapasitas setelah Rekondis 87

7. Standar Rekondisi Baterai Pelaksanaan rekondisi baterai didasarkan pada beberapa kriteria pemeriksaan, sehingga dapat dijadikan standar atau acuan sebelum dilakukan rekondisi pada baterai antara lain sebagai berikut : a. Hasil Test Kapasitas dinyatakan baik ( Standard > 80% ) b. Charger Discharge minimal 2 kali, hal ini bertujuan untuk meyakinkan apakah baterai kondisi tidak baik atau under charge. c. Pengukuran berat jenis elektrolit d. Pemeriksaan fisik. e. Pemeriksaan kondisi elektrolit dengan cara pengujian kadar potasium karbonat. (Rekomendasi dari baterai merk Friwo : Bila tiap 1 liter cairan elektrolit sudah mengandung karbon seberat 75 gram, maka elektrotit harus diganti. f.

kerusakan pada sel tersebut dapat mempengaruhi keamanan dan keandalan operasional baterai. Umumnya kerusakan pada sel baterai antara lain : a) Retak pada bagian atas sel b) Cairan elektrolit Bocor c) Korosif pada terminal atau sambungan kabel Drat pada terminal baterai rusak Cara Pelaksanaan Pelaksanaan pemeriksaan fisik pada beterai dilakukan secara visual pada kontainer atau pada komponen sel baterai yaitu : a. Kontainer b. Mur baut (terminasi)

terminal

c. Kabel sambungan baterai.

baterai

antar

rak

Kondisi Plat-plat aktif sel baterai.

g. Hasil pengukuran temperatur elektrolit pada saat charging. h. Usia baterai dll. Pemeriksaan fisik baterai Tujuan melakukan pemeriksaan fisik pada baterai adalah untuk mengetahui keadaan sel baterai berikut sambungan antar sel dimana

88

Contoh baut terminal yang korosif

Terminal sel baterai menonjol akibat desakan dari dalam sel

Kontainer Sel Baterai Retak

Gambar 1.64. Beberapa Contoh Temuan pada Sel Baterai yang Abnormal Kontainer Sel Baterai Pecah

89

1.18. Trouble Shooting Untuk melacak kerusakan baterai dapat dilakukan dengan urutan seperti tabel 1 .15. berikut. Tabel 1.15 Trouble Shooting Masalah Penurunan Kapasitas

Kemungkinan Penyebab

Cara Penanggulangan

Kandungan Karbon Lakukan pengosongan baterai dan dalam elektrolit ganti elektrolit rendah & lakukan rekondisi Float charging dalam waktu lama Lakukan pelatihan, bila kapasitas < 80 % lakukan rekondisi Permukaan elektrolit terlalu rendah Tambahkan aquades hingga level antara Min – Max, lakukan pelatihan atau rekondisi

Penurunan Satu atau beberaoa sel kapasitas atau open sirkuit gagal total Konektor antar sel, konektor antar rak atau terminal sel berkarat atau putus

Ganti dengan sel yang baru Bersihkan permukaan kontak Kencangkan konektor antar sel dengan 16Nm. Kencangkan konektor antar rak dengan 20 Nm atau ganti konektor dengan yang baru.

Kerusakan pengaman Perbaiki dan ganti dengan yang baru. lebur / pemisah Penguapan terlalu berlebihan

Vent-plug bocor

bocor,

sel Kencangkan Vent-plug, ganti dengan sel yang baru

Tegangan Charging Penguapan sel terlalu tinggi. terlalu Tegangan sel tidak berlebihan merata atau mendidih

Turunkan tegangan floating hingga 1,4 -1,45 Volt per Sel Batasi boost charging tidak lebih dari 7 jam. Lakukan rekondisi

Float charging dalam Tegangan sel Lakukan boost charging, bila waktu lama tidak merata diperlukan lakukan pelatihan atau Level elektrolit terlalu rekondisi. Elektolit tinggi pada saat berhamburan Batasi level Min - Max tetelah charging charging awal. keluar awal selesai. 90

Berbusa selama charging

Densitas elektrolit rendah akibat penambahan aquades yang berlebihan.

Lakukan pengosongan baterai sesuaikan BJ elektrolit, kemudian lakukan rekondisi, bila tetap berbusa, ganti dengan sel yang baru

Densitas elektrolit terlaiu pekat karena penam bahan elektrolit dengan KOH

Lakukan pengosongan pada baterai dan ganti elektrolit clan lakukakn rekondisi.

Tampak benda asing didalam Aquades tidak bersih Lakukan pengosongan pada baterai elektrolit atau atau bahkan tercemar dan ganti elektrolit atau lakukan rekondisi. asam. perubahan warna elektrolit Tampak rontokan material aktif didalam sel

Meledak atau Suhu elektrolit terlalu terjadi tinggi pada saat deformasi pengisian( charging )

Elektrolit kosong, charger gagal sehingga terjadi tegangan lebih.

Sesuaikan kapasitas dengan kapasitas Perhatikan batasan arus & suhu maksimum yang oleh pembuat baterai

charger baterai. charging diijinkan

Periksa dan perbaiki charger dan ganti dengan sel yang baru.

Vent-plug tersumbat terminal kendor dan terjadi arching Terjadi hubung tanah DC

Terdapat bocor.

sel

yang

1.18.1. Kinerja Baterai Kerusakan Peralatan pada instalasi Gardu Induk dan Transmisi setiap saat bisa terjadi baik yang disebabkan oleh sumber qangguan dari luar (uncontrollable) atau sumber gangguan pada peralatan itu sendiri (controllable), atau bila dilihat dari jenis penyebabnya dapat terjadi karena

Keringkan Rak baterai dan ganti sel yang bocor. kerusakan pada auxelery dan alatalat bantu elektrik serta kerusakan pada sisi TT/TM. Kerusakan peralatan instalasi yang sifatnya controllable tersebut dipicu oleh suatu kondisi pengoperasian yang kurang sempurna atau manajemen pemeliharaan yang tidak terlaksana dengan terpadu antara perencanaan dan pelaksana (lihat 91

diagram manajement pemeliharaan). Bila ditinjau dari akibat kerusakan pada peralatan instalasi Gardu Induk clan Transmisi maka kerusakan yang terjadi dapat dikelompokan menjadi kerusakan besar/parah (major) clan kerusakan kecil/ringan (minor). 1. Kerusakan Major Adalah kerusakan internal baterai yang mengakibatkan penurunan kapasitas baterai sampai 50% dari kapasitas awal berdasarkan hasil pengujian, dengan kondisi tersebut menyebabkan baterai tidak dapat optimal melayani beban. Misalnya : Kerusakan pada sel baterai, kandungan potasium dalam elektrolit tidak sesuai, elektroda rontok. 2. Kerusakan Minor Adalah kerusakan Kecil yang menyebabkan kapasitas baterai turun sampai dengan 80% atau terjadi kerusakan fisik pada sel baterai tetapi tidak mengganggu operasi. Misalnya : −

Keretakan casing

−

Kerusakan terminal

−

Terjadi benjolan pada dinding sel

−

Elektroda menonjol

−

Sel baterai pecah / meledak

−

Permukaan terminal korosif/ terlepas.

−

Bagian atas berlubang

−

Sel baterai bocor

−

Ring isolasi antara elektroda dengan body

−

Mur baud pada terminal berkarat atau drat rusak

−

Permukaan pada tidak rata/rusak loncatan bunga api.

sel

retak/

terminal akibat

Dengan data-data tersebut, maka untuk periode pemantauan yang ditentukan dapat dihitung : −

Jumlah peralatan yang terpasang per merk [ Satuan ]

−

Jumlah total kerusakan yang pernah terjadi untuk setiap merk sampai dengan periode pemantauan [Kali]

3. Historical Alat / Sejarah Alat Sejarah alat adalah fiie yang sangat diperlukan untuk mengetahui unjuk kerja atau tingkat keberhasilan produksi alat dan pemeliharaan pada alat tersebut (dalam hal ini baterai) atau secara umum adalah sistem DC Power. Manajemen aset dan manajemen gangguan yang terpadu dan selalu online sang diperlukan untuk mengumpulkan data yang diperlukan karena sejarah alat adalah kumpulan data marcatat baterai 92

mulai dari mulai factory test di pabrik sampai dengan saat dioperasikan terakhir kalinya, sehingga dari data tersebut dapat dilakukan evaluasi analisa dan pengkajian dan tindakan untuk − menghindari atau mencegah terjadinya kerusakan mayor atau minor pada baterai tersebut. − − Sejarah alat atau baterai mencatat hal-hal sebagai berikut :

−

Tindakan pencegahan kerusakan baterai

−

Tindakan kebijakan pola pemeliharaan Merekomendasikan pengadaan baterai baru Strategi effisiensi biaya

4. Komisioning Baterai Baru

4. Data TBM atau pemeliharaan rutin

Untuk menjaga mutu terhadap baterai yang diterima oleh PLN, maka harus dilakukan pengujian kapasitas, hal tersebut dimaksudkan untuk mengantisipasi apabila terjadi kelainan pada baterai sebelum diterima, selain itu juga untuk mengetahui kebenaran karakteristiknya.

5. Data pemeriksaan rutin

5. Lingkup Pekerjaan

6. Data troubleshooting/kerusakan minor/ mayor termasuk recondisioning.

Bila data sejarah tersebut dapat dilihat secara on line maka manajement pemeliharaan dapat melakukan evaluasi dan kajian thd kinerja baterai tersebut clan menyimpulkan halal sebagai berikut :

Pelaksanaan komisioning pada baterai baru meliputi kegiatan sebagai berikut : − Pemeriksaan fisik sel baterai − Merangkai baterai − Pengisian muatan (Charging ) − Pengosongan muatan (Discharge / Test Kapasitas ) − Pengisian Muatan kembali. − Pembongkaran − Pengepakan.

−

Tingkat kerusakan baterai setiap merk

6. Karakteristik Test

−

Jenis kerusakan baterai setiap merk

−

Penurunan kenerja baterai setiap merk

1. Data faktory test baterai di pabrik I vendor 2. Data pengiriman pembongkaran di side

clan

3. Data proses comisioning

7. Data biaya pemeliharaan

Parameter Test yang dilaksanakan dalam pengujian baterai baru berbeda dengan pengujian seperti pada baterai yang sudah beroperasi yaitu harus mengacu pada : persyaratan teknis 93

yang ditentukan sesuai yang tertuang dalam surat perjanjian / kontrak antara lain : -

Besarnya arus pengosongan (discharge )

-

Waktu / lama pengujian

-

Tegangan Akhir penyujian per-sel.

7.Pelaksanaan Pekerjaan Pelaksanaan komisioning pada baterai baru meliputi kegiatan sebagai berikut : a. Pengangkutan baterai dari gudang kelokasi test b. Pembongkaran dari peti kemas c. Merangkai baterai d. Charging (Pengisian) e. Discharge (Test Kapasitas) f.

Pengepakan (Kemas)

Standar Standar Quality Control pada baterai baru adalah sebagai berikut : a. Hasil Test kapasitas : 80% b. Karakteristik pembebanan sesuai type / jenis baterai. c. Fisik sel baterai baik / tidak ada tanda-tanda kerusakan. d. Temperatur sel baterai pada saat charge discharge normal ( sesuai brosur ). Apabila hasil pemeriksaan tidak memenuhi standar, maka sebelum diterima oleh PLN sel tersebut harus diganti. 94

1.19 KESELAMATAN KERJA Untuk itu keselamatan dan kesehatan kerja pada bab ini secara khusus membahas hal-hal yang berkaitan dengan keselamatan dan kesehatan kerja pada Pemeliharaan DC Power, yang meliputi peralatan-peralatan pengaman yang diperlukan pada pekerjaan-pekerjaan untuk instalasi listrik dan panel listrik DC, charger dan baterai. Disamping itu disampaikan juga aturan-aturan yang berlaku secara umum. Namun untuk mengingatkan kembali akan kami berikan beberapa tentang keselamatan dan kesehatan kerja. 1.Dasar-dasar Keselamatan Kerja Dasar-dasar Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) di PT PLN (Persero) adalah berdasarkan : − Undang-Undang K3 No.1 Tahun 1970 − Pengumuman Direksi PLN No. 023/PST/75 − Surat Edaran (SE) Direksi PLN No. 005/PST/82 − Instruksi Direksi No. 002/84. 2. Definisi Keselamatan Kerja Keselamatan kerja adalah suatu kegiatan untuk mencegah terjadinya kecelakaan kerja di lingkungan kerja dan dalam keadaan bekerja. 3. Definisi Kecelakaan kerja Kecelakaan kerja adalah suatu kecelakaan yang terjadi pada seseorang karena hubungan kerja dan memungkinkan disebabkan

oleh bahaya yang berkaitan dengan pekerjaan. Peralatan pengaman (safety ) yang harus disiapkan untuk keselamatan kerja ini antara lain: − Sepatu Pengaman ( Safety Shoes) − Topi Pengaman ( Helmet ) − Kacamata Pengaman − Masker − Sarung Tangan Karet Sedangkan aturan keselamatan kerja yang harus dipatuhi dan ditaati oleh setiap personil didalam pelaksanaan pekerjaan yang sifatnya rutin maupun non rutin adalah : a. Siapkan peralatan dengan kebutuhan penggunaannya.

sesuai dan

b. Siapkan Dokumen yang diperlukan guna kepentingan keselamatan kerja. c.

Pastikan langkah-langkah yang akan dilakukan sudah siap dan sesuai dengan prosedur yang ditetapkan.

d. Gunakan perlengkapan keselamatan kerja seperti disebutkan diatas, baik sepatu, helm, kacamata, masker dan sarung tangan karet. e.

Gunakan peralatan kerja yang ada isolasinya dan dijamin keselamatanya.

f.

Jangan pernah bekerja seorang diri, setidaknya berdua

g. Pastikan rangkaian listrik tidak bertegangan (power off) jika bekerja pada area yang harus aman dari arus listrik. 95

h. Sebagai tindakan pencegahan, lakukan grounding peralatan ataupun discharge circuit sebelum memulai pekerjaan. i.

j.

Lakukan pengamatan, pemeriksaan dan analisa sebelum melakukan suatu pekerjaan atau tindakan. Harus mengetahui efek dari pekerjaan yang akan kita lakukan.

peralatan harus dicuci dengan air biasa / air hangat c.

Pastikan ruangan pengujian mempunyai ventilasi yang baik

d. Gunakan selalu peralatan keselamatan kerja karena bahan - dahan kimia yang digunakan sangat berbahaya dan beracun bagi makhluk hidup

k. Mengetahui tempat penyimpanan kelengkapan fire fighting dan bisa menggunakannya saat diperlukan.

e.

Jangan membuang limbah hasil pengukuran disembarang tempat karena limbah tersebut tetap beracun bagi makhluk hidup

Sudah familiar dengan peralatan kerja yang akan digunakan, baik secara prosedur maupun cara pemakaiannya.

f.

Sesudah pengujian simpan bahan - bahan kimia tersebut ditempat yang kering, terlindung dari sinar matahari langsung, dan tertutup rapat.

l.

m. Bersihkan alat kerja dan tempat kerja setelah selesai melakukan pemeliharaan atau pemeriksaan n. Letakkan peralatan kerja sesuai dengan tempatnya masingmasing setelah selesai melakukan pekerjaan. o. Patuhi dan taati aturan dan prosedur yang berlaku demi keselematan dan kesehatan kerja kita. 4. Prosedur Keselamatan Kerja a. Seluruh peralatan, bahan kimia dan prosedur pengukuran ini hanya untuk Batere NiCd saja, tidak untuk Batere asam b. Sebelum pengujian

dan sesudah dilakukan semua 96

96

BAB II PENGUKURAN LISTRIK 2.1. Pengertian Pengukuran Pengukuran adalah suatu pembandingan antara suatu besaran dengan besaran lain yang sejenis secara eksperimen dan salah satu besaran dianggap sebagai standart. Dalam pengukuran listrik terjadi juga pembandingan, dalam pembandingan ini digunakan suatu alat Bantu (alat ukur). Alat ukur ini sudah dikalibrasi, sehingga dalam pengukuran listrikpun telah terjadi pembandingan. Sebagai contoh pengukuran tegangan pada jaringan tenaga listrik dalam hal ini tegangan yang akan diukur diperbandingkan dengan penunjukkan dari Volt meter. Pada pengukuran listrik dapat dibedakan dua hal : a. Pengukuran besaran listrik, seperti arus (ampere), tegangan (Volt), daya listrik (Watt), dll b. Pengukuran besaran non listrik, seperti suhu, luat cahaya, tekanan , dll. Dalam melakukan pengukuran , pertama harus ditentukan cara pengukurannya. Cara dan pelaksanaan pengukuran itu dipilih sedemikian rupa sehingga alat ukur yang ada dapat digunakan dan diperoleh hasil dengan ketelitian seperti yang dikehendaki. Juga cara itu harus semudah mungkin, sehingga diperoleh efisiensi setinggi-tingginya. Jika cara pengukuran dan alatnya sudah ditentukan, penggunaannya harus

dengan baik pula. Setiap alat harus diketahui dan diyakini cara kerjanya. Dan harus diketahui pula apakah alat-alat yang akan digunakan dalam keadaan baik dan mempunyai klas ketelitian sesuai dengan keperluannya. Jadi jelas pada pengukuran listrik ada tiga unsur penting yang perlu diperhatikan yaitu : - cara pengukuran - orang yang melakukan pengukuran - alat yang digunakan Sehubungan dengan ketiga hal yang penting ini sering juga harus diperhatikan kondisi dimana dilakukan pengukuran, seperti suhu, kelembaban, medan magnet, dll. Mengenai alat ukur itu sendiri penting diperhatikan mulai dari pembuatannya sampai penyimpanannya. Karena sejak pembuatannya, alat itu ditentukan ketelitiannya sesuai dengan yang dikehendaki. Setelah itu dalam pemakaian, pemeliharaan dan penyimpanan memerlukan perhatian kita agar ketelitiannya tetap terpelihara. Hal-hal yang penting diperhatikan pada pengukuran listrik Cara pengukuran → harus benar Pada pengukuran listrik terdapat beberapa cara ⇒ Pilih cara yang ekonomis

97

- Alat ukur, harus dalam keadaan baik : - Secara periodik harus dicek (kalibrasi) - Penyimpanan, transportasi alat harus diperhatikan - Operator (Orang) Æ Harus teliti - Keadaan dimana dilakukan pengukuran harus diperhatikan - Jika diperlukan laporan , maka pencatatan hasil pengukuran perlu mendapat perhatian - Untuk catatan digunakan buku tersendiri - Gunakan FORMULIR tertentu 2.2. Besaran ,satuan dan dimensi Alat ukur adalah alat yang dapat digunakan untuk mendapatkan / mengetahui hasil perbandingan antara suatu besaran / ukuran yang ingin diketahui dengan standar yang dipakai. Fungsi penting dari alat ukur baik alat ukur listrik maupun mekanik adalah untuk mengetahui nilai yang telah ditentukan sebagai batasan laik atau tidaknya peralatan / jaringan akan dioperasikan. Dalam pengukuran kita membandingkan suatu besaran dengan besaran standard. Sehingga dalam pengukuran perlu mengetahui besaran, satuan dan dimensi. Besaran Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur. Besaran terdiri dari : - Besaran dasar : besaran yang tidak tergantung pada besaran lain

- Besaran turunan: besaran yang diturunkan dari besaran-besaran dasar. Jadi merupakan kombinasi dari besaran dasar. - Besaran pelengkap : besaran yang diperlukan untuk membentuk besaran turunan. Satuan Satuan adalah ukuran dari pada suatu besaran. Sistem satuan dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu : Sistem satuan metrik (universal), yaitu : Satuan Panjang dalam meter (m). Satu meter (1 m) didefinisikan sepersepuluh juta bagian dari jarak antara kutub dan katulistiwa sepanjang meredian yang melewati Paris. Pada tahun 1960 satuan panjang meter didefinisikan kembali lebih teliti dan dinyatakan dalam standard optik yang disebut radiasi merah jingga dari sebuah atom Krypton. Sehingga Satu (1) meter sama dengan 1.650.763,73 panjang gelombang radiasi merah jingga dari atom Krypton-86 dalam ruang hampa. • Satuan Massa dalam gram (g). Satu gram (1 gram) didefinisikan massa 1 cm kubik air yang telah disuling dengan suhu 4 derajat Celcius (C) dan pada tekanan udara normal (760 mm air raksa atau Hg). • Satuan Waktu dalam sekon (s). Satu sekon (1sekon) didefinisikan sebagai 1/ 86400 hari matahari rata-rata.

98

Satuan lainnya dijabarkan dari ketiga satuan dasar diatas yaitu panjang, massa dan waktu. Semua pengalian dari satuan dasar diatas adalah dalam sistem desimal (lihat Tabel 2.1.) Sistem absolut CGS atau sistem centi gram sekon ini dikembangkan dari sisem metrik MKS atau meter kilogram sekon. Sistem Internasional Dalam sistem internasional (SI) digunakan enam sistem satuan dasar. Keenam besaran dasar SI dan satuan-satuan pengukuran beserta simbolnya diberikan pada Tabel 2.2. Satuan Arus Nilai ampere Internasional didasarkan pada endapan elektrolit perak dari larutan perak nitrat. 1 Ampere Internasional didefinisikan sebagai arus yang mengendapkan perak dengan laju kecepatan sebesar 1,118 miligram per sekon darei statu larutan perak nitrat Standard. Nilai Ampere absolut dilakukan dengan menggunakan keseimbangan arus yakni dengan mengukur gaya-gaya antara dua konduktor yang sejajar. 1 Amper didefinisikan sebagai arus searah konstan, yang jika dipertahankan dalam konduktor lurus yang sejajar dan konduktor tersebut ditempatkan pada jarak satu meter di dalam ruang hampa akan menghasilkan gaya antara kedua konduktor

tersebut 10.000.000 panjang.

sebesar 2/ Newton per satuan

Satuan Temperatur Derajat Kelvin (K) telah ditetapkan dengan mendefinisikan temperatur termodinamik dari titik tripel air pada temperatur tetap sebesar 273,160 0 K. Ttitik tripel air ialah suhu keseimbangan antara es dan uap air. Skala praktis internasional untuk temperatur adalah derajat Celcius (0 C) dengan simbol ”t”. Skala Celcius mempunyai dua skala dasar yang tetap yaitu : - Titik triple air yang sebenarnya 0,01 derajat C - Titik didih air yang besarnya 100 derajat C, keduanya pada tekanan 1 atmosfer . T (0 C) = T (0 K) - To Dimana To = 273,16 derajat Intensitas Penerangan Intensitas penerangan disebut lilin (candela). 1 lilin didefinisikan sebagai 1/60 intensitas penerangan setiap centimeter kuadrat radiator sempurna. Radiator sempurna adalah benda radiator benda hitam atau Planck Standard Primer untuk intensitas penerangan adalah sebuah radiator sempurna pada temperatur pembekuan platina (kira-kira 2024 0C)

99

Tabel 2.1. Perkalian faktor 10 (Satuan SI) Faktor Perkalian Sebutan dari Satuan Nama Simbol tera 1012 T giga 109 G mega 106 M 3 kilo 10 k hecto 102 h deca 10 d deci 10-1 d centi 10-2 c milli 10-3 mm micro 10-6 µ nano 10-9 n pico 10-12 p fento 10-15 f atto 10-18 a Dimensi Dimensi adalah cara penulisan dari besaran-besaran dengan menggunakan simbol-simbol (lambang-lambang) besaran dasar.

Contoh : Dimensi Gaya (F)

F = m.a = M .L.T

Æ −2

Dimensi Kecepatan (v) Æ

panjang meter Kegunaan dimensi adalah : = = .L.T −1 v= - Untuk menurunkan satuan waktu det ik dari suatu besaran. - Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan. Tabel 2.2. Besaran Dasar dan Satua SI No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. a. b.

Besaran Panjang Massa Waktu Kuat Arus Temperatur Intensitas Cahaya Besaran Pelengkap Sudut dasar (plane angle) Sudut ruang (solid angle)

Simbol Dimensi L M T I Ө J -

Satuan

Simbol

meter kilogram sekon Ampere derajat Kelvin lilin (Kandela)

m kg s (det) A K

Radian Steradian

Cd Rad Sr 100

Kita mengenal berbagai besaran-besaran listrik antara lain : Tabel 2.3. Besaran Dasar dan Satua SI BESARAN LISTRIK Tegangan Tahanan Arus Daya Energi Frekuensi Induktansi Kapasitansi dll

SATUAN

ALAT UKUR

volt ohm ampere watt wattjam (kWh) hertz henry farad

2.3. Karakteristik dan klasifikasi alat ukur. Karakteristik. Karakteristik dari suatu alat ukur adalah : • Ketelitian • Kepekaan • Resolusi (deskriminasi) • Repeatibility • Efisiensi Ketelitian Ketelitian ini didefinisikan sebagai persesuaian antara pembacaan alat ukur dengan nilai sebenarnya dari besaran yang diukur. Ketelitian alat ukur diukur dalam derajat kesalahannya. Kesalahan (Error) Kesalahan ialah selisih antara nilai pembacaan pada alat ukur dan nilai sebenarnya . Dalam rumusan dapat ditulis :

Voltmeter Ohmmeter Amperemeter Wattmeter kWhmeter Frekuensimeter Induktasimeter Kapasitasmeter

E=I–T %

E=

atau dalam

I −T x100 % T

Dimana : E = Kesalahan I = Nilai pembacaan T = Nilai sebenarnya Kesalahan (Error) Koreksi ialah selisih antara nilai sebenarnya dari besaran yang diukur dan nilai pembacaan pada alat ukur. C=T-I atau dalam %

C=

T −I x100 % T

Dimana : C = Koreksi Dari kedua rumus diatas yaitu kesalahan dan koreksi dapat dilihat bahwa : C= - E

101

Kesalahan pada alat ukur umumnya dinyatakan dalam klas ketelitian yang dinyatakan dengan klas 0.1; 0.5 ; 1,0 dst. Julat ukur dinyatakan mempunyai ketelitian klas 0,1 bila kesalahan maksimum ialah ± 1 % dari skala penuh efektif. Tergantung dari besar kecilnya ketelitian tersebut alat-alat ukur dibagi menjadi : • Alat cermat atau alat presisi, alat ukur dengan ketelitian tinggi (< 0,5%). • Alat kerja, alat ukur dengan ketelitian menengah (± 1 ÷ 2 %). • Alat ukur kasar, alat ukur dengan ketelitian rendah (≥ 3 %). Alat cermat / alat persisi : Alat ukur yang mempunyai salah ukur dibawah 0,5% termasuk golongan alat cermat / alat persisi. Alat ukur ini sangat mahal harganya dan hanya dipakai untuk pekerjaan yang memerlukan kecermatan yang tinggi, umpamanya dilaboraturium. Alat ukur cermat / alat persisi dibuat dalam bentuk transfortable dan untuk menjaga terhadap perlakuanperlakuan yang kasar, maka alat tesebut dimasukan dalam peti/kotak dan dibuat dalam bentuk dan rupa yang bagus sekali, yang tujuannya untuk memperingatkan sipemakai bahwa alat yang tersimpan dalam kotak yang bagus tersebut adalah alat berharga dan harus diperlakukan secara hati-hati.

kerja yang mempunyai kesalahan ukur ± 1 – ± 2 % juga dibuat dalam bentuk transportable dan dipakai dibengkel-bengkel, pabrik-pabrik dan lain-lain. Untuk alat kerja dengan kesalahan ukur ± 2 -3 % dipakai untuk pengukuran pada papan penghubung baik dipusatpusat tenaga listrik, pabrik-pabrik dan lain-lain. Alat Ukur Kasar : Alat ukur yang mempunyai kesalahan ukur > 3% termasuk golongan alat kasar dan hanya digunakan sebgai petunjuk umpama arah aliran untuk melihat apakah accumulator dari sebuah mobil yang sedang diisi atau dikosongkan. Pada beberapa alat ukur yang akan ditempatkan pada panel-panel maka untuk mengurangi kesalahan membaca karena paralaks, jarum petunjuk dan skala pembacaan ditempatkan pada bidang-bidang yang sama seperti yang diperlihatkan dalam gambar 2.1.

Alat kerja : Alat ukur dengan kesalahan ukur diatas 0,5% termasuk golongan alat kerja. Untuk alat ukur 102

Gambar 2.1 Skala dan Plat skala pada alat ukur Ketelitian hasil ukur ditentukan oleh 2 (dua ) hal, yaitu : - Kondisi alat ukur, yaitu ketelitiannya harus sesuai dengan yang dipersyaratkan untuk pengukuran pada pemeliharaan kubikel.

- Ketelitian alat ukur dapat berkurang disebabkan antara lain, umur alat ukur yang memang sudah melebihi yang direncanakan sehingga mengalami kerusakan atau sumber listrik yang harusnya terpasang dengan kondisi tertentu, sudah tidak memenuhi seperti yang dipersyaratkan. - Operator atau pengguna alat ukur tidak memahami cara yang benar, sehingga terjadi kesalahan pemakaian atau cara membaca skala salah padahal alat ukur pada kondisi yang baik. - Alat ukur yang dimaksud disini selain merupakan alat yang menghasilkan nilai dengan satuan listrik maupun mekanik, ada alat yang hanya menunjukkan indikasi benar atau tidaknya suatu rangkaian / sirkit. Alat seperti ini disebut dengan indikator.

Tabel 2.4. Klas ketelitian alat ukur dan penggunaannya. Klas 0,1 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 5,0

Kesalahan yang diijinkan (%) ± 0,1 ± 0,2 ± 0,5 ± 1,0 ± 1,5 ± 2,0 ± 2,5 ± 3,0 ± 5,0

Penggunaan

Keterangan

Laboratorium Laboratorium Laboratorium Industri Industri Industri Industri Hanya untuk cek Hanya untuk cek

Presisi Presisi Menengah Menengah Menengah Menengah Menengah Rendah Rendah

103

Kepekaan Kepekaan ialah perbandingan antara besaran akibat (respone) dan besaran yang diukur. Kepekaan ini mempunyai satuan, misalnya mm / µA. Sering kepekaan ini dinyatakan sebgai sebaliknya. Jadi besarannya / satuannya menjadi µA / mm atau disebut faktor penyimpangan (kebalikan dari kepekaan). Resolusi ( Deskriminasi) Resolusi dari suatu alat ukur adalah pertambahan yang terkecil dari besaran yang diukur yang dapat dideteksi alat ukur dengan pasti. Misalnya suatu Volt meter mempunyai skala seragam yang terbagi atas 100 bagian dan berskala penuh sama dengan 200 V. Satu perseratus jelas, maka deskriminasi alat ukur sama dengan 1/100 atau 2 V. Repeatibility Banyak alat ukur mempunyai sifat bahwa nilai penunjukkannya bertendensi bergeser, yaitu dengan satu nilai masukan yang sama, nilai pembacaan berubah dengan waktu. Hal tersebut disebabkan antara lain oleh : a. Fluktuasi medan listrik disekitarnya. Untuk mencegah hal ini harus dipasang pelindung. b. Getaran makanis. Untuk menghindari hal ini dipasang peredam getaran. c. Perubahan suhu. Dalam hal ini ruangan diusahakan suhunya tetap dengan cara pemasangan alat pendingin (AC).

Sehingga dalam pengukuran sebaiknya perlu diperhatikan kondisi alat ukur dengan memperhatikan syarat-syarat dari alat ukur, yaitu : - Alat ukur tidak boleh membebani / mempengaruhi yang diukur atau disebut mempunyai impedansi masuk yang besar - Mempunyai keseksamaan yang tinggi, yaitu alat harus mempunyai ketepatan dan ketelitian yang tinggi (mempunyai accuracy error dan precision error yang tinggi) - Mempunyai kepekaan (sensitifitas) yang tinggi, yaitu batas input signal yang sekecilkecilnya sehingga mampu membedakan gejala-gejala yang kecil - Mempunyai stabilitas yang tinggi sehingga menolong dalam pembacaan dan tidak terganggu karena keadaan yang tidak dikehendaki - Kemampuan baca (readibilitas) yang baik, hal ini banyak tergantung dari skala dan alat penunjuknya serta piranti untuk menghindari kesalahan paralak. - Kemantapan (realibilitas) alat yang tinggi, yaitu alat yang dapat dipercaya kebenarannya untuk jangka waktu yang lama. Efisiensi Alat Ukur Efisiensi dari alat ukur didefinisikan sebagai perbandingan antara nilai pembacaan dari alat ukur dan daya yang digunakan alat ukur pada saat bekerja untuk pengukuran tersebut. Biasanya 104

diambil dalam keadaan pengukuran pada skala penuh. Adapun satuannya adalah besaran yang diukur per Watt. Efisiensi suatu alat ukur harus sebesar mungkin. Pada Voltmeter efisiensi dinyatakan dalam Ohm per Volt.

Evm =

V fs Pfs

=

I fs .Rm I fs .V fs

Dimana : E vm meter

=

=

Rm V fs

Efisiensi Volt

V fs = Penunjukkan Volt meter pada skala penuh

Pfs

= Daya yang diperlukan pada penunjukkan Volt meter pada skala penuh.

I fs

- Arus bolak balik - Arus searah dan arus bolak balik Menurut tipe / jenis - Tipe Jarum Petunjuk Harga / nilai hasil ukur yang dibaca adalah yang ditunjuk oleh jarum petunjuk, harga tersebut adalah harga sesaat pada waktu meter tersebut dialiri arus listrik - Tipe Recorder Harga / nilai hasil ukur yang dibaca adalah harga yang ditulis / dicatat pada kertas, pencatat ini dilakukan secara otomatis dan terus menerus selama meter tersebut dialiri arus listrik.

= Arus yang mengalir pada penunjukkan volt meter pada skala penuh. Rm = Tahanan dalam dari volt meter.

- Tipe Integrator Harga / nilai hasil ukur yang dibaca adalah harga dari hasil penjumlahan yang dicatat pada selang waktu tertentu selama alat tersebut digunakan

Efisiensi biasanya tidak dinyatakan pada spesifikasi suatu alat ukur, tetapi dapat dihitung, jika impedansi dari alat ukur dan arus yang mengalir pada skala penuh diketahui atau tegangan yang dipasang diketahui. Volt meter dengan efisiensi yang tinggi misalnya disyaratkan pada pengukuran rangkaian elektronik, dimana arus dan daya biasanya terbatas.

- Digital

Macam-macam alat Ulat ukur dan pengukurannya.

Harga / nilai hasil ukur yang dibaca adalah harga sesaat Menurut prinsip kerja : Besi putar, tanda ( S ) Prinsip kerja : gaya elektromagnetik pada suatu inti besi dalam suatu medan magnet. (kumparan tetap, besi yang berputar) penggunaan pada rangkaian AC/DC.

Menurut macam arus : - Arus searah 105

Kumparan putar, tanda (M) Prinsip kerja : gaya elektromagnetik antar medan magnet suatu tetap dan arus (kumparan berputar magnit tetap), pengunaan pada rangkaian DC,alat ukur yang menggunakan sistem ini VA/Ω. Elektrodinamik, tanda (D) Prinsip kerja: gaya elektromagnetik antar arus-arus. (kumparan tetap & kumparan berputar), pemakaian pada rangkaian AC/DC, alat yang menggunakan sistem ini V/A / W /F. Induksi, tanda (I) Prinsip kerja : gaya elektromagnetik yang ditimbulkan oleh medan magnit bolakbalik dan arus yang terimbas oleh medan magnet, (arus induksi dalam hantaran). Kawat panas Prinsip kerja : gerakan jarum diakibatkan oleh pemuaian panas dan tarikan pegas, (pemakaian pada rangkaian AC/DC, alat yang

menggunakan sistem ini A/V/. Menurut sumber tegangan : Pengukuran untuk = kebesarankebesaran arus searah ≈ Pengukur untuk kebesaran arus bolak-balik = Pengukur untuk kebesaran arus ≈ searah dan bolak-balik 3 Pengukur phasa tiga ≈

DC

AC

DC/AC AC 3

Menurut tegangan pengujiannya : Tegangan uji 2 kv

2

Tegangan uji 3 kV

3

2 kv

4

Tegangan uji 4 kv

106

Menurut sifat penggunaannya Portable

Menurut Posisi Pengoperasian Dipasang untuk posisi mendatar .

Alat ini mudah dipergunakan dan dibawa pergi kemana-mana sesuai kehendak hati kita dalam pengukuran.

Di pasang dengan posisi tegak.

Papan hubung/panel

Di pasang dengan posisi miring 60

Alat ini dipasang pada panel secara permanent atau tempattempat tertentu, sehingga tidak dapat dibawa pergi untuk mengukur ditempat lain.

o

60o

Menurut besaran yang diukur Nama Alat Ukur

Besaran yang diukur

Tanda Satuan

Rangkaian Penggunaan

Keterangan

Arus

A

AC & DC

V/R

Volt Meter

Tegangan

V

AC & DC

I.R

Watt Meter

Daya

W

AC & DC

V.I

Ohm Meter

Tahanan

Ohm

DC

V/I

kWh Meter

Energi

kWh

AC & DC

V.I.t cosφ

kVArh Meter

Energi

kVArh

AC & DC

V.I.t sinφ

Frekwensi

Getaran/detik

Hz

AC

Cos Phi Meter

Faktor Kerja

Cos phi

AC

-

Amper Meter

Menurut pengawatannya Ampere-meter . Alat ukur ini digunakan untuk mengetahui besarnya arus/aliran listrik baik berupa :

Arus listrik yang diproduksi mesin pembangkit - Arus listrik yang didistribusikan ke jaringan distribusi Cara penyambungan dari ampere meter adalah dengan

-

107

menghubungkan seri dengan sumber daya lisitrik (power source).

Gambar 2.2 Pemasanan Amperemeter Amperemeter harus dihubungkan seri dengan rangkaian yang akan diukur karena mempunyai tahanan dalam ( RA ) yang kecil sehingga apabila amperemeter dihubungkan paralel akan terjadi dua aliran ( I1 dan I2 ) , karenanya pengukuran tidak benar (salah) akan tetapi merusak amperemeter karena dihubung singkat dengan baterai/tegangan sumber alat ukur tersebut.

Tegangan antara P dan Q tetap 1000 volt Req = 100 Ω + 10 Ω = 110 Ω ⇒ 1000 I= = 9.09 Amper 110 3. Amperemeter 3 ( A3 ) ⇒ RA = 0,1 Ω Tegangan antara P dan Q tetap 1000 volt Req = 100 Ω + 0,1 Ω = 100,1 Ω 1000 = 9,99 Amper ⇒ I= 100,1 Tahanan amperemeter harus kecil, agar pengaruh terhadap rangkaian kecil . Juga harus kecil agar daya yang hilang menjadi kecil 2

Plosses = I RA

A

Gambar

2.3 Amperemeter dan tahanan

1. Amperemeter 1 ( A1 ) ⇒ RA = 100 Ω Tegangan antara P dan Q tetap 1000 volt Req = 100 Ω + 100 Ω = 200 Ω ⇒ I=

1000 = 5Amper 200

2. Amperemeter 2 ( A2 ) ⇒ RA = 10 Ω

~

P sumber daya

Gambar

2.4

beban

Amperemeter Beban

dan

Volt-meter Meter . Alat ukur ini digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan Cara penyambungan dari Voltmeter adalah dengan menghubungkan parallel dengan sumber daya lisitrik (power source ) Voltmeter harus dihubungkan paralel dengan rangkaian yang 108

akan diukur karena mempunyai tahanan dalam ( RA ) yang besar.

Gambar 2.5 Volt-meter Tahanan voltmeter harus besar , agar tidak mempengaruhi sistem pada saat digunakan, juga agar daya yang hilang pada voltmeter itu kecil.

E2 PLosses = RV Cosphi meter (Cos φ). Alat ini digunakan untuk mengetahui, besarnya factor kerja (power factor) yang merupakan beda fase antara tegangan dan arus. Cara penyambungan adalah tidak berbeda dengan watt meter sebagaiman gambar dibawah ini :

Gambar 2.7 Cosphi meter Cos phi meter banyak digunakan dan terpasang pada : • Panel pengukuran mesin pembangkit • Panel gardu hubung gardu induk • Alat pengujian, alat penerangan, dan lain-lain. 2.4. Frekwensi Meter Frekwensi meter digunakan untuk mengetahui frekwensi (berulang) gelombang sinusoidal arus bolak-balik yang merupakan jumlah siklus sinusoidal tersebut perdetiknya (cycle / second). Cara penyambungannya adalah sebagai berikut :

109

Gambar 2.8 Pemasangan Frekwensi meter Frekwensi meter mempunyai peranan cukup penting khususnya dalam mensinkronisasikan (memparalelkan) 2 unit mesin pembangkit dan stabilnya frekwensi merupakan petunjuk kestabilan mesin pembangkit. Watt Meter Alat ukur ini untuk mengetahui besarnya daya nyata (daya aktif). Pada watt meter terdapat spoel/belitan arus dan spoel/ belitan tegangan, sehingga cara penyambungan watt pada umumnya merupakan kombinasi cara penyambungan volt meter dan ampere meter sebagaimana pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.9 Pemasangan Watt meter Jenis lain dari watt meter berdasarkan besarannya adalah : • kW – meter (kilo watt meter) • MW – meter (mega watt meter) Alat untuk mengukur daya pada beban atau pada rangkaian daya itu adalah nilai-nilai rata-rata dari perkalian e. i , yaitu nilai sesaat dari tegangan dan arus pada beban atau rangkaian tersebut

Gambar 2.10 Rangkaian wattmeter 110

Rangkaian potensial wattmeter dibuat bersifat resistip, sehingga arus dan tegangan pada rangkaian tersebut satu fasa iV satu fasa dengan e karena Zv = Rv Wattmeter yang didasarkan atas instruments elektrodinamik . Torsi pada alat ini adalah

τ d = K.

dM .i1 .i2 dθ

Maka

τ d = K.

dM .iv .i dθ

dimana

iv =

e e = Z v Rv

⇒

i τ d = K . dM . e dθ Rv

Nilai rata-rata dalam 1 (satu ) Siklus ( Cycle ) :

1 T dM e.i . .dt ∫ K. T 0 dθ Rv 2.5. KWH – Meter

τ d rata − rata =

Kwh meter digunakan untuk mengukur energi arus bolak balik, merupakan alat ukur yang sangat penting, untuk Kwh yang diproduksi, disalurkan ataupun kWh yang dipakai konsumen-konsumen listrik. Alat ukur ini sangat popular dikalangan masyarakat umum, karena banyak terpasang pada rumah-rumah penduduk (konsumen listrik) dan menentukan besar kecilnya rekening listrik si pemakai. Mengingat sangat pentingnya arti kWh meter ini baik bagi PLN ataupun sipemakai, maka agar diperhatikan benar cara penyambungan alat ukur ini.

Gambar penyambungan adalah sebagai berikut

~

P sumber daya

beban

:

Spoel Arus

:

Spoel Tegangan

Gambar 2.12 KWH – Meter 2.6 Megger Megger dipergunakan untuk mengukur tahanan isolasi dari alatalat listrik maupun instalasiinstalasi, output dari alat ukur ini

umumnya adalah tegangan tinggi arus searah, yang diputar oleh tangan. Besar tegangan tersebut pada umumnya adalah : 500, 1000, 2000 111

atau 5000 volt dan batas pengukuran dapat bervariasi antara 0,02 sampai 20 meter ohm dan 5 sampai 5000 meter ohm dan lainlain sesuai dengan sumber tegangan dari megger tersebut. Dengan demikian, maka sumber tegangan megger yang dipilih tidak hanya tergantung dari batas pengukur, akan tetapi juga terhadap tegangan kerja (sistem tegangan) dari peralatan ataupun instansi yang akan diuji isolasinya. Dewasa ini telah banyak pula megger yang mengeluarkan tegangan tinggi, yang didapatkannya dari baterai sebesar 8 – 12 volt (megger dengan sistem elektronis). Megger dengan bateri umumnya membangkitkan tegangan tinggi yang jauh lebih stabil dibanding megger dengan generator yang diputar dengan tangan. Gambar rangkaian dasar megger adalah seperti gambar 2.13 Megger ini banyak digunakan petugas dalam mengukur tahanan isolasi anata lain untuk • Kabel instalasi pada rumahrumah / bangunan • Kabel tegangan rendah • Kabel tegangan tinggi • Transformator, OCB dan peralatan listrik lainnya.

Gambar megger

2.13

Rangkaian

dasar

2.7. Phasa Squence Alat ukur ini digunakan untuk mengetahui benar/tidaknya urutan phasa sistem tegangan listrik tiga phasa. Alat ini sangat penting arti khususnya dalam melaksanakan penyambungan gardu-gardu ataupun konsumen listrik, karena kesalahan urutan phasa dapat menimbulkan : • Kerusakan pada peralatan/ mesin antara lain putaran motor listrik terbalik • Putaran piringan kWh meter menjadi lambat ataupun terhenti sama sekali, dll Cara penyambungannya phasa squence Adalah sebagaimana terlihat pada gambar 2.14 .berikut ini

112

Phasa Sq ence

R S T

RST

Sumber Daya/ tegangan

Gambar 2.14. Cara penyambungan phasa squence Sesuai dengan keterangan diatas alat ukur ini sangat diperlukan petugas dalam melaksanakan penyambungan listrik pada : • Pusat-pusat pembangkit, gardu hubung, Gardu induk, gardu distribusi, konsumen listrik lainnya. Cara pengukuran Untuk mengetahui dan bagaimana memilih alat ukur yang akan dipergunakan sesuai dengan kebutuhan dilapangan, berikut dijelaskan tentang cara pembacaan

Gambar

dan pengertian simbol-simbol maupun kode non teknis yang terdapat pada alat ukur. Posisi pembacaan Pembacaan harga pada alat ukur secara cermat harus dilakukan dengan melihat tepat diatas jarum penunjuk. Dengan demikian dibaca harga pada garis skala yang tertulis tepat dibawah runcing jarum. Bila tidak melihat tepat diatas penunjuk akan terbaca harga sebelah kiri atau disebelah kanan dari garis sebenarnya, kesalahan ini disebut paralaks.

2.15 Posisi pembacan meter

Untuk menghindari paralaks tersebut runcing jarum dari alat cermat dibuat berupa sayap tipis dan dipasang cermin kecil dibawah

runcing jarum skala. Dalam posisi baca yang benar, maka jarum runcing dan bayangannya pada cermin harus tepat satu garis tipis. 113

Contoh cara membaca skala pada alat ukur :

Gambar 2.15 pembacan meter 2.8.

pengukuran besaran listrik

Setiap alat ukur mempunyai batas ukur tertentu, yang artinya alat ukur tersebut hanya mampu mengukur sampai harga maksimal tertentu dimana jarum petunjuk akan menyimpang penuh sampai pada batas maksimal dari skala. Alat-alat ukur yang terpasang tetap pada panel pada umumnya mempunyai satu macam batas ukur saja dikarenakan besaran yang akan diukur nilainya tidak akan berubah dari nilai yang ada pada batas ukur meter tersebut, sedangkan alat ukur kerja menyediakan beberapa pilihan batas ukur, karena besaran yang akan diukur belum diketahui sebelumnya. Cara merubah batas ukur dilakukan dengan menambah atau mengurangi tahanan dari resistor sebelum besaran listrik masuk ke komponen utama alat ukur dengan perbandingan nilai tertentu terhadap nilai tahanan alat ukur, sehingga besaran sebenarnya yang masuk pada komponen utama alat ukur tetap pada batas semula.

Perubahan batas ukur arus dilakukan dengan cara memasang secara paralel Resistor, sehingga arus yang terukur dibagi dengan perbandingan tertentu antara yang melewati resistor dan yang melewati komponen utama alat ukur. Semakin kecil nilai resistor, maka batas ukur menjadi lebih besar. Sedangkan untuk merubah batas ukur tegangan dilakukan dengan cara memasang secara seri resistor, sehingga nilai tegangan sebelum masuk ke dalam alat ukur dapat lebih besar . Semakin besar nilai resistor, maka batas ukur menjadi semakin besar

Gambar.2. 16 batas ukur meter Petunjuk jarum petunjuk pada angka 7. skala maksimum 10. seandainya kita tentukan batas ukur pada angka 5 maka harga sebenarnya yang ditunjuk oleh angka 7 adalah sebagai berikut Hs =

P xBU SM

7 x 5V = 3,5V 10 Dimana : Hs = harga sebenarnya . BU = batas ukur. P = penunjuk jarum. SM = skala maksimum Jadi

Hs =

114

tetap dan besi yang berputar. Bila sebuah kumparan dan didalamnya terdapat besi, maka besi tersebut akan menjadi magnet. Jika di dalam kumparan tersebut diletakkan dua batang besi maka kedua-duanya akan menjadi magnet sehingga kedua batang besi tersebut akan saling tolak menolak, karena ujungujung kedua batang besi tersebut mempunyai kutup yang senama. Prinsip kerja tersebut diterapkan pada sistem elektro magnit dengan mengganti besi tersebut dengan 2 buah plat besi yang satu dipasang tetap (diam) sedang yang lain bergerak dan dihubungkan dengan jarum petunjuk.

Prinsip kerja alat ukur Prinsip kerja yang paling banyak dari alat – alat ukur tersebut adalah : • kWh dan kVArh meter : sistem induksi • kW /kVA maksimum meter : sistem elektro dinamis • Volt meter : sistem elektro magnit, kumparan putar, besi putar • Amper meter : sistem elektro magnit, kumparan putar Prinsip kerja besi putar Alat ukur dengan prinsip kerja besi putar atau disebut juga sistem elektro magnet adalah sesuatu alat ukur yang mempunyai kumparan +

– Arah arus

–

+

Arah arus

Dua batang besi yang berdampinga kumparan α

α

α

Gambar 2-18 Prinsip kerja besi putar Arus yang diukur melalui kumparan yang tetap dan menyebabkan terjadinya medan magnet. Potongan besi ditempatkan dimedan magnet, magnet tersebut dan menerima gaya elektromagnetis. Alat ukur dengan tipe besi putar ini adalah sederhana dan kuat dalam konstruksi, murah dan dengan demikian mendapatkan penggunaan-penggunaan yang

sangat besar, sebagai alat pengukur untuk arus dan tegangan pada frekwensi-frekwensi yang dipakai pada jaring-jaring distribusi yang didapat dikota-kota. Suatu keuntungan lain bahwa alat pengukur ini dapat pula dibuat sebagai alat pengukur yang mempunyai sudut yang sangat besar. 115

2.9. Prinsip kerja kumparan putar Alat ukur sistem kumparan putar ini adalah alat ukur yang mempunyai kutub magnet permanent dan kumparan yang berputar. Besi magnet adalah permanent berbentuk kaki kuda yang pada Gulungan

:

–

+ S

S

U

kutub-kutubnya dilengkapi dengan lapis-lapis kutub, dan di dalam lapang magnetis antara lapisan kutub tersebut dipasangkan sebuah kumparan yang dapat berkeliling poros Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabkan kumparan tersebut berputar

S

U Magnit Tetap

U S

U

+

– a

b

Gambar 2-19 Prinsip kerja kumparan putar dicelah udara antara kutub-kutub Alat ukur kumparan putar magnet dan silinder inti besi akan adalah alat ukur penting yang berbentuk medan magnet yang dipakai untuk kumparan bermacam rata, yang masuk melalui kutubarus, tidak hanya untuk arus kutub tersebut. Kedalam silinder, searah, akan tetapi dengan alat secara radial sesuai dengan arahpertolongan lainnya, dapat pula arah panah. Dalam selah udara ini dipakai untuk arus bolak-balik. ditempatkan kumparan putar (4), Pemakaian dari alat ukur yang dapat berputar melalui sumbu kumparan putar adalah sangat luas, (8). mulai dari alat-alat ukur yang ada dilaboraturium sampai pada alat Bila arus searah yang tidak ukur didalam pusat-pusat diketahui besarnya mengalir melalui pembangkit listrik. kumparan tersebut, suatu gaya Pada gambar 2.20 berikut ini elektromagnetis f yang mempunyai diperlihatkan adanya magnet yang arah tertentu akan dikenakan pada permanen (1), yang mempunyai kumparan putar sebgai hasil kutub-kutub (2), dan diantara kutubinteraksi antar arus dan medan kutub tersebut ditempatkan suatu magnit. Arah dari gaya f dapat silinder inti besi (3). ditentukan menurut ketentuan Penempatan silinder inti besi tangan dari fleming (lihat gambar (3), tersebut diatas ini, diantara berikutnya) kedua kutub magnet, utara dan selatan, akan menyebabkan bahwa, 116

Gambar 2. 20 Bahagian meter Gambar 23 Bentuk Lain Konstruksi Kumparan Putar

Gambar 2.21. Prinsip kerja alat ukur jenis kumparan putar 1. Magnet tetap 5. Pegas spiral 2. Kutub sepatu 6. Jarum 3. Inti besi lunak penunjuk 4. Kumparan putar 7. Rangka kumparan putar 8. Tiang poros

Gambar 2.22. Prinsip kerja meter

Gambar 2.24. Kumparan Putar

Konstruksi

2. 10. Sistem induksi Alat ukur dengan sistem induksi atau dikenal dengan system Ferraris ini mempunyai prinsip kerja sebagai berikut : Bila pada piringan yang terbuat dari bahan penghantar tetapi non feromagnetik misalnya alumunium atau tembaga ditempatkan dalam medan magnet arus bolak balik, maka akan dibangkitkan arus pusar pada piringan tersebut. Arus pusar dan medan magnet dari arus bolak balik yang menyebabkannya akan menimbulkan interaksi yang menghasilkan torsi gerak pada 117

piringan, dan prinsip ini akan mendasari kerja dari pada alat ukur induksi. Atau dengan kata lain bila didalam medan magnet dengan garis gaya magnet dengan arah yang berputar, dipasang sebuah tromol yang berbentuk silinder, tromol tersebut akan turut berputar menurut arah putaran garis-garis gaya magnet tadi, medan magnet ini dinamakan alat ukur medan putar atau alat ukur induksi, bisa juga disebut alat ukur Ferraris Alat ukur ini dapat diklasifikasikan pada medan yang bergerak. Prinsip ini digunakan pada alat ukur energi (kWh meter) arus bolak balik. Gambar tengah menunjukan arah Ф1dan Ф2 dalam ruangan A, B, C, D, kedua medan itu dilukiskan sebagai vektoris Ф1dan Ф2 pada suatu periode penuh. Dari gambar tersebut tampak jelas bahwa medan magnet total mempunyai arah yang berputar pada poros (a) dengan kecepatan sama dengan arus bolak balik dinding tromol aluminium terpotong. Oleh garis gaya dari medan putar sehingga dalam tromol terbangkit tegangan dan arus induksi atau arus pusar.

Menurut hukum LENZ aliran induksi dengan arah sedemikian rupa sehingga selalu melawan penyebabnya, karena induksi itu dibangkitkan oleh pemotong garisgaris gaya yang berputar, maka tromol aluminium akan berputar dengan arah yang sama dengan arah putaran garis-garis gaya tersebut. Pada alat ukur jarum putaran tromol ditahan oleh pegas spiral, sehingga putarannya pada jarak tertentu sesuai dengan garis skalanya. Oleh karena sistem induksi ini bekerja dengan medan putar yang dibangkitkan oleh arus bolak-balik, maka jika tanpa alat Bantu atau alat tambahan lainnya maka alat ukur ini hanya dipergunakan pada sumber arus bolak-balik saja. 2.11 Sistem elektro dinamis Alat ukur elektro dinamis adalah alat ukur yang mempunyai kumparan tetap dan kumparan putar. Sistem kerjanya sama dengan sistem kumparan berputar tetapi magnet tetap diganti dengan magnet listrik. Berdasarkan kaidah tangan kanan pada gambar 2.26 a jarum akan menyimpang kekanan, bila arus dibalik arahnya pada gambar 2.26 b maka jarum akan tetap menyimpang kekanan. Baik arah arus berganti-ganti arah jarum tetap menyimpang ke satu arah

Gambar 2.25 Azas Alat Ferraris atau Alat Induksi

118

Gambar 2.26.a Alat ukur tipe elektrodinamis ini, dapat dipergunakan untuk arus bolak-balik, atau arus searah, dan dapat dibuat dengan persisi yang baik, dan telah pula banyak dipergunakan dimasa–masa yang lalu. Akan tetapi pemakaian daya sendirinya tinggi, sedangkan alat ukur prinsip yang lain telah dapat pula dibuat dengan persisi tinggi, maka pada saat ini alat ukur elektrodinamis kurang sekali dipergunakan sebagai alat ukut ampere maupun volt, akan tetapi penggunaannya masih sangat luas sebgai alat pengukur daya atau lazim disebut pengukur watt.

Gambar 2.27 Jarum Penunjuk

Gambar 2.26.b

Gambar 2.28 kumparan meter F = Arah dari gaya I = Arah dari arus H = Arah dari Fluksi magnet Gambar Prinsip suatu alat ukur elektrodinamis Seperti diperlihatkan dalam gambar diatas suatu kumparan putar M ditempatkan diantara kumparan-kumparan putar F1 dan F2. bila arus I1 melalui kumparan yang tetap dan arus I2 melalui kumparan yang berputar, maka kepada kumparan yang berputar akan dikenakan gaya elektromagnetis, yang berbanding lurus dengan hasil kali dari i1 dan i2. Misalkan sekarang, bahwa kumparan yang berputar terdapat 119

dalam medan magnet hampirhampir rata yang dihasilkan oleh kumparan-kumparan tetap. 2.12. Prinsip kawat panas Jika sepotong kawat logam dialiri arus listrik yang cukup besar, kawat tersebut akan menjadi panas, oleh sebab itu akan memuai (menjadi lebih panjang). Pemuaian tersebut digunakan untuk mengerakkan jarum petunjuk. Pada gambar berikut terlihat sepotong kawat logam campuran dari logam platina dan iridium yang direntangkan pada A-B, pada waktu tiada arus ( I = 0 ) jarum petunjuk tepat ditengah-tengah (angka 0). Jika kita alirkan arus searah dari A ke B sehingga kawat A – B menjadi memuai dan lebih panjang, ternyata jarum tidak menunjuk 0, tetapi menyimpang kearah kanan. Hal ini disebabkan karena kawat A – B menjadi lebih panjang dan ditarik oleh pegas sehingga memutar poros jarum. Baik arus searah tersebut mengalir dari A – B maupun dari B ke A jarum tetap menyimpang kearah kanan ( lihat gambar bawah). Kesimpulan : Prinsip ini dapat dipakai untuk searah dan bolak-balik.

Gambar -2.29 kawat panas Keterangan :A & B = baut terminal m = kawat penarik C = tempat pengikat n = tali penarik x = kawat panas D = ikatan tali P = pegas A = poros penggulung 2.13. Alat ukur sistem elektronik Sesuai dengan perkembangan dan kemajuan teknologi khususnya dalam bidang elektronik tak tertinggal pula kesertaan dari pada alat-alat ukur elektronik, pada laboraturium dan industri-industri banyak menggunakan alat ukur tipe ini, karena memerlukan kecermatan dalam petunjukan, untuk harga relative mahal dibandingkan dengan alat ukur yang bukan elektronik, pada umumnya alat ukur elektronik adalah digital, karena penunjukannya berupa nilai angka, maka penggunaan dalam pembacaan sangat sederhana, mudah dicerna. Keuntungan alat ukur elektronik : - Portable - Kecermatan tinggi mencapai factor kesalahan 0,1 – 0,5 % 120

- Kedudukan atau posisi alat ukur tidak mempengaruhi penunjukan. Kelemahannya. - Dapat dipengaruhi oleh temperature ruangan yang tinggi - Tidak boleh ditempatkan pada ruangan yang lembab / basah - Harga relative mahal

pembacaannya menjadi tidak langsung, karena harus dikalikan dengan perbandingan penurunan besaran listrik yang diakibatkan oleh trafo-ukur tersebut. Ada 2 ( dua ) macam trafo ukur yang digunakan untuk pengukuran, yaitu trafo arus dan trafo tegangan . Trafo arus digunakan untuk menurunkan arus dengan perbandingan transformasi tertentu dan sekaligus mengisolasi peralatan ukur dari tegangan sistem yang diukur - Trafo tegangan digunakan untuk menurunkan tegangan sistem dengan perbandingan transformasi tertentu.

C K

L S2

IS = Max A

S1 Gambar 2.30 Ampere Digital 2.14.

Alat

Ukur

tang

Alat ukur dengan menggunakan trafo ukur .

Untuk mengukur satuan listrik dengan besaran yang lebih besar, maka alat ukur mempunyai keterbatasan. Karena semakin tinggi besaran yang diukur secara langsung diperlukan peralatan dengan ukuran fisik yang lebih besar. Hal ini tentu tidak dimungkinkan, maka penggunaan alat bantu berupa trafo-ukur sangat diperlukan. Dengan demikian cara

BEBAN

Gambar.2.31.Sisitim Pengukuran arus Pakai trafo arus. a.

Ns I p = N p Is

Ns .Is = N p .I p

b. Ns

c. N p adalah perbandingan teoritis, dimana :

121

d.

Ip Is

adalah perbandingan

praktis, dimana : a = 80 (lihat gambar) karena NP = I Jadi a = 80 maka IP = NS . IS sama juga Ns N I = s = Ns = P = Ns = 80 Np I IS

IP = 80 . 5 = 400 A (terbukti) a=

NS

NP

=

C K

L S2

IS = Max A

S1

Beban

IP IS

a = 1 : 20 atau NP . IP = NS . IS karena NP = 1 maka = IP = NS . IS a = Ratio perbandingan

Gambar 2.32 Sisitim Pengukuran arus Pakai trafo arus Pelaksanaan pengukuran tegangan pada jaringan tegangan tinggi tidak cukup hanya mempergunakan tahanan-tahanan depan yang nilainya besar , tetapi dilaksanakan dengan transformator tegangan ( PT ) dengan tujuan bahwa memakai pesawat ukur dengan batas normal dapat diukur batas normal dan ukuran yang lebih tinggi, sehingga diperoleh rangkaian pengukuran yang lebih aman

122

Primer

E pimer

: E sekunder = N primer : N sekunder

PT Gunanya dihubungkan ketanah yaitu untuk menghilangkan arus bocor dari kumparan primer

Sekunder V

Gambar 2.33 Pelaksanaan pengukuran arus bola-balik untuk tegangan tinggi

Beban

I pimer : I sekunder = I primer : I

Primer

PT Sekunder

sekunder

Karena arus I sekunder cukup besar , maka hubungan belitan sekunder dengan beban (amperemeter) tidak boleh diputus / dilepas , kalau putus maka transformator akan rusak ⇒ maka kita gunakan transformator arus (CT)

A Gambar 2.3 Pelaksanaan pengukuran arus bola-balik untuk arus yang besar 2.15. Macam- macam alat ukur untuk keperluan pemeliharaan Berdasarkan fungsinya pada kegiatan pemeliharaan alat ukur yang digunakan antara lain :

2.15.1. Meter Tahanan Isolasi Biasa mengukur tegangan tegangan tegangan

disebut Meger, untuk tahanan isolasi instalasi menengah maupun rendah.Untuk instalasi menengah digunakan 123

Meger dengan batas ukur Mega sampai Giga Ohm dan tegangan alat ukur antara 5.000 Volt sampai dengan 10.000 Volt arus searah. Untuk instalasi tegangan rendah digunakan Meger dengan batas ukur sampai Mega Ohm dan

tegangan alat ukur antara 500 sampai 1.000 Volt arus searah. Ketelitian hasil ukur dari meger juga ditentukan oleh cukup tegangan baterai yang dipasang pada alat ukur tersebut.

Gambar 2.34 Meter Tahanan Isolasi 2.15.2. Meter Tahanan Pentanahan Biasa disebut dengan Meger Tanah atau Earth Tester, digunakan untuk mengukur tahanan pentanahan kerangka kubikel dan pentanahan kabel. Terminal alat ukur terdiri dari 3 ( tiga ) buah,

1 (satu ) dihubungkan dengan elektroda yang akan diukur nilai tahanan pentanahannya dan 2 (dua) dihubungkan dengan elektroda bantu yang merupakan bagian dari alat ukurnya. Ketelitian hasil tergantung dari cukupnya energi yang ada pada baterai.

Gambar.2.35 Meter Tahanan Pentanahan 124

Meter Tahanan Kontak Biasa disebut dengan Micro Ohm meter dan digunakan untuk mengukur tahanan antara terminal masuk dan terminal keluar pada alat hubung utama kubikel. Nilai yang dihasilkan adalah dalam besaran micro atau sepersatu juta ohm. Dua terminal alat ukur yang dihubungkan ke terminal

masuk dan keluar akan mengalirkan arus searah dengan nilai minimal 200 Amper. Sebenarnya yang terukur pada alat ukurnya adalah jatuh tegangan antara 2 ( dua ) terminal yang terhubung dengan alat ukur, tetapi kemudian nilainya dikalibrasikan menjadi satuan micro ohm.

Gambar 2.36 Micro Ohm meter. 2.15,3. Tester Tegangan Tinggi Arus Searah ( HVDC Test ) Test terhadap bagian yang bertegangan terhadap kerangka / body kubikel dengan tegangan listrik arus searah 40 kV selama 1 menit. Kubikel dinyatakan laik operasi bila arus yang mengalir tidak lebih dari 1 mili amper.

125

Gambar 2. 37 Tester Tegangan Tinggi Arus SearahTester 20 kV Untuk memeriksa adanya tegangan pada kabel masuk / keluar kubikel

Gambar 2. 38 Tester Tegangan Tingi Test Keserempakan Kontak Alat Hubung Alatnya disebut Breaker Analizer , yaitu untuk mengukur waktu pembukaan atau penutupan Kontak ketiga fasa Alat Hubung.

Gambar 2. 39 Breaker Analizer 126

2.15.4. Test Tegangan Tembus ( Dielectricum Test ) Untuk menguji tegangan tembus minyak isolasi bagi PMT atau LBS yang menggunakan media peredam berupa minyak. Kemampuan Alat Test minimal sampai 60 kV arus searah dengan arus minimal 1 mA

Gambar 2. 40 Test Tegangan Tembus Alat ukur mekanik . 1. Manometer Untuk mengukur tekanan Gas SF 6 yang berada didalam tabung Alat Hubung LBS atau PMT. Dapat dilakukan bila disediakan Klep / pentil dan indikator penunjuk tekanan tidak ada.

Gambar 2. 41 Manometer

127

1

BAB III. TRANSFORMATOR TENAGA Transformator adalah alat yang digenakan untuk memindahkan energi listrik arus bolak balik dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain dengan prinsip kopel magnetik. Tegangan yang dihasilkan dapat lebih besar atau lebih kecil dengan frekuensi yang sama . 3.1. Prinsip Induksi. Hukum utama dalam transformator adalah hukum induksi faraday. Menurut hukum ini suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup, adalah berbanding lurus dengan perubahan persatuan waktu dari pada arus induksi atau flux yang dilingkari oleh garis lengkung itu (Lihat gambar 3.1. dan 3.2).

Gambar 3.2. Arus magnitisasi secara grafis dengan memperhitungkan rugi-rugi besi. Selain hukum Faraday, transformator menggunakan hukum Lorenz seperti terlihat pada gambar 3.3. berikut ini :

Gambar 3.3. Hukum Lorenz Gambar 3.1. Arus magnitisasi secara grafis tanpa memperhitungkan rugi-rugi besi.

Dasar dari teori transformator adalah sebagai berikut : Apabila ada arus listrik bolakbalik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnit (seperti gambar 3.4.) dan apabila magnit tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan mengelilingi magnit, 128

maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL). Dari prinsip tersebut di atas dibuat suatu transformator seperti gambar 3.6. di bawah ini

karena f 1 = f2 maka E1 : E2 = N1: N2 E1 N2 = E2 N1

Gambar 3.4. Suatu arus listrik mengelilingi inti besi maka besi itu menjadi magnit

Gambar 3.5. Suatu lilitan

E2 = (N2 / N1) x E1 Dimana ; E1 = tegangan primer E2 = tegangan sekunder N1 = belitan primer N2 = belitan sekunder VA primer = VA sekunder I1 x E1 = I2 x E2 E1 I 2 E = maka I1 = I2 2 E 2 I1 E1 Dimana ; I1 = Arus primer I2 = Arus sekunder E1 = tegangan primer E2 = tegangan sekunder Rumus umum menjadi : a=

E1 N1 I 2 = = E 2 N 2 I1

Bagian-bagian Transformator Transformator terdiri dari : Bagian Utama.

Gambar 3.6. Prinsip Dasar dari Transformator. Rumus tegangan adalah: E1 =4,44 N1 f 1.Ø max10 – 8 Maka untuk transformator rumus tersebut sebagai berikut: E1 =4,44 N1 f 1.Ø max10 – 8 E2 = 4,44 N2 f2 Ø max 10 - 8

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, 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 3.7).

129

Gambar 3.7. Inti Besi dan Laminasi yang diikat Fiber Glass 3.2. Kumparan Transformator Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik

terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

Gambar 3.8. Kumparan Phasa RST

130

3.3. Minyak Transformator Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Sebahagian bahan isolasi minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan. Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak transformator ini adalah senyawa hidrokarbon parafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa diatas minyak transformator masih mengandung senyawa yang disebut zat aditif meskpun kandungan nya sangat kecil . Minyak transformator adalah cairan yang dihasilkan dari proses pemurnian minyak mentah. Selain itu minyak ini juga berasal dari bahan bahan organik, misalnya minyak piranol dan silikon, berapa jenis minyak transformator yang sering dijumpai dilapangan adalah minyak transformator jenis Diala A, diala B dan Mectrans. Kenaikan suhu pada transformator akan menyebabkan terjadinya proses hidrokarbon pada minyak, nilai tegangan tembus dan kerapatan arus konduksi merupakan beberapa indikator atau variable yang digunakan untuk

mengetahui apakah suatu minyak transformator memiliki ketahanan listrik yang memahami persyaratan yang berlaku . Secara analisa kimia ketahanan listrik suatu minyak transformator dapat menurun akibat adanya pengaruh asam dan pengaruh tercampurnya minyak dengan air. Untuk menetralisir keasaman suatu minyak transformator dapat mengunakan potas hidroksida(KOH). Sedangkan untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat dalam minyak tersebut yaitu dengan cara memberikan suatu bahan higroskopis yaitu selikagel. Dalam menyalurkan perannya sebagai pendingin, kekentalan minyak transformator ini tidak boleh terlalu tinggi agar mudah bersikulasi, dengan demikian proses pendinginan dapat berlangsung dengan baik. Kekentalan relatif minyak transformator tidak boleh lebih dari 4,2 pada suhu 200 C dan 1,8 dan 1,85 dan maksimum 2 pada suhu 50 0 C . Hal ini sesuai dengan sifat minyak transformator yakni semakin lama dan berat operasi suatu minyak transformator, maka minyak akan akan semakin kental . Bila kekentalan minyak tinggi maka sulit untuk bersikulasi sehingga akan menyulitkan proses pendinginan transformator. Sebagai bahan isolasi minyak transformator memiliki beberapa kekentalan, hal ini sebagai mana dijelaskna dalam SPLN(49-1:1980) Adapun persyaratan yang harus dipenuhi oleh minyak transformator adalah sebagai berikut:

131

1. Kejernihan Kejernihan minyak isolasi tidak boleh mengandung suspensi atau endapan (sedimen) 2. Massa jenis. Massa jenis dibatasi agar air dapat terpisah dari minyak isolasi dan tidak melayang 3. Viskositas Kinematika Viskositas memegang peranan penting dalam pendinginan, yakni untuk menentukan kelas minyak. 4. Titik Nyala . Titik nyala yang rendah menunjukkan adanya konstaminasi zat gabar yang mudah terbakar 5. Titik Tuang. Titik tuang dipakai untuk mengidentifikasi dan menentukan jenis peralatan yang akan menggunakan minyak isolasi . 6. Angka kenetralan . Angka kenetralan merupakan angka yang menunjukkan penyusutan asam minyak dan dapat mendeteksi kontaminasi minyak, menunjukkan kecendrungan perobahan kimia atau indikasi perobahan kimia dalam bahan tambahan . 7. Korosi belerang Korosi belerang kemungkinan dihasilkan dari adanya belerang bebas atau senyawa belerang yang tidak stabil dalam minyak isolasi . 8. Tegangan tembus Tegangan tembus yang terlalu rendah menunjukkan adanya kontaminasi seperti air, kotoran atau partikel konduktif dalm minyak

9.

Kandungan air . Adanya air dalam dalam isolasi menyebabkan menurunnya tegangan tembus dan tahanan jenis minyak isolasi akan mempercepat kerusakan kertas pengisolasi.

3.4. Bushing. Hubungan antara kumparan transformator dan ke jaringan luar melalui sebuah bussing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator yang kontrutruksinya dapat dilihat pada gambar 3.9. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator.

Gambar 3. 9 Bushing Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi bushing yang sering disebut center tap. 3.5. Tangki Konservator Tangki Konservator berfungsi untuk menampung minyak 132

cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai bucholz yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan minyak . Untuk menjaga agar minyak tidak terkontaminasi dengan air, ujang masuk saluran udara melalui

saluran pelepasan dan masukanya udara kedalam konservator perlu dilengkapi media penyerap uap air pada udara sering disebut denga silicagel dan dia tidak keluar mencemari udara disekitarnya. Seperti gambar 3.10.

Gambar 3. 10. konservator minyak trafo 3.6. Peralatan Bantu Pendinginan Transformator Pada inti besi dan kumparan – kumpaan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga. Maka panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini akan merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan alat atau sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator media yang dipakai pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas, Minyak dan Air.

Pada cara alamiah, pengaliran media sebagai akibat adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat pendinginan dari media-media (minyak-udara/gas) dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip (radiator). Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi, cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa sirkulasi minyak, udara dan air, cara ini disebut pendingin paksa (Forsed). Macam macam sistim pendingin transformator dapat dilihat pada tabel 3.1.

133

Tabel 3.1. Macam-macam sistem pendingin No

Macam sistem pendingin

1

AN

2

AF

3

MEDIA Didalam transformator Diluar transformator Sirkulasi Sirkulasi Sirkulasi Sirkulasi alami Paksa alami Paksa Udara -

-

-

Udara

ONAN

Minyak

-

Udara

-

4

ONAF

Minyak

-

-

Udara

5

OFAN

-

Minyak

Udara

-

6

OFAF

-

Minyak

-

Udara

7

OFWF

-

Minyak

-

air

8

ONAN/ONAF

Kombinasi 3 dan 4

9

ONAN/OFAN

Kombinasi 3 dan 5

10

ONAN/OFAF

Kombinasi 3 dan 6

11

ONAN/OFWF

Kombinasi 3 dan 7

Contoh sistim pendinginan transformator dapat dilihat pada gambar 3. 11 dibawah ini ;

Gambar 3. 11 pendingin trafo type ONAF 134

3.7. Tap Changer (On Load Tap Changer) Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangannya nominal sesuai ketentuan, tapi pada saat operasi terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya menurun untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan selau pada kondisi terbaik, konstan dan kontinyu. Untuk itu trafo dirancang sedemikian rupa sehingga

perubahan tegangan pada salah satu sisi input berubah tetapi sisi outputnya tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan tanpa terjadi pemutusan beban maka disebut On Load Tap Cahnger (OLTC). Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi primer dan jumlahnya tergantung pada perancang dan perubahan sistem tegangan pada jaringan, yang kontruksinya dapat dilihat pada gambar 3.12 .

Saklar pengubah (driverter switch)

Tap pemilih (selector switch)

Gambar 3.12 : On Load Tap Changer (OLTC)

3.8. Alat pernapasan (Dehydrating Breather) Sebagai tempat penampungan pemuaian minyak isolasi akibat panas yang timbul maka minyak

ditampung pada tangki yang sering disebut sebagai konservator. Pada konservator ini permukaan minyak diusahakan tidak boleh bersinggungan dengan udara karena kelembaban udara yang 135

mengandung uap air akan mengkontaminasi minyak walaupun prosesnya berlangsung cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut udara yang masuk kedalam tangki konservator pada saat minyak menjadi dingin diperlukan suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silicagel. Kebalikan jika trafo panas maka pada saat menyusut maka akan menghisap udara dari luar masuk kedalam tangki dan untuk menghindari terkontaminasi oleh kelembaban udara maka diperlukan suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silicagel yang secara khusus direncang untuk maksud tersebut diatas. Kontruksi alat pernapasan transformator dapat dilihat pada gambar 3.13

baik panasnya kumparan primer dan sekunder juga minyak. Thermometer ini bekerja atas dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan jarum indikator derajat panas. Beberapa thermometer dikombinasikan dengan panas dari resistor khusus yang tersambung dengan tansformator arus, yang terpasang pada salah satu fasa (fasa tengah) dengan demikian penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap kebenaran dari panas yang terjadi. Gambar kontruksi Thermometer dapat dilihat pada gambar 3.14.

Gambar 3. 14 Thermometer 2. Permukaan minyak

Gambar 3.13 Kontruksi pernapasan transformator

alat

3. 9. Indikator-indikator : 1. Thermometer, Alat ini berfungsi untuk mengukur tingkat panas dari trafo

Alat ini berfungsi untuk penunjukan tinggi permukaan minyak yang ada pada konservator. Ada beberapa jenis penunjukan seperti penunjukan lansung yaitu dengan cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga akan mudah mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika konservator dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam 136

balon dari bahan elastis dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat pelindung seperti pada sistem pernapasan sehingga pemuan dan penyusutan minyak

udara yang masuk kedalam balon dalam kondisi kering dan aman. Gambar kontruksi nya dapat dilhat pada gambar 3.15

Gambar 3.15. Alat ukur penunjukan tinggi permukaan minyak 3.10. Peralatan Proteksi Internal. 1. Relai Bucholz Penggunaan relai deteksi gas (Bucholtz) pada Transformator terendam minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating yang umumnya menghasilkan gas. Gas-gas tersebut dikumpulkan pada ruangan relai dan akan mengerjakan kontak-kontak alarm. Relai deteksi gas juga terdiri dari suatu peralatan yang tanggap

terhadap ketidaknormalan aliran minyak yang tinggi yang timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan menggerakkan kontak trip yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian trip Pemutus Arus dari instalasi transformator tersebut. Ada beberapa jenis relai buchholtz yang terpasang pada transformator, Relai sejenis tapi digunakan untuk mengamankan ruang On Load Tap Cahnger (OLTC) dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat beberapa jenis antara lain 137

sema seperti relai buhcoltz tetapi tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput timah yang lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan berkerja, disini tidak ada alarm akan tetapi langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya menggunakan pengaman tekanan atau saklar tekanan. Gambar kontruksi Relai Bucholz seperti gambar 3.16.

Gambar 3.16. Relai Bucholz 2. Jansen membran Alat ini berfungsi untuk Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate yang kontruksinya seperti gambar 3.17.

Relai ini bekerja karena tekanan lebih akibat gangguan didalam transformator, karena tekanan melebihi kemampuan membran yang terpasang, maka mamran akan pecah dan minyak akan keluar dari dalam transformator yang disebabkan oleh tekanan minyak 3.

Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay)

Suatu flash over atau hubung singkat yang timbul pada suatu transformator terendam minyak, umumnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam tangki, karena gas yang dibentuk oleh decomposisi dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah pelepasan tekanan pada trafo maka tekanan lebih yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila tekanan lebih ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik, tangki trafo akan meledak dan terjadi panas lebih pada cairan, konsekuensinya pada dasarnya harus memberikan suatu peralatan pengaman. Peralatan pengaman harus cepat bekerja mengevakuasi tekanan tersebut. Gambar kontruksi relai tekanan lebih dapat dilihat pada gambar 3.18. 4. Relai pengaman tangki

Gambar 3.17. Jansen membran

Relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir tangki akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, srkulasi dan motor-motor bantu yang lain, pemanas dll. Arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistim relai pengaman tangki 138

biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi

primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Pipa penghubung

Konservator Tutup tangki Tangki

Gambar3.18. Relai tekanan lebih Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio Trafo arus antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp. Gambar 3.19 : Rureele Sudden pressure 5. Neutral Grounding Resistance Neutral Grounding Resistance Adalah tahanan yang dipasang antara titik neutral trafo dengan pentanahan dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi sehingga diperlukan proteksi yang praktis dan tidak terlalu mahal karena karakteristik relai dipengaruhi oleh sistem pentanahan titik netral. 139

Gambar 3.20. Neutral Grounding Resistance (NGR) Neutral Grounding Resistance atau Resistance Pentanahan Trafo, yaitu resistance yang dipasang pada titik neutral trafo yang dihubungkan Y ( bintang ). NGR biasanya dipasang pada titik netral trafo 70 kV atau 20 kV, sedangkan pada titik neutral trafo 150 kV dan 500 kV digrounding langsung (solid) NILAI NGR Tegangan 70 kV 40 Ohm Tegangan 20 kV 12 Ohm,40 Ohm, 200 Ohm dan 500 Ohm Jenis Neutral Resistance

Untuk memperoleh nilai Resistance yang diinginkan ditambahkan garam KOH . Resistance Logam, yaitu bahannya terbuat dari logam nekelin dan dibuat dalam panel dengan nilai resistance yang sudah ditentukan. Cara pengkuran resistansi pentanahan transformator dapat dilihat pada gambar 3.21. Sedangkan gambar Perlengkapan Transformator dapat dilihat pada gambar 3 22 .

Grounding

Resistance Liquit ( Air ), yaitu bahan resistance adalah air murni .

140

Gambar 3.21. Pengukuran Neutral Grounding Resistance

141

KONSERVATOR

KLEM BUCHOLTZ RELAI BUSHING JANSEN RELAI

RADIATOR

TERMOMETER

SILICAGEL OLTC MEKANIK OLTC KIPAS PENDINGIN KONTROL BOX

SILICAGEL

Gambar 3.22 Perlengkapan Transformator 3.11. Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator. 1. Pemadam kebakaran (transformator - transformator besar ) Sistem pemadam kebakaran yang modern pada transformator saat sekarang sudah sangat diperlukan. Fungsi yang penting untuk mencegah terbakarnya trafo. Penyebab trafo terbakar adalah karena gangguan hubung singkat pada sisi sekunder sehingga pada trafo akan mengalir arus maksimumnya. Jika prose tersebut berlangsung cukup lama karena relai tidak beroperasi dan tidak beroperasinya relai juga sebagai akibat salah menyetel waktu pembukaan PMT, relai rusak, dan

sumber DC yang tidak ada serta kerusakan sistim pengawatan .. Sistem pemadam kebakaran yang modern yaitu dengan sistem mengurangi minyak secara otomatis sehingga terdapat ruang yang mana secara paksa gas pemisah oksigen diudara dimasukan kedalam ruang yang sudah tidak ada minyaknya sehingga tidak ada pembakaran minyak, sehingga kerusakan yang lebih parah dapat dihindarkan, walaupun kondisi trafo menjadi rusak. Gambar aliran minyak pendingin trafo dapat dilihat pada gambar 3.23. Proses pembuangan minyak secara grafitasi atau dengan menggunakan motor pompa DC adalah suatu kondisi yang sangat berisiko sebab hanya 142

menggunakan katup otomatis yang dikendalikan oleh pemicu dari saklar akibat panasnya api dan menutupnya katup otomatis pada katup pipa minyak penghubung tanki (konservator) ke dalam trafo (sebelum relai bucholz) serta adanya gas pemisah oksigen ( gas nitrogen yang bertekanan tinggi) diisikan melaui pipa yang disambung pada bagian bawah trafo kemudian akan menuju keruang yang tidak terisi minyak. Dengan demikian mencegah terbakarnya minyak didalam trafo dapat dihindarkan. Gambar kontruksi alat pemadam kebakaran dapat dilihat pada gambar 3.24.

Gambar 3 24 alat pemadam kebakaran tranformator 2. Thermometer pengukur langsung. Thermometer pengukur langsung banyak digunakan pada instalasi tegangan tinggi/Gardu Induk , seperti pada ruang kontrol, ruang relai, ruang PLC dll. Suhu ruangan dicatat secara periodik pada formulir yang telah disiapkan (contoh formulir terlampir) dan dievaluasi sebagai bahan laporan.

Gambar 3.23 Aliran minyak pendingin trafo

3. Thermometer pengukur tidak langsung Termometer pengukur tidak langsung banyak digunakan pada instalasi tegangan tinggi/ transformator yang berfungsi untuk mengetahui perubahan suhu minyak maupun belitran transformator. Suhu minyak dan belitan trafo dicatat secara periodik pada formulir yang telah disiapkan (contoh formulir terlampir) dan dievaluasi sebagai laporan. Skema peralatan ukur dimaksud dapat dilihat pada gambar 3.25 dibawah ini. 143

Keterangan : 1. Trafo arus 2. Sensor suhu 3. Heater 4. Thermometer Winding 5. Thermometer oil

gambar 3.25 Skema peralatan pengukuran tidak langsung 3.12. Relai Proteksi trafo dan fungsinya . Jenis relai proteksi pada trafo tenaga adalah sebagai berikut : 1. Relai arus lebih (over current relay) Relai ini mengamankan

berfungsi untuk transformator

terhadap gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman transformator Juga diharapkan relai ini mempunyai sifat komplementer dengan relai beban lebih. relai ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi bagian instalasi lainnya.bentuk relai ini dapat dilhat pada gambar 3.26.dan gambar 3.27

indikator

reset

Gambar 3.26: Relai arus lebih dan hubung tanah (OCR/GFR)

144

+ CT

OCR Tripping coil PMT beban

IND

AU X

Gambar 3.27: sistem pengawatan OCR. 2. Relai Difrensial Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat .

Gambar 3,28 a: Diagram relai differensial 3. Relai gangguan tanah terbatas (Restricted Earth fault Relay ) Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah

yang terjadi didalam daerah pengaman transformator dapat dilhat pada gambar 3.28 a.dan gambar 3.28.b

Gambar 2.28.b: Relai differensial, REF dan SBEF pengaman transformator khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh relai differensial dapat dilhat pada gambar 3.29

145

x 87N

87N

Gambar 3.29: single line diagram relai differensial dan REF

Gambar 3.30. Restristant earth foult detector

146

4. Relai arus lebih berarah Directional over current Relai atau yang lebih dikenal dengan Relai arus lebih yang mempunyai arah tertentu merupakan Relai Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan tegangan yang dapat membedakan arah arus gangguan.

Relai ini terpasang pada jaringan tegangan tinggi, tegangan menengah juga pada pengaman transformator tenaga dan berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa maupun Phasa ketanah. Bus 20 KV

Trippin g

ZC

PT

+ 67 G

Gambar 3.31: Diagram Situasi Pemasangan Relai 67 G Relai ini mempunyai 2 buah parameter ukur yaitu tegangan dan arus yang masuk ke dalam relai untuk membedakan arah arus ke depan atau arah arus ke belakang. Pada pentanahan titik netral trafo dengan menggunakan tahanan, relai ini dipasang pada penyulang 20 KV. Bekerjanya relai ini berdasarkan adanya sumber arus dari ZCT (Zero Current Transformer) dan sumber tegangan dari PT (Potential Transformers). Sumber tegangan PT umumnya menggunakan rangkaian OpenDelta, tetapi tidak menutup kemungkinan ada yang menggunakan koneksi langsung 3 Phasa.

Untuk membedakan arah tersebut maka salah satu phasa dari arus harus dibandingakan dengan Tegangan pada phasa yang lain. 5. Relai connections Adalah sudut perbedaan antara arus dengan tegangan masukan relai pada power faktor satu. Relai maximum torque angle Adalah perbedaan sudut antara arus dengan tegangan pada relai yang menghasilkan torsi maksimum.

147

Gambar 3. 32. Relai arus lebih berarah. 6. Relai gangguan tanah . Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator gangguan hubung tanah, didalam dan diluar daerah pengaman transformator. Relai arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising signal. Operating signal diperoleh dari arus residual

melalui rangkaian trafo arus penghantar (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari rangkaian sekunder open delta trafo tegangan seperti pada Gambar 3.32

148

B C

........ .......

VRES

Gambar 3.33: Rangkaian open delta trafo tegangan

Gambar 3.33. Relai gangguan tanah 6. Relai tangki tanah Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap hubung singkat antara kumparan fasa dengan tangki transformator dan transformator yang titk netralnya ditanahkan. Relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir dari tangki akibat gangguan fasa ke

tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu, pemanas dll. Pengaman arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistim relai pengaman tangki biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga 149

tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melalui trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil

kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio Trafo Arus(CT) antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.

Gambar 3.34 : relai hubung tanah pada trafo 3.13,

Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi.

Annunciator adalah indikator kejadian pada saat terjadi ketidak normalan pada sistem instalasi tegangan tinggi, baik secara individu maupun secara bersama. Annunciator terjadi bersamaan dengan relai yang bekerja akibat sesuatu yang terjadi ketidak normalan pada peralatan tersebut. Annunciator biasanya berbentuk petunjuk tulisan yang pada kondisi normal tidak ada penunjukan, bila terjadi ketidaknormalan maka lampu didalam indikator tersebut menyala sesuai dengan kondisi sistem pada saat tersebut.

Kumpulan indikator-indikator tersebut biasanya disebut sebagai announciator. Announciator yang terlengkap pada saat sekarang adalah pada instalasi gardu induk SF6, sebab pada system GIS banyak sekali kondisi yang perlu di pantau seperti tekanan gas, kelembaban gas SF6 disetiap kompartemen, posisi kontak PMT, PMS baik PMS line, PMS Rel maupun PMS tanah dll. Untuk itu pembahasan tentang annunciator akan diambil dari sistem annunciatornya gardu induk SF6. seperti. Annunciator pada bay penghantar (SUTT maupun SKTT), Transformator dan Koppel.

150

Pemasangan lampu indikator pada transformator dapat dilihat pada gambar 3.20 . 33L 43L 32L 41L

31L Q21

31T 32T

T

41T 42T

52L

51L

51T 52T

63L 62L 61T 62T

61L

42L

Q5

21L

23L

24L

22L

26L

27L

25L

83L

T

71T 72T

72L Q3

71L 81L

82L Q2 81T 82T 91T 92T

92L 91L

Q3 28L

29L

21C

21T

Gambar 3.35. Pemasangan lampu indikator pada transformator 151

Indikator berupa lampu dapat dilihat pada table 3.2 Tabel 3.2 Indikator berupa lampu Kode 21LA 22LA 23LA 24LA 25LA 26LA 27LA 28LA 29LA 31LA 32LA 33LA Kode 41LA 42LA 43LA 51LA 52LA 61LA 62LA 63LA 71LA 72LA 73LA 81LA 82LA 83LA 91LA 92LA

Pasokan Pemanas gagal/trip. Pasokan Motor PMT gagal/trip. Pasokan Motor PMS dan PMS Tanah gagal/trip. Pasokan rangkaian trip 1 gagal/trip Pasokan rangkaian trip 2 gagal/trip Pasokan saklar control PMS dan PMS tanah gagal/trip Pasokan untuk signaling gagal/trip. Posisi control remote. Posisi control Lokal. Posisi PMS Q21 Membuka/Open. Posisi PMS Q21 menutup /Close Tekanan gas SF6 pada kompartemen G1 gangguan. Indikator Posisi PMS Q22 terbuka/open Posisi PMS Q22 menutup/close.. Tekanan gas SF6 pada kompartemen G2 gangguan. Posisi PMS TANAH Q35 terbuka/open Posisi PMS TANAH Q35 menutup/close.. Posisi PMT Q50 terbuka/open Posisi PMT Q50 menutup/close.. Tekanan gas SF6 pada kompartemen G0 gangguan Posisi PMS TANAH Q30 terbuka/open Posisi PMS TANAH Q30 menutup/close.. Tekanan gas SF6 pada kompartemen G5 gangguan (ada PT) Posisi PMS LINE Q28 terbuka/open Posisi PMS LINE Q28 menutup/close.. Tekanan gas SF6 pada kompartemen G9 gangguan Posisi PMS TANAH Q38 terbuka/open Posisi PMS TANAH Q38 menutup/close..

Bentuk dan kode saklar dan saklar tekan (push button) Kode Indikator 21CV Kunci selektor switch untuk kontrol lokal dan remote. 21TO Saklar tekan (on/off) untuk mengecek lampu pada panel kontrol 31TO Saklar tekan untuk menutup PMS REL Q21. 32TO Saklar tekan untuk membuka PMS REL Q21. 41TO Saklar tekan untuk menutup PMS REL Q22. 152

42TO 51TO 52TO 61TO 62TO 71TO 72TO 81TO 82TO 91TO 92TO

Saklar tekan untuk membuka PMS REL Q22. Saklar tekan untuk menutup PMS TANAH Q35. Saklar tekan untuk membuka PMS TANAH Q35. Saklar tekan untuk menutup PMT Q50. Saklar tekan untuk membuka PMT Q50. Saklar tekan untuk menutup PMS TANAH Q30. Saklar tekan untuk membuka PMS TANAH Q30. Saklar tekan untuk menutup PMS LINE Q28. Saklar tekan untuk membuka PMS LINE Q28. Saklar tekan untuk menutup PMS TANAH Q38. Saklar tekan untuk membuka PMS TANAH Q38.

3.14. Parameter/pengukuran transformator. Parameter/pengukuran transformator dapat dilihat pada tabel 3.3 Tabel 3.3 Parameter/pengukuran transformator Indikasi keterangan Indikasi ini menunjukan bahwa minyak Oil level transformer transformator yang ada di dalam tangki trafo low alarm berkurang, sehingga alat ukur permukaan minyak (level ) mengerjakan kontak dan mengirim alarm ke panel kontral ,dan di panel kontrol muncul sinyal oil level transformer low alarm serta membunyikan bel(kontak penggerak untuk memberikan sinyal dan alarm bekerja ). Oil level OLTC low alarm Indikasi ini menunjukan bahwa minyak yang ada di dalam tangki tap changer berkurang, sehingga alat ukur permukaan minyak (level) mengerjakan kontak dan mengirim alarem ke panel kontral ,dan di panel kontrol muncul sinyal oil level OLTC low alarm serta membunyikan bel ( kontak penggerak untuk memberikan sinyal dan alarm bekerja ). Indikasi ini menunjukan bahwa kontak relai Bucholtz Alarm Bucholtz untuk Alarm bekerja (kontak relai bucholtz ada dua ,satu alarm dan yang satunya trip). Bekerjanya disebabkan beberapa kejadian yaitu : Jika didalam trafo ada gas yang disebabkan oleh adanya panas lebih sehingga terjadi gelembung-gelembung gas yang terakumulasi sampai nilai tertentu (300 -350 Cm3 ).Gas tersebut menekan pelampung untuk kontak alarm, dan mengirim sinyal ke panel kontrol dan dipanel timbul sinyal Bucholtz alarm dan bel berbunyi . 153

Jika didalam trafo terjadi partial discharge pada isolasi, maka akan terjadi gelembung gas (seperti diatas ) maka timbul Bucholtz alarm dan bel berbunyi. Jika minyak didalam trafo bocor sehingga sampai tingkat permukaan relai bucholtz, maka apabila pelampung atas sudah tidak terendam minyak, maka kontak bucholtz alarm akan tertutup dan memberikan sinyal bucholtz alarm dan bel berbunyi.

Winding temperature alarm

Winding primer Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature ) kumparan primer panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 85 °C) dan sushu trafo mencapai 85 ° C, maka kontgak alarm pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarem ke panel kontrol winding primer alarm serta bel berbunyi.

Winding sekunder Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) kumparan primer panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 85 °C) dan sushu trafo mencapai 85 ° C ,maka kontgak alarm pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarm ke panel kontrol winding sekunder alarm serta bel berbunyi.

Winding temperature alarm

Winding primer Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature ) kumparan primer panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 85°C) dan suhu trafo mencapai 85° C ,maka kontak alarm pada termometer ( termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarm ke panel kontrol winding primer alarm serta bel berbunyi.

Winding sekunder Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) kumparan primer panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 85°C) dan sushu trafo mencapai 85° C, maka kontak alarm pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarem ke panel kontrol winding sekunder alarm serta bel berbunyi. 154

OLTC voltage regulator alarm

Pengaturan setting tegangan pada peralatan regulator tidak sesuai dengan tegangan yang diminta ,maka relai regulator tegangan aklan memberikan sinyal ke panel kontrol dan memberi sinyal OLTC voltage regulator alarm serta bel berbunyi.

Transformer cooling fault alarem

Indikasi ini menunjukan bahwa sistem pendingin (kipas atau pompa minyak sirkulasi ada gangguan) yaitu : saklar termis untuk pasokan motor kipas pendingin trip (lepas) sehingga motor tidak berputar dan saklar termis tersebut kontak bantunya tertutup dan memberikan sinyal ke panel kontrol Transformer cooling fault alarem dan bel berbunyi. Pompa sirkulasi minyak tidak berputar/bekerja saklar termis untuk pasokan motor pompa minyak pendingin trip (lepas) sehingga motor tidak berputar dan saklar termis tersebut kontak bantunya menutup dan memberikan sinyal ke panel kontrol Transformer cooling fault alarm dan bel berbunyi. Indikasi tersebut menunjukan terjadi gangguan sumber arus bolak-balik 220/380 V, yaitu saklar sumber tegangan AC 220/380 V trip, sehingga bay tersebut tidak ada pasokan AC, dan saklar tersebut kontak bantunya menutup dan mengirim sinyal gangguan ke panel kontrol sehingga timbul sinyal Marshalling kios fault alarem dan bel berbunyi. Indikasi ini menunjukan bahwa sistem pemadam api transformator tidak siap bekerja (out of service), yaitu akibat saklar DC 110 V sumber pasokan untuk sistem instalasi pemadam api trip (tidak masuk), sehingga kontak bantunya menutup dan megirim sinyal ke panel kontrol dengan indikasi Fire protection out of service alarem dan bel berbunyi. a. Indikasi ini menunjukan bahwa relai bucholtz bekerja menjatuhkan PMT (trip) yang disebabkan oleh :gangguan yang serius atau hubung singkat lilitan trafo/kumparan trafo sehingga terjadi penguraian minyak dan bahan isolasi lain serta menimbulkan gas dan aliran minyak

Marshalling kios fault alarem

Fire protection out of service alarem

Bucholtz trip

155

Oil temperature trip

winding temperature trip

Protection device OLTC trip

Pressure relief device transformer trip

dari trafo ke relai bucholtz, sehingga kontak relai bekerja mengirim sinyal trip ke PMT primer dan sekunder, memberikan sinyal alarm bucholtz trip dan membunyikan bel. b. Gangguan minyak trafo bocor sehingga terjadi penurunan permukaan minyak sampai level yang minimum (sebelumnya terjadi alarm bucholtz) ,sehingga kontak relai bekerja mengirim sinyal trip ke PMT primer dan sekunder,memberikan sinyal alarm bucholtz trip dan bel berbunyi. c. Terjadi gangguan alam ,misalnya gempa bumi yang besar ,sehingga terjadi goncangan minyak didalam terfo maupun relai bucholtz,dan kontak relai menutup memberikan sinyal trip PMT primer dan sekunder dan sinyal bucholtz trip bel atau klakson bunyi. Indikasi ini menunjukan bahwa minyak trafo panas yang melebihi setting pengaman temperatur, sehingga kontak termometer untuk trip menutup memberikan sinyal untuk menjatuhkan PMT primer dan sekunder dan mengirim sinyal ke panel kontrol bucholtz trip dan bel bunyi Indikasi ini menunjukan bahwa winding atau kumparan trafo panas yang melebihi setting pengaman temperatur, sehingga kontak termometer untuk trip menutup memberikan sinyal guna menjatuhkan PMT primer dan sekunder dan mengirim sinyal ke panel kontrol bucholtz trip dan bel bunyi. Indikasi ini menunjukan relai Jansen dan atau pengaman OLTC bekerja , akibat terjadi breakdown isolasi pada wadah tap changer atau ketidaknormalan operasi tap changer atau terjadi tahanan pengalih putus , maka akan memberikan sinyal trip PMT primer dan sekunder dan sinyal ke panel protection device OLTC trip dan bel/klakson bunyi. Indikasi ini menunjukan terjadi gangguan didalam trafo ,misalnya hubung singkat lilitan /kumparan sehingga terjadi tekanan hidraulik di dalam trafo. Tekanan ini didistribusikan ke semua arah didalam trafo yang akan mendorong dinding trafo, jika tekanan yang 156

Fire protection operated trip

Circuit breaker 20 kV open DC supply failure

Main protection operated

Back up protection operated

Breaker failure operated

terjadi melebihi kemampuan gaya dorong relai sudden pressure ( misalnya 10 psi) maka katup piringan akan terdorong dan mengerjakan limit switch relai, memberikan sinyal trip ke PMT primer dan sekunder , serta sinyal ke panel kontrol pressure relief device dan bel/klakson bunyi Indikasi menunjukan ada gangguan fire protection trafo bekerja, yaitu indikasi ada kebakaran trafo,dan PMT trafo trip, bucholtz bekerja, fire detector bekerja ,maka pemadam api memberikan sinyal untuk mengerjakan sistem pemadam api bekerja yaitu membuang sebagian permukaan minyak, kurang lebih 15 cm dari deksel atas, menutup shutter,memasukan nitrogen bertekanan dan mengaduk minyak didalam tangki trafo, yang akhirnya api yang berkobar dapat padam.dan mengirim sinyal ke panel kontrol pemadam atau panel kontrol fire protection operated bel bunyi. Indikasi ini menunjukan bahwa pada kubikel 20 kV ada yang trip, PMT yang trip tersebut memberikan sinyal ke panel kontrol circuit breaker 20 kV open bel bunyi. Indikasi menunjukan ada saklar DC 110 V panel kontrol atau proteksi pada panel trafo trip , dan kontak bantu saklar DC tersebut memberikan sinyal DC supply failure dan bel berbunyi Indikasi ini menunjukan relai utama pengaman trafo (diferensial ) bekerja, sehingga kontak relai diferensial menutup dan mengirim sinyal untuk mentripkan PMT primer dan sekunder serta mengirim sinyal ke panel kontrol Main protection operated bel /klakson berbunyi. Indikasi ini menunjukan relai cadangan (back up ) pengaman trafo (OCR,REF,SBEF ) bekerja ,sehingga kontak relai (OCR,REF, SBEF) menutup dan mengirim sinyal untuk mentripkan PMT primer dan sekunder serta mengirim sinyal ke panel kontrol Back up protection operated bel / klakson berbunyi. Indikasi menunjukan relai breaker failure bekerja,kontak relai breaker menutup memberi sinyal trip pada PMT dan PMT yang 157

Healty trip 1-2 alarem

Transformer fault alarem stage

Transformer fault tripping stage

Auto reclose in progress

lain yang satu rel(bus) dan mengirim sinyal ke panel kontrol Breaker failure operated dan b el/klakson berbunyi. Indikasi menunjukan ada gangguan sistem pemantau rangkaian trip PMT melihat ada ketidaknormalan ( coil trip putus,) dan mengirim alarm ke panel kontrol Healty trip 1-2 alarm dan bel berbunyi Indikasi menunjukan ada gangguan pada pengaman trafo ( bucholtz,suhu tinggi, permukaan minyak) dan kontak relai tersebut mengirim sinyal alarem ke panel kontrol Transformer fault alarem stage dan bel berbunyi. Indikasi menunjukan ada gangguan pada pengaman trafo ( bucholtz, suhu tinggi, permukaan minyak, jansen, sudden pressure ) dan kontak relai tersebut mengirim sinyal trip ke PMT primer dan sekunder dan sinyal ke panel kontrol Transformer fault tripping stage dan bel berbunyi. Indikasi menunjukan relai recloser bekerja pada waktu ada gangguan , kontak relai memberikan indikasi ke panel kontrol Auto reclose in progress dan bel/klakson berbunyi.

158

BAB IV SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI - Gardu Induk - Saluran Distribusi Apabila salah satu bagian sistem transmisi mengalami gangguan maka akan berdampak terhadap bagian transmisi yang lainnya, sehingga Saluran transmisi, Gardu induk dan Saluran distribusi merupakan satu kesatuan yang harus dikelola dengan baik seperti gambar 4.1

Pembangunan Pusat Pembangkit dengan kapasitas produksi energi listrik yang besar: PLTA, PLTU, PLTGU, PLTG, PLTP memerlukan banyak persyaratan, terutama masalah lokasi yang tidak selalu bisa dekat dengan pusat beban seperti kota, kawasan industri dan lainnya. Akibatnya tenaga listrik tersebut harus disalurkan melalui sistem transmisi yaitu : - Saluran Transmisi

INDUSTRI BESAR PUSAT PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK PLTA,PLTU,PLTG

SALURAN TRANSMISI TT

GARDU INDUK

JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 KV

INDUSTRI SEDANG

TRAFO DISTRIBUSI PJU

INDUSTRI KECIL MALL

RUMAH TANGGA

JARINGAN TEGANGAN RENDAH 220 V

Gambar 4.1. Sistem Penyaluran Daya Listrik Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI) adalah sarana di udara untuk

menyalurkan tenaga listrik berskala besar dari Pembangkit ke pusatpusat beban dengan menggunakan

159

tegangan tinggi maupun tegangan ekstra tinggi. 4.1. Saluran Udara SUTT/SUTETI merupakan jenis Saluran Transmisi Tenaga Listrik yang banyak digunakan di PLN daerah Jawa dan Bali karena harganya yang lebih murah dibanding jenis lainnya serta pemeliharaannya mudah. Pembangunan SUTT/SUTETI sudah melalui proses rancang bangun yang aman bagi lingkungan serta sesuai dengan standar keamanan internasional, diantara nya: - Ketinggian kawat penghantar - Penampang kawat penghantar - Daya isolasi - Medan listrik dan Medan magnet - Desis corona Macam Saluran Udara yang ada di Sistem Ketenagalistrikan PLN P3B Jawa Bali seperti gambar4.2 dan gambar 4.3 a. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV b. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV c. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI) 500 kV

Gambar 4.3. SUTETI 500 kV Suralaya - Cilegon 4.2. Saluran Kabel Pada daerah tertentu (umumnya perkotaan) yang mempertimbangkan masalah estetika, lingkungan yang sulit mendapatkan ruang bebas, keandalan yang tinggi, serta jaringan antar pulau, dipasang Saluran Kabel. a. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 70 kV b. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 150 kV c. Saluran Kabel Laut Tegangan Tinggi (SKLTT) 150 kV Mengingat bahwa Saluran kabel biaya pembangunannya mahal dan pemeliharaannya sulit, maka jarang digunakan, Kontruksi Kabel dapat dilihat pada gambar 4.4

Gambar 4.2. SUTT 150 kV Sukolilo – Kenjeran 160

menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya. Tower adalah konstruksi bangunan yang kokoh, berfungsi untuk menyangga/merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang cukup agar aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya. Antara tower dan kawat penghantar disekat oleh isolator. Gambar 4. 4.Kabel bawah laut 2. Saluran Isolasi Gas Saluran Isolasi Gas (Gas Insulated Line/GIL) adalah Saluran yang diisolasi dengan gas, misalnya: gas SF6, seperti gambar 4.5. Karena mahal dan resiko terhadap lingkungan sangat tinggi maka saluran ini jarang digunakan

Jenis-jenis tower Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas macam 4 yaitu; - Lattice tower - Tubular steel pole - Concrete pole - Wooden pole Kuntruksi tower dapat dilihat pada gambar 4.6 dan 4.7.

Gambar 4.5. Saluran Isolasi Gas 4. 3. Perlengkapan SUTT/SUTETI dan Fungsinya. 4.3.1.Tower: Tenaga listrik yang disalurkan lewat sistem transmisi umumnya

Gambar 4. 6. Lattice Tower 161

Gambar 4.7 Steel Pole Konstruksi tower merupakan jenis konstruksi SUTT / SUTETI yang paling banyak digunakan di jaringan PLN karena mudah dirakit terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya. Namun demikian perlu pengawasan yang intensif karena besi-besinya rawan terhadap pencurian. Tower harus kuat terhadap beban yang bekerja padanya yaitu: - Gaya berat tower dan kawat penghantar (gaya tekan) - Gaya tarik akibat rentangan kawat - Gaya angin akibat terpaan angin pada kawat maupun badan tower. Menurut fungsinya tower dibagi atas 7 macam yaitu. - Dead end tower yaitu tiang akhir yang berlokasi di dekat Gardu induk, tower ini hampir

sepenuhnya menanggung gaya tarik - Section tower yaitu tiang penyekat antara sejumlah tower penyangga dengan sejumlah tower penyangga lainnya karena alasan kemudahan saat pembangunan (penarikan kawat), umumnya mempunyai sudut belokan yang kecil. - Suspension tower yaitu tower penyangga, tower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya berat, umumnya tidak mempunyai sudut belokan - Tension tower yaitu tower penegang, tower ini menanggung gaya tarik yang lebih besar daripada gaya berat, umumnya mempunyai sudut belokan - Transposision tower yaitu tower tension yang digunakan sebagai tempat melakukan perubahan posisi kawat fasa guna memperbaiki impendansi transmisi. - Gantry tower yaitu tower berbentuk portal digunakan pada persilangan antara dua Saluran transmisi. Tiang ini dibangun di bawah Saluran transmisi existing. - Combined tower yaitu tower yang digunakan oleh dua buah saluran transmisi yang berbeda tegangan operasinya Menurut susunan/konfigurasi kawat fasa tower dikelompokkan atas. - Jenis delta digunakan pada konfigurasi horisontal/mendatar - Jenis piramida digunakan pada konfigurasi vertikal/tegak. - Jenis Zig-zag yaitu kawat fasa tidak berada pada satu sisi lengan tower. 162

Type tower terdiri dari : Dilihat dari type tower dibagi atas beberapa tipe seperti tabel 4.1 dan tabel 4.2 TYPE TOWER Aa

Tabel 4.1 Tower 150 kV FUNGSI Suspension

SUDUT 0˚ – 3˚

Bb

Tension / section

3˚ – 20˚

Cc

Tension

20˚ – 60˚

Dd

Tension

60˚ – 90˚

Ee

Tension

> 90˚

Ff

Tension

> 90˚

Gg

Transposisi

Kontruksi towernya dapat dilihat pada gambar 4.8, 4.9, 4.10 dan 4.11.

Gambar 4.8 Tower 4 sirkit tipe suspensi tipe tension

Gambar 4.9 Tower 4 sirkit

163

Tabel 4.2 Tower 500 kV TIPE TOWER SIRKIT SIRKIT GANDA TUNGGAL A AA

FUNGSI

SUDUT

Suspension

0˚ – 2˚

AR

AA R

Suspension

0˚ – 5˚

B

BB

Tension

0˚ – 10˚

C

CC

Tension

10˚ – 30˚

D

DD

Tension

30˚ – 60˚

E

EE

Tension

60˚ – 90˚

F

FF

Dead end

0˚ – 45˚

G

GG

Transposisi

Gambar 4.10 Tower 2 sirkit tipe suspensi

Gambar 4.11 Tower 2 sirkit tipe tension

164

ditanggung oleh tower. Pondasi tower yang menanggung beban tarik dirancang lebih kuat/besar daripada tower tipe suspension. Jenis pondasi: - Normal dipilih untuk daerah yang dinilai cukup keras tanahnya, seperti gambar 4.12

4. 3.2. Bagian-bagian tower: Pondasi: Pondasi adalah konstruksi beton bertulang untuk mengikat kaki tower (stub) dengan bumi. Jenis pondasi tower beragam menurut kondisi tanah tempat tapak tower berada dan beban yang akan chimney

Stub tower

Pad

Tanah

Tanah Urug

Tanah Urug pad

Gambar 4.12 pondasi tower untuk tanah keras -

Spesial: Pancang ( fabrication dan cassing) dipilh untuk daerah yang lembek/tidak keras sehingga harus diupayakan mencapai tanah keras yang lebih dalam seperti gambar 4.13

Stub tower Chimney Tanah

li

Tanah Urug

Tanah Urug

Pad Tiang Pancang

Gambar 4.13 Pondasi tower untuk daerah yang lembek

165

-

Raft dipilih untuk daerah berawa / berair Auger dipilh karena mudah pengerjaannya dengan mengebor dan mengisinya dengan semen Rock: drilled dipilih untuk daerah berbatuan

Gambar 4.14 pemasangan pondasi untuk tower lattice dan tower pole

Gambar 4.15 Pondasi tower (lattice) SUTET 500 kV Gresik - Krian

Stub: Stub adalah bagian paling bawah dari kaki tower, dipasang bersamaan dengan pemasangan pondasi dan diikat menyatu dengan pondasi.

Gambar 4. 16 Pondasi steel pole 500 kV dead end Suralaya

Bagian atas stub muncul dipermukaan tanah sekitar 0,5 sampai 1 meter dan dilindungi semen serta dicat agar tidak mudah berkarat. 166

Pemasangan stub paling menentukan mutu pemasangan tower, karena harus memenuhi syarat: - Jarak antar stub harus benar - Sudut kemiringan stub harus sesuai dengan kemiringan kaki tower - Level titik hubung stub dengan kaki tower tidak boleh beda 2 mm (milimeter) Apabila pemasangan stub sudah benar dan pondasi sudah kering maka kaki-kaki tower disambung ke lubang-lubang yang ada di stub.

Leg. Leg adalah kaki tower yang terhubung antara stub dengan body tower. Pada tanah yang tidak rata perlu dilakukan penambahan atau pengurangan tinggi leg. Sedangkan body harus tetap sama tinggi permukaannya. Pengurangan leg ditandai: -1; -2; -3 Penambahan leg ditandai: +1; +2; +3

Stub (normal) Stub (extension)

Kaki B Kaki A

Gambar 4.17 Leg Extension kaki tower

167

Common Body.

Bridge

Common body adalah badan tower bagian bawah yang terhubung antara leg dengan badan tower bagian atas (super structure). Kebutuhan tinggi tower dapat dilakukan dengan pengaturan tinggi common body dengan cara penambahan atau pengurangan. Pengurangan common body ditandai: -3 Penambahan common body ditandai: +3; +6; +9; +12; +15

Bridge adalah penghubung antara cross arm kiri dan cross arm tengah. Pada tengah-tengah bridge terdapat kawat penghantar fasa tengah. Bridge tidak dikenal di tower jenis pyramida

Super structure Super structure adalah badan tower bagian atas yang terhubung dengan common body dan cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Pada tower jenis delta tidak dikenal istilah super structure namun digantikan dengan “K” frame dan bridge.

Rambu tanda bahaya. Rambu tanda bahaya berfungsi untuk memberi peringatan bahwa instalasi SUTT/SUTETI mempunyai resiko bahaya. Rambu ini bergambar petir dan tulisan AWAS BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI. Rambu ini dipasang di kaki tower lebih kurang 5 meter diatas tanah sebanyak dua buah disisi yang mengahadap tower nomor kecil dan sisi yang menghadap nomor besar. Rambu identifikasi tower dan penghantar/jalur

6). Cross arm Cross arm adalah bagian tower yang berfungsi untuk tempat menggantungkan atau mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp kawat petir. Pada umumnya cross arm berbentuk segitiga kecuali tower jenis tension yang mempunyai sudut belokan besar berbentuk segi empat. K frame K frame adalah bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge maupun cross arm. K frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri. K frame tidak dikenal di tower jenis pyramid

Rambu identifikasi tower dan penghantar/jalur berfungsi untuk memberitahukan identitas tower: - Nomor tower - Urutan fasa - Penghantar/Jalur - Nilai tahanan pentanahan kaki tower Rambu ini dipasang di kaki tower lebih kurang 5 meter diatas tanah sebanyak dua buah disisi yang mengahadap tower nomor kecil dan sisi yang menghadap nomor besar dan bersebelahan dengan Rambu tanda bahaya.

168

Pada daerah super stucture juga dipasang rambu penghantar/jalur agar petugas bisa mengenali

Gambar 4.18.a Rambu tanda bahaya tower

penghantar/jalur dikerjakan.

yang

boleh

Gambar 4.18.b Rambu identitas dan jalur

Anti Climbing Device (ACD)

Step bolt

ACD disebut juga penghalang panjat berfungsi untuk menghalangi orang yang tidak berkepentingan untuk naik tower. ACD dibuat runcing, berjarak 10 cm dengan yang lainnya dan dipasang di setiap kaki tower dibawah Rambu tanda bahaya.

Step bolt adalah baut yang dipasang dari atas ACD ke sepanjang badan tower hingga super structure dan arm kawat petir. Berfungsi untuk pijakan petugas sewaktu naik maupun turun dari tower.

Gambar 4.19 Baut Panjat (step bolt)

Gambar 4.20 Penghalang Panjat

169

Halaman tower Halaman tower adalah daerah tapak tower yang luasnya diukur dari proyeksi keatas tanah galian pondasi. Biasanya antara 3 hingga 8 meter di luar stub tergantung pada jenis tower .

Patok batas tanah

As tower

Tapak kaki menara

Gambar 4.21 Halaman tower 4.4. Konduktor Konduktor adalah media untuk tempat mengalirkan arus listrik dari Pembangkit ke Gardu induk atau dari GI ke GI lainnya, yang terentang lewat tower-tower. Konduktor pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Dibelakang clamp tersebut dipasang rencengan isolator yang terhubung ke tower. a. Bahan konduktor Bahan konduktor yang dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu memiliki sifat sifat sebagai berikut :

1). 2) 3) 4) 5)

konduktivitas tinggi. kekuatan tarik mekanikal tinggi titik berat biaya rendah tidak mudah patah

Konduktor jenis Tembaga (BC : Bare copper) merupakan penghantar yang baik karena memiliki konduktivitas tinggi dan kekuatan mekanikalnya cukup baik. Namun karena harganya mahal maka konduktor jenis tembaga rawan pencurian. Aluminium harganya lebih rendah dan lebih ringan namun konduktivitas dan kekuatan mekanikalnya lebih rendah dibanding tembaga. 170

Pada umumnya SUTT maupun SUTETI menggunakan ACSR (Almunium Conductor Steel Reinforced). Bagian dalam kawat berupa steel yang mempunyai kuat mekanik tinggi, sedangkan bagian luarnya mempunyai konduktifitas tinggi. Karena sifat electron lebih menyukai bagian luar kawat daripada bagian sebelah dalam kawat maka ACSR cocok dipakai pada SUTT/SUTETI. Untuk daerah yang udaranya mengandung kadar belerang tinggi dipakai jenis ACSR/AS, yaitu kawat steelnya dilapisi dengan almunium. Pada saluran transmisi yang perlu dinaikkan kapasitas penyalurannya namun SUTT tersebut berada didaerah yang rawan longsor, maka dipasang konduktor jenis TACSR (Thermal Almunium Conductor Steel Reinforced) yang mempunyai kapasitas besar tetapi berat kawat tidak mengalami perubahan yang banyak. Konduktor pada SUTT/SUTET merupakan kawat berkas (stranded) atau serabut yang dipilin, agar mempunyai kapasitas yang lebih besar dibanding kawat pejal. b. Urutan fasa Pada sistem arus putar, keluaran dari generator berupa tiga fasa, setiap fasa mempunyai sudut pergerseran fasa 120º. Pada SUTT dikenal fasa R; S dan T yang urutan fasanya selalu R diatas, S ditengah dan T dibawah. Namun pada SUTETI urutan fasa tidak selalu berurutan karena selain panjang, karakter SUTETI banyak dipengaruhi oleh faktor kapasitansi

dari bumi maupun konfigurasi yang tidak selalu vertikal. Guna keseimbangan impendansi penyaluran maka setiap 100 km dilakukan transposisi letak kawat fasa. c. Penampang konduktor.

dan

jumlah

Penampang dan jumlah konduktor disesuaikan dengan kapasitas daya yang akan disalurkan, sedangkan jarak antar kawat fasa maupun kawat berkas disesuaikan dengan tegangan operasinya. Jika kawat terlalu kecil maka kawat akan panas dan rugi transmisi akan besar. Pada tegangan yang tinggi (SUTETI) penampang kawat , jumlah kawat maupun jarak antara kawat berkas mempengaruhi besarnya corona yang ditengarai dengan bunyi desis atau berisik. d. Jarak antar kawat fasa: Jarak kawat antar fasa SUTT 70kV idealnya adalah 3 meter, SUTT= 6 meter dan SUTETI=12 meter. Hal ini karena menghindari terjadinya efek ayunan yang dapat menimbulkan flash over antar fasa. e. Perlengkapan kawat penghantar Perlengkapan atau fitting kawat penghantar adalah: Spacer, vibration damper. Untuk keperluan perbaikan dipasang repair sleeve maupun

171

armor rod. Sambungan disebut mid span joint.

kawat

Repair Sleeve Repair sleeve adalah selongsong almunium yang terbelah menjadi dua bagian dan dapat ditangkapkan pada kawat penghantar, berfungsi untuk memperbaiki konduktifitas kawat yang rantas, Cara pemasangannya dipress dengan hydraulic tekanan tinggi Bola Pengaman Bola pengaman adalah rambu peringatan terhadap lalu lintas udara, berfungsi untuk memberi tanda kepada pilot pesawat terbang bahwa terdapat kawat transmisi. Bola pengaman dipasang pada ground wire pada setiap jarak 50m hingga 75 meter sekitar lapangan/bandar udara. Lampu Aviasi Lampu aviasi adalah rambu peringatan berupa lampu terhadap lalu lintas udara, berfungsi untuk memberi tanda kepada pilot pesawat terbang bahwa terdapat kawat transmisi. Jenis lampu aviasi adalah sebagai berikut. - Lampu aviasi yang terpasang pada tower dengan supply dari Jaringan tegangan rendah - Lampu aviasi yang terpasang pada kawat penghantar dengan sistem induksi dari kawat penghantar

Arching Horn Arcing horn adalah peralatan yang dipasang pada sisi Cold (tower) dari rencengan isolator. Fungsi arcing horn: - Media pelepasan busur api dari tegangan lebih antara sisi Cold dan Hot (kawat penghantar) - Pada jarak yang diinginkan berguna untuk memotong tegangan lebih bila terjadi: sambaran petir; switching; gangguan, sehingga dapat mengamankan peralatan yang lebih mahal di Gardu Induk (Trafo) Media semacam arcing horn yang terpasang pada sisi Hot (kawat penghantar) adalah: - Guarding ring : berbentuk oval, mempunyai peran ganda yaitu sebagai arcing horn maupun pendistribusi tegangan pada beberapa isolator sisi hot. Umumnya dipasang di setiap tower tension maupun suspension sepanjang transmisi. Arcing ring : berbentuk lingkaran, mempunyai peran ganda yaitu sebagai arcing horn maupun pendistribusi tegangan pada beberapa isolator sisi hot. Umumnya hanya terpasang di tower dead end dan gantry GI 4. 5. Kawat Tanah Kawat Tanah atau Earth wire (kawat petir / kawat tanah) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan yang sekecil 172

mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Namun jika petir menyambar dari samping maka dapat mengakibatkan kawat fasa tersambar dan dapat mengakibatkan terjadinya gangguan. Kawat pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Pada tension clamp dipasang kawat jumper yang menghubungkannya pada tower agar arus petir dapat dibuang ke tanah lewat tower. Untuk keperluan perbaikan mutu pentanahan maka dari kawat jumper ini ditambahkan kawat lagi menuju ketanah yang kemudian dihubungkan dengan kawat pentanahan. 4.5.1. Bahan Kawat Tanah Bahan ground wire terbuat dari steel yang sudah digalvanis, maupun sudah dilapisi dengan almunium. Pada SUTETI yang dibangun mulai tahun 1990an, didalam ground wire difungsikan fibre optic untuk keperluan telemetri, tele proteksi maupun telekomunikasi yang dikenal dengan OPGW (Optic Ground Wire), sehingga mempunyai beberapa fungsi. 4.5.2. Jumlah dan posisi Kawat Tanah Jumlah Kawat Tanah paling tidak ada satu buah diatas kawat fasa, namun umumnya di setiap tower dipasang dua buah. Pemasangan yang hanya satu buah untuk dua penghantar akan membuat sudut perlindungan

menjadi besar sehingga kawat fasa mudah tersambar petir. Jarak antara ground wire dengan kawat fasa di tower adalah sebesar jarak antar kawat fasa, namun pada daerah tengah gawangan dapat mencapai 120% dari jarak tersebut. 4.5.3. Pentanahan Tower Pentanahan Tower adalah perlengkapan pembumian sistem transmisi, berfungsi untuk meneruskan arus listrik dari badan tower kebumi. 1. Nilai pentanahan tower Nilai pentanahan tower harus dibuat sekecil mungkin agar tidak menimbulkan tegangan tower yang tinggi yang pada akhirnya dapat mengganggu sistem penyaluran: Sistem 70kV : maksimal 5 Ohm Sistem 150kV : maksimal 10 Ohm Sistem 500kV : maksimal 15 Ohm 2. Jenis pentanahan -

Electroda bar: suatu rel logam yang ditanam di dalam tanah. Pentanahan ini paling sederhana dan efektif,dimana nilai tahanan tanah adalah rendah Electroda plat : plat logam yang ditanam di dalam tanah secara horisontal atau vertikal. Pentanahan ini umumnya untuk pengamanan terhadap petir. Counter poise electroda: suatu konduktor yang digelar secara horisontal di dalam tanah. Pentanahan ini dibuat pada daerah yang nilai tahanan tanahnya tinggi. Atau untuk memperbaiki nilai 173

tahanan pentanahan. Mesh electroda: yaitu sejumlah konduktor yang digelar secara horisontal di tanah yang umumnya cocok untuk daerah kemiringan.

-

3. Jenis sambungan pada tower

-

-

Penyambungan langsung pada stub bagian bawah Penyambungan dibagian atas stub

Gambar 4. 22 Penyambungan pada bagian bawah stub

-

Klem pentanahan atau sepatu kabel: bahan tembaga yang tebal Batang pentanahan: terbuat dari pipa tembaga atau besi galvanis Klem sambungan kawat pentanahan terbuat dari tembaga.

4. 6. Isolator Isolator adalah media penyekat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan. Fungsi isolator pada SUTT/SUTETI adalah untuk mengisolir kawat fasa dengan tower. Pada umumnya isolator terbuat dari porselen atau kaca dan berfungsi sebagai isolasi tegangan listrik antara kawat penghantar dengan tiang. Macam-macam isolator yang dipergunakan pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) adalah sebagai berikut : 4.6.1. Isolator Piring

Gambar 4.23 Penyambungan pada bagian atas stub 4. Komponen pentanahan tower -

Kawat pentanahan: terbuat dari bahan yang konduktifitasnya besar: tembaga.

Dipergunakan untuk isolator penegang dan isolator gantung, dimana jumlah piringan isolator disesuaikan dengan tegangan sistem pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) tersebut (lihat gambar 4.24 dan 4.25). Isolator tonggak saluran vertikal (lihat gambar 4.26). Isolator tonggak saluran horisontal (lihat gambar 4.27) Pada isolator gantung pada umumnya diperlengkapi dengan : Tanduk busur berfungsi untuk melindungi isolator dari tegangan Surja. bagian E pada gambar 4.28. 174

Cincin perisai (grading ring) Fungsi dari cincin perisai yaitu untuk meratakan (mendistribusikan)

medan listrik dan distribusi tegangan yang terjadi pada isolator, bagian F gambar 4.24

Gambar 4.24 : Susunan Isolator Piring.

175

Gambar 4.25 : Isolator Tonggak Saluran Horisontal

176

Gambar 4.26 : Isolator Tonggak Saluran Vertikal

177

4.6.2. Nilai isolasi Besarnya isolasi pada umumnya 3 hingga 3,3 kali tegangan sistem, dimaksudkan akan tahan terhadap muka tegangan petir pada waktu 1,2 mikro detik. Apabila nilai isolasi menurun akibat dari polutan maupun kerusakan pada isolasinya, maka akan terjadi kegagalan isolasi yang akhirnya dapat menimbulkan gangguan. 4.6.3. Jenis isolator Isolator terbagi atas beberapa jenis yaitu: Menurut bentuknya: -

Piringan yaitu isolator yang berbentuk piring, salah satu sisi dipasang semacam mangkuk logam dan sisi lainnya dipasang pasak. Antara pasak dengan mangkuk diisolasi dengan semen khusus. Ada dua macam model sambungannya: Ball & socket; clevis &eye. Pemasangan isolator jenis piring ini digandenggandengkan dengan piringan lainnya. Jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan isolasi terhadap tegangan yang bekerja di transmisi tersebut. Jenis ini mempunyai fleksibelitas yang tinggi, karena bisa dipakai sebagai isolator gantung maupun isolator tarik. - Long rod adalah isolator yang berbentuk batang panjang, di kedua ujungnya dipasang

-

sarana penghubung yang terbuat dari logam. Sirip-sirip isolator berada di antara kedua ujung tersebut. Isolator jenis ini dipakai sebagai isolator gantung. Pin isolator tidak digunakan di SUTT/SUTETI. Post isolator adalah isolator berbentuk batang panjang, di kedua ujungnya dipasang sarana penghubung yang terbuat dari logam. Isolator ini dipakai sebagai isolator yang didudukkan.

Menurut bahannya Bahan isolator terbuat dari: - Keramik: mempunyai keunggulan tidak mudah pecah, tahan terhadap cuaca, harganya relatif mahal. Pada umumnya isolator menggunakan bahan ini. - Gelas/kaca: Mempunyai kelemahan mudah pecah namun harganya murah. Digunakan hanya untuk isolator jenis piring. Sambungan isolator yaitu batang pasak dan mangkuknya terbuat dari logam digalvanis. Pada daerah yang banyak mengandung uap garam maupun zat kimia tertentu dapat membuat batang pasak karatan dan putus. Akhirakhir ini dikembangkan teknik untuk melapisi batang pasak tersebut dengan zink. Menurut bentuk pasangannya -

“I” string “V” string 178

- Horisontal string - Single string - Double string - Quadruple Pada daerah yang rawan lingkungan maupun kemampuan mekanik yang belum mencukupi harus dilakukan penguatan rencengan isolator, sebagai contoh:dibuat double string.

Gambar 4.29 Konfigurasi Isolator tower Suspensi SUTET 500 kV

Gambar 4.27 Isolator renceng untuk suspension (“I” type)

tower

Gambar 4.30 Isolator renceng untuk tower tension (Horizontal type

Gambar 4. 28 Isolator renceng untuk tower tension SUTETI (“V” type)

179

1. Karakteristik listrik Isolator Bahan Isolator yang diapit oleh oleh logam merupakan kapasitor. Kapasitansinya diperbesar oleh polutan maupun kelembaban udara dipermukaannya. Bagian ujung saluran mengalami tegangan permukaan yang paling tinggi, sehingga dibutuhkan arcing horn untuk membagi tegangan tersebut lebih merata ke beberapa piring isolator lainnya. 2. Karakteristik mekanik

Gambar 4.31 Isolator yang terpasang pada tension tower type DD

Isolator harus memiliki kuat mekanik guna menanggung beban tarik kawat maupun beban berat isolator dan kawat penghantar. Umumnya mempunyai Safety faktor . 3. Perlengkapan/fitting isolator

4.6.4. Speksifikasi isolator

-

Setiap isolator harus mempunyai speksifikasi dari fabrikan yang mencantumkan: Standar mutu, misalnya dari IEC Type Model sambungan Panjang creepage atau alur (mm) Kuat mekanik (kN) Panjang antar sambungan (mm) Berat satuan (kg) Diameter (mm) Tegangan lompatan api frekwensi rendah kondisi basah (kV) Tegangan lompatan impuls kondisi kering (kV) Tegangan tembus (kV)

Berfungsi untuk menghubungkan rencengan isolator dengan arm tower maupun kawat penghantar, diantaranya: U bolt; shackle; ball eye; ball clevis; socket eye; socket clevis; link; extension link; double clevis, dan lain sebagainya, Bahan terbuat dari baja digalvanis dan mempunyai kuat mekanik sesuai beban yang ditanggungnya. 4. Tension clamp Tension clamp adalah alat untuk memegang ujung kawat penghantar, berfungsi untuk menahan tarikan kawat di tower tension. Pemasangan tension clamp harus benar-benar sempurna agar kawat penghantar tidak terlepas. Sisi lain dari tension clamp 180

dihubungkan dengan perlengkapan isolator. agar tidak terjadi pemanasan yang akhirnya dapat memutuskan hubungan kawat jumper . Pada tower tension dibutuhkan kawat penghubung antara kedua ujung kawat penghantar di kedua sisi cross arm, kawat ini disebut jumper. Bagian bawah tension clamp terdapat plat berbentuk lidah untuk menghubungkan kawat jumper tersebut. Sambungan ini harus kuat dan kencang

memegang kawat penghantar pada tower suspension. Kawat penghantar sebelum dipasang suspension clamp pada harus dilapisi armor rod agar mengurangi kelelahan bahan pada kawat akibat dari adanya vibrasi atau getaran pada kawat penghantar. Pada kondisi tertentu yaitu letak tower yang terlalu rendah dibanding tower-tower sebelahnya maka dipasang pemberat atau counter weight agar rencengan isolator tidak tertarik ke atas. 6. Compression joint

Gambar 4.32 Tension clamp

Gambar 4.33 . Tension clamp 5. Suspension clamp Suspension clamp adalah alat yang dipasangkan pada kawat penghantar ke perlengkapan isolator gantung, berfungsi untuk

Karena masalah transportasi, panjang konduktor dan GSW dalam satu gulungan (haspel) mengalami keterbatasan. Oleh karenanya konduktor dan GSW tersebut harus disambung, sambungan (joint) harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain : - konduktivitas listrik yang baik - kekuatan mekanis dan ketahanan yang tangguh Compression joint adalah material untuk menyambung kawat penghantar yang cara penyambungannya dengan alat press tekanan tinggi. Compression joint kawat penghantar terdiri dari dua komponen yang berbeda yaitu: - Selongsong steel berfungsi untuk menyambung steel atau bagian dalam kawat penghantar ACSR - Selongsong almunium berfungsi untuk menyambung almunium

181

atau bagian luar kawat penghantar ACSR Penyambungan kawat didahului dengan penyambungan kawat steel, dilanjutkan dengan penyambungan kawat almunium. .Penempatan compression joint harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut: - Diusahakan agar berada di tengah-tengah gawangan atau bagian terrendah daripada andongan kawat. - Tidak boleh berada di dekat tower tension (sisi kawat yang melengkung ke bawah terhadap tengah gawang). - Tidak boleh di atas jalan raya, rel KA, SUTT lainnya 7. Spacer Spacer adalah alat perentang kawat penghantar terbuat dari bahan logam dan berengsel yang dilapisi karet. Pada SUTETI spacer ini merangkap sebagai vibration damper. Fungsi spacer adalah: - Memisahkan kawat berkas agar tidak beradu - Pada jarak yang diinginkan dapat mengurangi bunyi desis / berisik corona Penempatan yang dipandu dari fabrikan dapat mengurangi getaran kawat

Gambar 4.33 Spacer untuk konduktor berkas 2 kawat (twin conductors)

Gambar 4.34 Spacer untuk konduktor berkas 4 kawat (quadruple) 8. Damper Damper atau vibration damper adalah alat yang dipasang pada kawat penghantar dekat tower, berfungsi untuk meredam getaran agar kawat tidak mengalami kelelahan bahan. Bentuk damper menyerupai dua buah bandul yang dapat membuang getaran kawat.

Gambar 4.35 Damper 9. Armor Rod Armor rod adalah alat berupa sejumlah urat kawat yang dipilin, berfungsi untuk melindungi kawat dari kelelahan bahan maupun akibat adanya kerusakan. Bahan armor rod adalah almunium keras, sehingga dapat menjepit kawat denga erat.

182

Arching horn

Armour rod Damper kondukt or

Gambar 4.36. Pemasangan pelindung kawat tranmisi

183

BAB V GARDU INDUK Gardu induk adalah merupakan alat penghubung listrik dari jaringan tranmisi ke jaringan distribusi perimer yang kuntruksinya

dapat dilihat pada gambar 5.I, bahan bahan yang ada pada gardu induk meliputi.

Gambar 5.1 Gardu induk 5.1. BUSBAR Busbar atau rel adalah titik pertemuan/hubungan trafo-trafo tenaga, SUTT, SKTT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. Berdasarkan jenis isolasi busbar gardu induk dibagi menjadi : 5.1.1 .Jenis Isolasi Busbar Gardu induk seperti ini sangat hemat tempat sebab menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara bagian yang bertegangan dan ditempatkan didalam suatu selubung besi. Sering disebut Gardu Induk SF 6 atau disingkat GIS.

5.1.2. Sistem Busbar (Rel) Busbar atau rel adalah titik pertemuan/hubungan trafo-trafo tenaga, SUTT, SKTT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. Berdasarkan busbar gardu induk dibagi menjadi : Gardu Induk dengan system ring busbar adalah gardu induk yang busbar berbentuk ring yaitu semua rel/busbar yang ada tersambung satu sama lain dan membentuk seperti ring/cicin, seperti gambar 5.2

184

Gambar 5.2 sistem rel busbar 5.1.3. Gardu Induk dengan single busbar. Adalah gardu induk yang mempunyai satu / single busbar .

pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk diujung atau akhir dari suatu transmisi, seperti gambar 5.3

PMS SEKSI

Rel A

Rel B

PMS Rel B

PMS Rel A

CT PT

LA TRAFO

Gambar 5.3. gardu induk single busbar

185

sistem ini karena sangat efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem (maneuver system).seperti gambar 5.4

5.1.4.Gardu Induk dengan double busbar. Adalah gardu induk yang mempunyai dua / double busbar . Sistem ini sangat umum, hampir semua gardu induk menggunakan

Rel I Rel II PMS Rel

PMT KOPPEL

PMT PHT CT PMS Line LA

PT

CT

CT PT

LA

PT

LA

Gambar 5.4. gardu induk double busbar 5.1.5. Gardu Induk dengan satu setengah / one half busbar Adalah gardu induk yang mempunyai dua / double busbar . Gardu induk Pembangkitan dan gardu induk yang sangat besar menggunakan sistem ini karena

sangat efektif dalam segi operasional dan dapat mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem (maneuver system). Sistem ini menggunakan 3 buah PMT didalam satu diagonal yang terpasang secara seri, seperti gambar 5.5

186

REL A

PMT A1

PMT A2

CT LA

PT

PMT AB2

PMT AB1

PMT B2

PMT B1

REL B

Gambar 5.5. gardu induk satu setengah CB 5.2. Arrester Sambaran petir pada koynduktor hantaran udara merupakan suntikan muatan listrik. Suntikan muatan ini menimbulkan kenaikan tegangan pada jaringan, sehingga pada jaringan timbul kenaikan tegangan atau tegangan lebih yang berbentuk gelombang

impulse dan merambat sepanjang penghantar. Jika tegangan lebih akibat surja petir atau surja pemutusan tiba digardu induk, maka tegangan lebih tersebut akan merusak isolasi peralatan gardu induk. Oleh sebab itu perlu suatu alat yang melindungi peralatan sebab tegangan lebih 187

akibat sambaran petir dan atau surja pemutusan akan merusak isolasi peralatan. Pelindung ini dalam keadaan normal bersifat isolasi dan jika terjadi tegangan lebih akan berubah menjadi penghantar dan mengalirkan muatan surja tsb ke tanah. Sistem pentanahan harus dipisahkan dari pentanahan untuk pentanahan dari pengaman petir atau swtching. Ligthning Arrester / LA yang biasa di sebut Arrester, di Gardu Induk berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge) maupun oleh surja hubung ( Switching Surge ). 5.3. Tranformator instrumen . Untuk proses pengukuran digardu induk diperlukan tranformator instrumen. Tranformator instrumen ini dibagi atas dua kelompok yaitu . 5.3.1. Tranformator Tegangan Transformator tegangan adalah trafo satu fasa yang menurunkan

tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi. Ada dua macam trafo tegangan yaitu : a. Tranformator tegangan magnetik. Tranformator ini pada umumnya berkapasitas kecil yaitu antara 10 – 150 VA. Faktor ratio dan sudut fasa trafo tegangan sisi primer dan tegangan sekunder dirancang sedemian rupa supaya faktor kesalahan menjadi kecil. Salah satu ujung kumparan tegangan tinggi selalu diketanahkan. Trafo tegangan kutub tunggal yang dipasang pada jaringan tiga fasa disamping belitan pengukuran, biasanya dilengkapi lagi dengan belitan tambahan yang digunakan untuk mendeteksi arus gangguan tanah. Belitan tambahan dari ketiga trafo tegangan dihubungkan secara serie seperti pada gambar :5.6

Vab 188

Gambar 5.6 Tranformator tegangan Pembagi tegangan kapasitif dapat Pada kondisi normal tidak digambarkan seperti gambar muncul tegangan pada terminal dibawah ini. Vab, tetapi jika terjadi gangguan Oleh pembagi kapasitor, tanah pada salah satu fasanya, tegangan pada C2 atau tegangan maka tegangan yang tidak primer trafo penengah V1 diperoleh terganggu naik sebesar √3 dari tegangan semula sehingga pada dalam orde puluhan kV, umumnya terminal Vab akan dibangkitkan 5, 10, 15 dan 20 kV. Kemudian oleh tegangan sebesar 3 Vn. Tegangan trafo magnetik tegangan primer diturunkan menjadi tegangan ini akan memberi penguatan pada sekunder standar 100 atau 100√3 relai gangguan fasa ke tanah. Volt. Jika terjadi tegangan lebih Tegangan pengenal belitan pada jaringan transmisi, tegangan gangguan tanah baisanya dipilih pada kapasitor C2 akan naik dan sedemikian rupa sehingga saat gangguan tanah Vab mencapai dapat menimbulkan kerusakan pada kapasitor tersebut. Untuk harga yang sama dengan tegangan mencegah kerusakan tersebut sekunder fasa-fasa. dipasang sela pelindung (SP). Sela pelindung ini dihubung serie b. Trafo Tegangan Kapasitip dengan resistor R untuk Karena alasan ekonomis maka membatasai arus saat sela tarfo tegangan menggunakan pelindung bekerja untuk mencecah pembagi tegangan dengan efek feroresonansi memnggunakan kapasitor sebagai pengganti trafo tegangan induktif. Vu

C1

R C1

V2 V1

S

SP

HF

Z

Gambar 5. 7 Pemasangan Tranformator tegangan 189

Rancangan trafo tegangan kapasitor adalah gulungan kertas yang dibatasi oleh lembaran aluminium yang merupakan bentuk kapasitor (dua plat paralel) sehingga bentuknya ramping dan dapat dimasukan kedalam tabung poselin. Belitan resonansi dan belitan trafo magnetik intermediasi ditempatkan didalam bejana logam. Terminal K dapat dikebumikan langsung atau dihubungkan dengan alat komunikasi yang signyalnya menumpang pada jaringan sistem. Agar efektif sebagai kopling kapasitor, maka besarnya kapasitansi C1 dan C2 secara perhitungan harus memiliki nilai minimum 4400 pF. Keburukan trafo tegangan kapasitor adalah terutama karena adanya induktansi pada trafo magnetik yang non linier, mengakibatkan osilasi resonansinya yang timbul menyebabkan tegangan tinggi yang cukup besar dan menghasilkan panas yang tidak diingikan pada inti magnetik dan belitan sehingga menimbulkan panas yang akan mempengaruhi hasil penunjukan tegangan. Diperlukan elemen peredam yang akan mengahsilkan tidak ada efek terhadap hasil pengukuran walaupun kejadian tersebut hanya sesaat.

5.3.2. Tranformator arus. Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus hendak diukur mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan arus yang besar tadi harus dilakukan secara tidak langsung dengan menggunakan trafo arus sebutan trafo pengukuran arus yang besar. Disamping untuk pengukuran arus, trafo arus juga dibutuhkan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi. Kumparan primer trafo arus dihubungkan secara serie dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya, sedangkan kumparan sekunder dihubungkan dengan peralatan meter dan rele proteksi. Trafo arus bekerja sebagai trafo yang terhubung singkat. Kawasan kerja trafo arus yang digunakan untuk pengukuran biasanya 0,05 sampai 1,2 kali arus yang akan diukur. Trafo arus untuk tujuan proteksi baisanya harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengenalnya.

190

I2 : 1 – 5 A.

I1>>

inti

Kumparan Primer.

Alat Ukur Atau relai

Kumparan Sekunder.

Gambar 5.8 Tranformator Arus Prinsip kerja tansformator ini sama dengan trafo daya satu fasa. Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer akan timbul gaya gerak magnet sebesar N1 I1. gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti. Fluks ini membangkitkan gaya gerak listrik pada kumparan sekunder. Jika kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2. arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N2I2 pada kumparan sekunder. Perbedaan utama trafo arus dengan trafo daya adalah: jumlah belitan primer sangat sedikit, tidak lebih dari 5 belitan. Arus primer tidak mempengaruhi beban yang terhubung pada kumparan sekundernya, karena arus primer ditentukan oleh arus pada jaringan yang diukur. semua beban pada kumparan sekunder dihubungkan serie. terminal sekunder trafo tidak boleh terbuka, oleh karena itu terminal kumparan sekunder harus

dihubungkan dengan beban atau dihubung singkat jika bebannya belum dihubungkan. 5.3.3. TRANSFORMATOR BANTU (AUXILLIARY) Transformator bantu adalah trafo yang digunakan untuk membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Jadi merupakan pasokan utama untuk alat-alat bantu seperti motormotor 3 fasa yang digunakan sebagai motor pompa sirkulasi minyak trafo beserta motor-motor kipas pendingin. Yang paling penting adalah sebagai pasokan sumber tenaga cadangan seperti sumber DC yang merupakan sumber utama jika terjadi gangguan dan sebagai pasokan tenaga untuk proteksi sehingga proteksi tetap bekerja walaupun tidak ada pasokan arus AC. Transformator bantu sering disebut sebagai trafo pemakaian 191

sendiri sebab selain fungsi utama sebagai pemasuk alat-alat bantu dan sumber/penyimpan arus DC (baterai) juga digunakan untuk penerangan, sumber untuk sistim sirkulasi pada ruang baterai, sumber pengggerak mesin pendingin (Air Conditioner) karena beberapa proteksi yang menggunakan elektronika/digital diperlukan temperatur ruangan dengan temperatur antara 20ºC 28ºC. Untuk mengopimalkan

pembagian sumber tenaga dari transformator bantu adalah pembagian beban yang masingmasing mempunyai proteksi sesuai dengan kapasitasnya masingmasing. Juga diperlukan pembagi sumber DC untuk kesetiap fungsi dan bay yang menggunakan sumber DC sebagai penggerak utamanya. Untuk itu disetiap gardu induk tersedia panel distribusi AC dan DC.

5.3.4. Indikasi Unjuk kerja transformator ukur Untuk mengetahui Indikasi Unjuk kerja transformator ukur dapat dilihat pada tabel 5.1 Tabel 5.1 Indikasi Unjuk kerja transformator ukur Indikasi keterangan Indikasi ini menunjukan bahwa saklar tegangan VTBO (Voltage dari VT trip,dan kontak bantunya mengirim sinyal transformer breaker ke panel kontrol VTBO (Voltage transformer open) breaker open) dan bel berbunyi MCB PT failure, Indikasi ini menunjukan bahwa saklar tegangan dari VT trip,dan kontak bantunya mengirim sinyal ke panel kontrol MCB VT failure,dan bel berbunyi Keteraturan stranded Rusaknya uliran stranded konduktor akan konduktor/ kawat menyebabkan korona & ketidakteraturan terpasang. distribusi arus listrik yang mengalir pada lokasi tersebut. Efek korona akan menyebabkan timbulnya ionisasi udara sekitar yang menghasilkan gas yang bersifat elektrolis. Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap kondisi keteraturan stranded konduktornya adalah dengan pemeriksaan visual secara langsung dengan mata telanjang atau dengan teropong. Ketahanan tegangan Pada kondisi tertentu, polutan tersebut akan string set/post menyebabkan flash over dipermukaan insulator insulator pemegang dari sisi konduktor phasa ke ground. Polutan ada konduktor yang bersifat isolator & konduktor/semi konduktor. Pada polutan yang bersifat isolator, terkadang secara fisik terlihat nyata/kotor (misal polutan semen) akan tetapi pada polutan jenis ini pengaruhnya terhadap ketahanan tegangan 192

Kesiapan peralatan yang tersambung langsung dengan busbar. Kekuatan sistem isolasi bus-bar GIS.

Kekuatan mekanik & elektrik Clamp-clamp konduktor & peralatan

insulator hanya signifikan pada kondisi basah/hujan dan permukaan polutan membentuk alur air/embun yang tidak terputus. Deteksi unjuk kerja kesiapan Bas-bar terhadap pengaruh polutan yang menempel pada permukaan insulatornya adalah dengan pengamatan visual & pendengaran. Pada kondisi malam/dini hari jika sudah terjadi bunyi hizing yang keras akibat korona dan sesekali sudah terjadi partial discharge/loncatan bunga api secara bergantian merata di seluruh permukaan keping/sirip insulator terpasang, maka bus-bar secara teknis tidak laik lagi untuk dioperasikan dan harus sesegera mungkin dilaksanakan pembersihan permukaan insulatornya. Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap kesiapan peralatan yang tersambung langsung denganya adalah sesuai dengan deteksi unjuk kerja masing-masing peralatan terpasang (PMS bus bay Pht/trf, PMS/PMT/CT Bay Couple daan CVT/PT). Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap kondisi sistem isolasinya pada GIS adalah dengan pembacaan tekanan Gas SF6 pada density monitor yang terpasang pada masing masing kompartemen (dibandingkan dengan acuan standart manual operasinya). pemuaian clamp & konduktor atau clamp dengan terminal peralatan akibat pembebanan lebih sesaat/arus gangguan sesaat pada kondisi tertentu akan menurunkan/ menghilangkan kekuatan elektriknya yang selanjutnya akan menyebabkan kegagalan kekuatan mekaniknya (PG Clamp/T Clamp sambungan bus-bar ke PMS melorot/lepas dll) Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap kondisi kekuatan elektrik clamp-camp konduktor & peralatan adalah dengan pemeriksaan visual secara langsung pada malam hari (lampu penerangan switch yard dipadamkan) atau berdasarkan hasil deteksi dengan peralatan thermovision. Sedangkaan kondisi kekuatan mekanik clamp-clamp dapat diperiksa secara visual pada siang hari dengan memakai teropong atau mata telanjang. 193

Kekuatan mekanik & elektrik clamp grounding serandang bus-bar.

Hilangnya kekuatan elektrik & mekanik clamp grounding serandang bus-bar (akibat korosi, kawat terlepas dari sepatunya dll) akan sangat berbahaya terhadap keselamatan personil. Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap kondisi kekuatan elektrik & mekanik clamp grounding serandang bus-bar adalah dengan pemeriksaan visual secara langsung. Kekuatan kawat tanah Menurunnya kekuatan kawat tanah & clampnya & clamp pengikatnya. biasanya disebabkan oleh korosi. Kondisi tersebut sangat rawan putus baik akibat terpaan angin atau pada saat kawat tersebut teraliri rambatan gelombang/arus petir. Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap kondisi kekuatan kawat tanah & clamp pengikatnya adalah dengan pemeriksaan visual secara langsung dengan mata telanjang atau dengan teropong. Area Bus-bar terbebas Area bus-bar harus terbebas dari benda-benda dari benda-benda asing baik yang bersifat konduktor (layangasing layang dengan benang terbuat kawat tembaga dll) atau yang bersifat isolator (layang-layang dengan benang nylon/plastik/katun, terpal plastik dll). Pada kondisi normal kemungkinan benda asing yang bersifat konduktor tidak membahayakan (hanya menempel di ujung serandang post), Deteksi unjuk kerja kesiapan Bas-bar terhadap terbebasnya dari benda benda asing adalah dengan pengamatan visual secara langsung dengan mata telanjang. 5.4. Pemisah Pemisah adalah suatu alat untuk memisahkan tegangan pada peralatan instalasi tegangan tinggi. Ada dua macam fungsi PMS, yaitu : - Pemisah Tanah (Pisau Pentanahan ) ; Berfungsi untuk menghilangkan/ mentanahkan tegangan induksi .

- Pemisah Peralatan ; Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. Pms ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban.

194

Gambar 5. 9 Pemisah. Parameter PMS yang harus diperhatikan adalah : - Kemampuan mengalirkan arus (Arus Nominal = Ampere ) - Kemampuan mengalirkan arus ditentukan oleh besarnya penampang dua batang kontaktor, dengan demikian permukaan sentuh dari keduanya sangat menentukan. Apabila sebagian permukaan kontak terdapat kotoran (berkarat) akan sangat mempengaruhi luasnya penampang dan dalam batas tertentu kontaktor akan menjadi panas. - Kemampuan tegangan ( Rating Tegangan = kV ) - Tegangan operasi PMS dapat dilihat dari kekuatan isolasinya. Semakin tinggi tegangan akan semakin panjang/tinggi isolator penyangga yang dipergunakan. - Kemampuan menahan Arus Hubung Singkat ( kA : Kilo Ampere ) Apabila terjadi hubung singkat, dimana arus hubung-singkat

berlipat kali arus nominalnya, dalam waktu singkat ( detik ) PMS harus mampu menahan dalam batas yang diijinkan. Besaran parameter tersebut dapat dibaca pada name plat yang terpasang pada PMS. Disamping itu parameter yang berkaitan dengan mekanik penggerak adalah : - Tekanan udara kompresor (bila menggunakan tenaga penggerak pneumatik ) - Tekanan minyak hydrolik (bila menggunakan tenaga penggerak hydrolik ). Menurut gerakan lengannya, pemisah dapat dibedakan menjadi : 5.4.1. Pemisah Engsel Dimana pemisah tersebut gerakannya seperti engsel PMS ini biasa dipakai untuk tegangan menengah (20 kV, 6 kV ) 5.4.2. Pemisah Putar Dimana terdapat 2(dua) buah kontak diam dan 2(dua) buah kontak gerak yang dapat berputar pada sumbunya. 5.4.3. Pemisah Siku. Pemisah ini tidak mempunyai kontak diam, hanya terdapat 2(dua) kontak gerak yang gerakannya mempunyai sudut 90°.

195

Dua kontak gerak Mekanik penggerak Tenaga penggerak PMS PMS ini dapat dari motor maupun pneumatik (tekanan udara ) dan dapat dioperasikan dari panel kontrol.

Gambar 5. 10 Pemisah Siku 5.4.4. Pemisah Luncur. PMS ini gerakan kontaknya keatas-kebawah ( vertikal) atau kesamping (mendatar) Banyak dioperasikan pada instalasi 20 kV. Pada PMT 20 kV type draw-out setelah posisi Off dan dilepas/dikeluarkan dari Cubicle maka pisau kontaktor penghubung dengan Busbar adalah berfungsi sebagai PMS. Kontaktor berfungsi sebagai PMS Tabung PMT Untuk keperluan pemeliharaan, PMT ini dapat dikeluarkan dari kubikel/sel 20 kV dengan cara menarik keluar secara manual (draw-out).

Gambar 5. 11 Pemisah Luncur

Selesai pemeliharaan, PMT dapat dimasukkan kem-bali ( draw-in ) dan pada posisi tertentu kontaktor (berfungsi PMS) akan berhubungan langsung dengan Busbar 20 kV. Namun harus dipastikan terlebih dulu sebelumnya bahwa PMT dalam posisi Off.

196

PMT 20 kV draw-out Pemisah Pantograph. PMS ini mempunyai kontak diam yang terletak pada rel dan kontak gerak yang terletak pada ujung lengan pantograph. Jenis ini banyak dioperasikan pada sistem tegangan 500 kV. PMS 500 kV posisi masuk (On) PMS 500 kV posisi lepas (Off) Lengan pantograph

Gambar 5. 12 Pemutus Tenaga penggerak PMS. Jenis tenaga penggerak PMS dapat dibedakan : Secara Manual Pengoperasian PMS ini (mengeluarkan / memasukkan) secara manual dengan memutar/menggerakkan lengan yang sudah terpasang permanen. PMS 150 kV posisi masuk Tenaga penggerak dengan motor Motor penggerak ini terpasang pada box mekanik dimana box harus dalam keadaan bersih. Secara periodik dilakukan pemeliharaan kebersihan pada terminal kabel wiring, kontaktor-kontaktor dan dilakukan pelumasan pada poros/roda gigi. Pintu box harus tertutup rapat agar semut atau binatang kecil lainnya tidak bisa masuk kedalamnya.

197

Motor penggerak mekanik

Gambar 5. 13. Mekanik PMS dengan penggerak motor Tenaga penggerak pneumatik (tekanan udara) Tekan udara dapat diperoleh dari kompresor udara sentral yang terpasang dalam rumah kompresor.

Silinder udara penggerak mekanik

Gambar 5. 14. Mekanik PMS tekanan udara melekat dengan normal. Untuk itu Indikasi Unjuk Kerja. diperlukan pemeriksaan secara Dalam pengoperasian PMS visual (pandangan mata) yang terutama pada saat memasukkan, menyatakan kepastian bahwa yang harus diperhatikan adalah kedua kontaktor sudah melekat posisi melekatnya kontak gerak sempurna. dengan kontak diam. Ada kalanya terjadi bahwa bila PMS tersebut Untuk mempertahankan unjuk dioperasikan secara remote dari kerjanya yang optimal, PMS secara panel kontrol, lampu indikator periodik tahunan dilakukan sudah menyatakan masuk (lampu pemeliharaan bersamaan dengan menyala merah) namon kondisi pemeliharaan peralatan yang diluar kedua kontaktor belum terpasang dalam satu bay. 198

Dalam pemeliharaan dilaksanakan pembersihan pada kontaktor dari kotoran-kotoran (karat) dan setelah itu diberikan pelumasan (greese). Pelumasan juga diberikan pada peralatan mekanik PMS yang terdapat rodagigi, tuas dsb. 5.5. Pemutus Tenaga. Pemutus tenaga adalah alat yang terpasang di Gardu Induk yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutus arus beban atau arus gangguan. Pada waktu menghubungkan atau memutus beban akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api. Jenis media pemadam busur api pada pemutus tenaga yaitu : Gas, vaccum,minyak dan udara. - PMT jenis gas ,menggunakan gas SF6 (hexafluoride) - Sifat-sifat gas SF 6: tidak berbau, tidak berwarna,tidak beracun - Sifat gas SF 6 sebagai bahan pemadam busur : cepat kembali sebagai dielektrik,Tidak terjadi karbon selama terjadi busur,tidak mudah terbakar thermal conductivitnya yang baik, tidak menimbulkan bunyi berisik. 5.5.1. Jenis Isolasi Pemutus Tenaga Pemadaman busur api listrik saat pemutusan atau penghubungan arus beban atau arus gangguan dapat dilakukan oleh beberapa macam bahan, yaitu diantaranya : Gas, Udara, Minyak

atau dengan (Vacum).

hampa

udara

PMT dengan media pemutus dengan Gas. Media gas yang digunakan pada tipe PMT ini adalah Gas SF6 (Sulphur Hexafluoride). Sifat-sifat gas SF6 murni ialah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada temperatur diatas 150 o 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 ialah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan . Pada masa lalu PMT dengan media pemutus menggunakan SF6 ada 2 tipe, yaitu : - Tipe tekanan ganda ( Double Pressure Type ), dimana pada saat ini sudah tidak diproduksi lagi. - Pada tipe tekanan ganda, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur api. - Pada sistem gas tekanan tinggi tekanan gas ± 12 kg/cm2 dan pada sistem gas tekanan rendah, tekanan gas ± 2 kg/cm2. - Gas pada sistem tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke sistem tekanan tinggi. cepat, setelah arus bunga api listrik melalui titik nol. 199

GAMBAR 5.15 PMT Dengan Gas SF6 Bertangki Ganda Satu Katup PMT Dengan Gas SF6 Bertangki Ganda Dalam Tanki Tertutup Keterangan : Sambungan terminal-terminal (Connection Terminals). Isolator-isolator atas (Upper Insulators). Jalan masuknya gas SF6 : 14 kg/cm2 ( SF6 inlet 14 kg/cm2 ). Jalan keluarnya gas SF6 : 2 kg/cm2 ( SF6 outlet 2 kg/cm2 ). Tipe tekanan tunggal ( single pressure type ). Pada PMT tipe tekanan tunggal, PMT diisi dengan gas SF 6 dengan tekanan kira-kira 5 kg/ cm2. Selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6 ditekan kedalam suatu tabung/cylinder yang menempel pada kontak bergerak. Pada waktu pemutusan gas SF6 ditekan melalui nozzle dan tiupan ini yang mematikan busur api.

200

GAMBAR 5.16 PMT Satu Katup 245 kV dengan Gas SF6 PMT Satu Katup 245 kV dengan Gas SF6 Keterangan : 1. Mekanisme penggerak ( operating mechanism ). 2. Pemutus ( Interupter ) 3. Isolator penyangga dari porselen rongga (hollow support insulator porcelen ). 4. Batang penggerak berisolasi glass Fibre (Fibre Glass Insulating Operating Rod ). 5. Penyambung diantara no. 4 dan no. 12 ( Linkages Between 4 and 12 ). 6. Terminal - terminal. 7. Saringan ( filters ). 8. Silinder bergerak ( movable cylinder ). 9. Torak tetap ( fixed piston ). 10. Kontak tetap ( Fixed contact ). tinggi dihembuskan ke busur api 5.5.2. PMT dengan Media melalui nozzle pada kontak pemutus menggunakan pemisah ionisasi media antara udara; kontak dipadamkan oleh hembusan udara. Setelah pemadaman busur PMT ini menggunakan udara api dengan udara tekanan tinggi, sebagai pemutus busur api dengan udara ini juga berfungsi mencegah menghembuskan udara ke ruang restriking voltage (tegangan pukul ). pemutus. PMT ini disebut PMT Kontak PMT ditempatkan didalam Udara Hembus ( Air Blast Circuit isolator, dan juga katup hembusan Breaker ) Pada PMT udara udara. hembus ( juga disebut compressed air circuit breaker), udara tekanan 201

Gambar 5.17 : PMT Udara Hembus

Gambar 5.18 : Ruangan Pemadam Busur Api Ganda Pada Pmt Udara Hembus

202

Keterangan Gambar 5.17. dan 5.18 1. Tangki persediaan udara dari plat baja. 2. Isolator berongga dari steatite/ porselin. 3. Ruangan pemadam busur api ganda 4. Mekanis penggerak pneumatik. 5. Batang penggerak dari baja. 6. Katup pneumatik 7. Kontak tetap dari tembaga 8. Kontakbergerak dari tembaga 9. Terminal dari tembaga atau perak 10. Pegas penekan dari campuran baja 11. Pelepas udara keluar adalah:

12. Tanduk busur api dari tembaga 13. Unit tahanan 14. Penutup dari porslain 15. Saluran Pada PMT kapasitas kecil isolator ini merupakan satu kesatuan dengan PMTnya tetapi untuk kapasitas besar tidak demikian halnya. Bagian – Bagian Utama dari PMT Udara Hembus ( Air Blast Circuit Breaker ) untuk kapasitas besar seperti gambar 5-19.

Gambar 5.19 : Ruangan Pemadam Busur Api Ganda Pada Pmt Udara Hembus Bagian – Bagian PMT Udara Hembus Keterangan : 1. Ruangan pemutus tenaga (circuit breaker compartment). 2. Kontak – Kontak (contact). 3. Pengatur Busur Api (arc control device). 4. Bagian penyangga( supporting compartment. 5. Katub hembus dan katub pembuangan (blast valve and exhaust valve). 6. Tangki (tank). 7. Mekanisme penggerak (operating mechanism). 8. Sistem udara tekan (comppressed air system). 203

5.5.3. PMT dengan Hampa Udara (Vacuum Circuit Breaker ) 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 (dielektrik strength) yang tinggi dan sebagai media pemadam busur api yang baik. PMT jenis vacuum kebanyakan digunakan untuk tegangan menengah dan hingga saat ini masih dalam pengembangan sampai tegangan 36 kV.

Jarak (gap) antara kedua katoda adalah 1 cm untuk 15 kV dan bertambah 0,2 cm setiap kenaikan tegangan 3 kV. Untuk pemutus vacuum tegangan tinggi, digunakan PMT jenis ini dengan dihubungkan secara serie. Ruang kontak utama (breaking chambers) dibuat dari bahan antara lain porcelain, kaca atau plat baja yang kedap udara. Ruang kontak utamanya tidak dapat dipelihara dan umur kontak utama sekitar 20 tahun. Karena kemampuan ketegangan dielektrikum yang tinggi maka bentuk pisik PMT jenis ini relatip kecil.

Gambar 5.20 PMT dengan Hampa Udara

204

Gambar 5.21 Pemutus dan PMT hampa udara Pemutus dan PMT hampa udara Keterangan gambar 5.21 : 1. Plat-plat penahan – bukan bahan magnet 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 Kurva uji tegangan untuk mengetahui arus bocor pada breaking chamber PMT Vacuum.

kV 30 1

0 1

3

t.[=sec ]

Arus bocor yang diijinkan ( HITACHI ) adalah = ≤ 1 mili Ampere. Gambar 5.22 Kurva uji tegangan

205

Gambar 5.23. Sketsa ruang kontak utama (breaking chambers) PMT jenis vaccum. 5.5.4. PMT dengan Media pemutus menggunakan Minyak. Pemutus tenaga (circuit breaker) jenis minyak adalah suatu pemutus tenaga atau pemutus arus menggunakan minyak sebagai pemadam busur api listrik yang timbul pada waktu memutus arus listrik. Jenis pemutus minyak dapat dibedakan menurut banyak dan sedikit minyak yang digunakan pada ruang pemutusan yaitu : pemutus menggunakan banyak minyak (bulk oil) dan menggunakan sedikit minyak (small oil). Pemutus minyak digunakan mulai dari tegangan menengah 20 kV sampai

tegangan ekstra tinggi 425 kV dengan arus nominal 400 A sampai 1250 A dengan arus pemutusan simetris 12 kA sampai 50 kA. Pada PMT ini minyak berfungsi sebagai perendam loncatan bunga api listrik selama pemutusan kontak-kontak dan bahan isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan dengan badan. PMT dengan media pemutus menggunakan banyak minyak (bulk oil). PMT tipe ini ada yang mempunyai alat pembatas busur api listrik dan ada pula yang yang tidak memakai seperti terlihat pada gambar 5.24 dan 5.25.

206

gambar 5.24 PMT dengan Banyak Menggunakan Minyak (Plain Break Bulk Oil Circuit Breaker)

gambar 5.25 PMT Banyak Menggunakan Minyak Dengan Pengatur Busur Api (Bulk Oil Circuit Breaker With Arc Control Device)

Keterangan gambar 5.24 dan 5.25 : 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 ( tembaga berlapis perak ) 11.Inti busur api listrik 12.Gas hasil ionisasi 13.Gelembung-gelembung gas 5.5. 5. PMT dengan Sedikit Minyak (Low Oil Content Circuit Breaker)

bertegangan digunakan porselen atau material isolasi dari jenis organik.

PMT dengan sedikit minyak ini, minyak hanya dipergunakan sebagai perendam loncatan bunga api, sedangkan sebagai bahan isolasi dari bagian-bagian yang

Pemutusan arus dilakukan dibagian dalam dari pemutus. Pemutus ini dimasukkan dalam tabung yang terbuat dari bahan isolasi. Diantara bagian pemutus 207

dan tabung diisi minyak yang berfungsi untuk memadamkan busur api waktu pemutusan.

Gambar potongan PMT tipe ini dapat dilihat pada gambar 4.26 dibawah ini. Keterangan : 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 kertas bakelit 9. Batang penggerak 10.Katup pelalu 11.Terminal 12.Katup pembantu 13.Lobang gas

Gambar 5.26 PMT Sedikit Menggunakan Minyak Pada jaringan PLN (persero) P3B dijumpai beberapa merk dan tipe pemutus minyak yaitu: Alsthom, Asea, Magrini, Galileo, Merlin Gerin dan Westinghouse. Pada prinsipnya pemutus minyak tersebut sama namun pada bahasan ini dikemukakan pemutus minyak merk ASEA tipe HLR yang sekarang masih banyak dioperasikan diwilayah kerja PLN P3B. 1. Fungsi Minyak Isolasi Ketika kontak yang menyalurkan arus terpisah didalam kompartemen yang berisi minyak, panas menyebabkan penguraian minyak. Gas-gas yang terbentuk karena penguraian (decomposition), menyebabkan tahanan bertambah. Tekanan yang

dibangkitkan oleh gas ,dipengaruhi oleh desain pengendali busur api (Arc control device), kecepatan kontak bergerak dan energi oleh busur api tersebut. Gas yang mengalir pada daerah kontak akan didinginkan dan dipecah. Kontak akan diisi minyak yang dingin pada waktu arus melalui titik nol. Pengendali busur api didasarkan pada prinsip axial flow / cross flow. Axial flow untuk arus sampai 15 kA dan cross flow > 25 kA. Panas dari busur api menyebabkan penguraian minyak dan hasil dari penguraian adalah gas hidrogen dan gas lain misalnya Acytilene. Gas yang dihasilkan didalam ruang control menaikan tahanan. Gas yang dihasilkan pada 208

ruang penahanan busur adalah fungsi dari panas busur api, waktu busur sebagai fungsi dari langkah kontak. Pada waktu gelombang arus menuju nol, diameter busur api adalah kecil, dan gas yang mengalir akan dapat memadamkan busur, pemutusan busur api berhenti, membangkitkan gas dan aliran minyak. 5.6. Jenis Penggerak Pemutus Tenaga 5.6.1. Mekanik Jenis Spering. Mekanis penggerak PMT dengan menggunakan pegas (spring) terdiri dari 2 macam : Pegas pilin ( helical spring ) Pegas gulung ( scroll spring ) Proses pengisian pegas (Spring charger ) Biasanya untuk penggerak pengisian pegas PMT dilengkapi motor penggerak (7) Motor akan menggerakkan roda pengisi (5) pada batang pegas melalui (13) roda perantara yang dihubungkan dengan dua buah rantai. Berputarnya roda pengisi (5), mengakibatkan pegas penutup (3) menjadi terisi (meregang). Pada saat pegas penutup (3) terisi (meregang) pada batas maximumnya, maka motor (7) akan berhenti. Untuk meregangkan pegas penutup ini juga dapat dilakukan

dengan cara manual menggunakan engkol (6).

dengan

Proses penutupan PMT(Closing of Breaker). Dengan diberinya arus penguat pada kumparan penutup (16)_ atau dengan menekan “push button”, maka hubungan antara lengan interlock (1) dan pawl (2) akan terlepas, sehingga batang pegas (13) juga akan terlepas dan pegas penutup (3) menjadi mengendor. Penghubung (12) pada batang pegas (13) menggerakkan pawl (11) sehingga berputar sepanjang sektor penunjang (14) dengan sudut 120o dan menutup PMT melalui batang pemutus tenaga (15). Dan bersamaan dengan itu pegas pen-trip (4) akan terisi, kemudian secara otomatis motor (7) akan menggerakkan roda pengisi (5) kembali untuk tenaga pemasukkan selanjutnya. Proses pembukaan PMT (Tripping of Breaker). Dengan diberinya arus penguatan pada kumparan tripping (8) atau dengan “push botton” akan melepas hubungan antara tuas pengunci (9) dan sektor penunjang (14) dan akhirnya masuk ke dalam alur stop groove (10). Pawl (11) didorong oleh sektor penunjang (14) dan menyebabkan terlepasnya pegas pen-trip (4), menggerakkan batang PMT (15) sehingga PMT trip dan sektor penunjang (14) kembali pada posisi semula.

209

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Gambar : 5.27 Mekanik PMT dengan sistem pegas pilin Keterangan Gambar : 5.27 Lengan interlock (interlocking arm) 9. Lengan interlock Interlocking arm) 10. Alur pemberhentian (Stop groove) Pawl 11. Pawl Pegas penutup (closing spring) 12. Penghubung (cam) Pegas pembuka (tripping spring) 13. Batang pegas (spring shaft) Roda pengisi (charging whell) 14. Sektor penunjang (guiding sector) Engkol (crank) 15. Batang PMT (circuit breaker shaft) Motor (electric motor) 16. Kumparan penutup (closing coil) Kumparan pembuka (triping coil)

Jika rumah pegas penutup (2) berputar 360o , maka pegas penutup (1) akan terputar penuh, dan selanjutnya sakelar pembatas putaran motor (30) secara otomatis akan memutuskan aliran listrik ke motor. Sakelar pembatas putaran motor (30) ini dikerjakan oleh tuas pemindah (21) dan sistem gabungan dari bingkai penggulung pemindah (22) yang terpasang pada rumah pegas penutup (2). Pegas penutup (1) dapat juga digerakkan secara manual dengan menggunakankan engkol (25) searah jarum jam. Penghubung interlock (19) mencegah putaran lebih lanjut dari engkol (25) jika

pegas penutup (1) telah berputar penuh. Penunjuk posisi pegas penutupan (27) akan memungkinkan kita untuk mengetahui apakah penutup (1) terputar atau tidak, dimana digerakkan oleh batang (20) yang dihubungkan ke tuas pemindah (21). Proses penutupan PMT (Closing of Breaker). Bila kumparan penutup (16) mendapat impulse listrik, maka bagian penahan (4) akan terlepas atau dapat juga dilepaskan dengan menggunakan tuas pembuka penutupan (24). 210

Batang pegas penutup (3) akan berputar searah jarum jam melalui sudut 360o karena gaya terlepasnya pegas penutupan (1) dan akan bertumpu lagi dengan gigi jentera penutup (7).

melalui kopling pergeseran (5) meredam torsi dan energi yang berlebihan. Sekarang penunjuk posisi PMT (28) menunjukkan “ON” (closed) dan pegas penutup tidak berputar.

Penghubung (8) yang disambungkan ke bagian penahan (4) menumbuk bingkai penggulung (10) pada tuas bingkai penggulung (11) dan menyebabkan berputarnya batang penggerak (12) melalui sudut 60o ke posisi “ON” (I), artinya sampai tuas penggulung (11) berputar melalui grendel pen-trip (15) yang menjaga tuas bingkai penggulung (11) tersebut jangan sampai kembali lagi.

Proses pembukaan PMT (Tripping of Breaker) Dengan diberikannya arus penguatan pada kumparan pen-trip (14) maka tuas bingkai penggulung (11) akan melepas atau digerakkan oleh tuas pembuka pen-trip (23) melalui grendel pen-trip (15), sehingga batang penggerak (12) akan berputar (karena gaya pegas pentrip yang dipasang pada base) kirakira 60o dan akan kembali ke posisi “OFF” (0)

Roda berat (6) yang tersambung ke bagian penahan (4)

Gambar: 5.28 Mekanik PMT dengan sistem pegas gulung 211

Keterangan Gambar: 1. Pegas penutup (closing coil) 2. Rumah pegas penutup (closing spring housing) 3. Batang pegas penutup (closing spring shaft) 4. Bagian penahan (drag-piece) 5. Kopling pergeseran (fraction clutch) 6. Roda berat (flywheel) 7. Gigi jentera penutup (closing sprocket) 8. Penghubung (cam) 9. Bagian interlock (interlocking segment) 10. Bingkai penggulung (roller) 11. Tuas bingkai penggulung (roller lever) 12. Batang penggerak (operating shaft) 13. Roda gigi reduksi (reduction gear) 14. Kumparan pen-trip (trip magnet/tripping coil) 15. Grandel pen-trip (trip latch) 16. Kumparan penutup (closing magnet/closing coil) 17. Roda gigi reduksi (reduction gear) 19. Motor penggulung pegas (spring winding motor) 21. Penghubung interlock (interlocking cam) 22. Batang (shaft) 23. Tuas pemindah (change-over lever) 24. Bingkai penggulung pemindah (change-over roller) 25. Tuas pembuka pen-trip (trip release lever) 26. Tuas pembuka penutup (closing release lever) 27. Engkol (crank) 28. Roda gigi reduksi (reduction gear) 29. Penunjuk posisi pegas penutup (closing spring position indicator dial) 30. Penunjuk posisi (breaker position indicator dial) 31. Penghubung (link) 32. Sakelar pembatas putaran (motor run limit switch) 33. Sakelar pembantu (auxiliary switch) 34. Penghubung ke sakelar pembantu (linkage for auxiliary switch) 5.6.2. Mekanik Jenis Hidrolik

1. Penggerak mekanik hydraulic

Penggerak mekanik PMT hydraulic adalah rangkaian gabungan dari beberapa komponen mekanik,elektrik dan hydraulic oil yang dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat berfungsi sebagai penggerak untuk membuka dan menutup PMT. Sebagai gambaran dasar dapat dilihat pada gambar A dan gambar B.

Prinsip kerja penggerak mekanik hydraulic PMT FX 12 dan FX 22 buatan GEC ALSTHOM adalah sebagai berikut : Energi yang dihasilkan dengan bantuan media minyak hydraulic bertekanan dan berstabilitas tinggi. Sebuah pompa akan memompa minyal hydraulic dan dimasukan 212

kedalam akumulator (1) , dimana di dalam tabung akumulator terdapat gas N2 yang berfungsi sebagai stabilisasi. Pilot valve solenoid meneruskan minyak menuju valve utama dan dari sini akan menuju tabung actuator ( hydraulic RAM (3) ) dan mendorong piston (2) kearah atas , maka moving kontak (5) akan masuk. Diagram fungsi hydraulic tipe FX 12 / FX 22. Peralatan seperti tersebut diatas dapat berfungsi baik, jika dilakukan pemeliharaan secara rutin sesuai prosedur yang telah ditentukan oleh pabrik pembuatnya. Penyimpangan fungsi peralatan terhadap standard yang dikeluarkan pabrik pembuat PMT, dapat dimonitor dengan cara melakukan pengujian / pengukuran pada tiap fungsi dari peralatan system hydraulic. .

2. Penggerak Hidraulic

Mekanik

PMT

a. Bagian utama ( power part ) Peralatan/komponen terpasang pada bagian ini adalah RAM, Akumulator, Valve utama dan lain – lain, yang terpasang dibagian bawah iterupting chamber pada masing – masing fasa, seperti gambar 5.29 b. Bagian pemicu (pilot part ) Peralatan / komponen terpasang pada bagian ini adalah closing elektrovalve , triping elektrovalva , intermediate valve dan lain – lain , yang terpasang dibagian bawah iterupting chamber tiap fasa pada PMT single pole dan PMT Three pole terpasang pada fasa tengah ( S ). seperti gambar 5.30

Gambar 5.29 Bagian utama penggerak PMT Keterangan : 1. : RAM 17: Main valve

12 18

Expansion Receiver Storage accumulator

213

Keterangan : 10 : Closing eletrovalve 13

: Intermediate valve

19 : Triping electro valve

Gambar

E

: Closing electro magnet

D

: Triping electromagnet

4.30 Bagian pemicu ( pilot part )

c. Bagian pendukung ( aux part ) Peralatan / komponen terpasang pada bagian ini adalah pompa , indicator RAM . pressure switch , main oil reccive ( tangki utama ) dan lain –lain , yang terpasang pada box control tiap – tiap fasa untuk PMT single pole dan untuk Three pole terpasang pada fasa tengah ( S).

Gambar Keterangan : 17 : Storage accumulator 18 : Indicator RAM 20 : Motor pompa 21 : Emergency Hand lever 22 : Oil receiver 25 : Non return valve 26 : Safety valve

5.31

pendukung PMT 27 : Distribution Blok 28 : Plug 29 : Presure Switch Ketiga bagian seperti tersebut pada butir 1 s/d 3 diatas , saling berkaitan satu sama lainya dan saling mendukung. Jika salah satu 214

komponen/bagian tertentu mengalami kerusakan, maka sistem hydraulic secara keseluruhan tidak dapat berfungsi baik.

Gambar

3. Skematik Diagram Hydraulic Dan Electrical Skematik diagram sistem hydraulic dan elektrik berikut, merupakan schematic sederhana untuk memudahkan pemahaman cara kerja system hydraulic dan keterkaitannya dengan system elektrik.

.5. 32 Skematik diagram hydraulic 215

Cara Kerja : Pada kondisi PMT membuka/ keluar, sistem hidrolik tekanan tinggi tetap pada posisi seperti pada gambar piping diagram, dimana minyak hidrolik tekanan rendah (warna biru ) bertekanan sama dengan tekanan Atmosfir.dan (warna merah) bertekanan tinggi hingga 360 bar. Berikut ini akan di jelaskan langkah – langkah kerja sistem hidrolik PMT di maksud. 5.6.3. Penutupan PMT Pada saat diberikan perintah close/penutupan, Elektromagnet (E) bekerja dan closing pilot valve (10) membuka. Hal tersebut mengakibatkan minyak hidrolik bertekanan tinggi masuk dan mengalir melalui pipa saluran (1),(2) dan (7) Minyak hidrolik pada pipa saluran (1) mendorong piston (3) dan menutup saluran minyak pada pipa (11) menuju tangki (12). Disisi lain membuka valve (13). Kemudian minyak hidrolik tekanan tinggi masuk ke pipa saluran (4). Minyak hidrolik pada pipa saluran (4) mendorong piston (5) dan menutup saluran minyak pada pipa (14) menuju tangki (15). Disisi lain , membuka valve (16) dan mengakibatkan minyak hidrolik tekanan tingggi mengalir dari tangki akumulator (17) melalui pipa (6) dan mendorong piston (8),akibatnya stang piston bergerak ke atas dan PMT masuk. Setelah PMT masuk sempurna , closing valve (10) menutup. Valve (13) dan (16) tetap berada pada posisi membuka sehingga minyak

hidrolik tekanan tinggi pada pipa (1),(2) dan (7) mempertahankan posisi piston (3) dan piston (8). Selama PMT dalam kondisi masuk , posisi auc kontak (I) , pada posisi sebaliknya , Sehingga closing Elektromegnet (E) tidak kerja dan sementara opening electromagnet (D) siap kerja. 5.6.4. Pembukaan PMT Pada saat diberikan perintah open (pembukaan) , Elektromagnet (D) kerja dan opening pilot valve (19) membuka, lalu minyak hidrolik yang berada pada pipa saluran (1) , (2) dan (7) mengalir menuju tangki (12) ,akibatnya piston (3) kembali pada posisi awal, sehingga minyak pada pipa saluran (4) mengalir minyak menuju tangki (12). Valve (13) menutup dan piston (15) kembali pada posisi awal , mengakibatkan Valve utama (16) menutup dan minyak hirolik tekanan tinggi mengalir menuju tangki (15) melalui pipa saluran (14). Minyak hidrolik pada ruang (F1) berubah menjadi bertekanan rendah, piston (8) bergerak kebawah dan PMT membuka. Setelah PMT membuka , Triping pilot valve (19) menutup .Valve (13) dan (16) tetap pada posisi menutup. Selama PMT dalam kondisi keluar , posisi aux kontak (I) berada pada posisi seperti pada gambar sehingga opening elektomagnet (D) tidak kerja dan sementara closing elektomagnet (E) siap kerja. 1.Mekanik jenis pneumatik. Pada umumnya pemeliharaan peralatan

tujuan adalah 216

untuk mempertahankan kondisi optimal dari peralatan tersebut, sehingga pada gilirannya dapat mempertahankan keandalan dan nilai ekonomis dari peralatan tersebut. Bila membicarakan system pnuematic pada PMT, maka harus juga dibahas mulai dari kompressor unitnya sampai kepada bagian yang menggerakkan rod untuk fixed dan moving contactnya. Dalam pelaksanaan pengujian konsumsi udara pada PMT dengan media penggerak mekanis (operating mechanism) pnuematic

harus dilakukan percobaan OpenClose – Open (O-C-O) dengan energi yang tersimpan (storage energy) dalam sistem pnuematic PMT tersebut, sehingga PMT tersebut mampu melaksanakan fungsi auto reclose. Bila melakukan pembukaan atau pengerasan posisi mur – baut agar memperhatikan tingkat kekerasan moment (lihat rekomendasi pabrikan) tidak disarankan menggunakan kunci yang tidak dilengkapi dengan pengukur moment.

Gambar 5.32 proses drainase air yang terkondensasi dari dalam tangki udara 2. Mekanik jenis air blast. PMT dengan sistem udara hembus atau disebut juga dengan Air Blast Circuit Breaker, dalam operasinya PMT jenis ini memerlukan udara tekanan tinggi

dengan sistem tekanan 180 bar, 150 bar dan 30 bar , fungsi dari udara tekan tersebut adalah sebagai media pemadam busur api pada saat pemutusan arus dan juga

217

sebagai penyedia energi mekanik penggerak PMT.

masing PMT, dan pada MK tersebut udara tekan 180 bar diturunkan menjadi 150 bar melalui reducing valve, PMT udara hembus bekerja dengan system tekanan 150 bar dan 30 bar, Untuk operasi PMT pada masing-masing pole PMT disediakan botol reservoir untuk tekanan 150 bar, udara tekanan 30 bar didapat dari reducing valve dari 150 bar menjadi 30 bar yang ditempatkan pada control block PMT yang ditempatkan pada pole tengah.

untuk

a. Sistem Udara Tekan Udara tekan dihasilkan oleh sistem kompresor sentral tekanan tinggi dengan output tekanan 180 bar yang ditampung dengan reservoir berbentuk bola dan botol, jumlah kompresor dan reservoir adalah tergantung dari jumlah PMT yang dilayani, Udara tekan 180 bar dari reservoir didistribusikan ke semua Marshalink Kiosk di masingRESERVO IR

M K OM PR ES O R

SIST EM 180 BAR

MK

MK

MK

MK

SIST EM 150 B AR

Gambar 5.33 Proses drainase air yang terkondensasi dari dalam tangki udara Untuk mengetahui Indikasi gas SF 6 dapat dilihat pada tabel 5.2 Tabel 5.2 Indikasi gas SF 6 Indikasi SF 6 low presure alarm

keterangan Indikasi ini menunjukan tekanan gas SF6 pada PMT berkurang ,sehingga kontak desity meter akan menutup dan mengirim sinyal ke panel kontrol SF 6 low presure alarm dan bel berbunyi 219

SF 6 low presure triping

Circuit breaker poles discrepancy

Breaker failure operated

Healty trip 1-2 alarem

SF6 low pressure alarem

Auto reclose in progress CB hydraulik pump failure

CB pressure SF6 failure step 1

CB pressure SF6 failure step 2

Indikasi ini menunjukan tekanan gas SF6 pada PMT berkurang ,sehingga kontak desity meter akan menutup dan mengirim sinyal trip PMT primer atau sekunder dan mengirim sinyal ke panel kontrol SF 6 low presure triping dan bel berbunyi . Indikasi menujukan bahwa ada ketidakserempakan fasa –fasa menutup, sehingga rele discrepancy bekerja mengirim sinyal trip ke PMT dan mengirim sinyal ke panel kontrol . Circuit breaker poles discrepancy dan bel berbunyi. Indikasi menunjukan rele breaker failure bekerja,kontak rele breaker menutup memberi sinyal trip pada PMT dan PMT yang lain yang satu rel(bus) dan mengirim sinyal ke panel kontrol Breaker failure operated dan bel/ klakson berbunyi. Indikasi menunjukan ada gangguan sistem pemantau rangkaian trip PMT melihat ada ketidaknormalan ( coil trip putus,) dan mengirim alarm ke panel kontrol Healty trip 1-2 alarem dan bel berbunyi Indikasi ini menujukan bahwa tekanan atau kerapatan gas didalam tabung PMT berkurang,karena bocor atau suhunya turun drastis ,maka kontak menometer atau density menutup dan mengirim sinyal ke panel kontrol SF6 low pressure alarm bel berbunyi Indikasi menunjukan rele recloser bekerja ,kontak rele mengirim sinyal ke panel kontrol dengan indikasi Auto reclose in progress bel berbunyi Indikasi menunjukan motor pompa hidraulik untuk pengisi tekanan hidraulik tidak bekerja, kontak rele /aux .rele mengirim sinyal ke panel kontrol mengiri CB hydraulik pump failure dan bel berbunyi. Indikasi ini menujukan bahwa tekanan atau kerapatan gas didalam tabung PMT berkurang,karena bocor atau suhunya turun drastis ,maka kontak menometer atau density menutup dan mengirim sinyal ke panel kontrol CB pressure SF6 failure step 1 bel berbunyi Indikasi ini menujukan bahwa tekanan atau kerapatan gas didalam tabung PMT 219

berkurang,karena bocor atau suhunya turun drastis ,maka kontak menometer atau density menutup dan mengirim sinyal blok ke PMT dan mengirim sinyal ke panel kontrol CB pressure SF6 failure step 2 bel berbunyi. Indikasi menunjukan PMT trip ,dan kontak bantu PMT mengirim sinyal ke panel kontrol CB trip dan bel berbunyi

CB trip

5.7. Kompensator Kompensator didalam sisitim Penyaluran tenaga Listrik disebut pula alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator dengan mengatur daya reaktif atau dapat pula dipakai untuk menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor daya, alat tersebut ada yang berputar dan ada yang stationer yang berputar adalah kondensator sinkron dan kondensator asinkron sedang yang stationer adalah kondensator statis dan reaktor

shunt, yang berputar baik yang dipakai fasa terdahulu ( Leading ) atau terbelakang (logging) dapat diatur secara kintinyu, tetapi alat ini sangat mahal dan pemeliharaannya rumit sedangkan di PLN belum terpasang sehingga dalam tulisan ini tidak dibahas lebih lanjut, alat yang stationer sekarang banyak dipakai , tegangannya mudah diatur dengan penyetelan daya reaktif secara bertingkat mengikuti perluasan sistem tenaga listrik. Alat yang stationer adalah kapasitor shunt dan reaktor shunt.

½

½

V2

Xc Gambar 5.34. Kompensator Kapasitor Terdapat beberapa kompensator yang dihubungkan secara serie antara capasitor dengan transmisi, hal ini bertujuan untuk melawan arah dari effek hubungan serie dari raktansi induktif dari pada transmisi Peningkatan kualitas tegangan atau faktor daya disisi pemakai tenaga listrik dapat dilakukan baik dari sisi pembangkit dengan

pengaturan arus medan magnit maupun dari sisi pemakai yaitu dengan pengaturan daya reaktif. Pengaturan arus medan magnit sangat dibatasi oleh kapasittas nominal pembangkit itu sendiri , jika beban mempunyai komponen induktif yang relatif lebih besar dibandingkan dengan komponen kapasitif maka untuk memperbaiki faktor kerja dibutuhkan daya reaktif 220

kapasitif , sedangkan untuk beban komponen kapasitif reaktif lebih besar dibandingkan dengan komponen induktif maka untuk memperbaiki faktor kerja diperlukan daya reaktif induktif untuk menkompensir daya reaktif kapasitif. 5.7.1. Kapasitor Shunt Sebagai unit, ada kapasitor 1 phasa dan kapasitor 3 phasa. Pada saluran distribusi dipakai kapasitor

3 phasa, sedangkan pada sistem tegangan tinggi dan kapasitasnya besar dipakai kapasitor 1 phasa yang dihubungkan secara bintang. Gambar 5.35 menunjukkan suatu susunan kapasitor yang terdiri dari kapasitor itu sendiri , reaktor seri yang berfungsi untuk menjaga agar susunan kapasitor tetap induktif. Dan komponen pelepas yang berfungsi menghilangkan muatan listrik pada susunan kapasitor saat kapasitor dilepas untuk maksut pemeliharaan.

Gambar 5.35 Pemasangan Kapasitor Shunt

Gambar 5.36 : Kapasitor Shunt.

222

DC

CB

SC

DC

SR CB : Pemutus tenaga. DC : Kumparan pelepas. SC : Reaktor seri.

Gambar 5.37 Pemasangan Kapasitor pada sistem 1. Parameter unjuk kerja kapasitor. Untuk mengetahui Parameter unjuk kerja kapasitor dapat dilihat pada tabel 5.3 Tabel 5.3 Parameter unjuk kerja kapasitor MVAR Meter KV Meter Ampere Meter Indikator Unbalance rele

berfungsi untuk mengukur daya reaktif. berfungsi untuk mengukur tegangan kapasitor. berfungsi untuk mengukur arus kapasitor indikasi ini akan muncul apabila unbalance rele bekerja yang disebabkan terjadinya kerusakan salah satu unit kapasitor.

5.7.2. Reaktor Ada dua macam reactor, Reaktor shunt dipasang untuk kompensator transmisi dan Reaktor netral untuk kompensator transformator, dibandingkan dengan tarnsformator getaran dan suara dengungnya lebih besar oleh karena itu pada umumnya

kepadatan flux inti besinya dibuat rendah , dengan tidak mengabaikan segi ekonomisnya. Selain itu dipakai tangki tahan suara yang berdinding rangkap, Untuk pendinginan pada umumnya dipakai dengan minyak yang dipaksa dan udara yang ditiup.

Untuk mengetahui Indikasi relai dapat dilihat pada tabel 5.4 Tabel 5.4 Indikasi gas SF 6 MVAR Meter Buchholz relai.

berfungsi untuk mengukur daya reaktif. Berfungsi untuk mengamankan reactor timbulnya gas didalam minyak isolasi, sebagai pengaman reaktor relai ini dilengkapi dua tingkat monitor yaitu 222

Magnetik Oil Level. Presure Relief Device. Oil temperature indicator Winding temperature indicator Gas collecting divice Silicagel breather for conservator

tingkat pertama warning dan tingkat kedua mentripkan PMT. Berfungsi untuk memonitor ketinggian minyak, pada minimum atau maksimum oil level akan muncul tanda peringatan (warning ). Berfungsi mengamankan tangki reactor apabila terjadi tekanan lebih didalam tangki, alat ini akan mentripkan pemutus tenaga pada tekanan 0.7 bar untuk mengukur suhu minyak rector , pada suhu 95 ºC warning dan pada suhu 130 ºC mentripkan pemutus tenaga untuk mengukur suhu lilitan , pada suhi 115 ºC warning dan pada suhu 130 ºC mentripkan pemutus tenaga untuk mengetahui apabila terjadi produksi gas didalam minyak isolasi apabila silicagel sudah berubah berwarna merah muda maka sudah berubah berwarna merah muda maka sudah tidak dapat lagi menyerap kelembaban dan silicagel harus diganti

5.8. Peralatan Scada dan Telekomunikasi. Sejarah Sistem Power Line Carrier (PLC). Sistem Power Line Carrier (PLC) mulai ditetapkan di Amerika Serikat sejak tahun 1920an dan pada tahun 1919 pertama kali didemonstrasikan penggunaannya oleh General Electric Co. Pertama kali PLC digunakan hanya untuk komunikasi suara saja dan baru pada tahun 1930 digunakan pula untuk mengatur relai-relai proteksi. Setelah empat puluh lima tahun masa pengoperasiannya, PLC dapat digunakan untuk penyediaan kanal-kanal transmisi data. Di Indonesia sistim PLC mulai dioperasikan di Jawa Timur, selanjutnya di Jawa Barat, Jawa Tengah, Sumatera Barat dan Sumatera Utara. Sejak tahun 1975 sistem PLC di Indonesia mulai

dikembangkan penggunaannya untuk pengoperasian relai-relai proteksi dan tahun 1980-an mulai digunakan untuk transmisi data yang dihubungkan perangkat komputer. 5.8.1. Prinsip Dasar PLC Sistem PLC yang digunakan oleh suatu perusahaan listrik menggunakan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Ekstra Tinggi (SUTET) sebagai media transmisinya. Dalam PLC, sinyal yang dikirimkan atau disalurkan adalah komunikasi suara dan komunikasi data serta tele proteksi. Sistem PLC menggunakan frekuensi 50 KHz sampai dengan 500 KHz. Pada dasarnya sistim PLC adalah jaringan radio yang 223

dihubungkan oleh jaringan listrik yang bertindak sebagai antenanya. Yang diperlukan dalam PLC adalah hantarannya dan bukan tegangan yang terdapat pada penghantar tersebut. Oleh sebab itu bila penghantar tak bertegangan maka PLC akan tetap berfungsi asalkan penghantar

tersebut tidak terputus. Dengan demikian diperlukan peralatan yang berfungsi memasukkan dan mengeluarkan sinyal informasi dan energi listrik di ujung-ujung penghantar. Gambar blok diagram PLC seperti terlihat pada gambar 4.38.

Gambar 5.38. Blok Diagram PLC 5.8.2. Peralatan Kopling Untuk memungkinkan konduktor saluran tegangan tinggi digunakan sebagai media perambatan sinyal informasi, maka dibutuhkan suatu peralatan kopling yang berfungsi: Melalukan suatu bidang frekuensi pembawa dari terminal PLC kesaluran tegangan tinggi dan sebaliknya, dengan

mengusahakan rugi-rugi redaman sinyal serendah mungkin. Melindungi peralatan komunikasi dari tegangan yang yang berlebihan. Memberikan impedansi tinggi terhadap frekuensi pembawa yang berfrekuensi tinggi agar tidak dipengaruhi oleh peralatan yang terdapat pada gardu induk

224

Gambar 5.39. Coupling Device 5.8.3. Kapasitor Kopling Kapasitor kopling tegangan tinggi adalah sebagai alat penghubung antara peralatan sinyal pembawa yang berfrekuensi tinggi dengan konduktor kawat fasa yang bertegangan tinggi, serta untuk keperluan pengukuran yang bertegangan rendah. Secara fisik alat ini terdiri atas susunan beberapa elemen kapasitor mika/kertas yang dihubungkan secara seri serta dicelupkan/direndam kedalam minyak. Sebagai tempat kedudukan elemen dan minyak tadi, dibuat dari bahan dielektrik porcelin yang berbentuk silinder dan bagian porcelin tadi dibuat semacam sayap-sayap yang tersusun untuk mencegah mengalirnya secara langsung curah hujan dari sisi tegangan tinggi kesisi tegangan rendah atau ke tanah yang bias

mengakibatkan terjadinya hubungan singkat. Penampang dari kapasitor kopling yang mendekati bentuk fisiknya dengan susunan kapasitor didalamnya dihubungkan dengan peralatan potensial transformer. Kapasitor jenis ini dikenal dengan sebutan Capasitor Voltage Transformer (CVT) yang digunakan untuk keperluan pengukuran tegangan yang dihubungkan dengan voltmeter di panel kontrol. Besarnya tegangan output yang dihasilkan dari lilitan sekunder trafo adalah 220 V yang merupakan konversi dari besaran tegangan tingginya. Untuk keperluan PLC hanya kondensatornya saja yang diperlukan sedangkan peralatan potensial transformer untuk keperluan tenaga listrik. Suatu kapasitor memiliki sifat berimpedansi rendah untuk 225

frekuensi tinggi dan berimpedansi tinggi untuk frekuensi rendah. Atas dasar itulah maka kapasitor kopling disini berfungsi meneruskan frekuensi tinggi yang dihasilkan dari terminal PLC dan bemblok frekuensi jala-jala 50 Hz yang membawa energi listrik. Jika masih ada frekuensi 50 Hz yang melalui kapasitor kopling akan dibuang ketanah melalui peralatan pengaman. Besar kapasitas dari kapasitor tersebut tergantung dari kelas tegangan saluran transmisi tenaga listrik yang digunakan. 5.8.4. Wave Trap Tugas utama dari alat ini adalah kebalikan dari kapasitor kopling yaitu untuk meredam sedemikian rupa sehingga frekuensi tinggi yang membawa informasi tidak disalurkan atau mengalir ke peralatan gardu induk. Untuk dapat melaksanakan tugas tersebut maka impedansi

wave trap harus dapat melewatkan frekuensi rendah 50-60 Hz yang membawa arus listrik dan harus mempunyai sifat berimpedansi tinggi terhadap frekuensi tinggi yang membawa sinyal informasi. Karena wave trap dipasang seri dengan kawat saluran udara tegangan tinggi, maka harus mampu dialiri arus listrik yang sesuai dengan kemampuan arus dari kawat tersebut. Selain itu juga harus tahan terhadap tekanantekanan baik berupa panas maupun mekanis yang timbul karena mengalirnya arus kerja yang besar atau karena adanya arus hubung singkat yang mungkin terjadi. Berdasar kelas arusnya wave trap ini mempunyai kapasitas arus yang bermacam-macam diantaranya : 200 A, 400 A, 600 A, 800 A, 1250 A, 2000 A, dan 3500 A.

Gambar 5.40. Wave Trap 150 kV 226

Gambar 5.41. Wave Trap 500 kV 5.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave Trap Prinsip kerja dasar yang digunakan adalah suatu rangkaian L–C paralel, yang terdiri dari tiga macam komponen seperti terlihat pada gambar berikut: Kumparan Utama

Arrester

Kapasitor Penala

Gambar 4.42 Diagram Rangkaian Wave Trap

227

Dari rangkaian di atas akan dapat suatu bentuk kurva impedansi terhadap fungsi frekuensi. Untuk menentukan frekuensi resonansi agar dapat meredam frekuensi dari terminal PLC yang sudah tertentu, maka dapat menggunakan rumus sebagai berikut:

F0 =

1 2.π .L.C.

dimana: F0 = Frekuensi kerja PLC L = Induktansi (Henry) C = kapasitansi (Farad) Untuk membentuk frekuensi resonansi tersebut, maka suatu nilai dari kapasitor penala dapat diketahui berdasarkan rumus di atas. Jadi dalam hal ini yang dilakukan penyetelan hanya kapasitornya saja, sedangkan kumparannya mempunyai harga tetap. Nilai induktansi tergantung dari kebutuhan lebar bidang frekuensi

yang akan diredam. Nilai induktansi yang banyak dipakai adalah 0,2 mH, 0,3 mH, 0,4 mH, 0,5 mH, dan 1 mH. Tegangan tembus dari kapasitor penala biasanya cukup tinggi yaitu antara 7.000 V dan 20.000 V, sedangkan kapasitor penala terdiri dari elemen yang berbeda-beda nilainya : 1,2 nF, 3,5 nF, 7 nF, 10 nF, 16 nF dan 24 nF. Dari keenam nilai elemen ini dapat membuat bermacam-macam kapasitas sesuai yang dikehendaki dengan cara merangkainya secara seri atau paralel. Sebagai pengaman kapasitor penala dan kumparan dari pengaruh adanya petir dan gangguan hubung singkat ke tanah pada saluran, maka dipasang arrester yang dihubungkan secara paralel. Fakto-faktor lain yang harus diperhitungkan adalah nilai impedansi dan resistansi wave trap harus lebih besar dari impedansi saluran yaitu antara 300 sampai dengan 600 ohm agar tidak terjadi rugi–rugi sinyal pada saluran

228

Gambar 5.43. Wave Trap

Gambar 5. 44. Wave trap

229

1. Main coil 2. Tuning device 3. Protective device 4. Corona caps 5. Corona rings 5.8.6. Line Matching Unit (LMU) Pada dasarnya penggunaan line matching unit adalah untuk menghubungkan kapasitor kopling yang berimpedansi 300-600 Ohm dengan terminal PLC yang berimpedansi 75 Ohm. Fungsi line matching unit yaitu: a Menyesuaikan karateristik impedansi saluran dengan impedansi coaxial yang menuju terminal PLC. b Mengatur agar reaktansi kapasitif dari kapasitor kopling memberikan beban resistif bagi

6. Bird barries 7. Terminal 8. Lifting eye 9. Pedestal

alat pemancar sinyal pembawa tersebut. c Untuk dapat melaksanakan fungsi di atas, peralatan line matching unit dilengkapi dengan komponen sebagai berikut: - Transformator penyeimbang. - Kumparan. - Peralatan pengaman. - Kondensator. - Hybrid. Sebagai salah satu contoh, berikut ini gambar yang memperlihatkan type LMU

Gambar 5.45. LMU Untuk 1 Macam Frekuensi 230

Transformator T berfungsi sebagai transformator penyeimbang impedansi saluran tegangan tinggi (Zo) dan kabel coaxial. Kumparan induktansi L dan kapasitor frekuensi tinggi Cs adalah untuk memberikan beban resistif terhadap gelombang pembawa. Besarnya induktansi L dapat diatur sedemikian rupa

sehingga reaktansi induktif dari L (XL) akan saling meniadakan dengan reaktansi kapasitif yang diberikan oleh kapasitor kopling (Xc). Kapasitor Cs berfungsi pula meredam frekuensi 50 Hz dari kopling agar tidak mengalir melalui kumparan L.

Gambar 5.46. Line Matching Unit 5.9 . Peralatan Pengaman (Protection Device) Protection device terdiri dari komponen sebagai berikut: a. Drain Coil Berfungsi untuk menyalurkan ke tanah atau membuang ke tanah arus 50 Hz yang masih terdapat di bagian bawah atau tegangan rendah dari kapasitor b. Kopling. Karena Frekuensi tinggi dari terminal PLC tidak boleh

dibuang ke tanah oleh drain coil ini maka, alat ini harus mempunyai karateristik sebagai berikut: Resistansi untuk arus DC harus lebih kecil dari 6 Ω. Resistansi 50 Hz harus lebih kecil dari 15 Ω. Resistansi pada frekuensi 40 s/d 500 kHz harus lebih besar dari 5 kΩ. Mampu dialiri arus permanen 1 A dan arus hubung singkat sebesar 50 A selama 0,2 detik.

231

Gambar 5.47 Kurva Impedansi Drain Coil 5.8.1. Lightning Arester Untuk pengamanan terhadap gangguan petir, tegangan lebih yang tiba-tiba, maka dipasang arrester dengan batas kerja 350V. a. Pemisah Tanah Untuk pengaman bila petugas akan melakukan pemeliharaan. b.

Peralatan Power Line Carrier Indoor (Terminal PLC)

Disebut peralatan PLC indoor karena perangkat ini terpasang didalam ruangan khusus telekomunikasi pada gardu induk/pembangkit. Pada prinsipnya terminal PLC merupakan perangkat radio yang terdiri dari rangkaian pemancar dan penerima serta rangkaian penguat. Sistem catu daya yang digunakan pada umumnya 48 VDC dengan kutub positif diketanahkan. Sesuai dengan kebutuhan komponen elektroniknya yang bertegangan kerja berbeda-beda, maka

diperlukan pengubah tegangan searah dari 48 V ke 24 V dan 12 V, sedangkan tegangan 48 V digunakan untuk rangkaian penguat. Daya pancar PLC umumnya terdiri dari 10 W, 20 W, dan 40 W. Dalam hal khusus untuk saluran yang panjang sekali sehingga redaman cukup besar, maka dipasang terminal PLC dengan daya pancar 160 W. Sistem modulasi yang digunakan adalah single side band dengan dua kali modulasi yaitu frekuensi perantara sebesar 16 kHz, 17 kHz, atau 20 kHz dan modulasi kedua yaitu frekuensi pembawanya sesuai dengan frekuensi kerja PLC antara 50-500 kHz. Lebar bidang frekuensi yang diperlukan untuk satu kanal PLC adalah 8 kHz, dimana 4 kHz untuk pemancar dan sisanya untuk penerima. Bidang 4 KHz adalah bidang frekuensi standard untuk mengirimkan informasi suara manusia.

232

5.10. Aplikasi PLC Penerapan sistim PLC digunakan sebagai media dari: Komunikasi suara (telepon). Teleproteksi. Tele informasi data.

Gambar 5.48. Pengiriman Sinyal Suara 5.10.1. Komunikasi Suara a. Sistem Pengiriman Sinyal Apabila handset pesawat telepon diangkat, maka akan terdengar tone sebagai tanda bahwa pemakai telepon siapuntuk melaksanakan penekanan nomor ke gardu induk yang dituju, dimana

pengaturannya diatur oleh PABX (Private Automatic Branch Exchange) Keluar dari PABX diteruskan ke SSB PLC yang berfungsi sebagai medianya yang selanjutnya ke terminal lawan setelah melalui LMU dan SUTT .

233

Sistem Penerimaan Sinyal

Gambar 4.49 Penarimaan Sinyal Suara Sinyal akan diterima oleh SSB PLC yang sebelumnya melalui jaringan SUTT dan LMU. Oleh SSB PLC diteruskan ke PABX, yang berfungsi mengevaluasi ke pesawat telepon yang dituju dari gardu induk lawan. 5.10.2. Penggunaan Kanal Suara Dengan lebar bidang pada kanal suara sebesar 1.700 Hz yaitu diantara 300 Hz sampai 1.200 Hz, masih cukup baik untuk menstransmisikan informasi suara manusia sehingga tidak akan merubah nada si pembicara. Karena suara manusia tidak tetap, maka sinyal amplitude akan berubah-ubah pula. Agar amplitude tidak tidak melewati batas pada bagian pemancarnya, maka pada kanal suara dilengkapi dengan

pembatas amplitudo yang biasa disebut limitter. 5.10.3. Teleproteksi Protection Signalling Peralatan teleproteksi PLC adalah merupakan alat bantu untuk dapat memberikan percepatan (transfer time) secara selektif pada peralatan proteksi rele jarak. Pada dasarnya prinsip kerja teleproteksi PLC ini adalah memberikan kontak yang diterima dari rele jarak suatu gardu induk untuk diteruskan ke rele jarak gardu induk lawannya dengan melalui jaringan PLC. Percepatan yang diperoleh pada perangkat ini adalah maximum 20 milidetik dengan pengertian bahwa diharapkan terjadi tripping dikedua lokasi secara bersamaan. Kontak-kontak dari peralatan teleproteksi PLC ini dapat 234

digunakan tergantung pada kebutuhan sistim proteksi, apakah untuk sistim intertripping atau blocking scheme. Kontak-kontak tersebut dapat dibuat sebagai normaly open (kontak kerja), normaly closed (kontak lepas) atau change over (kontak tukar). Media transmisi mengambil tempat didalam frekuensi telepon (suara). PLC adalah media transmisi spesifik yang cocok untuk tele proteksi, dimana: PLC menggunakan SUTT sebagai media transmisinya, pembagian menggunakan bandwidth 4 KHz nya digunakan untuk perangkat telepon dan sinyal. Suatu sinyal dengan daya cukup besar memungkinkan dapat dipancarkan PLC (SSB) selama instruksi berlangsung. Secara objektifitas, instruksi yang ditransmisikan dalam suatu alokasi band dengan tingkat keandalan dan keamanan yang tinggi, kriteria-kriterianya adalah sebagai berikut: Bebas dari pengaruh instruksi palsu yang disebabkan noise level dan berubahnya tingkat atenuasi pada link, presentase yang rendah terhadap instruksi yang tidak sempurna pada saat noise link, kecepatan pendeteksian penerima terhadap gangguan. Hal ini dimaksudkan agar tercapainya keadaan terbaik antara keperluan bandwidth dan transfer time disatu pihak, keamanan dan keandalan dilain pihak.

5.10.4.Remute terminal unit (RTU) Tipe EPC 3200. Pada keadaan hidup / ON tipe RTU ini diindikasikan dengan bunyi suara berdercik ( seperti suara Jangkkrik ). Pada keadaan berkomunikasi dengan Master Station di RCC / JCC ( Regional Control Center / Java Control Center ) pada Modem MD 50, LED Indikator TX dan RX menyala secara bergantian. Pada keadaan TIDAK berkomunikasi dengan Master Station di RCC / JCC (Regional Control Center / Java Control Center ) Modem MD 50, LED Indikator TIDAK menyala secara bergantian. ( biasanya hanya LED RX saja yang menyala. Bila RTU tidak menerima sinyal RX dari media komunikasi ( PLC / FO ) maka pada modem MD 50, LED Indikator warna merah akan menyala. ( LED warna kuning mengindikasikan bahwa MD 50 pada kondisi normal ) Bila pada RTU tidak ada satu indicator pun yang menyala, maka dapat dipastikan pasokan daya dari DCDB atau dari MCB pada kubikel RTU, jatuh / putus. a. Tipe S-900. Pada keadaan berkomunikasi dengan Master Station di RCC / JCC ( Regional Control Center / Java Control Center ) pada Modem MD 50, LED Indikator TX dan RX menyala secara bergantian. ( Modem pada tipe S900 terletak pada bagian paling atas RTU ). Pada keadaan TIDAK berkomunikasi dengan Master Station di RCC / JCC (Regional 235

Control Center / Java Control Center ) pada Modem MD 50, LED Indikator TIDAK menyala secara bergantian. ( biasanya hanya LED RX saja yang menyala. Bila RTU tidak menerima sinyal RX dari media komunikasi ( PLC / FO ) maka pada modem MD 50, LED Indikator warna merak akan menyala. Langkah-langkah yang diperlukan sesuai perintah dan dapat dilakukan oleh operator GI /Gitet adalah : - Check Power Supply 48 Vdc pada terminal DC. - Check tahanan isolasi Reset RTU secara program dengan cara : Pada Card tipe MP 49 ( terletak pada paling kiri atas ), posisi micro switch berwarna BIRU dikeataskan dan dikebawahkan kembali. - Check tegangan Output pada Card AI 01 dan Card AI 02 yang terletak pada sebelah kanan setiap rak RTU. Pada Card-card

ini masing-masing terdapat 2 (dua) LED indicator yang dalam keadaan normal keduanya akan menyala. Reset RTU secara manual dengan cara : melakukan switch off atau mematikan dan menghidupkan kembali melalui MCB yang terdapat di kubikel RTU atau pada MCB pada DCDB yang memasok RTU. 5.11. Simbul-simbul yang ada pada Gardu Induk. Bagan kutub tunggal di gambarkan dengan simbol-simbol yang mewakilkan bentuk dan fungsi setiap peralat yang tersedia seperti dijelaskan sbb: Single line diagram gardu induk adalah bagan kutub tunggal yang menjelaskan sistem kelistrikan pada gardu induk secara sederhana sehingga memudahkan mengetahui kondisi dan fungsi dari setiap bagian peralatan instalasi yang terpasang, untuk operasi maupun pemeliharaan

236

Simbul-simbul yang ada pada Gardu induk Untuk mengetahui Simbul-simbul yang ada pada Gardu induk dapat dilihat pada tabel 5.1 Tabel 5.1 Simbul-simbul yang ada pada Gardu induk No simbol 1

keterangan Pemutus Tenaga (PMT) berfungsi sebagai alat untuk memutus dan menyambung arus beban baik pada kondisi normal maupun gangguan.

2

Pemisah (PMS) berfungsi sebagai alat untuk memisahkan peralatan dari tegangan. Terdiri dari pemisah tegangan (PMS REL & PMS Line) dan pemisah pentanahan.

3 Transformator Tenaga adalah Transformator yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. 4 Transformator Arus (CT) adalah trafo instrument yang berfungsi untuk merubah arus besar menjadi arus kecil sehingga dapat diukur dengan Amper meter. 5

Transformator Tegangan/Potensial (PT) adalah trafo instrument yang berfungsi untuk merubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah sehingga dapat diukur dengan Volt meter.

237

6

NGR

7

5.11. Rele Proteksi dan Annunsiator Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik dari akibat gangguan, atau dengan kata lain yaitu untuk:

Netral Grounding Resistor (NGR) adalah alat bantu untuk pengaman peralatan Trafo tenaga, bila terjadi hubung singkat pada sistem sekunder. Vektor group adalah hubungan kumparan tiga fasa sisi primer, sekunder dan tertier yang dijelaskan dengan angka pada jam. Menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan. Membatasi daerah yang terganggu sekecil mungkin. Memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu dan keandalan yang tinggi.

Simbul dan kode rele Proteksi Untuk mengetahui Simbul dan kode rele Proteksi dapat dilihat pada tabel 5.2 Tabel 5.2 Simbul dan kode rele Proteksi NO . 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

NAMA RELE

SIMBOL

KODE

RELE jarak ( Distance relai ) RELE tegangan kurang ( Under voltage relai ) RELE suhu ( Thermis relai )

Z<

21

U<

27

Over current RELE instantaneous RELE arus lebih dengan waktu tunda ( Time over current relai ) RELE tegangan lebih ( Over voltage relai ) RELE waktu tunda ( Time auxillirary relai ) RELE tekanan gas ( Gas pressure relai ) RELE hubung tanah ( Ground fault relai ) RELE arus lebih berarah ( Directional over current relai )

I> I>

50 51

U>

59

49

62 P

63 64

-

67

238

11. 12. 13. 14.

RELE penutup balik ( Reclosing relai ) RELE frekwensi ( freqwency relai ) RELE differensial ( Diffrential relai ) RELE bucholtz ( Bucholtz relai )

79 f

81

∆ I

87 96

239

Proteksi Penyaluran Tenaga Listrik Peralatan listrik yang perlu diamanakan ( diproteksi ) antara lain sebagai berikut : Trafo tenaga.

P51N NP51G

96T 26

87T

63

S51-1

S51-2

PU

64V

Gambar 5.50 : single line diagram trafo lengkap dengan system proteksi Bay Penghantar dan koppel. 240

44S

51

Gambar 5.51 : single line diagram bay pengahantar dan bay Koppel lengkap dengan system proteksi Peralatan Kontrol dan Proteksi. Panel Kontrol. Bay Koppel dengan manual/synchrochek.

241

Nama panel bay Ampermeter P111-P112-P113 Volt meter busbar P101 Volt meter busbar P101

A A A V V

Alarm annunciator H10 dan saklar tekans H100 : • mematikan suara alarm AAC/PB (white). • pengakuan. AC/PB (black). • rangkaian pereset R/PB (Red). • Tombol peuji nyala lampu LT/PB (Green

1. 2. 3. 4. 5. 1

2

3

4

saklar tekan membuka PMT S1350 saklar pemilih remote dan supervise S2501 saklar tekan reset rele pembuka PMT S1701 saklar ON/OFF signal yang muncul. S2502 saklat tekan mematikan klakson/buzzer S19

5

saklar control dan ketidaksesuaian, S2242S2243-S2221-S2222. signalling ketidaksesuaian, S2235-S2234 saklar control dan ketidaksesuaian, S2250. annunciator penormalan H121-H122. kunci saklar sinkronisasi S2550

saklar ketidaksesuaian 20 kV S2251-S2252-S2253

C

V

V

Gambar 5.52. Peralatan Kontrol dan Proteksi

242

Nama panel bay Ampermeter P111-P112V Volt meter busbar P10 W Indikator

A A A W V

ar

V

Alarm annunciator H10 dan saklar tekans H100 : • mematikan suara alarm AAC/PB (white). • pengakuan. AC/PB (black).

1

2 3

4

1. saklar tekan membuka PMT S1350 2. saklar pemilih remote dan supervise S2501 3. saklar tekan reset rele pembuka

saklar control dan ketidaksesuaian, S2221-S2222. signalling ketidaksesuaian, S2234 saklar control dan ketidaksesuaian, S2250. signalling ketidaksesuaian, S2235 saklar control dan ketidaksesuaian, S2228 signalling ketidaksesuaian, S2238

annunciator penormalan H121H122. kunci saklar sinkronisasi S2550

C V Gambar 5.53. Peralatan Kontrol dan Proteksi

243

Nama panel bay Ampermeter P111-P112-P113

A

A

V Volt meter busbar P10

A V

Alarm annunciator H10 dan saklar tekans H100 : • mematikan suara alarm AAC/PB (white). • pengakuan. AC/PB (black). • rangkaian pereset R/PB (Red). • Tombol peuji nyala lampu LT/PB (Green

1

2

4

3

1. 2. 3. 4.

saklar tekan membuka PMT S1350 saklar pemilih remote dan supervise S2501 saklar tekan reset rele pembuka PMT S1701 saklar ON/OFF signal yang muncul. S2502

saklar control dan ketidaksesuaian, S2221S2222. signalling ketidaksesuaian, S2234 saklar control dan ketidaksesuaian, S2250. signalling ketidaksesuaian, S2235 saklar control dan ketidaksesuaian, S2228 signalling ketidaksesuaian, S2238

annunciator penormalan H121-H122.

Test Block X22-X11 untuk arus ( C ) dan Tegangan ( V )

C

V


244

Nama panel bay Ampermeter P111-P112-P113

A

A

A

W V

V

ar

V Volt meter busbar P10 W Indikator Alarm annunciator H10 dan saklar tekans H100 : • mematikan suara alarm AAC/PB (white). • pengakuan. AC/PB (black).

1

2

3

6. saklar tekan membuka PMT S1350 7. saklar pemilih remote dan supervise S2501 8. saklar tekan reset rele pembuka PMT

saklar control dan ketidaksesuaian, S2221-S2222. signalling ketidaksesuaian, S2234 saklar control dan ketidaksesuaian, S2250. signalling ketidaksesuaian, S2235 saklar control dan ketidaksesuaian, S2228 signalling ketidaksesuaian, S2238 annunciator penormalan H121-H122.

saklar kontrol PMT 20 kv dan ketidak sesuaian, S2251.

C V

annunciator posisi PMS 20 kV H221H222.


245

BAB VI SISTIM PENTANAHAN TITIK NETRAL 6. 1. Sistem pentanahan titik netral Pada saat sistem tenaga listrik masih dalam skala kecil, gangguan hubung singkat ke tanah pada instalasi tenaga listrik tidak merupakan suatu masalah yang besar. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah arus gangguan masih relatif kecil (lebih kecil dari 5 Amper), sehingga busur listrik yang timbul pada kontak-kontak antara fasa yang terganggu dan tanah masih dapat padam sendiri. Tetapi dengan semakin berkembangnya sistem tenaga listrik baik dalam ukuran jarak (panjang) maupun tegangan, maka bila terjadi gangguan fasa ke tanah arus gangguan yang timbul akan besar dan busur listrik tidak dapat lagi padam dengan sendirinya.

Timbulnya gejala-gejala “busur listrik ke tanah (arching ground)” sangat berbahaya karena menimbulkan tegangan lebih transient yang dapat merusak peralatan. Apabila hal diatas dibiarkan, maka kontinuitas penyaluran tenaga listrik akan terhenti, yang berarti dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar. Oleh karena itu sistem-sistem tenaga listrik tidak lagi dibuat terapung (floating) yang lajim disebut sistem delta, tetapi titik netralnya ditanahkan melalui tahanan, reaktor dan ditanahkan langsung (solid grounding). Pentanahan itu umumnya dilakukan dengan menghubungkan netral transformator daya ke tanah, seperti dicontohkan pada gambar 6.1. berikut.

Sistem tegangan primer Trafo Sistem tegangan sekunder Trafo

TRAFO TENAGA RESISTOR

Gambar 6.1. Contoh Pentanahan Titik Netral Sistem.

246

6.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral Sistem Adapun tujuan pentanahan titik netral sistem adalah sebagai berikut : 1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem. 2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang sehat). 3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik. 4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang

disebabkan oleh penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault). 5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan. 6.2.1.Sistem Yang Tidak Ditanahkan (Floating Grounding) Suatu sistem dikatakan tidak diketanahkan (floating grounding) atau sistem delta. Jika tidak ada hubungan galvanis antara sistem itu dengan tanah, untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar 6. 2 berikut :

Sistem tegangan primer

Tidak ada hubungan

Sistem tegangan sekunder

TRAFO TENAGA

Tidak ada hubungan

Tanah

Tanah

Gambar 6. 2 Contoh Sistem yang Tidak ditanahkan 6.2.2. Metoda Pentanahan Titik Netral

Metoda-metoda pentanahan titik netral sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut

Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding) Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding)

Pentanahan langsung (effective grounding) Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah (resonant grounding) atau pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen Coil).

247

6.3. Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)

dihubungkan langsung dengan tanah, tanpa memasukkan harga suatu impedansi (perhatikan gambar 6.3

Sistem pentanahan langsung adalah dimana titik netrral sistem

R N S T ZR

Zs

ZT

Gambar 6.3 Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding) Pada sistem ini bila terjadi gangguan phasa ke tanah akan selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitu gangguan harus di isolir dengan membuka pemutus daya. Salah satu tujuan pentanahan titik netral secara langsung adalah untuk membatasi tegangan dari fasa-fasa yang tidak terganggu bila terjadi gangguan fasa ke tanah. Keuntungan : - Tegangan lebih pada phasaphasa yang tidak terganggu relatif kecil - Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui - Sederhana dan murah dari segi pemasangan Kerugian :

-

6.4

setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan terputusnya daya arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat membahayakan makhluk hidup didekatnya dan kerusakan peralatan listrik yang dilaluinya Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan (resistance grounding)

Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) dimaksud adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral dihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor), sebagai contoh terlihat pada gambar 6.3 dan rangkaian pengganti ditunjukkan pada gambar6.4

248

R S Grounding Resistor

T

Gambar 6.4 Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan (Resistor) Pada umumnya nilai tahanan pentanahan lebih tinggi dari pada reaktansi sistem pada tempat dimana tahanan itu dipasang. Sebagai akibatnya besar arus gangguan fasa ke tanah pertamatama dibatasi oleh tahanan itu sendiri. Dengan demikian pada tahanan itu akan timbul rugi daya selama terjadi gangguan fasa ke tanah. Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubung netral adalah : R

=

menentukan besarnya arus gangguan tanah. Besarnya tahanan pentanahan pada sistem tenaga listrik (contohnya di PLN P3B Jawa Bali Region Jabar), adalah sebagai berikut : - Sistem 70 kV sebesar 62 Ohm - Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42 Ohm. Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai adalah jenis logam (metalic resistor) atau jenis cairan (liquid resistor), perhatikan gambar 6. 5, 6.6, 6.7 dan 6. 8

Vf Ohm I

dimana : R = Tahanan ( Ohm ) Vf = Tegangan fasa ke netral I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator. Dengan memilih harga tahanan yang tepat, arus gangguan ketanah dapat dibatasi sehingga harganya hampir sama bila gangguan terjadi disegala tempat didalam sistem bila tidak terdapat titik pentanahan lainnya. Dalam menentukan nilai tahanan pentanahan akan

Gambar 6.5. Pentanahan 249

Gambar 5.6 Resistor Jenis Logam (metalic resistor)

Gambar 5.8. Resistor Jenis Cairan (liquid resistor) Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) mempunyai keuntungan dan kerugian yaitu : - Keuntungan :

Besar arus gangguan tanah dapat diperkecil Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah kecil. Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya.

- Kerugian : Gambar 5.7 Resistor Jenis

Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah. Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman menjadi berkurang dan lokasi gangguan tidak cepat diketahui.

250

6.5.Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Petersen Sistem pentanahan dengan kumparan Petersen adalah dimana titik netral dihubungkan ke tanah melalui kumparan Petersen (Petersen Coil). Kumparan Petersen ini mempunyai harga reaktansi (XL) yang dapat diatur

dengan menggunakan tap gambar 6.9. memperlihatkan petersen coil yang terpasang di PT PLN (Persero) P3B Region Jawa Barat, yaitu pada sistem 30 kV PlenganLamajan. Rangkaian pengganti sistem pentanahan dengan kumparan Petersen ditunjukkan pada gambar 6.10.

Sistem tegangan 70 kV Sistem tegangan 30 kV Plengan-Lamajan

RESISTOR

TRAFO TENAGA

Kumparan Petersen

Gambar 6. 9. Contoh Pemasangan Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen.

R S Kumparan Petersen

T

Gambar 6 10 .Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen Pada hakekatnya tujuan dari pentanahan dengan kumparan Petersen adalah untuk melindungi sistem dari gangguan hubung

singkat fasa ke tanah yang sementara sifatnya (temporary fault), yaitu dengan membuat arus gangguan yang sekecil-kecilnya 251

dan pemadaman busur api dapat terjadi dengan sendirinya. Kumparan Petersen berfungsi untuk memberi arus induksi (IL) yang mengkonpensir arus gangguan, sehingga arus gangguan itu kecil sekali dan tidak membahayakan peralatan listrik yang dilaluinya. Arus gangguan ke tanah yang mengalir pada sistem sedemikian kecilnya sehingga tidak langsung mengerjakan relai gangguan tanah untuk membuka pemutusnya (PMT) dari bagian yang terganggu. Dengan demikian kontinuitas penyaluran tenaga listrik tetap berlangsung untuk beberapa waktu lamanya walaupun sistem dalam keadaan gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, yang berarti pula dapat memperpanjang umur dari pemutus tenaga (PMT). Sebaliknya sistem pentanahan dengan kumparan Petersen ini mempunyai kelemahan, yaitu sulit melokalisir gangguan satu fasa ke tanah yang bersifat permanen dan biasanya memakan waktu yang lama. Gangguan hubung singkat yang permanen itu dapat mengganggu bagian sistem yang lainnnya. Oleh karena itu hubung singkat tersebut tetap harus dilokalisir dengan menggunakan relai hubung singkat ke tanah (Ground fault relai).

Kerusakan peralatan sistem dimana arus gangguan mengalir dapat dihindari. Sistem dapat terus beroperasi meskipun terjadi gangguan fasa ke tanah. Gejala busur api dapat dihilangkan.

- Kerugian :

Relai gangguan tanah (ground fault relai) sukar dilaksanakan karena arus gangguan tanah relatif kecil. Tidak dapat menghilangkan gangguan fasa ke tanah yang menetap (permanen) pada sistem. Operasi kumparan Petersen harus selalu diawasi karena bila ada perubahan pada sistem, kumparan Petersen harus disetel (tuning) kembali.

6.6. Transformator Pentanahan Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidak terdapat titik netral, sedangkan sistem itu harus diketanahkan, maka sistem itu dapat ditanahkan dengan menambahkan “Transformator Pentanahan” (grounding transformer), contoh gambar pemasangan Trafo Pentanahan seperti ditunjukkan pada gambar 6.11. berikut :

Pentanahan titik netral melalui kumparan Petersen mempunyai keuntungan dan kerugian yaitu : - Keuntungan :

Arus gangguan dapat dibuat kecil sehingga tidak berbahaya bagi mahluk hidup.

252

Sistem tegangan 70 kV

TRAFO

TRAFO RESISTOR

Gambar 6.11 Contoh Pemasangan Trafo Pentanahan Transformator pentanahan itu dapat terdiri dari transformator Zigzag atau transformator bintangsegitiga (Y-∆). Trafo pentanahan yang paling umum digunakan adalah transformator zig-zag tanpa belitan sekunder. 6.7. Penetapan Sistem Pentanahan di Indonesia Sistem 150 KV Pentanahan netral sistem 150 KV beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut: 1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan efektif. Penambahan reaktansi pada netral sistem ini dimungkinkan selama persyaratan pentanahan efektif dipenuhi (X0/X1 ≤ 3) 2. Pengaman sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup cepat Sistem 66 KV Pentanahan netral sistem ini beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut :

1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan tahanan 2. Pengamanan sistem dilaksanakan dengan pemutus cepat dan penutup cepat Sistem 20 KV Pentanahan netral sistem 20 KV beserta pengamannya ditetapkan sebagai berikut : 1. Pentanahan netral untuk sistem ini adalah pentanahan dengan tahanan Pengaman Sistem Dilaksanakan Sebagai Berikut : a. Bagi saluran udara maupun saluran dalam tanah dipakai pemutus dengan rele arus lebih untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasa dan rele tanah untuk gangguan hubung singkat fasa ke tanah. Pada gardu distribusi dipasang penunjuk gangguan. b. Bagi saluran udara dipakai pula penutup cepat atau lambat, sedang bagi saluran 253

dalam tanah tidak dipakai penutup kembali. c. Selanjutnya berdasarkan SPLN 26:1980 telah ditetapkan besar tahanan pentanahan sebagai berikut

dilakukan dengan sistem pentanahan Solid Grounding (tanpa impedansi).

1). Tahanan rendah 12 ohm dan arus gangguan tanah maksimum 1000 ampere dipakai pada jaringan kabel tanah. 2). Tahanan rendah 40 ohm dan arus gangguan maksimum 300 ampere dipakai pada jaringan saluran udara dan campuran saluran udara dengan kabel tanah 3). Tahanan tinggi 500 ohm dan arus gangguan maksimum 25 ampere dipakai pada saluran udara

1. Pengertian Pentanahan Peralatan Pentanahan peralatan adalah pentanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus. Bila terjadi hubung singkat suatu penghantar dengan suatu peralatan, maka akan terjadi beda potensial (tegangan), yang dimaksud peralatan disini adalah bagian-bagian yang bersifat konduktif yang pada keadaan normal tidak bertegangan seperti bodi trafo, bodi PMT, bodi PMS, bodi motor listrik, dudukan Baterai dan sebagainya. Bila seseorang berdiri ditanah dan memegang peralatan yang bertegangan, maka akan ada arus yang mengalir melalui tubuh orang tersebut yang dapat membahayakan. Untuk menghindari hal ini maka peralatan tersebut perlu ditanahkan. Pentanahan yang demikian disebut Pentanahan peralatan, sebagai contoh pemasangan ditunjukkan seperti pada gambar 6.12 berikut :

Khusus untuk sistem fasa tiga, empat kawat, pengetanahan dilakukan tanpa impedansi dan banyak titik (multiple grounding). Sistem 275 kV PT Inalum dan Sistem 500 kV Walaupun belum diatur dalam SPLN, tetapi pentanahan Sistem 275 kV PT Inalum di Asahan dan Sistem 500 kV di Pulau Jawa sudah

Pentanahan Peralatan

6.8.PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN

TRAFO DAYA

Gambar 6.12 Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan 254

Pentanahan peralatan merupakan hal yang sangat penting dan perlu diperhatikan, baik pada pembangunan Gardu Induk, Pusatpusat listrik, Industri-industri bahkan rumah tinggal juga perlu dilengkapi dengan sistem pentanahan ini. Tujuan pentanahan peralatan dapat dipormulasikan sebagai berikut : a.

Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia dalam daerah itu.

b

Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya. c. Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem.

2. Tahanan Pentanahan Adalah besarnya tahanan pada kontak/hubung antara masa (body) dengan tanah. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya pentanahan : a. Tahanan jenis tanah b. Panjang jenis elektroda pentanahan c. Luas penampang elektroda pentanahan Harga pentanahan makin kecil makin baik. Untuk perlindungan personil dan peralatan perlu diusahakan tahanan pentanahan lebih kecil dari 1 Ohm. Hal ini tidak praktis untuk dilaksanakan dalam suatu sistem distribusi, saluran transmisi, ataupun dalam substation

distribusi. Beberapa peralatan/ standar yang telah disepakati adalah bahwa saluran transmisi, substation harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga tahanan pentanahan tidak melebihi harga satu ohm, Dalam Gardu-gardu Induk distribusi, harga tahanan maksimum yang diperbolehkan adalah 5 ohm. Demikian juga halnya pada menara transmisi, untuk menghindarkan lompatan karena naiknya tegangan/potensial pada waktu terjadi sambaran petir maka tahanan kaki menara perlu dibuat sekecil mungkin (di Amerika kurang dari 10 Ohm). Untuk memahami mengapa tahanan pentanahan harus rendah, dapat digunakan hukum Ohm yaitu : V

=IxR

volt

Dimana : V = tegangan (volt) I

= Arus (ampere)

R = Tahanan (ohm) Sebagai contoh terdapat tegangan sumber 415 volt (240volt terhadap tanah) dengan tahanan 4 ohm. Ada masalah/trouble atau gangguan, sehingga kabel dari sumber yang mencatu motor listrik menyentuh badan motor. Hal ini berarti kabel tersebut menghubungkan ke sistem pentanahan yang mempunyai tahanan 20 ohm ke tanah (perhatikan gambar 6.13). Menurut hukum Ohm akan ada arus mengalir sebesar 10 amper melewati badan motor. Apabila seseorang menyentuh badan motor, maka dia akan menerima tegangan sebesar 200 volt (20ohm x 10amper). Hal ini 255

dapat berakibat fatal, tergantung pada tahanan orang tersebut yang

bervariasi dengan tegangan yang disentuhnya.

Gangguan 4Ω Badan motor

Motor Listrik

Bangunan logam sistem pentanahan

Sumber 415 volt, 240 volt terhadap tanah

20Ω

Tahanan ke tanah yang sebenarnya

Gambar 6.13. Ilustrasi Gangguan yang Tinggi pada Tahanan Tanah 6.9. Exposur Tegangan (Voltage Exposure) Jika ada kontak yang tidak disengaja antara bagian-bagian yang dilalui arus dengan kerangka metal dari kerangka peralatan, kerangka metal itu menjadi bertegangan yang sama dengan tegangan peralatan. Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut yang berbahaya kerangka peralatan metal peralatan tersebut harus dihubungkan ke tanah melalui impedansi yang rendah. Impedansi pentanahan itu harus sedemikian kecilnya sehinggga tegangan I.Z yang timbul pada kerangka peralatan harus cukup kecil dan tidak berbahaya. International Electrotechnical

Commission (IEC) mengusulkan besar tegangan sentuh yang sebagai fungsi dari lama gangguan seperti pada tabel 6.1 dibawah ini. Tabel ini biasanya digunakan untuk sistem tegangan konsumen. Jadi misalnya untuk sistem pentanahan pengaman (PUIL Fasal 324). Jika terjadi kegagalan isolasi pada peralatan, maka besar arus gangguan If dari titik gangguan ke badan peralatan tersebut, dan dari badan peralatan ke tanah melalui tahanan pentanahan RE2, maka timbulah tegangan sentuh pada badan peralatan sebesar : VS = If . RE2

256

Tabel 6.1 Besar dan lama tegangan sentuh maksimum. Tegangan sentuh volt (rms)

Waktu pemutusan maksimum (detik)

< 50 50

5,0

75

1,0

90

1,5

110 220

0,2 0,1 ; 0,05

280

0,03

150

Agar persyaratan dalam tabel tersebut dapat dipenuhi. maka tahanan diberikan oleh: RE2 <

50 ohm k . ln

dimana : RE2 = Tahanan pentanahan In = Arus nominal dari alat pengaman lebur atau alat pengaman arus lebih (amper) k = Bilangan yang besarnya tergantung dari karakteristik alat pengaman

= 2,5 ….. 5, Untuk pengaman lebur atau sikering = 1,25 …. 3,5, Untuk pengaman lainnya. Biasanya Impedansi Trafo kecil terhadap RE1 atau RE2, maka arus hubung tanah Vph Ir = R RE 1 + RE 2 + saluran 3

B C A N RE1

If E3

RE2

Gambar 5.12. Hubung tanah pada peralatan dalam suatu sistem yang netralnya diketanahkan. 257

Contoh : Suatu peralatan diperoteksi/diamankan sikering 6A. RE2 <

listrik dengan

50 ohm = 2,78 ohm 3× 6

(k diambil = 3) Misalnya diambil : R E2 = 2,5 ohm R E1 = 2,0 ohm R sal = kecil dan diabaikan. V ph = 220 Volt Maka, Ir =

220 = 48,9 Amper 2,5 + 2,0

Tegangan sentuh ; V S = 48,9 x 2,5 = 122,25 Volt. Jadi tegangan sentuh yang timbul 122,25 volt (lebih tinggi dari 50 volt). Tetapi jika sekring yang dipakai memenuhi persyaratan standar, maka dengan arus 48,9 amper (8 xln) sikering tersebut akan putus dalam waktu 0,1 detik, jadi memenuhi persyaratan dalam tabel6.2 Sebagai aturan umum disebutkan bahwa seseorang tidak boleh menyentuh walau sekejap pun peralatan dengan tegangan diatas 100 Volt. 6.10. Pengaruh Besar Tahanan Terhadap Sistem Tenaga Listrik a. Makin besar tahanan tanah, tegangan sentuh makin besar b. Makin besar tahanan tanah pada tiang transmisi, makin besar tegangan puncak tiang c. Makin besar tahanan tanah pada tiang tranmisi, makin banyak jumlah Isolator yang

harus dipasang (jumlah isolator makin panjang d. Tahanan tanah mempengaruhi penampilan saluran (line Performance). 6.10.1. Pengaruh Tahanan Pentanahan Yang Kecil Pada Sistem 1. Mengurangi tegangan pada puncak tiang 2. Mengurangi tegangan pada kawat penghantar 3. Mengurangi tegangan pada isolator 4. Mengurangi gangguan sampai beberapa gawang 5. Mengurangi waktu berlangsungnya tegangan merusak (Break Down voltage). 6.10.2. Macam-Macam Elektroda Pentanahan Pada dasarnya terdapat tiga macam elektroda pentanahan yaitu : 1. Elektroda Pita, berupa pita atau kawat berpenampang bulat yang ditanam di dalam tanah umumnya penanamannya tidak terlalu dalam. (0,5 - 1 meter) dan caranya ada bermacam-macam, perhatikan gambar 6.13

258

Bentuk Radial

Bentuk Grid

Bentuk Lingkaran

Gambar. 6.13. Macam-macam cara penanaman eletroda pita 2. Elektroda Batang, berupa batang yang ditanam tegak lurus dalam tanah, lihat gambar 6.14

Gambar 6.14 Cara penanaman Elektroda batang. Untuk membuat agar tahanan pentanahan cukup kecil elektroda batang tersebut ditanam lebih dalam atau menggunakan beberapa batang elektroda.

3. Elektroda pelat, berupa pelat yang ditanam tegak lurus dalam tanah seperti pada gambar 6.15

Gambar 6.15. Cara Penanaman elektroda pelat

259

6.11.Metode/Cara Pentanahan 6.11.1. Pentanahan dengan Driven Ground. Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menancapkan batang elektroda ke tanah. Perhatikan gambar 6.16. dan 6.17.

Gambar 6.16. Pentanahan dengan Driven Ground

S

Satu Batang Elektroda Dua Batang Elektroda Gambar 6.17 Pentanahan Dengan Counter Poise Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menanam kawat elektroda sejajar atau radial, beberapa cm di bawah tanah (30 cm - 90 cm). Perhatikan Gambar 6.18

260

Pentanahan menara dengan counterpoise

Radial

paralel Gambar 6.18. Pentanahan menara dengan counterpoise

Pentanahan dengan counter poise biasanya digunakan apabila tahanan tanah terlalu tinggi dan tidak dapat di kurangi dengan cara pentanahan driven ground, biasanya karena tahanan jenis tanah terlalu tinggi. 6.11.2. Pentanahan Dengan Mesh atau Jala

elektroda membujur dan melintang di bawah tanah, yang satu sama lain dihubungkan di setiap tempat sehingga membentuk jala (Mesh). Perhatikan gambar 6.19 Sistem pentanahan Mesh biasanya dipasang di gardu induk dengan tujuan untuk mendapatkan harga tahanan tanah yang sangat kecil (kurang dari 1 ohm).

Adalah cara pentanahan dengan jalan memasang kawat

261

.

...

Gambar 6.19 Pentanahan dengan Mesh (jala) Harga tahanan jenis selalu 6.12. Tahanan Jenis Tanah bervariasi sesuai dengan keadaan Harga tahanan jenis tanah pada pada saat pengukuran. Makin tinggi daerah kedalaman yang terbatas suhu makin tinggi tahanan jenisnya. tergantung dari beberapa faktor, Sebaliknya makin lembab tanah itu yaitu : makin rendah tahanan jenisnya. Jenis tanah = tanah liat, berpasir, Secara umum harga-harga tahanan berbatu, dll jenis ini diperlihatkan pada tabel - Lapisan tanah = berlapis-lapis berikut ini : dengan tahanan jenis berlainan atau uniform. - Kelembaban tanah - Temperatur.

262

Tabel 6.3. Tahanan Jenis Tanah Jenis tanah

Tahanan jenis tanah (ohm m)

Tanah Rawa

30

Tanah Liat Dan Tanah Ladang

100

Pasir Basah

200

Kerikil Basah

500

Pasir Dan Kerikil Kering

1,000

Tanah Berbatu

3,000

Sering dicoba untuk merubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan maksud untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah. Cara ini hanya baik untuk sementara sebab proses penggaraman harus dilakukan secara priodik, sedikitnya enam bulan sekali. Dengan memberi air atau membasahi tanah juga dapat mengubah tahanan jenis tanah. 6.13. Pengukuran Tahanan Pentanahan

tahanan antara besi atau plat tembaga yang ditanam dalam tanah yang digunakan untuk melindungi peralatan listrik terhadap gangguan petir dan hubung singkat. Dengan demikian pelat tersebut harus ditanam hingga mendapatkan tahanan terhadap tanah sekitar yang sekecil-kecilnya. Untuk mengukur tahanan pentanahan digunakan alat ukur tahanan pentanahan (Earth Resistance Tester), seperti diperlihatkan pada gambar 6.20. Cara penggunaan "Earth Resistance Tester" akan dijelaskan lebih lanjut pada materi yang lain.

Pengukuran tahanan pentanahan bertujuan untuk menetukan

263

Gambar 18.2.13.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

OK Lamp Function Switch Buttons Ohm Range Switch Buttons Terminals Scale Plate Panel

Gambar 6.20 Alat ukur tahanan pentanahan .

264

BAB VII KONSTRUKSI KABEL TENAGA Dalam penyaluran tenaga listrik dari pusat-pusat pembangkit ke konsumen biasanya dilakukan melalui Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT), seiring dengan perkembangan daerah, maka didaerah perkotaan SUTT sulit dipergunakan karena kesulitan lahan untuk tower maka digunakan Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT). Selain itu kabel juga digunakan untuk penyaluran tenaga listrik antar pulau dengan menggunakan Saluran Kabel Laut Tegangan Tinggi. (SKLT). Kabel yang digunakan untuk SKTT maupun SKLT biasanya kabel berisolasi kertas yang diberi minyak dan disebut kabel minyak atau kabel yang berisolasi Crosslinked polyethylene (XLPE) yang disebut kabel XLPE. 7.1. Kabel Minyak Kabel ini menggunakan isolasi yang terbuat dari jenis isolasi padat terdiri dari kertas yang diresapi dengan Viskos Compon dan dilakukan treatment dengan minyak untuk membuang kelembaban serta udara, karena itu dinamakan kabel minyak.. 7.1.1. Bagian bagian kabel minyak Bagian-bagian dari kabel minyak ini terdiri dari: • Konduktor. • Kanal minyak • Insulation • Minyak impregnasi

• Electrostatic Screen • Penguat dan Selubung logam • Pengaman karat. 7.1.2. Konduktor Konduktor yang digunakan yaitu tembaga atau aluminium, logam tersebut dipilih dengan pertimbangan beberapa hal yaitu arus beban dan keekonomisan. Konduktor Hollow dibuat dengan segmental Strip yaitu untuk kekukuhan atau kekuatan yang lebih tinggi dan telah digunakan sampai dengan penampang 2000 mm2. Untuk mentransfer beban listrik yang besar (very Heavy load) biasanya digunakan konduktor “Milliken”. Konduktor tersebut umumnya dibuat “Six Stranded Segmen” dan terisolisasi antara segmen satu dengan yang lain, tersusun disekeliling kanal yang berisi spiral penyangga dan diikat bersama dengan pita Bronze. Masing – masing segmen dibentuk oleh sejumlah konduktor bulat dan terpasang kompak pada bentuk segmen yang dibutuhkan. Konstruksi harus dibuat equal, untuk mengurangi rugi-rugi akibat efek kulit, Skin efek juga dipengaruhi oleh ukuran kanal (Duct), misalnya untuk konduktor 1600 mm2, jenis ‘ Conci’ pada 50 Hz dan suhu 85°C akan mempunyai Skin efek 24,5% jika kanal 12 mm dan 60% jika 40 m. Dengan konduktor “Milliken”, karena masing-masing sektor secara automatik ditransposed, maka pembesaran diameter kanal 265

mengurangi pengaruh skin efek cukup banyak. Nilai rugi-rugi akibat Skin efek untuk konduktor cooper “Milliken” cukup rendah yaitu untuk diameter 2500 mm2 pada 85° C dan 25 mm kanal adalah 14%. Nilai rugi-rugi akibat Skin efek yang rendah yaitu 2 s.d 4% dapat dicapai dengan konduktor yang disusun elemen terisolasi satu dengan yang lainnya menggunakan enamel. 7.1.3.Kanal Minyak Pada kabel inti tunggal, konduktor dilengkapi dengan kanal minyak yang terbuat dari Steel Strip Spiral bulat terbuka yang menggunakan kawat konduktor stranded. Untuk jenis Segmental Self Supporting Conductor tidak perlu menggunakan Steel Spiral. Diameter kanal minyak disesuaikan dengan persyaratan sistem hidrolik, dan umumnya dengan batas 12 s.d 25 mm. Pada sistem instalasi kabel, dilengkapi dengan tangki-tangki ekspansi baik ujung yang satu maupun ujung yang lainnya, bergantung pada sirkitnya, atau juga dapat dipasang tangki ditengah-tengah instalasi kabel. Instalasi kabel dirancang dengan prinsip bahwa pada kondisi pelayanan yang tidak normal, tekanan minyak kabel akan lebih tinggi dari tekanan atmosfir sepanjang kabel dari sistem instalasi tersebut. 1.Insulation Isolasi kabel ini terbuat dari jenis isolasi padat terdiri dari kertas yang dilapiskan pada konduktor yang diresapi dengan Viskos Compon

dan dilakukan treatment untuk membuang kelembaban serta udara. Isolasi kabel terdiri dari “Cellulose Paper” yang dilapiskan pada konduktor yang membentuk suatu dinding isolasi yang uniform dan kompak dan tidak mengkerut atau terjadi kerusakan selama proses pembuatan atau ketika penanganan kabel dilapangan saat penggelaran. seperti pembengkokan serta perlu diawasi baik terhadap tarikan maupun kelembabannya. Ketebalan kertas bervariasi, kertas yang tipis yang mempunyai dielektrik strenght tinggi tetapi kekuatan mekaniknya rendah dan digunakan pada tempat yang paling dekat dengan konduktor. Kertas yang digunakan mempunyai kemurnian dan keseragaman tinggi, dicuci menggunakan Deionize water selama pembuatannya. Sifat kerapatan dari kertas dipilih secara hati-hati untuk mendapatkan dielektrik strenght yang paling tinggi dan juga kompatibel dengan metode impregnasi yang lain. Isolasi tersebut mempunyai ketebalan bervariasi dari 3 mm untuk 30 kV dan 35 mm yang digabung dengan minyak bertekanan tinggi khususnya untuk tegangan 750 s.d 1000 kV. Untuk kabel-kabel yang besar dan apabila kabel menggunakan selubung aluminium, isolasi diamankan dari kerusakan mekanik menggunakan lapisan pita “Glass Fibre Coopen Threated Woven”

266

2. Minyak peresap ( impregnasi) Pada kabel yang menggunakan selubung logam dari timah atau aluminium untuk mengamankan konduktor yang terisolasi terutama untuk tegangan >50 kV, karena formasi pada saat pelayanan yang disebabkan oleh Void akibat Heat Cycling dan pada waktu ada tekanan tegangan yang lebih besar. Void-void ini membentuk ionisasi yang terus bertambah yang akhirnya dapat menyebabkan kerusakan. Untuk membuang atau menyingkirkan Void-void ini, kabel diberi minyak, dengan impregnasi penuh memakai bahan yang viskositasnya rendah, dimana pada waktu ada pemanasan kabel minyak akan mengalir keluar menuju reservoir dan akan kembali lagi pada waktu kabel bertemperatur rendah. Kabel yang berdiri sendiri (Self-Contained Oil Filled ) umumnya digunakan dengan jenis tekanan rendah, yaitu dirancang untuk untuk tekanan minimum namun masih diatas tekanan udara luar. Nilai aktual tekanan itu dapat lebih tinggi pada suatu lokasi dan akan bervariasi sepanjang panjangnya instalasi bergantung pada profil instalasinya. Nilai tekanan yang lebih tinggi lagi, umumnya > 10 atm digunakan untuk instalasi kabel dengan tegangan tinggi supaya menaikkan Dielektrik Strenght Isolasi. Informasi tentang minyak yang rendah viskositasnya dari minyak kabel T-3570. Minyak T-3570 murni 100 % jenis hidrokarbon. Tidak memungkinkan untuk memberikan informasi secara lengkap dari

struktur minyak mineral tersebut. Analisa molekul adalah cukup banyak dipengaruhi oleh teknik pengukuran. Analisa yang dilakukan oleh NDM, adalah salah satu yang tekniknya sudah dikenal dan memberikan indikasi dari distribusi aromatik naphtenic dan paraffinic. Menggunakan teknik ini,minyak T-3570 berisi kira-kira 10 % molekul aromatic yang (utama) predominantly single dan struktur dua ring.The balance of the oil comprices a micture of naphtenic and paraffinic grouping predominant.Tidak ada tambahan bahan kimia berkaitan pada T-3570. karakteristik yang lain yang dapat membantu bahwa minyak &-3570 merupakan viscositas sangat rendah menjamin bahwa dalam hal ada kebocoran kabel, minyak akan segera muncul pada permukaan air dalam bentuk film yang sangat tipis.Tambahan lagi, penguapan yang tinggi dari minyak ini, akan memberi vasilitas mengurangi rugi akibat penguapan. 7.1.4. Data kimia Acid value (inorganic) : nil Acid value (organic) : 0,01mg KOH/ g max Sulphur content : non corrosive Physical data : Coefisien of expansion: 0,00089/ °C Viscops Viscosity at 60° C : 2 cSt Viscocity 20° C : 5 cst Viscosity pada 0°C : 10 cst Flash point (open) : 115 °C min Pour point : -27 °C Cloud point : -25 °C General information Extra low viscocity 267

7.2. Karakteristik Minyak Minyak kabel merupakan komponen instalasi kabel yang sangat penting, dan hanya minyak bagian dari sistem isolasi kabel yang dapat diperiksa setelah kabel dipasang, yang harus diperhatikan pada karakteristik minyak yaitu: • Viskositas • Koefisien muai termal • Tegangan tembus • Tangen delta • Penyerapan terhadap gas 1. Viskositas Dapat dilihat pada perhitungan sistem hidrolik, viskositas minyak adalah sangat penting. Minyak harus dipertimbangkan dengan desain dari kanal minyak kabel panjang seksi pemasok minyak dan jenis tangki ekspansion. Viskositaas diukur dalam senti stokes atau centipoise (centipoise adalah centistoke dikalikan dengan spesifik grafiity minyak). Viskositi harus serendah mungkin kompatibel dengan titik nyala dan titik mengembun. Viskositas yang rendah mengijinkan operasi dengan suhu yang sangat rendah dan membantu desain sistem yang ekonomis dengan mengurangi banyaknya titik pasokan minyak. Minyak mineral Viskositas rendah yang digunakan mempunyai viskositas pada 20° C kurang lebih 12 cst dan titik tuang 45°C atau kurang. Salah satu minyak yaitu Dodecyl Benzene (DDB) yang dikenalkan pada tahun 60 an, mempunyai viskositas pada 20° C

sama dengan minyak mineral diatas dan bahkan lebih rendah titik tuangnya. Selanjutnya, mempunyai titik nyala yang tinggi dan kemampuan menyerap gas pada waktu terjadi tekanan listrik. Bahkan lebih rendah Viskositas Dodecyl Benzene (DDB). yang pada penggunaan normal cocok untuk pemasok tekanan kabel laut yang sangat panjang. Contoh pengunan minyak ini yaitu untuk instalasi Angke– Ketapang dan petukangan dan petukangan kearah Senayan yang mempunyai viscositas 5cSt pada 20°C. 2. Koefisien Ekspansi Panas Koefisien ekspansi panas adalah sangat penting .hal ini memberikan ukuran dari aliran minyak,dan juga menentukan ukuran ruangan untuk ekspansi. Koefisien panas ini juga akan mempengaruhi pada tekanan dinamik,dan dengan demikian juga diameter kanal minyak (oil duct), panjang seksi pemasok minyak dan jenis vesel pemuai yang dipilih. Dua jenis karaktersitik ini merupakan parameter hidrolik yang sangat penting.Tetapi agar cairan isolasi mempunyai isolasi yang terbaik, minyak juga harus mempunyai karakteristik listrik yang baik. 3. Tegangan tembus Pertama minyak kabel harus mempunyai tegangan tembus yang tinggi. Tegangan tembus ini dapat diukur dengan tes cell spesial. Pengujian dengan alat uji tersebut memberikan indikasi kondisi minyak isolasi kabel. Air dan kotoran268

kotoran akan merendahkan kuat dielektrik.

yang baik, sehinggga penimbulan gas tidak terjadi.

4. Tangen Delta

6. Pelepasan Gas (degassifying)

Mengukur tan delta minyak adalah pengukuran yang terbaik yang dilakukan untuk memeriksa kemurnian minyak kabel. Cairan isolasi listrik yang baik diperlukan harga tan delta yang rendah. Kotoran yang terdapat pada minyak seperti: air, ageing product,rest of lubricant, debu, udara dan benda lain. Kontaminasi yang berbahaya adalah kontaminasi yang memberikan kenaikan tan delta.

Jika minyak menjadi cairan isolasi yang baik, maka perlu mempunyai minyak yang tanpa gas atau jenis kontaminasi yang lain. Gas dan air akan dilepas dari minyak pada mesin pelepas gas. Mesin pelepasan gas bekerja sebagai berikut: minyak yang akan diolah dihamparkan (spread) didalam ruangan vaccum, dimana minyak akan mempunyai permukaan yang luas dibanding volume gas atau air akan mengurai didalam ruang vacuum dan minyak yang bebas gas ada dibawah dipompa kedalam tangki yang rapat. Jika minyak mempunyai kontaminan yang tinggi pada proses ini dapat diulang-ulang sampai minyak menjadi kering dan bebas gas. Penyerapan kotoran minyak yang lain dari air dan gas tidak dapat dilepas selama proses pelepasan gas (degasifying). Hasil penyerapan ini harus dilepas dengan menyaring minyak menggunakan fuller, s earth. Fuller,s earth akan menyerap semua partikel–partikel dimana partikel tersebut akan menaikkan tan delta. Penyaringan melalui fuller,s earth adalah dengan cara memompa minyak melalui suatu penyaring dengan desain khusus. Hal ini dapat dilakukan terpisah, tetapi sangat sering dilakukan secara seri dengan degassifying.

5.Penyerapan Gas Karakteristik lain dari minyak isolasi kabel adalah kemampuan menyerap gas pada kondisi ada tekanan listrik (electrical stress). Untuk beberapa alasan, itu dapat terjadi bahwa kita dapat mendapatkan gas entah dimana. Apabila susunan gas itu tidak dapat diserap, maka akan terjadi gelembung-gelembung. Tegangan tembus dari gelembung gas adalah lebih kecil dari pada minyak dan kertas. hal ini kemudian akan membentuk ionisasi dan akhirnya gagal isolasi. Oleh karena itu bahwa minyak harus mempunyai kemungkinan untuk menyerap gas apabila tegangan diberikan pada kabel. Hal yang penting adalah : 1. Minyak harus menyerap gas pada terjadi gangguan 2. Pembuatan,splicing(sambungan dan terminating pada kabel harus dikerjakan dengan cara

269

Tabel 7. 1. Karakteristik Minyak( Dobane J.N (Decylbenzene) Penunjukan Harga Density pada 15°C 0,865 Viscocity pada 20°C 6,46 Cst 50°C 2,94 Cst 80°C 1,39 Cst Dielectric losses pada 80°C after <0,002 ageing Spesific heat 10°C 0,442 Kcal/kg/°C 37°C 0,465 Kcal/kg/°C Expansion coefficient between 20 8,2 10-4 °C dan 80 °C Tabel 7. 2. Karakteristik Minyak Suhu

Cinematic Viscocity(Cst)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 85

20 11,4 7,5 5,8 4,5 3,5 2,85 2,3 2 1,83

7.3. Macam-macam minyak kabel Sekarang kita telah melihat syarat dasar isolasi kabel minyak. Minyak yang digunakan untuk Angke – Ketapang dan Petukangan – Senayan adalah jenis minyak mineral. Minyak kabel yang digunakan oleh pembuat kabel De Lyon dan Pireelli adalah dari jenis sintetic. Jika karena beberapa alasan, perlu mengisi kabel STK dengan minyak dari pemasok lain, minyak dari de Lyon dan Pirelli

Dynamic viscocity (cpoise) 17,5 9,9 6,46 4,96 3,82 2,94 2,38 1,9 1,64 1,39

dapat digunakan. Secara teknik ketiga jenis minyak kabel ini, dan hidrolik sistem dirancang sedemikian sehingga dapat memelihara perbedaan viskositas dan koefisien pemuaian panas. 1. Electrostatic Screen Pita pada kertas karbon semi konduktif dipasang melapisi konduktor dan isolasi, screen ini mempunyai sifat meningkatkan tegangan breakdown pada 270

frekuensi power dan memperbaiki umur dari isolasi. 2. Penguat dan selubung logam. Suatu selubung logam dari timah atau aluminium digunakan sesudah pemasangan isolasi, sebelum dan setelah peresapan menurut teknologi yang dipakai. Jika digunakan timah ini dilengkapi dengan suatu penguat untuk menahan ekspansi radial. Material ini umumnya suatu tembaga tipis atau pita alloy yang sangat ketat dilapiskan pada selubung guna membentuk suatu penutup.

Dalam hal kabel tekanan tinggi yang dipasang secara vertikal atau sloop yang terjal atau curam,ketentuannya dibuat juga untuk memperkuat gaya longitudinal.Selubung aluminium, umumnya untuk menaikkan fleksibility. Ketebalan selubung aluminium umumnya bergantung pada diameter dan operasi tekanan yang bermacam-macam yaitu dengan range 1,5 mm sampai 5,5 mm. 3. Pengaman terhadap Karat (Anti Corrosion Protection) Pengaman terhadap karat atau Anti Corrosion Protection menggunakan “Adhering Layer Covered” atau PVC bergantung pada jenis kabel. Bagian ini untuk mengamankan Pita penguat selubung timah atau aluminium terhadap korosi.

4. Assesories Kabel minyak Assesories pada instalasi kabel minyak terdiri dari: Stop Joint, pemasok minyak dan Sealing End atau terminasi untuk penggunaan pada ujung kabel. Stop Joint untuk membagi minyak pada sirkit kedalam seksi minyak yang terpisah. Straight Joint untuk menyambung kabel, Trifurcating Joint untuk menyambung Three Core ke Single Core kabel. Assesories Kabel minyak lainnya adalah pembatas tegangan untuk sistem Crossbonding pada seksi berikutnya 5. Terminasi (Sealing End) Sealing End dilengkapi dengan seal yang tertutup rapat, dan pemisahan secara fisik antara ujung konduktor dan selubung logam (sheath) dimana tekanan dielektrik berkurang dari beberapa ribu volt/milimeter pada pertemuan secara radial, pada kabel menjadi beberapa ratus volt/milimeter. Isolasi bagian luar umumnya terbuat dari porselin yang tahan cuaca umumnya jenis antifog. Sealing end dibuat untuk tahan terhadap uji sama dengan kabel, tetapi harus mempunyai tegangan impulse yang tinggi. Untuk terminasi kabel inti tiga spliter bok digunakan untuk memisahkan inti kabel yang masing-masing dipasang pada sealing end. Sealing end yang direndam dalam minyak didesain guna beroperasi pada tekanan minyak yang tinggi. Terminasi untuk kabel yang masuk ke saluran GIS umumnya mempunyai sebuah insulator voltalit 271

yang terdiri dari porselin juga, dengan demikian mempunyai kemampuan mekanik yang lebih besar. Sealing end jenis ini dipasang pada boks yang dirangkai dengan trafo dan disambung denga trafo menggunakan bushing. Susunan seperti ini guna memudahkan dapat melepas trafo tanpa harus melepas kabel dan mudah memeriksa minyak pada boks kabel. 6.

Sambungan Lurus (Straight Joint)

Sambungan Lurus menunjukan keistimewaan dari joint three core kabel, pada joint seperti ini, konduktor aluminium disambung dengan mengelas/mengecor dan pada saat menyambung tekanan minyak dijaga pada tekanan yang rendah pada sisi ujung kabel. Masing-masing ujung kabel mempunyai boks tekanan minyak yang mempunyai katup-katup untuk mengatur sehingga minyak dapat terus-menerus meresapi pekerjaan sambungan .Sebuah steel spiral dipasang pada kanal pusat konduktor dengan tujuan untuk support dan konduktor dan menjamin aliran minyak. Joint tersebut sesuai untuk penggunaan instalasi kabel tanah yang menggunakan sistem crossbonding. 7. Sambungan Henti (Stop joint) Stop joint digunakan untuk membagi sirkit kedalam seksi-seksi tekanan minyak yang terpisah masing-masing dan dilengkapi dengan peralatan untuk ekspansi minyak. Seksionalisasi dimaksud-

kan untuk membatasi tekanan minyak tidak melebihi keamanan harga desain dan membagi beberapa bagian panjang kabel menjadi beberapa seksi tekanan minyak untuk memudahkan pemeliharaan. 7.4. Tangki minyak. (Pengumpul minyak) Karena tahanan listrik pada konduktor dan selubung logam, maka arus beban kabel akan membangkitkan rugi listrik yang akan dirubah menjadi panas pada kabel itu sendiri. Karena pemuaian panas minyak isolasi lebih tinggi dibandingkan dengan pemuaian volume dari kabel, tidak akan cukup tempat didalam selubung logam untuk mengakomodasi jumlah minyak yang panas. Perbedaan volume antara minyak dingin dan minyak panas harus diserap oleh pengumpul (tangki) minyak bertekanan yang ditempatkan pada salah satu ujung atau kedua ujung dari panjang kabel. Penurunan dari arus beban kabel akan mengurangi produksi panas dan minyak akan menjadi dingin dan menyusut. Minyak dari tangki minyak akan mengalir ke kabel untuk menjaga isolasi kertas penuh dengan minyak dan bebas dari void. sehingga fungsi utama dari tangki minyak (reservoir) adalah untuk mengakomodasi kelebihan minyak sesaat kapan saja. Maksud lain yang sangat penting adalah bahwa tangki minyak untuk mengumpulkan cadangan minyak yang dapat dipasok kedalam kabel apabila ada kebocoran pada kabel. 272

1. Jenis,Tangki Minyak

Dua jenis tangki dirancang untuk mengakomodasi perubahan isi minyak akibat perubahan temperatur. Tangki tersebut adalah tangki bertekanan tetap dan tekanan berubah. Tangki tekanan tetap terdiri dari sejumlah piringan berbentuk selfleksibel walled yang diisi minyak kabel. Susunan sel tersebut dipasang pada wadah silinder rapat (sealed) dan diisi minyak untuk melindungi karat. Jenis tangki ini dipasang pada ketinggian tertentu guna menjamin secara kontinyu

tekanan minyak selalu positip. Tekanan minyak juga bergantung pada tekanan hidrostatik akibat transien karena perubahan temperatur yang tibatiba. Pada umumnya untuk daerah pemukiman yang padat digunakan variable pressure tank . 2. Tangki takanan rendah dan menengah Gambar 7.1 berikut memperlihatkan sebuah tangki minyak untuk memperlihatkan selsel didalam tangki besi.

Gambar .7.1 Tangki tekanan rendah dan menengah Tangki tekanan rendah B-120 yang berisi 40 sel yang masing-masing berisi 3 lt. Jumlah tipe mengindikasikan volume gas ketika tangki minyak kosong dari isi minyak. Ketika minyak dipompa diantara sel-sel baja dan sell-sell kemudian sel tersebut akan menekan dan mendesak (exert) gaya dari minyak. Gambar 7.2 memperlihatkan tipikel karakteristik sebuah tangki tekanan rendah . Tipe B-80 dan B-120 dan B-240

adalah tangki tekanan rendah dengaan berbeda ukuran dengan operating tekana n 0,2 – 1,7 bar. Dengan memberikan tekanan pada sel-sel tekanan dapat dinaikan sampai 0,3 – 3 bar seperti tangki A130.Tangki tipe A dan B disebut tangki tekanan medium dan tekanan rendah. 3. Tangki tekanan tinggi. Tangki tekanan tinggi dirancang dengan berbeda cara dibandingkan 273

dengan tekanan rendah dan tekanan sedang dimana sel yang

berisi gas terpisah pada shell steel.

Gambar.7.2 Curva Kapasitas minyak Tangki. maka batang tersebut akan Pada tangki takanan tinggi selbergerak kedepan dan kebelakang sel gas terhubung melalui sebuah dengan melewati suatu skala yang pipa manifol yang dapat diperluas terbagai-bagi dalam liter. Gerakan ke katup pada sisi luar dari tangki batang ini mempunyai fungsi yang baja. Hal ini membuat kemungkinan lain yaitu bekerja sebagai katup untuk menaikkan tekanan minyak pengaman. Pada batang ada piston antara sel-sel dan tank simply yang akan menutup minyak masuk dengan manaikan tekanan gas. ke tangki jika sel-sel tersebut Pada awalnya untuk mengatur tertekan dan akan menutup minyak tekanan minyak sampai harga 0,2 keluar apabila sel-sel mempunyai sampai 12 bar pada tangki H-100 tekanan maksimum yang diijinkan dan H-150. sehingga menghindari kerusakan bagian sel. Karena tekanan dapat diset untuk harga awal antara 0,2 sampai 12 bar maka kurva tekanan tidak 4. Ukuran tangki minyak single volume dan tidak bisa (reservoir) dievaluasi volume dengan Agar ukuran volume tangki membaca tekanan dari manometer (pengumpul) minyak diketahui, kita sebagai mana pada tangki tekanan harus mengetahui beberapa data rendah. Untuk mengkompensasi spesifik instalasi kabel seperti: tangki tekanan tinggi (H-tank), tangki ini mempunyai indikator • v = volume minyak per meter volume minyak yang ditempatkan kabel pada flange tangki. Indikator • l = panjang kabel yang volume adalah sebuah batang tetap diakomodasi oleh keluar dari sel. Karena sel akan pengumpul (reservoir) tertekan apabila minyak mengalir ke minyak tangki, dan akan mengembang apabila minyak keluar dari tangki 274

• θ = perbedaan suhu rata-rata antara minyak panas dan dingin • ß = Koefisien volum minyak kabel. Volume minimum dihitung dengan rumus : V0 = v . L . s . o Sebagai contoh : Kabel minyak OKEP 170 kV , 1 x 240 mm2 v = 0,832 l / m ß = 8,9 x 10 -4 untuk kabel minyak T 3570 = 60 o C suhu konduktor bermacam-macam yaitu 18 s.d 85o C maka kenaikan suhu rata-rata adalah: 0,9 (85 18 ) = 60 L = 2000 m panjang rute satu kabel. Maka: v = 0,832 . 2000 . 0,00089 . 60 = 89 liter Jika kita memerlukan spare minyak setiap kabel masing - masing jumlah untuk mengatasi kebocoran sebesar 2 liter/jam maka untuk 24 jam harus ditambah 48 liter maka kapasitas tangki yang dibutuhkan adalah = 89 + 48 = 137 liter. 5. Tekanan minyak dinamik Ketika minyak mengalir masuk dan keluar kabel karena perubahan suhu dari kabel akan menyebabkan perubahan tekanan tertentu sepanjang kabel. Karena ada gesekan antara minyak dan kanal konduktor maka tekanan tangki pengumpul (reservoir) harus mempunyai tekanan minyak yang tetap, agar tekanan minyak ke dalam kabel seperti kondisi dingin. Selama terjadi pemanasan pada kabel akan

timbul tekanan minyak didalam kabel yang akan mendorong minyak keluar kedalam tangkitangki yang bertekanan. Bagian penting dari rancangan kabel minyak adalah menghitung tekanan minyak dinamik dan volume minyak yang sesuai. Perhitungan tekanan minyak dinamik lebih komplek dan dilakukan dengan bantuan program komputer dimana semua parameter seperti: viskositas, suhu, diameter kanal, kondisi permukaan dihitung bersama dengan arus beban dan rugi konduktor.

Gambar 7.3. B130

Tangki minyak tipe

6. Operasi tangki bertekanan Pada tangki tekanan statik misalnya tangki A, B dan H tekanan minyak disebabkan oleh gas yang bertekanan. Hubungan antara volume dan tekanan minyak selanjutnya diatur oleh hukum, gas yang menyatakan bahwa hubungan antara tekanan ,volume dan temperatur adalah konstan untuk jumlah gas yang tetap. Hal ini dapat dijelaskan dengan rumus berikut: vxP =K T 275

K = konstanta v = Volume gas dalam liter P = absolut pressure in bar P = ( p + 1) atau pembacaan tekanan pada manometer dalam bar diatas tekanan atmosfir T = temperatur absolut dalam Kelvin (kelvin = ° Celcius + 273 ) Pada tekanan tangki V1 adalah volume gas ketika kosong, dan V2 adalah volume gas ketika isi penuh. v1 – v2 = δ v dimana δ v = Volume minyak aktif tangki = K T1/P1 – KT2/P2 = K( T1/P1 – T2/P2) karena sel-sel gas dibuat pada temperatur 20 °C maka konstanta K untuk: Tangki B- 80 adalah K 80 = 80/293 = 0,273 Tangki B-120 adalah K 120 = 120/293 = 0,410 Tangki B-240 adalah K 240 = 240/ 293 = 0.891 Contoh 1: Tangki A-130 adalah K130 = 130/293 = 0,443 Jika temperatur dipertahankan konstan, misalnya 10°C, kemudian tekanan minyak dari tangki A-130 terbaca 2 dan 1 bar pada P1 dan P2 maka pertambahan volume dapat dihitung sebagai berikut : P2 = P2 + 1 bar + 3 bar P1 = P1 + 1 = 2 bar T1 = T2 = 273 + 10 = 283 °K δv = K (T1/P1 – T2/P2) = 0,444(283/2 -283 /3 )= 47 liter. Contoh 2. Pada contoh 1 didapat kabel panjang 2000 m jenis OKEP 170 kV, 1 x 240 mm2 akan ber expansi 89 liter antara tanpa beban dan

beban penuh. Jika kita memerlukan tekanan minyak minimum tidak lebih rendah dari 0,5 bar, berapa jumlah tangki A-130 yang diperlukan dan berapa tekanan maksimum ? misalnya suhu bervariasi antara 20 – 40 °C Penyelesaian: Kita mempunyai jawab δv = 89 liter T1 = 273 +2 0 = 293 T2 = 273 + 40 = 313, P1 = 1 + 0,5 = 1,5 , P2 = 1 + 3 = 4,0 (maksimum tekanan untuk A -130 adalah 3 bar). Banyaknya tangki yang diperlukan adalah = 89/δv δv = 0,444(293/1,5 - 313/4) =0,444(195,3 – 78,25 ) = 52 sehingga banyaknya tangki adalah = 89/52 = 1,7 dibulatkan menjadi = 2 buah . Dengan dua tangki maka berapa tekanan aktual maksimum yang terjadi ? δv = 89/2 = 44,5 liter δ v = 0,444(293/1,5-313/P2 ) = 44,5 liter. 86,73 - 44,5 = 138,97/P2 maka P2 = 3,29 dan P2 = 2,29, sehingga tekanan maksimum minyak akan menjadi 2,29 bar. Untuk tangki tekanan tinggi H100 atau H-150 tidak ada nilai umum untuk konstanta K . Volume minyak yang keluar dari tangki tekanan tinggi sepanjang waktu dapat dihitung dari ekspresi sebagai berikut: δv = v1-v2 v1P1/T1 = v2P2/T2, karena v2 = v1 (P1T2/T1P2) maka : δv = v1-v2 = v1 (1 – P1T2/T1P2) . Untuk tangki bertekanan tipe H-150, 276

v1 =150 - δv, di mana v volume minyak yang terbaca pada indikator volume pada tekanan P1. Dari contoh perhitungan diatas terlihat bahwa suatu instalasi kabel minyak memerlukan suatu tangki pengumpul minyak (reservoir) untuk menjaga tekanan minyak. Tangkitangki tekanan statik dimana minyak didalam tangki besi dan diberi tekanan dengan menggunakan gas nitrogen bertekanan. Minyak isolasi kabel harus bebas dari lembab dan udara agar sifat isolasinya tetap. Oleh karena itu gas tidak boleh kontak langsung dengan minyak, tetapi berada dalam fleksibel corrogated sel-sel baja.

Sel-sel dibuat dengan tekanan dari dua flanes yang berbeda dari tined steel ,disolder bersama pada ring support (33% tin dan 67 % lead solder). Bentuk kedua flanes saling melengkapi, yang dikatakan lower–face dari sel. Penggembungan sel-sel adalah dijamin dari deformasi dari kedua flanes oleh penggunaan vaccum. Kekencangan sel-sel diuji dengan menggunakan vaccum pada 0,1 mm Hg selama 20 jam,akhirnya sel dibersihkan dan dikali brasi. Ada beberapa contoh tangki pengumpul yang digunakan seperti: 7. Tangki minyak tekanan rata-rata tipe MP-120

variasi keseimbangan dari volume minyak kabel oleh perubahan suhu pada waktu perubahan musim dan fluktuasi beban. Unuk menjaga sifat dielektrik dari kabel diperlukan tekanan minyak minimum 0,3 bar, pada titik tertinggi dari instalasi. Tangki minyak harus dipasang dekat dengan titik tertinggi dari saluran kabel (instalasi) termasuk sealing end. Memperhatikan pre-inflation tekanan rata-rata dari sel-sel pada kira-kira 0,6 bar suhu 20°C, tekanan kerja minimum bergantung pada suhu. Misalnya tekanan 0,45 bar pada suhu 0°C dan kira-kira pada suhu 50°C. Dibawah suatu suhu, slope diagram tekanan/aliran akan berubah dengan cepat. Variasi volume minyak adalah rendah untuk variasi tekanan yang besar. Tekanan maksimum adalah 2,5 bar yang dijamin kerja elastik dari dinding sel. Standar tangki minyak tipe MP-120 terdiri dari 38 sel-sel udara yang menggembung. Masing-masing sel terdiri dari 5 liter udara. Ruang antara body tangki dengan sel terisi dengan minyak diolah yang sesuai. Batas tekanan tangki MP-120 adalah : 0,6 sampai 2,5 bar dan batas suhu -20 °C dan 35 °C. Tangki dapat bekerja antara tekanan 0 sampai 60°C dan dapat dipasang pada berbagai posisi pasangan dalam atau luar tanpa perhatian yang khusus. Walaupun demikian disarankan tangki-tangki dipasang pada tempat yang terlindungi dari matahari untuk daerah tropis.

Tangki tekanan minyak secara absolut diperlukan untuk menjaga 277

8. Tangki minyak tekanan tinggi tipe–HP 80(CDL) Desain dari tipe HP secara lengkap berbeda dengan tipe MP. Tipe MP dibuat dari material galvanize steel,sementara tipe HP menggunakan stainless steel (sstandart internasional : 316 Liter). Tipe MP terdiri sejumlah sel-sel yang identik sedangkan tipe HP terdiri dari satu pipa corugated stainles steel Tipe HP dilengkapi dengan : dua buah handel,plat khusus untuk pentanahan dan plat nama. Keuntungan yang utama tangki tipe HP adalah dapat diatur tekanan udaranya,kemudian tekanan kerja,sebagaimana yang diperlukan pada instalasi.Tipe HP dapat diguanakan pada tekanan antara 0,6 bar sampai 10 bar maksimum,tetapi hanya dengan daerah terbatas pada 2 bar,misalnya pada tekanan 8 sampai 10 bar atau 4 sampai 6 bar,tekanan udaranya harus diatur lagi sebelum selesai dan tidak akan dirubah sesudahnya. 9. Perlakuan terhadap tangki -

Memvaccum sampai 0,1 mmhg selama 10 menit untuk mengeluarkan lembab - Cuci dengan minyak panas yang difilter dan sirkulasi selama satu jam - Tuang sampai bersih - Vaccum 0,1 mmhg selama 10 menit Isi dengan minyak yang difilter sampai 2,5 bar Isi minyak sampai 1,5 bar pada suhu ambient 20°C

7.5. Perhitungan Sistem Hidrolik. Dalam menghitung jumlah kebutuhan tangki dan tekan yang akan terjadi pada masing-masing tangki akan dibahas dalam perhitungan sisyem hidrolik ini. Karaktaristik Umum : 1. Volume minyak pada setiap bagian (Kabel dan asoseris) Kabel : 1,16 lt/m Straight joint : 18 lt Stop joint bagian utama : bagian lain : Sealing end out door : SF6 Sealing end : Tangki utama (maksimum) :

150 lt 35 lt 30 lt 10 lt 100 lt.

2. Perubahan temperature Tempartur minyak maksimum pada saluran kabel = 85ºC. Rata-rata temperature minyak pada kabel = 80º C. Temperature minimum tanah=25ºC Temperature minimum ambient = 25º C. Temperature maximum pada matahari penuh (siang hari)= 55º C. Maka perbedaan temperatur (∆ T) pada masing-masing peralatan adalah: Kabel 80º C - 25º C = 55º C Straight joint80º C - 25º C = 55º C Stop joint 80º C - 25º C = 55º C Sealing end 55º C - 25º C = 30º C SF 6 S.E. 65º C - 25º C = 40º C Tangki 55º C - 25º C = 30º C 3

Coeff muai minyak adalah :8,4.10-4 /º C) Volume pemuaian minyak. pada masing-masing peralatan adalah 278

Kabel 1.161x 8,4. 10-4 x 55º C = 0.0536 lt/m. Straight joint 18 x 8,4. 10-4 x 55º C = 0.83 lt Stop joint (utama) 150 x 8,4. 10-4 x 55º C = 6.93 lt (Bantu) 36 x 8,4. 10-4 x 55º C = 1.62 lt Sealing end 30 x 8,4.10-4 x 30º C = 0.75 lt SF 6 S.E.10 x 8,4. 10-4 x 40º C = 0.34 lt Tangki 100 x 8,4. 10-4 x 30º C = 2.52 lt. a. Seksi 1 (GI - J6). Total Volume pemuaian minyak Kabel 0.0536 lt. x 2820 m = 151.15 ltr. Straight joint 0.83 lt x 5 unit = 4,15 ltr Stop Joint (Bantu) 1.62 lt x 1 unit = 1.62 ltr Sealing end (Sf6) 0.34 lt x 1 unit = 0.34 ltr Total volume pemuaian =157, 17 ltr b. Tekanan Statik

Perhitungan tekanan static minyak kabel yang tertinggi, tererndah dan menengah, menggunakan formula sbb : Fs(x) = P ± 0,0853 x Hx ( kg/cm² ) Dimana : 0,0853 adalah density minyak pada temp 25º C 0,0853 x Hx x 0,981 (dlm Bar) adalah nilai yang akan ditambahkan atau dikurangkan sesuai pertimbangkan titik “x” berada diatas atau dibawah titik referensi. Data level peralatan antara GI – J6 dari permukaan laut : Tinggi permukaan tanah di GI = 27m Tinggi pemukaan tanah stop joint = 24,75 m Tinggi tiang struktur penyangga = 2,50 m. Tinggi insulator = 1,90 m. Titik tertinggi 1st manometer adalah = 31,4m. Tinggi pondasi = 0,10 m Tinggi peralatan di GI (terminal SE) = 31,50 m. Tinggi manometer = 1,40 m Tinggi manometer diatas permukaan laut = 27 + 1,4 = 28,40 m.

Tinggi/level kabel dapat dilihat pada tabel 7.2 Tabel 7.2 Tinggi/level kabel Point. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Level.(H) 25.80 25.25 28.90 26.40 18.20 20.55 18.10 27.30 25.40 23.80 24.75

Jarak. 300 465 902 940 1400 1450 1500 1980 2350 2730 2820 279

7.6. Keselamatan kerja dan peralatan. Tekanan keselamatan (safety) minimum adalah 0,3 bar pada manometer yang terletak diatas. Tekanan minimum pada tangki utama adalah 0,6 bar. Maka tekanan minimum pada manometer adalah sbb :

0.6 – ( 31,5 – 28,40) x 0.0853 x 0.981 = 0.34 bar dengan demikian titik referensinya adalah dibagian atas tangki utama yang ada di Gardu Induk yaitu : 27,0 + 1,4 = 28, 40.m ket : tinggi manometer dari tanah = 1,4 meter. Hasil perhitungan tekanan pada setiap point (titik)

Tabel 7.3.Tekanan pada kabel minyak Point. Formula. 0.6 + (28,40 – 25.80) x 0.0853 x 1 0.981 0.6 + (28,40 – 25.25) x 0.0853 x 2 0.981 0.6 – (28.90 – 28,40) x 0.0853 x 3 0.981 0.6 + (28,40 – 26.40) x 0.0853 x 4 0.981 0.6 + (28,40 – 18.20) x 0.0853 x 5 0.981 0.6 + (28,40 – 20.55) x 0.0853 x 6 0.981 0.6 + (28,40 – 18.10) x 0.0853 x 7 0.981 0.6 + (28,40 – 27.30) x 0.0853 x 8 0.981 0.6 + (28,40 – 25.40) x 0.0853 x 9 0.981 0.6 + (28,40 – 23.80) x 0.0853 x 10 0.981 0.6 + (28,40 – 24.75) x 0.0853 x 11 0.981 Tekanan minimum pada tangki bagian atas di J6 0.6 + (28,40 – 26.15) x 0.0853 x 0.981

Tekanan. (bar) 0.82 0.86 0.604 0.77 1.45 1.26 1.46 0.68 0.85 0.98 0.91 0.79

Tekanan Transient ∆P max dingin = - 1.98 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981 ∆P max panas = + 13 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981 Keterangan : l = L/2 =

2820 2

= 1410 meter 280

Hasil perhitungan tekanan minyak berdasarkan level kabel dapat dilihat pada tabel 7.3. Table 7.3. Hasil perhitungan tekanan minyak berdasarkan level kabel. Tinggi Static Mini Maxi Mini ∆P ∆P static press static minyak (m) press Jarak Point max max pres with pres ure dingin panas sure cooling sure level selisih ∆P 0 GI SE 31.5 - 3.10 - 0.26 0 0 0.44 0.44 2.05 Tangki 28.4 0 0 0 0 0 0.70 0.70 2.31 300 1 25.8 2.60 0.22 - 0.15 0.98 0.92 0.77 2.53 25.2 465 2 3.15 0.26 - 0.21 1.38 0.96 0.75 2.57 5 28.9 902 3 - 0.50 - 0.04 - 0.34 2.23 0.66 0.32 2.27 0 26.4 940 4 2.00 0.17 - 0.34 2.23 0.87 0.53 2.48 0 18.2 1400 5 10.20 0.85 - 0.39 2.56 1.55 1.16 3.16 0 18.2 1410 5’ 10.20 0.85 - 0.39 2.56 1.55 1.16 3.16 0 20.5 1370 6 7.85 0.66 2.53 1.36 0.975 2.97 5 0.385 18.1 1320 7 10.30 0.86 - 0.38 2.49 1.56 1.18 3.17 0 27.3 840 8 1.10 0.09 - 0.32 2.10 0.79 0.47 2.40 0 25.4 470 9 3.00 0.25 - 0.21 1.38 0.95 0.74 2.56 0 23.8 9 10 4.60 0.38 - 0.05 0.33 1.08 1.03 2.69 0 24.7 0 SJ6 3.65 0.31 0 0 1.01 1.01 2.62 5 26.1 0 tangki 2.25 0.19 0 0 0.89 0.89 2.5 5 Tekanan minyak minimum pada tangki di L=1410 GI=0,7 bar Dari rumus dibawah ini diperoleh kelebihan volume minyak pada tangki tekanan : ∆V

pt

 = K N 

 T min 1  P opt 1 

−

T max P 2 pt 1

   + N 2  T min   P opt 2  

−

T max P 2 pt 2

   

281

keterangan : = 273º + 25º = 298º Kelvin Tmin Tmax = 273º + 45º = 318º Kelvin (45º real ambient temperature) Popt1 = tekanan kerja minimum tangki di GI = 1,713 bar absolute Popt2 = tekanan kerja minimum tangki di J6 = 1,903 bar absolute P2pt1 = tekanan kerja maksimum tangki di GI = 3.323 bar absolute P2pt2 = tekanan kerja maksimum tangki di J6 = 3.513 bar absolute N1 = Jumlah tangki di GI. N2 = Jumlah tangki di J6. K = 0,6 untuk tangki tekanan utama (type MP120).

  298 318  318    298 ∆ V pt = 0 . 6  N 1  − −  + N2  3 . 323  3 . 513    1 . 903   1 . 713 − ∆ V pt = 47 N 1 + 66 ,1N 2 ∆V total

= ∆ V expansion + ∆ V tank

∆V total= 157,17 + 2.52 (N1 + N2).

Total kelebihan minyak = 434,13 – 157,17 = 276,96 ltr. sehingga didapat jumlah tank di stop joint 6 dan 12 adalah : N1 = N2 = 3 buah untuk kapasitas tanki 100 ltr.

Maka didapat :

1. Setting tekanan alarm

Dimana : ∆ V exp = 157,17 ltr ∆ V tank = 2.52 (N1 + N2). (2.52=koefisien tangki)

157,17 + 2.52 (N1 + N2). = 47 N1 + 66,1 N2 157,17 = 44,5 N1 + 63,6 N2 Jika : N1=N2 =

157 .17 = 1,5 ⇒ 2 44 .5 + 63 .6

Karena N1=N2=2 maka kemampuan tanki menampung kelebihan minyak hanya 200 ltr Pada hal volume minyak akan berlebih sebesar : ∆v total = 44,5 . 3 + 63,6 . 3 = 157,17

Berdasarkan batasan keselamatan yang mengizinkan bahwa volume minyak adalah 20 liter yang dibutuhkan sebelum alarm yaitu : 167,13 + 2.52 x 6 + 20 = 202,25 ltr. Jika Po = absolute tekanan alarm di tangki minyak di GI (bag atas).   298 318   298 318   + 3  − − 202.25 = 0.63   Po 3.323  Po + 0.19 3.513 536.4 536.4 202.25 = −172.3 + −162.9 Po Po + 0.19 537.5 =

Po

536.4 536.4 + Po Po + 0.19

= 1,905 bar (abs). 282

Po = 0,89 bar (manometer atau 89 kPa). Po = alarm pada manometer di GI. = 87 kPa.

Pso = 70 kPa (manometer). Tekanan Pso pada manometer adalah = 68 kPa. Kelebihan minyak pada saat P alarm dan Pso.

2. Setting tekanan off / Trip. Penunjukan tekanan pada manometer diatas tangki di GI = 0,7 bar.   1 ∆ V so = 0 . 6  3 × T min   Pso 

−

1   + 3 × T min Po 

   Pso

1 1 − Po + 0 ,19 + 0 ,19

   

dimana : Tmin = 273º + 25º = 298º Kelvin Pso = 0.70 + 1.013 = 1,713 bar abs. Po = 1,905 bar abs.

 1  1 ∆ Vso = 0 .6  3 × T min  −  Pso Po   1 1 ∆ Vso = 1,8 × 298   −   1 . 73 1 .905

1 1   −  + 3 × T min    Pso + 0 ,19 Po + 0 ,19 1   1 − +   1 . 92 2 .095

   

  

∆ Vso = 51,8 ltr 3. Setting tekanan pada kondisi temperature ambient. Diketahui jika : Ta = temperature setempat dimana akan men setting tekanan. Tmin = temperature minimum setempat. ∆ va = volumetric expansion minyak pada Ta dan Tmin, dirumuskan sbb: ∆ va = 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak) Ta Tmin

= 30º + 273º = 303º K. = 25º + 273º = 298º K

∆ va

= 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak) = 8.4 x 10-4 ( 5)(4154) = 17.4 ltr. Adanya marjin sebesar 15 liter maka : ∆ va = 17,4 + 15 = 32,4 liter. Variasi volume minyak pada tangki pada temperature antara 298º K dan 303º K pemuaiannya/expansinya akan stabil, dengan perhitungan rumus sbb :

∆v

a

 T Ta = N 1 K 1  min − Ps 1  Pal 1

  + N 2 K 

2

 T min Ta  − Ps 2  Pal 2

   283

dimana : Pal 1 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi tertinggi Pal 2 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi terendah. Ps 1 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi tertinggi Ps 2 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi terrendah.   298 303   298 32 . 4 = 0 . 6 × 3   − −  +  Pset Pset   2 . 095   1 . 905 545 . 4 545 . 4 32 . 4 = 281 . 57 − + 256 . 03 − Pset Pset + 0 . 19 505 . 2 1 1 = + P P + 0 , 19 545 . 4 P + 0 , 19 + P 2 P + 0 , 19 0 . 926 = = P ( P + 0 , 19 ) P 2 + 0 , 19 P 0 . 926 0 . 926

P

2

+ 0 . 176

P

P

2

− 1 , 83 P

− 0 , 19

− 2P

− 0 , 19

303 + 0 . 19

  

= 0

= 0

diperoleh : P = 2,07 bar (absolute) P = 106 KPa (relative) Penujukan pada manometer 104 kPa. Tabel 7.4 Setting tekanan pada kondisi temperature ambient Gardu Induk.

Joint 6.

Jumlah tangki minyak

3

3

Tekanan Alarm

87 kPa

106 kPa

Tekanan Trip

68 kPa

87 kPa

Tekanan setting pada 30º 104 kPa C

123 kPa

SEKSI J6 – J12 Total Volume pemuaian minyak. Kabel 0.0536 lt. x 2990 m = 160.30 ltr. Straight joint 0.83 lt x 5 unit = 4,15 ltr Stop Joint (Utama) 6.93 lt x 1 unit = 6.93 ltr (Bantu) 1.62 lt x 1 unit = 0.34 ltr Tekanan pada tangki 173.00 ltr

284

Tekanan StatiK Ps(x) = P ± 0,0853 x Hx

( kg/cm² )

= P ± 0,0853 x Hx x 0,981 (dlm Bar) Hx adalah nilai perbedaan level anatra stop joint = 24,75 m dan level tangki bagian atas = 26,15 m pada lokasi stop joint J6 Dimana : 0,0853 adalah density minyak pada temp 25º C Tinggi/level kabel pada tabel 7.4. Point. Level.(H) Jarak 1 19.30 340 2 20.20 960 3 21.60 1460 3’ 21.25 1495 4 15.50 1830 5 23.15 2430 6 26.45 2910 7 23.10 2990 Tinggi tangki minyak di J12 24.50 2990 dengan demikian titik referensinya adalah dibagian atas tangki utama yang ada di Gardu Induk yaitu : 24.50 + 1,65 = 26, 15 m. ket : tinggi manometer dari tanah = 1,65 meter. Hasil perhitungan tekanan pada setiap point (titik) Tabel 7.5.Tekanan minyak Point.

Formula.

1 0.6 + (26, 15 – 19.30) x 0.0853 x 0.981 2 0.6 + (26, 15 – 20.20) x 0.0853 x 0.981 3 0.6 + (26.15 – 21.60) x 0.0853 x 0.981 3’ 0.6 + (26.15 – 21.25) x 0.0853 x 0.981 4 0.6 + (26.15 – 15.50) x 0.0853 x 0.981 5 0.6 + (26.15 – 23.15) x 0.0853 x 0.981 6 0.6 - (26.45 – 26.15) x 0.0853 x 0.981 7 0.6 + (26.15 – 23.10) x 0.0853 x 0.981 Tekanan minimum pada tangki bagian atas di J12 0.6 + (26.15 – 24.50) x 0.0853 x 0.981

Tekanan. (bar) 1.173 1.10 0.98 1.01 1.49 0.85 0.575 0.86 0.74

285

Tekanan Transient ∆P max dingin = - 1.98 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981 ∆P max panas = + 13 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981 Keterangan : l = L/2 =

2990 2

= 1445 meter

Table 7.6. hasil perhitungan tekanan minyak berdasarkan level kabel. Tinggi Maxi Mini Mini Stati ∆ P ∆ P minyak (m) stati stati press c Jarak Poi max max c c with pres . nt. dingi pana pres pres coolin level selisih sure s n sure g ∆P sure Tan 26.1 0 k 0 0 0 0 0.6 0.6 2.36 5 J6 SJ 24.7 +0.1 0 -1.4 0 0 0.72 0.72 2.48 6 5 2 19.3 0.57 340 1 6.85 1.18 1.17 0.99 2.93 0 3 0.18 20.2 2.50 1.10 0.72 2.86 5.95 0.50 960 2 0.38 0 21.6 2.82 0.98 0.55 2.74 4.55 0.38 1460 3 0.43 0 95/14 21.2 3’ 4.90 0.41 0.43 2.85 1.01 0.58 2.77 96 5 4 160/1 15.5 4 10.65 0.89 2.69 1.49 1.08 3.25 830 0 0.41 560/2 23.1 5 3 0.25 1.71 0.85 0.59 2.61 430 5 0.26 30/29 26.4 0.57 6 -0.30 0.02 0.26 0.54 2.34 10 5 0.04 5 5 0/299 7(J 23.1 3.05 0.25 0 0 0.86 0.86 2.62 0 12) 0 Tan 0/299 24.5 gk 1.65 0.14 0 0 0.74 0.74 2.5 0 0 top

Maxi pres s with heating 2.36 2.48 4.11 5.36 5.36 5.62 5.94 4.32 2.60 2.62 2.50

Didapatkan kelebihan volume minyak. Dari rumus dibawah ini diperoleh kelebihan volume minyak pada tangki tekanan : 286

  T min T max ∆ V pt = K  N 1  −  P P 2 pt 1  opt 1 

   + N 2  T min − T max   P P 2 pt 2   opt 2

   

keterangan : Tmin = 273º + 25º = 298º Kelvin Tmax = 273º + 45º = 318º Kelvin (45º real ambient temperature) Popt1 = tekanan kerja minimum tangki di J6 = 1,613 bar absolute Popt2 = tekanan kerja minimum tangki di J12 = 1,753 bar absolute P2pt1 = tekanan kerja maksimum tangki di GI = 3.373 bar absolute P2pt2 = tekanan kerja maksimum tangki di J6 = 3.513 bar absolute N1 = Jumlah tangki di GI. N2 = Jumlah tangki di J6. K = 0,6 untuk tangki tekanan utama (type MP120).

 318  318    298  298 − ∆ V pt = 0 . 6  N 1  −   + N2 3 . 323  3 . 513    1 . 903  1 . 713  − ∆ V pt = 54 . 3 N 1 + 47 . 71 N 2 ∆ V total

= ∆ V expansion + ∆ V tank

Dimana : ∆ V exp = 173 ltr ∆ V tank = 2.52 (N1 + N2).

∆ (2.52=koefisien tangki)

∆ V total = 173 + 2.52 (N1 + N2). Maka didapat : ∆ V total =173+ 2.52 (N1 + N2). = 54.3 N1 + 47.7 N2 ∆ V total =173 = 51.8 N1 + 45.2 N2 Jika : N1=N2=

173 = 1,78 ⇒ 2 51.8 + 45.2 Karena N1=N2=2 maka kemampuan tanki menampung kelebihan minyak hanya 200 ltr Pada hal volume minyak akan berlebih sebesar : ∆ V total = 173 = 51,8 . 3 + 45.2 . 3 Total kelebihan minyak = 291– 173 = 118 ltr. 287

sehingga didapat jumlah tank di stop joint 6 dan 12 adalah : N1 = N2 = 3 buah untuk kapasitas tanki 100 ltr. Setting tekanan alarm Berdasarkan batasan keselamatan yang mengizinkan bahwa volume minyak adalah 20 liter yang dibutuhkan sebelum alarm yaitu : 173 + 2.52 x 6 + 20 = 208,12 ltr. Jika Po = absolute tekanan alarm di tangki minyak J6 (bag atas).  T ∆ V = 0 , 6  N 1  min  Po 

−

  T max T max T min  + N 2  − P max J 6  P max + 0 ,14  P o + 0 ,14

  298  318  298 318  + 3  − 208 . 12 = 0 . 6  3  − 3 . 323  3 . 513  P o + 0 . 14   P o 536 . 4 536 . 4 540 . 74 = − 172 . 3 + − 162 . 9 Po P o + 0 . 19 1 . 01 =

Po Po Po

    

    

1 1 + Po P o + 0 . 14

= 1,905 bar (abs). = 0,90 bar (manometer atau 90 kPa). = alarm pada manometer di GI. = 88 kPa.

Setting tekanan off / Trip. Penunjukan tekanan pada manometer diatas tangki di GI = 0,6 bar. Pso = 60 kPa (manometer). Tekanan Pso pada manometer adalah = 58 kPa. Kelebihan minyak pada saat P alarm dan Pso.  1  1 1    1 ∆ V so = 0 . 6  3 × T min  − −   + 3 × T min  Po  Po + 0 ,19    Pso  Pso + 0 ,19  dimana : Tmin = 273º + 25º = 298º Kelvin Pso = 0.60 + 1.013 = 1,613 bar abs. Po = 1,932 bar abs.

288

 1   1 ∆ V so = 0 . 6  3 × T min  −  + 3 × T min Pso Po   

1 1   − Pso 0 , 19 Po 0 ,19 + + 

   

 1 1   1 1  ∆ V so = 1, 8 × 298   − −  +   1 . 932   1 . 753 2 . 072     1 . 613 ∆ V so = 102 ltr

Setting tekanan pada kondisi temperature ambient. Diketahui jika : Ta = temperature setempat dimana akan men setting tekanan. Tmin = temperature minimum setempat. ∆ va = volumetric expansion minyak pada Ta dan Tmin, dirumuskan sbb: ∆ va = 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak) Ta = 30º + 273º = 303º K. Tmin = 25º + 273º = 298º K ∆ va = 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak) = 8.4 x 10-4 ( 5)(4346) = 18.25 ltr. Adanya marjin sebesar 15 lter maka : ∆ va = 18,25 + 15 = 33,25 liter. Variasi volume minyak pada tangki pada temperature antara 298º K dan 303º K pemuaiannya/expansinya akan stabil, dengan perhitungan rumus sbb :  T  T Ta  Ta   + N 2 K 2  min −  ∆ V a = N 1 K 1  min − Ps 1  Ps 2   Pal 1  Pal 2 dimana : Pal 1 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi tertinggi Pal 2 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi terendah. Ps 1 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi tertinggi Ps 2 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi terrendah.

289

  298 303  303  298  − − 33 . 25 = 0 . 6 × 3    +   Pset  Pset + 0 . 14    2 . 072   1 . 932 545 . 4 545 . 4 33 . 25 = 281 . 57 − + 256 . 03 − Pset Pset + 0 . 14 503 . 3 1 1 = + P P + 0 ,14 545 . 4 P + 0 ,14 + P 2 P + 0 ,14 0 . 922 = = P ( P + 0 ,14 ) P 2 + 0 ,14 P 0 . 922 P

2

+ 0 . 176 P − 2 P − 0 ,19 = 0

0 . 922 P

2

− 1 , 83 P − 0 ,19 = 0

diperoleh : P = 2,099 bar (absolute) P = 109 Kpa (relative) Penujukan pada manometer 107 kPa. Setting tekanan pada kondisi temperature ambient. Seperti tabel 7.7 Tabel 7.7 Setting tekanan pada kondisi temperature ambient. Gardu Induk.

Joint 6.

Jumlah tangki minyak

3

3

Tekanan Alarm

90 kPa

104 kPa

Tekanan Trip

58 kPa

72 kPa

107 kPa

121 kPa

Tekanan setting pada 30º C 7.7. Crossbonding dan Pentanahan 1 Tegangan Induksi

Kabel power inti tunggal dengan selubung logam akan bersifat seperti transformator, konduktor sebagai kumparan primer dan selubung logam merupakan kumparan sekunder. Arus pada kumparan primer atau arus konduktor akan menginduksikan tegangan pada kumparan sekunder

yaitu selubung logam. Tegangan pada selubung logam atau screen akan tergantung pada arus konduktor dan panjang kabel . Hal ini dapat menimbulkan bahaya tegangan dan sepanjang saluran dan dapat merusak kabel. Kerugian lain mempercepat terjadinya korosi, sebagai akaibat senyawa asam dengan garam tanah yang terkandung didalam cairan tanah. Tegangan maksimum yang diijinkan tanpa menimbulkan korosi yang berlebihan adalah 290

akan bergeser 120°C. Apabila sistem tiga fasa tersebut seimbang maka jumlah tegangan ketiga konduktor tersebut akan sama dengan nol. Kenyataan ini bila sistem kabel tanah tersebut menggunakan sistem crosbonding

cukup rendah (12 volt), sehingga dijadikan patokan untuk menentukan batas tegangan selubung logam. Pada sistem tiga fasa yang terdiri dari tiga kabel berinti tunggal akan menginduksikan tegangan pada masing –masing selubung logam dan tegangan induksi yang timbul TRANSFORMER

Kabel

G

PRIMARY WINDING

LOAD

G

LOAD

CONDUCTOR = PRIMARY CIRCUIT

llilitan sekunder

SHEAT/SCREEN = SECONDARY CIRCUIT

Gambar 7.4. Tegangan Induksi Pada kabel . R R

R

S

G

T

S 120

G S T

INDUCED

SECONDARY

THREE SINGLE CORE CABLE INDUCED SHEAT VOLTAGES :

Gambar 7.5. Representasi kabel sistem 3 fasa 2. Ikatan (bonding) pada satu titik Karena tegangan induksi pada selubung logam proporsional dengan panjang kabel ,maka untuk kabel yang pendek dapat

ditanahkan pada satu titik ujungnya tanpa resiko tegangan induksi selubung logam pada ujung yang lain.Kabel yang ditanahkan pada titik tengah ,dapat mempunyai tegangan dua kali kabel yang ditanahkan pada satu titik. 291

Es

Es

Es

Gambar 7.6 Kabel ditanahkan satu dan dua 3.

Penggabungan selubung logam pada kedua ujung.

Untuk mencegah tegangan induksi selubung logam yang tinggi dan berbahaya maka selubung logam harus digabung dan ditanahkan pada pada kedua ujungnya. Kabel inti tunggal dimana selubung logam diikat (bonding) pada kedua ujungnya akan bekerja seperti Transformator yang kumparan sekundernya dihubung .

singkat dan melalukan arus hubung singkat. Arus selubung logam akan menimbulkan rugi selubung logam dan menimbulkan panas yang harus dikompensasi dengan mengurangi arus beban pada konduktor. Hal ini berarti bahwa penggabungan selubung logam pada kedua ujungnya akan berkurang kuat hantar arusnya dibandingkan sistem yang diikat (bonding) satu ujung.

Gambar 7. 7 Sistem crossbonding 7.8. Cara konstruksi solid bonding Pada pemasangan cara ini diadakan penggabungan ketat selubung logam kabel fasa pada beberapa tempat sepanjang

bentangan kabel,terutama pada kedua ujungnya. Pentanahan selubung logam hanya dilakukan pada satu titik untuk tiap fasanya yaitu pada ujung atau ditengah.

292

selubung logam

konduktor

Penggabungan ketat

Gambar 7.7. Cara pemasangan kabel berinti tunggal dengan konstruksi solid bonding 1. Cara Konstruksi Sheath – Cross – Bonding Cara pemasangan dengan konstruksi sheath – cross bonding (penggabungan menyilang lapisan selubung logam

Pengganbungan ketat

l”

selubung logam) untuk saluran bawah tanah yang memakai kabel berinti tunggal berlapisan selubung logam (sheath) dapat ditunjukan pada gambar 7.8.

isolasi

konduktor

hubungan menyilang

l”

l”

Gambar 7.8. Cara pemasangan kabel berinti tunggal dengan konstruksi sheath – cross - bonding

293

Pada konstruksi ini digunakan peralatan sambungan khusus,untuk membentuk sambungan silang selubung logam yaitu pada sepertiga atau duapertiga panjang salurannya. 3. Konstruksi transposisi crossbonding. Pemasangan dengan konstruksi crossbonding untuk kabel bawah tanah yang menggunakan kabel inti tunggal seperti gambar 7.9. I 1

II 3

II I

1 D12

Kabel -1

D13

3

2 D23 3

2

1 3

Gambar 7.9. Pemasanagan kabel inti satu dengan konstruksi transposisi crossbonding Kabel kabel fasa ditransposisi antara bentangan salurannya ,sehingga bentangan kabel terbagi menjadi tiga bagian sama panjang. Pada sepertiga dan duapertiga panjang bentangan dilakukan penggabungan antara selubung logam kabel fasa. 7,9. Transposisi dan sambung silang 1.

Sambung Silang Selubung Logam Kabel distribusi umumnya dipasang dengan selubung digabungkan dan ditanahkan. Guna membatasi arus sirkulasi kabel inti satu yang disebabkan oleh fluksi magnetik antara

konduktor dan selubung maka pemasangan kabel harus dekat dan selubung menempel dengan posisi “trefoil”. Namun posisi seperti ini tidak baik untuk disipasi panas. Jika kabel sistem tiga fasa inti satu ini dibagi menjadi tiga bagian yang sama dan selubung itu dapat diinterkoneksikan, maka tegangan induksi ini akan saling menghilangkan. Apabila kabelkabel inti satu ini digelar dengan posisi mendatar (flat) maka tegangan induksi pada kabel yang ditengah tidak sama dengan dua kabel yang berada diluarnya dan jumlah tegangan induksi tidak sama dengan nol.

294

Untuk itu setiap akan memasuki sambungan (joint) kabel tenaga dilakukan penukaran fasa (transposisi) dan hubung silang selubung logam dibuat dengan perputaran fasa berlawanan dengan transposisi, sehingga

secara efektif selubung logam tersambung lurus. Apabila instalasi kabel tegangan tinggi dibuat transposisi dan sambung silang, maka rugi-rugi menjadi sama dengan nol.

R

R

T

R

S

S

R

S

T

T

S

T

S R T CLOCKWISE TRANSPOSITIO N

CROSS BONDED SINGLE CORE CA S

TRANSPOS

Gambar 7.10 Sambungan silang selubung logam 2. Peralatan Sambung Silang. Sambungan Bersekat Pada kabel yang menggunakan sambungan silang, digunakan sambungan (joint) yang bersekat. Pada tabung sambungan (joint)

secara listrik membagi dua tegangan selubung. Sambungan ini diisolasi terhadap tanah dan dipasang dengan menempatkan sambungan itu didalam fiberglass yang diisi kompon.

Sectionalizing Insulator Ring

270

220

Cross Bonding Leads

Fibern Glas C i

Gambar 7.11 Sambungan bersekat

295

3. Kabel Penghubung crossbonding Agar minor section terangkai menjadi major section,diperlukan kabel penghubung yang didesain khusus. Kabel penghubung ini harus mempunyai impedansi serendah mungkin. Pada kondisi normal kabel penghubung tidak

dialiri arus ,tetapi pada waktu terjadi gangguan akan mengalir arus selubung logam sehingga kabel penghubung tersebut harus mempunyai penampang paling tidak sama dengan kemampuan selubung logam yaitu dengan penampang 240 mm2 atau 300 mm2

INNER INSULATION

OUTER

OUTER SCREEN

OUTER CONDUCTOR

INNER CONDUCTOR SCREEN CONDUCTOR

Gambar 7.12 Kabel penghubung crosbonding 4. Kotak Hubung (link box) Pada sambungan (joint) yang bersekat selubung logam di-ikat (bond dan langsung ditanahkan, namun pemasangan seperti ini instalasi tidak dapat dilakukan

pengujian. Dengan alasan ini maka pada tiap sambungan, kabel penghubung crossbonding ditarik kedalam boks khusus atau disebut box crossbonding.

Gambar 7.13 Transposisi dan sambung silang 296

Kotak hubung umumnya dipasang pada permukaaan tanah dan didesain untuk tahan terhadap air. Guna mencegah masuknya air kedalam boks crossbonding maka diberi tekanan dengan mengisi nitrogen tekanan rendah 0,2 bar. CROSS BONDING STRAPS OVER VOLTAGE LIMITER

BITUMINOUS COMPOUND

INNER CONNECTOR OUTER CONNECTOR INSULATING TUBE

STAINLESS STEEL TANK

Gambar 7.14. Kotak hubung crosbonding 5. Tingkat isolasi Peralatan Crossbonding Pada kondisi operasi normal,tegangan induksi kabel tanah tegangan tinggi akan kecil, berkisar antara 1 sampai 2 Volt .Namun demikian isolasi selubung logam kabel power dan tingkat islolasi crossbonding harus didesain untuk tahan tegangan lebih yang disebabkan oleh petir maupun

gangguan lain pada sistem jaringan. Menurut IEC 70 isolasi selubung seksionalisasi akan tahan terhadap tegangan impulse 95 kV antara selubung dan 47,5 kV antara selubung dengan tanah. Isolasi kotak hubung tahan untuk tegangan 40 kV antara selubung dan 20 kV antara selubung dengan tanah.

297

6.

Pembatas tegangan selubung Logam (SVL).

Tingkat isolasi selubung logam dibuat tahan terhadap tegangan surja yang disebakan oleh adanya gangguan . Hal ini agar dapat dibatasi harga maksimum tegangan impulse yang masuk ke kabel sehingga isolasi selubung logam akan aman. Peralatan ini mempunyai tahanan tak linier atau sela percik. Kotak hubung digunakan tahanan tak linier yang mempunyai tahanan dalam tinggi pada kondisi normal dan mengalirkan arus yang kecil. Tahanan akan menurun secara cepat pada waktu tegangan naik

dan melalukan arus yang besar pada waktu terjadi pukulan impulse serta mencegah tegangan surja diatas tingkat isolasi selubung logam. Jika tahanan tak linier ini terkena tekanan tegangan impulse atau tegangan surja maka akan mengalir arus yang besar sehingga dapat merusak tahanan tak linier. Untuk itu setelah terjadi gangguan yang besar maka tahanan tak linier atau SVL ini perlu dilakukan pemeriksaan dan pengukuran disamping pemeliharaan secara regular.

mA 50 40 30 20 10 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 kV

Gambar 7.15. Karakteristik tegangan dan arus SVL 7. Sambungan Pada link box Pada sistem kabel tanah yang menggunakan crossbonding, perlu diperhatikan apabila selubung logam disambung satu dengan yang lain. Untuk sistem crossbonding,konduktor penghubung (lead) ,inner dan outter

konduktor fasa R,S dan T selalu ditarik keluar dan diklem didalam Boks. Gambar 7.16 menunjukan suatu uniform layout dengan titik bintang ditanahkan ,sistem pemisah seksi pada sambungan dibypass menggunakan dua buah resistor seri masing–masing selubung 298

logam ditanahkan pada kedua ujungnya melalui suatu resistor.

CROSS BONDING LINK BOX

R

S

T

EARTH DISCONNECTING LINK BOX R

S

T

R

S

T

R

S

T

R

S

T

R

S

T

R

S

T

S

T

S

T

S

T

R

R

R

EARTH STRAP

S

R

T

R

S

S

T MINOR SECTION

MINOR SECTION

T

R MINOR SECTION

TRANPOSED CROSS BONDED MAJOR SECTION

Gambar. 7 16. Sistem sambungan crosbonding 7.10. Alat Pengukur Tekanan ( Mano Meter ) 1.Satuan. Satuan dibuat oleh para Ilmuwan untuk mengidentifikasikan (memberi ciri) pada besaran yang ditulis di depannya. Sampai dengan saat ini, kita mengenal ada 2 (dua) macam satuan yaitu: 2 Satuan Dasar satuan dasar ini adalah satuan yang masih asli. Yang termasuk Satuan Dasar (beserta simbol / notasinya) antara lain: - satuan panjang [m] meter. - satuan waktu [det/sec] detik/second. - satuan massa [g/kg/lb] gram/kilogram/pound. - satuan temperatur [°C/°F/°R] derajat. - satuan jumlah molekul [mol] molekul. - satuan intensitas cahaya [Cd] candella. 299

3. Satuan Turunan Satuan yang merupakan kombinasi dari 1 atau lebih dari satuan dasar atau konversinya. Yang termasuk Satuan Turunan (beserta simbol / notasinya) antara lain: - satuan luas - satuan volume - satuan gaya - satuan percepatan / gravitasi bumi - satuan kecepatan - satuan energie - satuan daya - potensial listrik - satuan arus listrik

[m2] [m3] [N, kgf] [m/det2] [m/det] [cal/kcal] [KW, TK] [V] [A]

4 Sistem Satuan.

sedangkan SI digunakan pada peralatan-peralatan buatan selain Eropa atau Amerika. Diantara kedua sistem satuan tersebut sebenarnya tetap ada korelasi (hubungannya).Beberapa contoh perbedaan antara SI dan British beserta korelasinya terlihat seperti tabel 7.8.berikut:

Sistem satuan yang kita anut sampai dengan saat ini juga ada 2 (dua) Sistem Satuan yaitu: Sistem Internasional (SI) dan Sistem Satuan British. Sistem Satuan British banyak digunakan pada peralatan-peralatan (termasuk peralatan penyaluran tenaga listrik) buatan Eropa atau Amerika,

meter persegi. meter kubik. Newton, kg-force. meter per detik kuadrat meter per detik. calorie/kilo calorie. Kilowatt, Tenaga Kuda. Volt. Ampere.

Tabel 7.8 Sistim Satuan Sistem British: Internasional:

Aplikasi Satuan:

Korelasi:

Satuan Panjang.

-

Cm M

-

Satuan Massa.

-

kg

- lb (pound)

1 inch = 2,54 cm 1 m = 3,3 feet, 1 feet = 12 inch 1 kg = 2,2 lbs

Satuan waktu.

-

second

-

second

Sama

Satuan volume.

-

m3

-

cu-ft

1 m3 = 35,32 cu-ft (cubicfeet)

7. 11.Tekanan Pada Kabel Minyak Tekanan didefinisikan sebagai besarnya gaya (force) total yang hanya dihitung pada 1 satuan luas saja, dengan demikian satuan tekanan dalam Sistem Internasional

inch feet

akan kita jumpai kgf/m2 atau kgf/cm2 sedangkan dalam Sistem British lb/ft2 ( baca: pound per square feet = psf) atau lb/inch2 (baca: pound per square inch = psi). 300

Tekanan dalam bidang teknik dibedakan menjadi: - Tekanan Absolut / mutlak. - Tekanan Pengukur / gauge.

- Tekanan udara luar ( dalam bidang teknik ditentukan = 1 bar atau 1 Atm atau 76 cm Hg ) Hubungan dari masing-masing tekanan seperti terlihat pada skema di bawah ini:

Tek. Pengukur

.

Tek. Vacuum

Jika: Tek. Absolut = Pa. Tek. Pengukur = Pg Tek. Vacuum = Pv Tek. Udara luar = Pu Maka : Pa = Pg + Pu

Tek. Absolut

Tek. Absolut

Tek. Udara luar = 1 Atm = 1,033 bar = 0 gauge = 76 cm Hg = 101,325 kPa.

Tek. 0 Absolut

Gambar 7.17.Tekanan Besaran-besaran dan konversi yang sering kita jumpai adalah: 1 Atmosphere (tekanan udara di sekeliling kita) = 76 cm Hg = 1,01325 bar = 1,033 kg/cm2 = 760 torr = 101,325 kPa (kilo Pascal) = 14,7 psi = 2116,22 psf.

1. Alat Ukur Tekanan. Alat pengukur tekanan mempunyai sebutan / istilah yang berbeda-beda menurut daerah ukurnya, misalnya: - Barometer: alat ukur tekanan udara luar (yang = 1 Atmosphere). 2. Vacuummeter(vacuumgauge). Alat ukur tekanan udara luar. 301

- Manometer (pressure gauge) : alat ukur tekanan di atas tekanan udara luar. - Campuran (compound gauge) : - alat ukur tekanan di atas dan di bawah tekanan udara luar, sering pula disebut mano-vacuum meter Pada instalasi SKTT 150 kV yang tergolong Oil Filled Cable (terutama perlengkapan sealingend maupun stop-joint) seperti: STK, Pirelli atau De-Lyon manometer banyak kita temukan berfungsi sebagai pengukur tekanan minyak isolasi; ia berfungsi selain sebagai alat ukur/monitor tekanan media isolasi juga sebagai back-up proteksi mekanik di luar

proteksi-proteksi yang telah ada.

secara

elektris

3. Desain dan cara kerja Manometer. Manometer yang terpasang pada instalasi SKTT kebanyakan dari jenis pipa bourdon ( Bourdon Pipe type ). 4. Desain Manometer. Pipa Bourdon terbuat dari bahan kuningan yang dipipihkan kemudian dibuat melengkung sesuai bentuk sebuah segmen lingkaran. Di salah satu ujung pipa ditutup mati dan di ujung lainnya tetap berlubang, kemudian pada ujung ini dipasangkan pada sebuah terminal yang lazim disebut nippel.

Pipa logam pipih

Direkatka

Terminal (nipple). Sensor

tekanan Gambar 7.18 : Pipa Bourdon

302

Pada ujung pipa yang tertutup dihubungkan dengan link-link/ lengan penggerak yang pada akhirnya link ini dapat menggerakkan/memutar jarum penunjuk (pointer) manometer melalui susunan roda gigi; sedangkan pada ujung pipa yang lain diikatkan kuat bersama nippelnya kepada casing dari manometer. Ketebalan pipa bourdon ini dibuat oleh pabriknya dengan ukuran yang berbeda-beda disesuaikan dengan besar kecilnya tekanan yang akan dihadapi; semakin besar tekanan yang akan diukur, semakin tebal bahan yang harus dibuat dan sebaliknya. Untuk membaca penunjukan manometer dibuatlah sebuah piringan yang diberi angka-angka (dibuat berdasarkan hasil kalibrasi) yang disebut dial. 5. Cara kerja Manometer. Apabila di dalam pipa bourdon kita masukkan fluida (bisa gas, bisa zat cair) yang mempunyai tekanan, maka pipa yang semula berbentuk lengkung itu akan berusaha menjadi lurus; namun tidak akan pernah berhasil lurus karena gaya tekan dari fluida tersebut dibuat tidak akan mampu melewati elastisitas dari bahan dan ukuran pipa bourdon; sebaliknya apabila tekanan di dalam pipa ditiadakan, maka pipa akan kembali pada bentuk semula. Selanjutnya oleh link-link dan susunan roda gigi gerakan mekanik tersebut akan diteruskan ke jarum penunjuk (pointer).

Setelah dikalibrasi, angka-angka sekala pada dial dapat ditentukan / dibuat; dan inilah yang kemudian dapat kita baca sebagai besaran tekanan pada peralatan dimana manometer tersebut dipasangkan. 7.12. Kabel tenaga jenis XLPE Pada tahun belakangan ini kabel tenaga jenis isolasi plastik digunakan untuk mempercepat dan meningkatkan pengembangan kota karena kabel isolasi plastik ini mempunyai kinerja dielective yang paling baik dan mudah pekerjaan penyambungan pada instalasinya, pemeriksaan dan pemeliharaannya. Khususnya kabel yang menggunakan cross-linking polyethylene yaitu pengembangan teknik pembuataan- nya sehingga memungkinkan untuk penggunaaan tegangan yang lebih tinggi. Kecenderungan baru ini pengembangan secara cepat kabel dengan dielektrik padat menyatakan secara tidak langsung bahwa kabel minyak sampai tegangan 275 kV segera diganti dengan kabel dengan isolasi crosslinked polyethylene Kabel XLPE baru-baru ini mempunyai berat yang sangat ringan,syarat termal yang lebih baik dan biaya instalasi yang sangat murah. Perbaikan kabel yang rusak hanya memerlukan bagian kecil waktu dari pada kabel dengan isolasi minyakdan biaya material yang rendah.Dari aspek lingkungan kabel XLPE mempunyai keuntungan yang lebih besar ,karena resiko minyak tidak ada. Material XLPE 303

Material dasar untuk semua jenis kabel XLPE adalah plyethylene dengan desnsity yang density rendah .Isolasi polyethylene (PE) sudah lama digunankaan sebagai isolasi kabel dan material selubung yang mempunyai sifat listrik dan mekanik yang baik, ringan, fleksibilitas suhu yang rendah yang baik tahan kelembaban yang baik, kimia dan ozone yang mempunyai harga rendah. LD polyethylene mempunyai sifat yang masih terbatas penggunaanya sebagai bahan isolasi kabel. Sebagai bahan termoplastik mempunyai kekurangan, suhunya 105 -115 °C .Kerugian yang lain adalah tendensi stress-cracking apabila bersinggungan dengan permukaan bahan aktiv. Dengan menggunakan proses reminiscent dari vulkanisasi karet molekul PE dapat diproses cross-link sehingga memperbaiki sifat termal dan mekanik secara baik dan sifta listriknya berubah secara baik juga. 1. Sifat termal Oleh karena (owing to) menggunakan cross-linking, kabel XLPE adalah material yang tahan panas. XLPE tidak dapat meleleh seperti polyethylene tetapi terurai, dan membentuk karbon jika terbuka pada waktu yang lama diatas suhu 300 °C. Suhu konduktor yang diijinkan pada waktu terjadi hubung singkat selama 1 detik adalah 250 °C pada beban kontinyu dan konduktor dengan isolasi XLPE suhunya 90 ° C.

2. Sifat listrik Sifat listrik yang baik dari PE tidak berubah selama proses crosslinking,oleh karena itu XLPE seperti PE mempunyai sangat kecil dan hanya ketergantungan suhu loss faktor (tan d) dan konstanta dielektrik (ε). Oleh karena itu hasil dari rugi dielektrik dari kabel XLPE adalah kecil dibandingkan dengan PVC dan kabel isi minyak. Kabel XLPE khususnya sesuai untuk rute kabel yang panjang dengan tegangan tinggi yang dalam hal rugi –rugi adalah sangat penting. 3. Sifat mekanik Polyethylene mempunyai sifat mekanik yang baik.Hal ini menarik karena pada suhu normal PE dapat menahan lokal stress lebih baik dari PVC.Dalam hal ini XLPE mempunyai keuntungan yang sama seperti PE dan tingkat tertentu seperti isolasi yang diisi XLPE,juga tahan terhadap abrasi yang lebih baik dari pada polyethylene.Oleh akrena itu sifat mekaniknya yang baik dari kabel XLPE diwaktu yang akan datang mempunyai jumlah penggunaan yang lebih besar dari kabel konvensional. 4. Sifat kimia Oleh karena cross-linking dari molekul XLPE tahanannya lebih baik dari pada PE Polusi sekitar dan kabel Dari aspek lingkungan baik PVC maupun kabel minyak mempunyai kerugian yang jelas, kabel PVC adalah jika kebakaran memberikan gas-gas yang korosi dan kabel minyak jika bocor akan merusak 304

suplai air. Tak dapat disangkal (admittedly) kebakaran, hasil pembakaran adalah karbon dioksid (CO2) dan air tidak menyebabkan kerusakan. Penggunaan XLPE pada kabel tegangan rendah dapat dibuat tahan tehadap rambatan api. Kompon tidak menghasilkan halogen. 5. Keuntungan dan kerugian a. Keuntungan Keuntungan kabel ini adalah ringan, dan mudah pemasangannya Radius lingkaran yang kecil dan konsekuensi khusus untuk instalasi yang terbatas misalnya switch gear instalasi dalam. Pengenal hubung singkat yang tinggi khususnya sesuai untuk penampang kabel yang dipilih dengan dasar arus hubung singkat. Tidak ada tekanan terhadap peralatan untuk stabilisasi dielektrik ,dengan simplifikasi dari pemasangan dan peralatan bantu,sehingga mengurangi biaya pemasangan dan pemeliharaan. Isolasi yang padat,konssekuensinya sesuai untuk slope yang besar dan perbedaan ketinggian dari rute kabel. Tangen delta yang rendah sehingga mengurangi biaya operasi akibat rugi dielektrik yang rendah. b. Kerugian Pengaman mekanik yang rendah,dibanding dengan kabel didalam pipa besi. Pengaruh screen yang rendah dari kabel dengan selubung logam atau kabel dalam pipa.

c. Standar yang digunakan -IEC 228

: Isolasi dan konduktor kabel - IEC 229 : Pengujian kabel oversheath yang mempunyai fungsi pengaman khusus dan menggunakan extrusion - IEC 287 : Perhitungan pengenal arus kontinyu kabel (100 % faktor beban) - IEC 840 : Pengujian kabel tenaga yang menggunakan isolasi extruded untuk tegangan diatas 30 kV (Um 36 kV sampai 150 kV - IEC 949 : Perhitungan arus hubung singkat termal yang diijinkan - Publikasi IEC yang lain yang berkaitan 7.12.1. Konstruksi kabel XLPE Konstruksi kabel XLPE dapat dilihat pada gambar 7.19. dibawah ini 1. Konduktor Konduktor terdiri dari kawat tembaga stranded annealid konduktiviti tinggi yang sesuai dengan IEC publikasi 228 . Konduktor mempunyai bentuk 4 segmen jenis Milikan dengan penampang1000 mm2 2. Kabel screen Screen konduktor non metalik ini terdiri dari lapisan extruded semi konduktiv termo settinf kompon.Screen tersebut halus dan kontinyu.Antar konduktor dengan dan lapisan ektruded semi konduktiv ,pita semi konduktiv harus dipasang. 305

3. Isolasi Isolasi dibuat dari dry cure XLPE extruded secara serempak dengan semi konduktiv dan insulation screen (triple head extrusion).Isolasi dirancang untuk tegangan impulse 750 kV puncak pada suhu konduktor tidak kurang

dari 5°C dan tidak lebih besar dari 10°C diatas suhu pengenal maksimum dari operasi normal isolasi. Ketebalan rata-rata isolasi tidak kurang dari harga nominal pada lampiran Technical particular and guarantie.

K onduktor P elapis konduktor Isolasi P elapis isolasi M antel Logam B antalan pelindung dalam Logam pelindung B inder O uter sheath

Gambar 7.19. Konstruksi kabel XLPE 4. Screen Isolasi Screen isolasi terdiri dari lapisan extrude semi konduktiv termo setting compound. Screen ini smoot dan kontinyu.Pada screen ini pita semi konduktiv harus dipasang. 5

Pelindung shield).

Metalik

(metallic

Pelindung metalik dari kabel terdiri dari kawat tembaga konduktifitas tinggi. Penampang pelindung metalik ini harus mampu melalukan arus gangguan seperti pada technical; particular and guarantie.

6. Penutup bagaian dalam (inner covering) Penutup pengaman anti corrosion dan sebagai lapisan bedding untuk lapisan anti termite pita kuningan extruded black polyethilene compound digunakan dengan tebal mominal 2 ,0 mm . 7. Pita pengaman anti termite Sebagai pengaman anti termite ,dua lapisan pita tin-bronze harus dipasang diatas inner covering. 8. Penutup Luar Penutup kabel bagian luar adalah dari extruded black PVC dan tambahan bahan kimia lead naphtenate seperti pada anti 306

termite,nominal ketebalannya 3,0 mm.

7.13. Kabel laut.

9. Penandaan Tanda berikut agar dipasang pada penutup luar PVC : Sebagai contoh untuk : Kabel XLPE 150 kV 1000mm2 LG kabel 1997’ Artinya: -Tegangan nominal : 150 kV - Jenis kabel : XLPE - Penampang konduktor: 1000 mm2 - Pabrik Pembuat : LG Kabel - Tahun pembuatan : 1997

. . .

.

.. ..

Kabel Laut Tegangan Tinggi yang terpasang saat ini di PLN P3B menggunakan jenis Kabel minyak (Oil Filled Cable), seperti yang terpasang di PLN P3B RJTB sbb , yang kontruksinya dapat dilihat pada gambar 6.20. kabel laut Jawa – Madura merk BICC dari Inggris. kabel laut Jawa – Bali merk PIRELLI dari Itali.

Conductor Conductor Screen Insulation Insulation Screen Laid Up Cores Binders Sheath Bedding Reinforcement Binder

Anti Corrosion Sheath Oil Duct Anti Teredo Tapes Binder Bedding Armour

Binder Serving

Gambar 7.20. Kabel laut merk BICC Pada umumnya untuk SKLT ini hampir sama dengan SKTT. Perbedaannya terletak pada lapisan

pelindungan lebih banyak yang spesifik (lihat tabel berikut). Tabel :7.9. Spesifikasi Kabel Laut

307

Tabel :7.9. Spesifikasi Kabel Laut Jenis Merk Jenis BICC No 1

BAGIAN Konduktor

BAHAN Tembaga

SATUAN Penampang

2

Konduktor Screen Isolasi Isolasi Screen

Kertas Karbon

Diameter Diameter

22,5 mm 23 mm

Diameter Diameter

48,1 mm 48,9 mm

3 4

5 6 7 8

10

Binder Sheath Bedding Reinforcement Binder Anti Corrosion Sheath Oil Duct

11

Anti

9

12 13 14 15

Kertas Kertas Karbon & Non Ferrous metal Tape/kertas CWF Tape Lead B.P Katun Tape Non Ferrous metal & Tapes Extruded Polymeric Sheath Aluminium

UKURAN 300 mm2

Diameter Diameter Diameter Diameter

106,2 114,2 114,8 115,6

Diameter

124,1 mm

Diameter I.D O.D Diameter

18 mm 20 mm 124,5 mm

Teredo Brass Tapes Binder Bedding Hessian Tapes Diameter Armour Galv. Steel Wire ( Diameter 60 bh ) Binder Fabric Tape Diameter Serving Jute Diameter

mm mm mm mm

127,6 mm 139,6 mm 140,1 mm 149,3 mm

Tabel :7.10. Spesifikasi Kabel Laut Jenis Merk PIRELLI. No 1 2

BAGIAN Oil Duct Konduktor

3 4

Konduktor Screen Isolasi

5

Core Screen

BAHAN

SATUAN Diameter Tembaga Penampang Diameter Kertas Karbon hitam & Kertas Duplex Tape Kertas Ketebalan Max. electric stress at 87 kV Duplex tape & copper woven rayon tape

UKURAN 12 mm 300 mm2 23,2 mm 10 mm 12 kV/mm

308

6

13 14

Diameter Ketebalan Reinforcement Tapes stainless steel Ketebalan Anti Corrosion Extruded Polyethylene Diameter Jacket Sheath Luar Ketebalan Core Cabling Diameter Anti Teredo Copper Tape Ketebalan Protection Bedding Polypropylene yarn Ketebalan Armour Galvanized Steel Wire Diameter Kesatu Binding Polypropylene yarn Ketebalan Armour Kedua Galvanized Steel Wire Diameter

15

Serving

7 8 9 10 11 12

16

Lead Sheath

Extruded half C Lead alloy

Polypropylene yarn

Ketebalan Diameter Luar Fiber Optic 12 SMR Optical Fibers Core Cable with Power Cores

51,9 mm 26 mm 0,3 mm 60 mm 3 mm 130 mm 0,1 mm 2 mm 7 mm/wire 2 mm 7 mm/wire 3,5 mm 173 mm -

309

BAB VIII PEMELIHARAAN KABEL TEGANGAN TINGGI 8.1. Manajemen Pemeliharaan Pada umumnya lokasi sumber energi primer konvensional tidak selalu dekat dengan pusat beban sehingga pusat pembangkit listrik dibangun pada lokasi yang terpisah jauh dari pusat beban maka penyaluran daya diselenggarakan melalui instalasi penyaluran (saluran transmisi dan gardu Induk). Instalasi penyaluran ini melalui daerah perkotaan atau melalui laut. Untuk itu instalasi penyaluran didaerah ini terpaksa menggunakan Kabel Tenaga yang berupa Kabel tanah maupun kabel laut. Perkembangan selanjutnya, beberapa sistem tenaga listrik (sebagai contoh : Jawa barat, Jawa Tengah, Jawa Timur dan bali) diinterkoneksikan membentuk satu grup operasi. Peranan instalasi penyaluran semakin penting, konfigurasi jaringan semakin kompleks dan peralatan semakin banyak, baik dari segi jumlah maupun ragamnya. Peralatan utama yang terpasang di gardu induk dan saluran transmisi adalah : Sebagaimana peralatan pada umumnya, peralatan yang dioperasikan dalam instalasi penyaluran tenaga listrik perlu dipelihara agar unjuk kerjanya dapat dipertahankan. Pemeliharaan peralatan penyaluran tenaga listrik diperlukan untuk mempertahankan unjuk kerjanya namun di lain pihak

sebagian besar pemeliharaan itu memerlukan pembebasan tegangan yang berarti bahwa peralatan yang dipelihara harus dikeluarkan dari operasi. Keluarnya beberapa peralatan dari operasi selama pemeliharaan dapat menyebabkan berkurangnya keandalan penyaluran, berkurangnya kemampuan penyaluran bahkan padamnya daerah yang dipasok oleh peralatan tersebut. Permasalahan tersebut juga dialami oleh pemeliharaan Kabel Tenaga dengan memelihara Kabel Tenaga menyebabkan pemadaman Kabel Tenaga tersebut. Untuk mempercepat pekerjaan tersebut maka diperlukan managemen pemeliharaan. 8.1.1.Manajemen Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Suatu sistem tenaga listrik mempunyai jumlah dan jenis peralatan instalasi penyaluran yang sangat banyak yang dihubungkan satu dengan lainnya membentuk suatu sistem penyaluran. Peralatan dengan jumlah dan jenis yang banyak itu harus dipelihara untuk mempertahankan unjuk kerjanya. Sehubungan dengan pemeliharaan peralatan sistem tenaga listrik pada umumnya membutuhkan dikeluarkannya peralatan tersebut dari operasi serta menyangkut jumlah yang sangat banyak, maka penanganannya perlu didasari 310

pemikiran manajemen yang baik. Dalam hal ini perlu perencanaan (planning), pengorganisasian (organizing), penggerakan (actuating) dan pengendalian (controlling) dengan baik. 8.1.2. Perencanaan Perencanaan pemeliharaan peralatan penyaluran tenaga listrik meliputi koordinasi antara kebutuhan akan pemeliharaan dan kondisi (keandalan) sistem. Dalam hal ini diupayakan agar kedua kebutuhan itu terpenuhi sebaik mungkin. Hasil dari perencanaan ini adalah jadual dan jenis pekerjaan yang akan dilaksanakan untuk setiap peralatan antara lain : - Setiap Peralatan Pemeliha- raan

Memerlukan

-

Petunjuk pabrik pembuat peralatan pada umumnya memberikan periode dan jenis pemeliharaan untuk peralatan tersebut.

-

Dalam hal tidak ada petunjuk dari pabrik maka pengalaman masa lalu (Statistik kerusakan) dapat dipakai sebagai dasar perencanaan jadwal dan jenis pemeliharaan.

- Kondisi lokal dimana Peralatan Tersebut Terpasang Perlu dipertimbangkan, apakah ada alternatif pemasokan menghindari pemadaman selama peralatan yang dipelihara dikeluarkan dari operasi.

- Jenis penggunaan listrik yang dipasok Ada penggunaan listrik sebagai penggerak suatu proses yang tidak boleh terganggu. Prosesnya hanya berhenti pada jadwal yang telah ditentukan Apabila tidak ada alternatif pasokan daya listrik selama pelaksanaan pemeliharaan, maka diperlukan kompromi yang dapat diperoleh dari hasil koordinasi. - Hal Khusus Ada keadaan-keadaan khusus yang menyangkut acara-acara kenegaraan yang harus dipertimbangkan dalam perencanaan pemeliharaan. Dalam hal ini diupayakan untuk menghindari segala sesuatu yang kemumingkinan dapat menyebabkan menurunnya keandalan atau terjadinya pemadaman, termasuk pemeliharaan. Hasil perencanaan pemeliharaan peralatan instalasi penyaluran ini adalah Rencana Pemeliharaan yang mencakup − Jenis Pemeliharaan − Jadwal Pelaksanaan − Keterangan lain berupa perlu/ tidaknya peralatan dikeluarkan dari operasi. − Efisiensi Pemeliharaan Selama ini pedoman dasar untuk melakukan pemeliharaan peralatan instalasi listrik adalah SE 311

Direksi No.032/PST/1984 tanggal 23 Mei 1984 tentang Himpunan Buku Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik dimana yang menjadi dasar utama untuk melakukan pemeliharaan adalah rekomendasi pabrik serta instruction manual dari masingmasing peralatan instalasi listrik. Dengan pengurangan siklus pemeliharaan ini dapat dipastikan akan memberikan efisiensi dalam bidang pemeliharaan, antara lain : − Mengurangi biaya pemeliharaan. − Mengurangi kebutuhan manhaurs per peralatan. − Mengurangi waktu pemadaman. − Meningkatkan mutu pelayanan dengan tingkat keandalan dan kesiapan peralatan yang lebih tinggi. − Berikut ini merupakan langkah efisiensi yang dilakukan berupa perubahan siklus pemeliharaan peralatan. Hal yang sama diberlakukan juga terhadap PMT. 8.1.3. Pengorganisasian Rencana pemeliharaan sebagai hasil perencanaan diatas merupakan dasar dalam pengaturan orang, alat, tugas, tanggungjawab dan wewenang untuk terlaksananya pekerjaan pemeliharaan. Pengorganisasian ini perlu dalam mengalokasikan sumber daya yang ada atas pekerjaanpekerjaan yang diperlukan agar dapat dimanfaatkan seefisien dan seefektif mungkin.

- Rincian Pekerjaan Yang Harus Dilaksanakan Rincian ini perlu dibuat untuk membantu kelancaran pelaksanaan sekaligus menghindari kesalahan. Dalam hal ini tingkat rincian yang diperlukan tergantung kesiapan yang akan melaksanakan pekerjaan itu. - Pembagian Pekerjaan Kegiatan-kegiatan spesifik yang sejenis dikelompokkan dengan memperhatikan kesamaan pelaksanaan. Diupayakan agar dalam pelaksanaan pekerjaan, tidak ada seseroang yang berbeban terlalu berat atau terlalu ringan serta tidak ada yang dibebani pekerjaan diluar kemampuannya. - Mengalokasikan sumber Daya 'Who does what' disusun agar seluruh tahapan pekerjaan terlaksana dengan baik atau tidak terjadi saling mengelak diantara personil untuk melaksanakan suatu pekerjaan. Pengalokasian personil ini harus mempertimbangkan : • Kemampuan masing-masing personil • Beban kerja yang menjadi tanggung jawab masing-masing personil. • Urutan tahapan pekerjaan. Peralatan yang diperlukan untuk tiap tahapan pekerjaan diinventarisir dengan jumlah yang memadai. Tidak lengkapnya peralatan, selain mengakibatkan waktu pelaksanaan lebih panjang juga mutu pekerjaan yang lebih rencah. Demikian juga halnya dengan 312

material. Dasar penyusunan yang utama adalah pengalaman dalam pelaksanaan yang lalu. - Koordinasi Pekerjaan Mekanisme koordinasi harus jelas, mengingat : • Tuntutan waktu pelaksanaan seminimum mungkin • Menghindari kecelakaan tegangan listrik • Menghindari gangguan Kesalahan koordinasi dapat berakibat fatal pada instalasi bahkan jiwa personil yang melaksanakan pekerjaan. 8.1.4. Penggerakan Setelah ada rencana kerja, kemudian pengalokasian sumber daya, tibalah saatnya pada pelaksanaan pekerjaan pemeliharaan. Untuk mencapai sasaran dengan baik seorang atasan/pimpinan melakukan proses mempengaruhi kegiatan seseorang atau suatu kelompok kerja dalam usaha melaksanakan rencana kerja yang telah disusun. Proses ini disebut penggerakan. Pada tahap ini sumber daya manusia merupakan salah satu penentu bagi keberhasilan pencapaian sasaran sehingga kepemimpinan, motivasi dan komunikasi. - Persiapan Personil Kondisi personil harus dalam keadaan baik, mental dan jasmani. Kesiapan ini harus dinyatakan saat sebelum memulai pekerjaan dan masingmasing personil menyatakan kesiapannya secara tertulis dalam blanko-blanko yang sudah disiapkan.

Kondisi yang tidak baik (pusing, kurang tidur, letih dan lainlain) dapat membahayakan dirinya serta orang lain. Selanjutnya diskusi mengenai apa yang akan dikerjakan akan sangat membantu pelaksanakan pekerjaan. - Persiapan Peralatan Kondisi dan kesiapan peralatan perlu diperiksa sebelum saat pelaksanaan, terutama yang menyangkut keselamatan jiwa seperti sabuk pengaman, pelindung tubuh, tangga, alat uji tegangan,Gas cheker,Blower,Baju tahan api dan lain-lain. - Kepemimpinan dan Motivasi Dalam rangka pelaksanaan pemeliharaan mulai dari persiapan sampai akhir pekerjaan diperlukan proses mempengaruhi dan mengarahkan orang menuju ke pencapaian tujuan yaitu terlaksananya pekerjaan pemelihara an dengan baik. Ada berbagai gaya kepemimpinan yang secara umum dikenal namun sulit untuk menyatakan satu gaya yang terbaik. Pemimpin yang efektif menyesuaikan tingkah laku kepemimpinannya pada kebutuhan yang dipimpin dan lingkungannya. Dalam hal ini perlu diperhatikan tingkat kedewasaan serta perilaku manusia yang dipimpin. Ciptakanlah situasi yang memungkinkan timbulnya motivasi pada setiap personil untuk berperilaku sesuai dengan tujuan. Salah satu 313

faktor penting disini adalah unsur kewibawaan. 8.1.5. Pengendalian Dalam upaya tercapainya sasaran seperti yang direncanakan, seorang atasan / pimpinan perlu melakukan pengendalian karena pada umumnya terjadi perubahan situasi dan lingkungan serta kesalahan pada saat pelaksanaan. Melalui pengendalian ini, penyimpangan yang terjadi dapat dideteksi sedini mungkin sehingga tindakan koreksi dapat memperbaiki pelaksanaan Dalam mencapai tujuan sesuai dengan yang direncanakan, diperlukan pengendalian agar penyimpangan dapat dideteksi sedini mungkin. Penyimpangan dalam pelaksanaan dapat saja terjadi oleh kemungkinankemungkinan : • Adanya perubahan karena lingkungan, • Terjadinya kesalahan karena informasi kurang jelas, • Terjadi kesalahan karena kemampuan personil yang tidak memadai, • Ditemukan masalah lain diluar yang sudah direncanakan. Untuk dapat melaksanakan pengendalian diperlukan sasaran pengendalian, indikator - indikator dan standar yang jelas. Pelaksanaan pekerjaan dievaluasi, hasil yang dicapai dibandingkan terhadap standar dan melaksanakan tindakan koreksi bila diperlukan. Unsur manusia adalah hal yang paling utama dalam pengendalian yang menyangkut : • Kelemahan (kesalahan, kemalasan, ketidaktahuan ),

• Kecurangan, • Perbedaan pemahaman/ penafsiran atas sesuatu, • Keengganan merubah sesuatu yang sudah dianggap mapan (kebiasaan cara kerja ). 8.2. Pengertian Dan Tujuan Pemeliharaan Pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah serangkaian tindakan atau proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan. Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinyunitas penyaluran tenaga listrik dan menjamin keandalan, antara lain : 1. Untuk meningkatkan reliability, availability dan effiency. Faktor yang paling dominan dalam pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah pada sistem isolasi. Isolasi disini meliputi isolasi minyak, udara dan gas atau vacum. Suatu peralatan akan sangat mahal bila isolasinya sangat bagus, dari isolasi inilah dapat ditentukan sebagai dasar pengoperasian peralatan.dengan demikian isolasi merupakan bagian yang terpenting dan sangat menentukan umur dariperalatan. Untuk itu kita harus memperhatikan /memelihara sistem isolasi sebaik mungkin, baik terhadap isolasinya maupun penyebab kerusakan 314

Pemeriksaan atau monitoring dapat dilaksanakan oleh operator atau petugas patroli setiap hari dengan sistem check list atau catatan saja. Sedangkan pemeliharaan harus dilaksanakan oleh regu pemeliharaan.

isolasi. Dalam pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi kita membedakan antara pemeriksaan / monitoring (melihat, mencatat, meraba serta mendengar) dalam keadaan operasi dan memelihara (kalibrasi / pengujian, koreksi / resetting serta memperbaiki / membersihkan ) dalam keadaan padam. 8.3. Jenis jenis Pemeliharan

Jenis jenis Pemeliharan pada kabel adalah sebagai berikut : 1. Pemeliharaan harian Pemeliharaan harian seperti tabel 8.1 Tabel 8.1.Pemeliharaan harian : HARIAN : OPERASI DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN Jadwal

NO.

PERALATAN/KOMPONEN YANG DIPERIKSA

1 1.

2 Manometer tekanan Minyak Kabel

2.

ROW

3.

Terminasi Kabel head (sealing end)

URAIAN PELAKSANAAN

3 Periksa secara visual dan catat tekanan minyak pada sealing end pada manometernya. Periksa secara visual : rambu (patok-patok), jembatan kabel, tutup crosbonding dan box culvert serta kegiatan pembangunan atau kegiatan diatas/sekitar jalur sktt. a Periksa secara visual klem terminasi kabel head dan bagian yang bertegangan dari benda asing. b Periksa sistem pentanahan sealing end (kabel head).

2. Pemeliharan Mingguan. 315

Pemeliharaan berupa monitoring saluran Kabel Tanah Tegangan Tinggi yang dilakukan oleh petugas patroli setiap Mingguan serta dilaksanakan dalam keadaan operasi, seperti tabel 8.2. Tabel 8.2.Pemeliharaan Mingguan JADWAL DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN

: MINGGUAN : OPERASI

NO.


URAIAN PELAKSANAAN

1

2

3

1.

Manometer tekanan Minyak Kabel

Periksa tekanan minyak pada sealing end secara visual pada manometernya.

2.

ROW

Periksa secara visual : rambu (patok-patok), jembatan kabel, tutup crosbonding dan box culvert serta kegiatan pembangunan atau kegiatan diatas/sekitar jalur sktt.

3.

Terminasi Kabel head (sealing end)

4

Manometer Kabel

tekanan

a Periksa secara visual klem terminasi kabel head dan bagian yang bertegangan dari benda asing. b Periksa sistem pentanahan sealing end (kabel head). Minyak Periksa secara visual dan catat tekanan minyak pada manometer di setiap Stop Joint yang dapat diperiksa.

3. Pemeliharaan Semesteran

316

Pemeliharaan berupa monitoring saluran Kabel Tanah Tegangan Tinggi yang dilakukan oleh petugas patroli setiap Semester serta dilaksanakan dalam keadaan operasi. seperti tabel 8.3. Tabel 8.3. Pemeliharaan Semester JADWAL : SEMESTER DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN : OPERASI NO. 1 1. 2.


URAIAN PELAKSANAAN

2

3 Periksa secara visual dan catat tekanan minyak pada Stop Joint dan Sealing end (kabel head) . Terminasi Sealing End (Kabel a Pengukuran noktah panas pada klem sealing end (kabel head) dan head) dan bagian yang bagian berteganan dengan infrared bertegangan thermovision. b Pengukuran Partial Discharge pada Sealing end (kabel head) dengan alat uji Partial Discharge Minyak Kabel

4. Pemeliharaan Tahunan Pemeliharaan yang berupa Pengukuran dan pengujian untuk Kabel Tanah Tegangan Tinggi dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun dan dilaksanakan dalam keadaan Padam, seperti tabel 8.4. Tabel 8.4. Pemeliharaan Tahunan JADWAL : Tahunan DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN : Padam

NO.


URAIAN PELAKSANAAN

1

2

3

1.

Tahanan Isolasi Kabel

2.

Cable Covering Protection Unit (Non Linier Resistor)

Pengukuran tahanan isolasi kabel dengan Megger dan dengan metoda polarisasi indeks (PI). Pengukuran arus bocor pada CCPU dan mengukur tahanan isolasinya

317

3

Lead Sheath. (timah pelindung)

4.

Mano Meter

5.

Boks Cross bonding dan Stop Join serta Oil Tank Chamber maupun Oil Tank Sunseal

6.

Kabel pilot.

7

Pressure Control Cabinet (Panel Box kontrol tekanan)

Pengukuran arus bocor pada lead sheath dan mengukur tahanan isolasinya Pengetesan fungsi penunjukan tekanan minyak dan sistem pengaman tekanan minyak kabel (alarm dan tripping). Pemeriksaan dan pembersihan terhadap Manometer, Tangki minyak, instalasi pipa minyak, kandungan Gas berbahaya maupun kelembaban . Pengukuran tahanan isolasi kabel pilot. Pemberihan kabinet, seal pintu panel, pengukuran tahanan variabel untuk mengatur tegangan sistem pengaman (proteksi tekanan minyak/supervisi).

8.4. Pemeliharaan yang dilakukan terhadap Kabel Laut Tegangan Tinggi adalah: 1. Pemeliharaan Kabel Laut Harian. Pemeliharaan berupa monitoring untuk Kabel Laut Tegangan Tinggi yang dilakukan oleh petugas Patroli dan dilaksanakan secara Harian dalam keadaan operasi, seperti tabel 8.5. Tabel 8.5. Pemeliharaan Kabel Laut Harian JADWAL : HARIAN DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN : OPERASI

NO.


URAIAN PELAKSANAAN

1

2

3

1.

R.O.W

2.

Lampu Suar

3.

Pelampung suar

Pantau lalu lintas kapal agar tidak lego jangkar pada daerah koridor kabel laut Pantau kedipan lampu rambu suar apakah masih bekerja baik. Periksa pelampung suar apakah masih berada pada tempat yang ditentukan. 318

2. Pemeliharaan kabel laut mingguan Pemeliharaan berupa monitoring untuk Kabel Laut Tegangan Tinggi yang dilakukan oleh petugas Patroli dan dilaksanakan setiap Mingguan dalam keadaan operasi, seperti tabel 8.6. Tabel 8.6. Pemeliharaan Kabel Laut mingguan : MINGGUAN JADWAL DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN NO. 1.

PERALATAN/KOMPONEN YANG DIPERIKSA Terminasi Kabel head dan bagian yang bertegangan

2.

Tegangan Suplay AC/DC untuk alat bantu.

3. 4.

Tekanan minyak Terminasi.

: OPERASI URAIAN PELAKSANAAN Periksa terminasi kabel head dan bagian yang bertegangan dari benda asing secara visual. Periksa tegangan suplay AC maupun DC untuk alat bantu apakah masih normal. Periksa tekanan minak kabel Periksa terminasi kabel apakah masih baik secara visual.

319

3. Pemeliharaan kabel laut Semester Pemeliharaan yang berupa monitoring untuk Kabel Tanah Tegangan Tinggi dan dilakukan oleh petugas Patroli setiap Semester dan dilaksanakan dalam keadaan operasi, seperti tabel 8.7. Tabel 8.7. Pemeliharaan Kabel Laut Semester JADWAL : Semester DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN : OPERASI

NO.


URAIAN PELAKSANAAN

1

2

3

1.

Terminasi Kabel head dan bagian yang bertegangan

Pengukuran noktah panas pada kabel head dan bagian berteganan dengan infrared thermovision.

2.


Pengukuran Partial Discharge pada kabel head dengan alat uji Partial Discharge

3.


4.

Terminasi Kabel head dan bagian yang bertegangan Peralatan kontrol minyak dan alat bantu khusus

Pembersihan bushing kabel head terdapap kristal garam serta pembersihan isolator string pada gantry, dead end tower. Pembersihan terminasi/sealing end kabel. Periksa apakah peralatan kontrol daan alat bantu khusus dapat berfungsi dengan baik.

5.

320

4. Pemeliharaan Kabel Laut Tahunan. Pemeliharaan yang berupa Pengukuran dan pengujian untuk Kabel Tanah Tegangan Tinggi dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun dan dilaksanakan dalam keadaan Padam, seperti tabel 8.8. Tabel 8.8. Pemeliharaan Kabel Laut Tahunan JADWAL DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN

: Tahunan : Padam

NO.


URAIAN PELAKSANAAN

1

2

3

1.

Sistem pentanahan

2.

Tahanan isolasi Kabel Laut

3.

Mano Meter

4

Boks Cross bonding dan Stop Join serta Oil Tank Chamber maupun Oil Tank Sunseal.

5

Tahanan isolasi kabel pilot

a

7

Rambu-rambu

b a b

8

ROW

Pemeriksaan dan pengukuran sistem pentanahan kabel laut dengan Megger pentanahan. Ukur tahanan isolasi kabel laut dengan Megger. Uji fungsi manometer apakah masih bekerja baik. Pemeriksaan dan pembersihan terhadap Manometer, Tanki, Gas berbahaya maupun kelembaban dalam kondisi operasi Ukur tahanan isolasi dari kabel pilot apakah masih baik. Ukur tahanan kabel pilot (Rdc). Periksa kelengkapan rambu-rambu dan pelampung suar seperti Batere, lampu dan panel solar sel. Pelihara kelengkapan rambu-rambu dan pelampung suar penggantian elektroda anti korosi setiap 5 tahun.. Periksa ROW kabel dengan Scan sonar apakah kabel masih tetap pada posisi nya setiap 5 tahun.

321

8.5. Prosedur Pemeliharaan Prosedur pemeliharaan kabel dan kabel laut dapat dilihat pada tabel 8.9 Tabel 8.9. Prosedur pemeliharaan kabel dan kabel laut LATAR BELAKANG

Kesinambungan penyaluran energi listrik yang dikelola oleh PLN UBS P3B salah satunya ditentukan oleh kesiapan operasi gardu induk dan saluran transmisi. Kesiapan operasi gardu induk dan saluran transmisi harus didukung oleh pemeliharaan peralatan secara aman, baik dan benar. Didalam pelaksanaannya, jika terjadi kesalahan prosedur, akan mengakibatkan gangguan pada sistem tenaga listrik dan kerusakan pada peralatan bahkan dapat mengakibatkan kecelakaan manusia. Untuk lebih meningkatkan keamanan dan keselamatan dalam melaksanakan pekerjaan di instalasi listrik, maka perlu dibuat prosedur pelaksanaan pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi sebagai penyempurnaan dari buku “Manuver Peralatan Instalasi Tegangan Tinggi & Ekstra Tinggi serta Dokumen Keselamatan Kerja”.

MAKSUD DAN TUJUAN

Sesuai Surat Keputusan General Manager PT. PLN (Persero) UBS P3B No. 005.K / 021 / GM.UBS. P3B / 2002, tanggal 07 Januari 2002, perihal “Pembentukan Tim Penyempurnaan Prosedur Operasi Sistem dan Pemeliharaan PT. PLN (Persero) UBS P3B”, maka diterbitkan buku “Prosedur Pelaksanaan Pekerjaan Pada Instalasi Listrik Tegangan Tinggi / Ekstra Tinggi”. • Prosedur Pelaksanaan Pekerjaan Pada Instalasi Listrik Tegangan Tinggi / Ekstra Tinggi ini adalah prosedur yang harus ditaati dan dilaksanakan oleh semua personil dalam melaksanakan tugas pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi. •

Ruang Lingkup

Dengan prosedur ini setiap pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi dapat terlaksana dengan aman dan lancar serta selamat (safety process) sehingga tercapai Zero Accident.

Prosedur Pelaksanaan Pekerjaan Pada Instalasi 322

Listrik Tegangan Tinggi / Ekstra Tinggi ini berlaku untuk semua pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi yang meliputi : Manuver pembebasan tegangan. Pelaksanaan pekerjaan pada instalasi dalam keadaan tidak bertegangan. Manuver pemberian tegangan. 1. PENGORGANISASIAN KERJA Pengorganisasian Kerja

Dalam melaksanakan pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi, diperlukan pengorganisasian kerja yang melibatkan unsur / personil sebagai berikut :

• • • • • •

Penanggung Jawab Pekerjaan. Pengawas K3. Pengawas Manuver. Pelaksana Manuver. Pengawas Pekerjaan. Pelaksana Pekerjaan.

Pengawas Manuver, Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3 tidak boleh dirangkap dan harus berada dilokasi selama pekerjaan berlangsung.

Peranan Personil

PENANGGUNG JAWAB PEKERJAAN

PENGAWAS K3

PENGAWAS

Peranan personil pada butir 2.1 adalah sebagai berikut : Bertanggung jawab terhadap seluruh rangkaian pekerjaan yang akan dan sedang dilaksanakan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi. Penanggung Jawab Pekerjaan adalah kuasa pemilik asset yaitu Manager UPT. Bertugas sebagai pengawas Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) pada pekerjaan instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi, sehingga keselamatan manusia dan keselamatan instalasi listrik terjamin. Personil yang ditunjuk sebagai Pengawas K3 harus memiliki kualifikasi Pengawas K3. Bertugas sebagai pengawas terhadap proses manuver (pembebasan / pengisian tegangan) pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi, se323

MANUVER

PELAKSANA MANUVER

PENGAWAS PEKERJAAN

PELAKSANA PEKERJAAN TUGAS DAN TANGGUNG JAWAB PENANGGUNG JAWAB PEKERJAAN

hingga keselamatan peralatan dan operasi sistem terjamin. Personil yang ditunjuk sebagai Pengawas Manuver harus memiliki kualifikasi keahlian setingkat Operator Utama. Bertindak selaku eksekutor manuver pada instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi. Pelaksana Manuver adalah Operator Gardu Induk / Dispatcher Region / Dispatcher UBOS yang dinas pada saat pekerjaan berlangsung. Bertugas sebagai pengawas terhadap proses pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi. Personil yang ditunjuk sebagai Pengawas Pe- kerjaan harus memiliki kualifikasi minimal setingkat Juru Utama Pemeliharaan. Bertugas melaksanakan pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi. Personil Pelaksana Pekerjaan ditunjuk oleh Pengawas Pekerjaan. Tugas dan tanggung jawab masing-masing personil pada butir 2.2. adalah sebagai berikut : •

Mengelola seluruh kegiatan pekerjaan yang meliputi : personil, peralatan kerja, perlengkapan K3 dan material pekerjaan.

•

PENGAWAS K3

Melakukan koordinasi dengan Unit lain yang terkait. Mencegah terjadinya kecelakaan kerja dengan cara sebagai berikut : • Memeriksa kondisi personil sebelum bekerja. •

Mengawasi kondisi / tempat-tempat yang berbahaya.

•

Mengawasi pemasangan dan pelepasan taging, gembok dan rambu pengaman.

•

Mengawasi tingkah laku / sikap personil yang membahayakan diri sendiri atau orang lain.

• PENGAWAS

Mengawasi penggunaan perlengkapan keselamatan kerja. Menjaga keamanan instalasi dan menghindari kesalahan manuver yang dilakukan oleh Operator Gardu Induk dengan cara sebagai berikut : 324

MANUVER

PELAKSANA MANUVER

•

Mengawasi pelaksanaan manuver.

•

Mengawasi pemasangan dan pelepasan taging di panel kontrol serta rambu pengaman / gembok di switch yard.

•

Mengawasi pemasangan dan pelepasan sistem pentanahan. Melakukan eksekusi manuver peralatan instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi.

• •

Melakukan pemasangan dan pelepasan taging di panel kontrol serta rambu pengaman / gembok di switch yard.

•

Melakukan penutupan dan pembukaan PMS tanah. Menunjuk personil Pelaksana Pekerjaan sebagai Pelaksana Pengamanan Instalasi listrik untuk memasang dan melepas taging, gembok, dan rambu pengaman. Memasang dan melepas pentanahan lokal.

•

PELAKSANA PEKERJAAN

PENDELEGASIAN TUGAS

• •

Memasang dan melepas taging, gembok dan rambu pengaman.

•

Melaksanakan pekerjaan.

Pendelegasian tugas dapat diberikan kepada pejabat atau personil yang mempunyai kemampuan (Formulir 8), dalam hal : • Personil yang ditunjuk berhalangan melaksanakan tugasnya. • Dalam satu pekerjaan diperlukan beberapa pengawas.

PENANGGUNG JAWAB PEKERJAAN

Pelaksanaan pendelegasian dilaksanakan sebagai berikut : Asisten Manager Pemeliharaan atau Ahli Muda bidang terkait dengan catatan kedua pejabat tersebut tidak sedang menjadi pengawas lainnya (tidak merangkap).

PENGAWAS

Operator Utama atau Personil yang mempunyai pengalaman dan keahlian dalam bidang manuver. 325

MANUVER

Personil yang mempunyai ketrampilan, pengalaman dan keahlian dalam bidang pemeliharaan. Personil yang mempunyai pengalaman serta keahlian dalam bidang K3.

PENGAWAS PEKERJAAN PENGAWAS K3

2. TAHAPAN PELAKSANAAN PEKERJAAN

Tahapan yang Diperlukan Persiapan

Tahapan pelaksanaan prosedur pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi adalah sebagai berikut : a. Briefing tentang rencana kerja yang akan dilaksanakan kepada seluruh personil yang terlibat dalam pekerjaan dilaksanakan oleh : Pengawas Pekerjaan : • Memberikan penjelasan mengenai pekerjaan yang akan dilaksanakan dengan baik dan aman. •

Membagi tugas sesuai dengan kemampuan dan keahlian personil (Formulir 3).

Pengawas K3 : 326

•

Memberikan penjelasan mengenai penggunaan alat pengaman kerja / pelindung diri yang harus dipakai (Formulir 1).

•

Memberikan penjelasan pengamanan instalasi yang akan dikerjakan.

•

Menjelaskan tempat-tempat yang berbahaya dan rawan kecelakaan terhadap Pelaksana Pekerja. Pengawas Manuver :

•

Menyampaikan hasil koordinasi dengan unit terkait.

•

Menjelaskan langkah-langkah untuk manuver pembebasan dan pengisian tegangan (Formulir 4 dan 7).

b. Pengawas Pekerjaan memeriksa alat kerja dan material yang diperlukan. c. Pengawas K3 memeriksa peralatan keselamatan kerja yang diperlukan (Formulir 1). d. Pengawas K3 memeriksa kesiapan jasmani / rohani personil yang akan melaksanakan pekerjaan (Formulir 2). Izin Pembebasan Instalasi untuk Dikerjakan

Dispatcher (UBOS / Region) memberi izin pembe-

Pelaksanaan Manuver Pembebasan Tegangan

Pelaksana Manuver melaksanakan :

basan instalasi kepada Pengawas Manuver.

a. Memposisikan Switch Lokal / Remote ke posisi Lokal. b. Manuver pembebasan tegangan, sesuai rencana manuver yang telah dibuat (Formulir 4). c. Pemasangan taging pada panel kontrol dan memasang gembok pengaman pada box PMT, PMS Line, PMS Rel dan PMS Tanah. Semua pekerjaan manuver tersebut diatas diawasi oleh Pengawas Manuver dan Pengawas 327

K3. Apabila lokasi pekerjaan di luar jangkauan pengamatan Operator Gardu Induk, maka Pengawas Manuver dan Pengawas Pekerjaan agar menjalin komunikasi. Pernyataan Bebas Tegangan

Pengawas Manuver membuat pernyataan bebas tegangan diserahkan kepada Pengawas Pekerjaan disaksikan oleh Pengawas K3

Pelaksanaan Pekerjaan

Pelaksana Pekerjaan melaksanakan : a. Pemeriksaan tegangan pada peralatan / instalasi yang akan dikerjakan dengan menggunakan tester tegangan. b. Pemasangan pentanahan lokal pada peralatan / instalasi listrik yang akan dikerjakan. Perhatikan urutan pemasangan (kawat pentanahan lokal dipasang pada sistem grounding / arde terlebih dahulu, baru kemudian dipasang pada bagian instalasi yang akan dikerjakan), jangan terbalik urutannya. c. Pengaman tambahan (pengaman berlapis) seperti : memasang gembok, lock-pin, dan memblokir rangkaian kontrol dengan membuka MCB / Fuse / Terminal. d. Pemasangan taging, gembok dan rambu pengaman di switchyard pada daerah berbahaya dan daerah aman. e. Pekerjaan dilaksanakan sesuai rencana. Semua pekerjaan tersebut diatas diawasi oleh Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3. Jika pekerjaan belum selesai dan akan diserahkan ke regu yang lain,

Pekerjaan Selesai

Bila pekerjaan telah selesai Pelaksana Pekerjaan melaksanakan : a. Melepas pentanahan lokal. Perhatikan urutan melepas (kawat pentanahan lokal pada bagian instalasi 328

dilepas terlebih dahulu, kemudian kawat pentanahan lokal pada bagian sistem grounding / arde dilepas). b. Melepas pengaman tambahan seperti gembok dan lock-pin, mengaktifkan rangkaian kontrol dengan menutup MCB / Fuse / terminal. c. Melepas taging, gembok dan rambu pengaman di switchyard. d. Merapikan peralatan kerja. Semua pekerjaan tersebut diatas diawasi oleh Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3. Pernyataan Pekerjaan Selesai

Pengawas Pekerjaan membuat Pernyataan Pekerjaan Selesai dan diserahkan kepada Pengawas Manuver disaksikan oleh Pengawas K3

Pernyataan Instalasi Siap Diberi Tegangan

Pengawas Manuver menyatakan kepada Dispatcher (UBOS / Region) bahwa instalasi listrik siap diberi tegangan kembali.

Pelaksanaan Manuver Pemberian Tegangan

Pelaksana Manuver melaksanakan : a. Melepas gembok pengaman pada PMS Line dan PMS Rel serta PMS Tanah. b. Membuka PMS Tanah. c. Melepas taging pada panel kontrol. d. Memposisikan switch Lokal / Remote pada posisi Remote. Jika remote kontrol Dispatcher gagal, maka berdasarkan perintah Dispatcher, posisi switch Lokal / Remote diposisikan Lokal dan Pelaksana Manuver melaksanakan manuver penutupan PMT untuk pemberian tegangan. Semua pekerjaan tersebut diatas diawasi oleh Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3.

329

8.6. Dokumen Prosedur Pelasanaan Pekerjaan ( DP3 ) Dokumen Prosedur Pelasanaan Pekerjaan dapat dilihat pada tabel 8.10 Tabel 8.10 Dokumen Prosedur Pelasanaan Pekerjaan 1. Daerah Berbahaya dan Daerah berbahaya (danger area) adalah suatu tempat (daerah) disekitar peralatan (bagian) Daerah Aman. bertegangan, yang batasnya (jaraknya) tidak boleh dilanggar. Batas (jarak) daerah berbahaya tergantung pada besarnya tegangan nominal sistem. Sedangkan jarak aman (safety distance) adalah jarak di luar daerah bahaya, dimana orang dapat bekerja dengan aman dari bahaya yang ditimbulkan oleh peralatan (bagian) yang bertegangan. Untuk berjalan melintas disekitar daerah peralatan / instalasi yang bertegangan, harus sangat berhati-hati. Pastikan bahwa peralatan yang dibawa tidak mencuat / menonjol keatas ataupun kesamping , usahakan untuk tidak dipanggul atau dibawa secara melintang. Jarak aman minimum diperlihatkan pada tabel berikut ini : Sistem tegangan Jarak aman* (kV) (cm) 70 20 85 30 100 70 150 150 500 500 4 * mengacu pada Electrical Safety Advices (ESA) dan PUIL 1987

330

2

Formulir DP3 ( Formulir Terlampir )

Formulir-formulir yang digunakan untuk menerapkan prosedur pelaksanaan pekerjaan pada instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi ini yang disebut DP3 adalah terdiri dari : • Formulir 1 : Prosedur pengamanan pada instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi. Lampiran formulir 1 : Rencana pengamanan pekerjaan pada instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi. • Formulir 2 : Pemeriksaan kesiapan pelaksana sebelum bekerja pada instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi. • Formulir 3 : Pembagian tugas dan penggunaan alat keselamatan kerja. • Formulir 4 : Manuver pembebasan tegangan instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi.

331

• Formulir 5 : 3.10.1 Pernyataan bebas tegangan. • Formulir 5 lanjutan : Serah terima pekerjaan. • Formulir 6 : .10.2 Pernyataan pekerjaan selesai. • Formulir 7 : .10.3 Manuver pemberian tegangan instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi. • Formulir 8 : Surat pendelegasian tugas. • Formulir 9 : .10.4 Permintaan izin kerja, berlaku untuk pekerjaan yang dilaksanakan oleh pihak diluar PT PLN UBS P3B. Jika ada pihak luar yang akan melaksanakan suatu pekerjaan di Unit Pelayanan Transmisi, maka harus mengisi formulir Permintaan Ijin Kerja sebelum mengisi formulir / dokumen K3 lainnya.

8.7. Pemelihaan Instalasi Kabel Tanah Jenis Oil Filled Operasi dan pemeliharaan yang baik akan menghilangkan penyebab kabel beroperasi secara darurat. Operator yang baik akan mengetahui sistem kabel,sehingga secara cepat operator akan mengetahui maslah yang timbul,operator akan mengetahui langkah-langkah yang harus dilakukan untuk memisahkan yang ada masalah, periksa dan lakukan perbaikan atau pembetulan.umumnya tanpa

membahayakan sistem atau harus memadamkan kabel. Walaupun sistem instalasi kabel sebenarnya bebas pemeliharaan, pentingnya operasi yang tepat memerlukan pemeriksaan pemeliharaan yang hati-hati dari pada memelihara secara rutin peralatan. Apabila diperlukan pemeliharaan tingkat pemeliharaan dan keahlian pelaksana harus mempunyai kompetensi yang tinggi. 332

1. Kaki segitiga 2. Helm 3 Takel rantai 4 Sepatu karet 5..pompa lumpur/air 6. sarung tangan 7..generator 8. masker 9 .tangga aluminium/bambu 10 tabung oksigen 11 .blower 12 .baju tahan api 13 .batere/senter

1. Pemelihaan Instalasi Kabel Pemeliharaan kabel tanah secara periodik sebenarnya tidak diperlukan,tetapi karena kabel tersebut berisi minyak sebagai isolasi maka tekanannya harus selalu dipantau.Pemasok minyak untuk mempertahankan sifat isolasi kabel tetap kondisi baik,maka bergantung pada panjang rute kabel,makin panjang instalasi kabel, maka jumlah seksi pemasok minyak akan bertambah,misalnya instalasi dengan satu seksi tekanan minyak,dua seksi dan tiga seksi. Masing-masing seksi perlu diperiksa tekanannya setiap minggu untuk mengetahui kenaikan dan atau penurunan masing-masing seksi tekanan

3. Pelaksanaan Pemeriksaan Sebelum melakukan pekerjaan pemeliharaan tekanan minyak,jika tangki berada didalam ruang bawah tanah maka yakinkan bahwa tidak ada gas didalam ruangan bawah tanah. 1.Bersihkan pcc(panel control kabinet) 2.Bersihkan manometer 3.catat penunjukan manometer a.setting b.Alarem c.tripping

2. Peralatan yang digunakan. Untuk melaksanakan pemeliharaan tekanan minyak diperlukan peralatan kerja sebagai berikut: a. Alat kerja

dan Alat K3

4. Daftar pemeriksaan tekanan minyak SKTT : ………………………………… Joint /OTC : UPT : No 1 2 3 4 5

Tangga l

Tekanan minyak R

S

T

R

Keterang an S

T

334

8.8. Spare Kabel Kabel cadangan merupakan material yang harus tersedia di gudang .Umumnya material ini panjangnya kurang lebih 500 m dan terpasang pada haspel serta dilengkapi dengan tangki tekanan minyak . Besarnya tekanan tangki tersebut antara 0,8 sampai 1,2 bar dan dilengkapi dengan manometer Instalasi kabel tanah tegangan tinggi 70 kV maupun 150 kV umumnya digunakan pada saluran transmisi tegangan tinggi didaerah perkotaan. Jalur kabel untuk menanam dan menggelar instalasi malalui daerah pemukiman dan atau disisi jalan raya. Adanya kegiatan pembangunan yang hampir berlangsuing tanpa kordinasi membuat instalasi kabel tegangan tinggi tersebut terancam terkena gangguan. Bedasarkan pengalaman instalasi kabel sering mendapat gangguan dari pekerjaan proyek

maupun kegiatan rumah tangga, contohnya terkena bor pembuatan arde telkom,bor sumur warga dan ,terkena begho . Tujuan memelihara kabel cadangan adalah untuk mengetahui kondisi kesiapan kabel cadangan tersebut kapan diperlukan. 1. Peralatan yang digunakan Peralatan kerja Tidak diperlukan peralatan kerja untuk memeriksa tekanan minyak kabel cadangan. 2. Peralatan K3 a. Helm b Sepatu tahan benturan c. kaca mata d. Baterre senter e.Tangga aluminium panjang 3 m f. Jas hujan

Daftar Hasil tekanan minyak kabel spare Gudang /Upt : ……………………. Bulan / tahun : …………………….. No

Tanggal

Merk/Type

Penampang /panjang (m)

8.9. Termination. Sealing end atau terminasi merupakan peralatan yang digunakan untuk mengeluarkan konduktor (inti kabel) dari kabel

Tekanan Minyak (bar)

Keterangan

yang tertanam di bawah tanah, atau mengeluarkan konduktor yang terpasang di dalam kompartemen GIS. Ada dua jenis sealing end pada instalasi kabel yaitu indoor 335

sealing end dan outdoor sealing end. Perbedaan fisik yang nyata antara kedua terminasi tersebut adalah pada bagian luar terminasi menggunakan porselen. Pemeliharaan terminasi adalah sebagai berikut: 1. Kondisi bertegangan Pada kondisi bertegangan pemeliharaan yang dilakukan adalah memeriksa secara fisik bushing tersebut apakah kondisinya normal atau ada gangguan. 2. Kondisi tidak bertegangan. Pada waktu pemeliharaan preventive bersamaan dengan pemeliharaan peralatan yang lain, maka yang dilakukan terhadap

terminasi atau sealing end adalah membersihkan porselin isolator. a. Peralatan dan material yang digunakan 1.tool kit 2.lap kain yang tidak berserat 3.sakapen 4.alkohol 90 % 5.semen remover 6.Sabun rumah tangga 3. Cara Pelaksanaan pemeliharaan Pemeliharaan bushing pada waktu beroperasi yaitu pengecekan secara fisik apakah kondisinya baik,dan pada kondisi tidak bertegangan ialah dengan cara membersihkan permukaan bushing menggunakan sabun rumah tangga atau sakapen.

4. Hasil Pemeliharaan out door termination SKTT 70/150 kV : …………………………………….. Pelaksana : ……………………………………… UPT : ………………………………….. LOKASI GI : ……………………………………… No Tanggal Terminasi Bushing Fasa Kabel I R S T

Keterangan Kabel II R

S

T

5. Hasil Pemeliharaan indoor termination SKTT 70/150 kV : …………………………………….. Pelaksana : ……………………………………… UPT : ………………………………….. LOKASI GI : ……………………………………… No Tanggal

Terminasi Bushing Fasa Tekanan minyak Kabel Tekanan Minyak Kabel I II R S T R S T

Keteranga n

8.10. Tank Chamber Umum 336

Instalasi kabel tanah tegangan tinggi jenis menggunakan minyak dilengkapi dengan instalasi pemasok minyak yang berfungsi menjaga kondisi tekanan didalam kabel selalu positip. Pemasok minyak menggunakan tangki-tangki yang bertekanan, yang akan memberikan tekanan pada kondisi kabel bebannya rendah dan tangki juga berfungsi untuk menampung kelebihan tekanan pada waktu kabel tersebut dibebani . Fungsi tangki minyak pada instalasi kabel tegangan tinggi terisi minyak sangat penting . Umumnya pemasangan tangki berada ruangan dibawah tanah,sehingga seacara fisik tangki minyak berada pada tempat yang lembab dan kemungkinan terendam air.Tangki minyak ini tertentu jumlahnya,bergantung pada profile kabel,makin rendah kabel tersebut ditanam,maka tangki minyak yang harus disediakan bertambah dan karakteristi- nyapun berbeda.Untuk menjaga peralatan ini bekerja dengan baik dan andal serta terjaga kondisinya maka perlu dilakukan pemeliharaannya. Baik yang dipasang diatas maupun dibawah tanah harus selalu dilakukan pemeliharaannya, namun untuk tangki yang dipasang dibawah tanah lebih sering diperiksa khusunya pada musim hujan. Untuk melakukan pemeliharaan tangki-tangki tersebut dapat dilakukan dengan kondisi ionstalai dalam keadaan bertegangan yaitu dapat dipakai tangki cadangan,untuk mengganti tangki yang dilakukan pemeliharaan.

1. Peralatan kerja Untuk melaksanakan pekerjaan pemeliharaan tangki minyak perlu disediakan peralatan- peralatan sebagai berikut: a.Kaki tiga 3 ton b.Blower dan slang c.Tangga aluminium panjang 3 m d.Generator 5 kw e.Takel rantai f.Tool set g.Pompa lumpur 2. Peralatan K3 a.Baju tahan api b.Helm c.Oksigen d.Sepatu kerja e.Obat-obatan f. Senter 3. Prosedur pemeliharaan a. tangki diatas tanah b. lakukan pembersihan fisik tangki

dan karat c. Lakukan pengecatan(jika perlu) 4. Dibawah tanah a. b. c. d.

Buka tutup ruangan tangki Pasang pompa air Sedot air dalam ruangan tangki Pasang blower dan kelengkapannya e. Lakukan evakuasi ruangan f. Petugas masuk ke ruangan tangki menggunakan peralatan k3 lengkap g. Membersihkan ruang dan tangki h. Mengecat tangki (jika perlu) j. Mengganti tangki minyak (jika perlu) 338

k. Membersihkan pipa-pipa minyak

dari lumpur dan karat.

5. Hasil pemeliharaan SKTT 70/150 kV UPT UJT Pelaksana NO.

8.11.

Tanggal

:………………………………. : …………………………………………….. : ……………………………………………… :……………………………………. TANK Type A …………..

Anti crossbonding, Converting

Anti corrosion covering merupakan perangkat srtuktur kabel yang penting fungsinya, yaitu sebagai pelindung karat susunan kabel dan sebagai jalan balik arus gangguan ke tanah apabila terjadi kebocoran arus konduktor utama ke tanah. Logam yang digunakan untuk kebutuhan struktur susunan kabel tersebut adalah logam yang sesuai,karena material tersebut akan terkena medan magnet dan medan listrik jika kabel bertegangan. Penampangnya disesuaiakn dengan besarnya arus gangguan satu fasa ke tanah sistem dimana kabel tersebut dipasang. Pemasangan instalasi kabel tanah 150 kV single coremenggunakan sistem transposisi dan crossbonding, yaitu sistem pemasangan instalasi kabel yang diharapkan dapat menghilangkan atau mengurangi rugi-rugi transmisi menggunakan kabel.

B………………

H…………………

Pada kondisi kabel bertegangan ,maka akan timbul tegangan induksi pada anti corrosion covering. Besarnya tegangan induksi pada ketiga kabel dengan susunan flat formation tidak sama, yaitu kabel yang berada ditengah akan lebih tinggi dibandingkan dua kabel sebelahnya ,maka pemasangannya dilakukan transposisi. Anticorrosion covering perlu dilakukan pengujiannya ,karena material ini sesuai fungsinya dalam sistem crosbonding harus dalam kondisi selalu mengambang yaitu tidak terkena tanah dalam satu major section. Untuk mengetahui apakah material ini kondisinya baik ,maka pengujian menggunakan HV test dilakukan setiap 6 bulan,yaitu untuk mengetahui apakah sistem crossbonding yang digunakan masih memenuhi syarat serta instalasi dilakukan pengujian dalam keadaan tidak bertegangan. 339

1. Peralatan yang digunakan Untuk melaksanakan pekerjaan pengujian anticorrosion covering diperlukan peralatan peralatan sebgai berikut: a. Kaki tiga 3 ton b. Blower dan slang c. Tangga aluminium panjang 3 m d. Generator 5 kw e. Takel rantai f. Tool set g. Pompa lumpur h. Meger 5000 vOlt i. Alat uji Hv test 0-30 kV,10 A j. Alat uji tahanan tanah 2 Peralatan K3 a. Baju tahan api b. Helm c. Oksigen d. Sepatu kerja e. Obat-obatan f. Senter g. Tenda h. tandu i. Masker j. Alat Pemadam Api

Instalasi kondisi off (ditanahkan sesuai kebutuhan) Pasang pagar pengaman antara lokasi yang diuji Buka tutup crossbonding (kedua boks yang diuji) (untuk boks pentanahan buka link dan pentanahan,untuk boks tahanan crosbonding, buka link dan CCPU) Pompa air keluar(jika ada) Periksa tekanan N2 buka tutupnya boks crossbonding pada dua sisi yang diuji pasang pentanahan lokal jika perlu buka pisau-pisau crossbonding(r,s,t) Lakukan uji per fasa (misal fasa R) pasang Hv test .kabel tegangan tinggi pada konduktor acc dan kabel yang lain ke tanah atur tegangan sampai 5 kV

3 Material

catat arus bocornya

a. kain Majun b. Nitrogen c. Anti karat d. paking karet e. kompon f. gas LPG + blender g. Amplas Untuk melaksanakan pekerjaan pengujian peralatan ini,dapat dilakukan satu sistem (major section,Joint 0 sampai joint 3) dan jika tidak dapat dilakukan maka diuji seksi yang pendek (minor section,joint 0 sampai joint 1) sebagai berikut:

.lakukan selama satu menit (jika tidak dapat dilakukan pengujian berarti ada kebocoran ke tanah) Setelah selesai pasang link bar (sebelum memasang tutupnya uji dahulu CCPU seperti par 7) Pemeliharaan CCPU Cable covering protection unit (CCPU) adalah peralatan instalasi kabel menggunakan sistem cosbonding yang berfungsi mengamankan selubung 339

logam(acc) dari tegangan lebih akibat tegangan surja.Pemasangannya didalam boks crossbonding bersamaan dengan link bar crossbonding. Masing –masing fasa sebelum selubung logam dihubungkan ke tanah pada boks crosbonding terlebih dahulu dihubungkan dengan CCPU. Karakteristik CCPU adalah sejenis arrester yaitu menggunakan prinsip tahanan tak linier, pada kondisi tegangan normal maka berfungsi sebgai isolator dan pada kondisi ada tegangan lebih surja atau sejenis maka bersifat sebagai konduktor. 3. Tujuan pemeliharaan Pemeliharaan CCPU dalakukan bersamaan dengan pengujian acc karena keduaduanya perlu memadamkan instalasi.Kondisi CCPU yang baik akan berfungsi mengamankan kabel dari tekanan tegangan lebih yang dapat merusak sistem crossbonding. Pemeliharaan CCPU tidak hanya dilakukan pada waktu pemeliharaan kabel dilaksanakan namun perlu dilakukan pemeriksaan apabila instalasi kabel mengalami gangguan yang berat.

a.

Peralatan yang digunakan

Untuk melaksanakan pekerjaan pengujian anticorrosion covering diperlukan peralatan peralatan sebgai berikut: a.Kaki tiga 3 ton b.Blower dan slang

c.tangga aluminium panjang 3 m d.Generator 5 kw e.takel rantai f.tool set g.pompa lumpur h.Megeer 5000 volt i.Alat uji Hv test 0-30 kV,10 A 10.Alat uji tahanan tanah 4 . Peralatan K3 a.Baju tahan api b.Helm c.Oksigen d.sepatu kerja e.Obat-obatan f.gas LPG + blender g.Amplas 5. Metarial yang digunakan a.kain Majun b.Nitrogen c.Anti karat d.paking karet e.kompon f.senter g.Tenda 8.tandu 4.Cara pemeliharaan Bersamaan dengan pekerjaan pemeliharaan dan pengujian anticorrosion covering (ACC) sebagai berikut: a. buka ccpu dari dudukannya b. Lakukan pengujian per buah (satu fasa) c. lakukan pengukuran tahanan isolasi dengan megger 1000 volt antara koonduktor dengan tanah d. pasangkan HV test antara konduktor dengan tanah (ujungujungnya) e. atur tegangan dari 0 sampai 2 kV* 340

f. Catat arus bocornya * Ref kabel produksi china

g.Jika selesai pasang kembali.

VOLTAGE TEST ONCORROSION COVERING AND CCPU SKTT ( LINK) : ………………………………………………. Tanggal/Bln /Th : …………/………………/……………………. Pelaksana/P.Jawab : ……………………………………………… UPT :………………………………………………… A.Anti Corossion Covering I.Tahanan Isolasi Peralatan

Kuning ( (ΜΩ )

Merah ( (ΜΩ )

Biru ( (ΜΩ )

MEGGER Merk : IITegangan tinggi ( 5 kV DC) Peralatan

Merah (mA)

Kuning (mA)

Biru (mA)

Keterangan

BICCO Test 103 B .Uji CCPU 1. Uji Tegangan Tinggi Tegangan Fasa uji dan arus R (mA) S T Harga yang diharapkan (mA) *) Periksa manual book Kabel

3,5 kV*

6 kV*

I<0,1

I>1

Keterangan *)

2.MEGGER CCPU 1000 Volt Isolasi CCPU harus lebih besar 10 MΩ Peralatan

FASA R (MΩ)

FASA S (MΩ)

FASA T (MΩ)

Megger 341

1000Volt * Ref.kabel STK 8.12. Cara Memeriksa Tekanan Minyak Dengan Manometer 8.12.1.Manometer biasa Manometer biasa adalah tabung yang dipasangkan pada suatu bejana, pipa atau kanal untuk mengukur tekanan. Persamaan hydrostatic digunakan untuk menentukan tekanannya. Sehingga dari manometer ini dapat diketahui besarnya tekanan bahkan dapat digunakan untuk mengetahui tekanan dari benda cair yang mengalir. Untuk menjamin terhadap pembacaan tekanan karena akselerasi/percepatan pada manometer diperlukan suatu tabung yang pada didingnya diberi skala dan angka yang terpasang secara parallel dengan garis aliran dan tidak terganggu pada saat pembukaan. Jika manometer berisi cairan pada suatu bejana berhubungan seperti pada gambar 8.1(d). sehingga diperlukan bejana yang cukup panjang(tinggi) jika tekanannya tinggi maka dibuat suatu manometer dengan bentuk khusus dilengkapi jarum penunjuk yang bebas bergerak sesuai dengan tekanan dari benda cair yang diukur. Tekanan minyak ditunjukan nilainya oleh jarum pada manometer yang mempunyai prinsip kerja berdasarkan tekanan minyak dan pegas yang porosnya dipasangkan jarum penunjuk, dimana pada kondisi seimbang

angka yang ditunjukan sebagai tekanan yang sebenarnya dari minyak kabel. Gambar 8.2(c). dengan teknologi maka manometer ini dilengkapi dengan saklar yang difungsikan sebagai alat pemutus atau penyambung arus dan dihubungkan dengan indicator atau rele proteksi sehingga manometer akan berbungsi sebagai alat Bantu untuk mengindikasikan tekanan alarm dan trip atau tekanan berlebih. Nilai absolute adalah penunjukan atau nilai tekanan yang berbasis pada tekanan nol bar, pada umumnya manometer menunjukan nilainya berdasarkan tekanan udara 1 bar sebagai tekanan atsmosfer. 8.12.2. Manometer Manometer Vacuun adalah manometer yang dapat menunujukan kevacuuman suatu ruangan yang secara absolute (referensinya 0 bars) berarti vakum disini adalah nilai tekanan ruang dibawah nilai 1 bar dari tekanan atsmosfer. Satuan nya seperseribu bar atau millibars. Walaupun tidak ada ruang hampa yang mutlak kosong/hampa atau vacuum. Tujuan mevacuum suatu peralatan seperti kabel TT, trafo dan alat-alat lain adalah untuk mengupayakan setelah kondisi vacuum atau kondisi tidak ada benda asing berada didalam ruang 342

terjebak yang sering berakibat panas dan terjadi flash over/gangguan yang cukup fatal serta kerusakan breakdown isolasi peralatan.

tsb sehingga pada saat diisi dengan minyak atau gas isolasi (sf6) akan dapat mengisi ruang-ruang hingga terkecil maka didapat pengisian yang baik tanpa ada ruang yang berisi udara atau terdapat udara P

p = wh hb =

hb

pa p − v w w

kPa

Pa m

o

n

Valve

w=berat jenis.

(a)

(c)

h c

hm

c

c l

hp l

p c = wh c (b)

r

pl = w p h p + pc Gambar 8.1. dasar manometer

(d)

343

Gambar 8.2. dasar Manometer tekanan minyak 8.12.3. Pemeliharaan Pilot Kabel dan Manometer Pada instalasi kabel tanah tegangan tinggi selain kabel power yang tertanam dibawah tanah ,juga memerlukan kabel lain dalam satu saluran,yaitu kabel pilot. Kabel pilot merupakan instalasi yang digunakan sebagai kabel-kabel pengaman yaitu : kabel 7 pair untuk mengamankan tekanan minyak baik tekanan yang memberikan alrem maupun mentripkan kabel,kabel 19 pair merupakan kabel penghubung pengaman kabel terhadap gangguan listrik yaitu sebagai pemasok power ke proteksi diferential kabel dan kabel 28 pair digunakan sebagai fasilitas untuk komunikasi data dan suara. Kabel tersebut tertanam dekat dengan kabel power sehingga memungkinkan terkena induksi ,untuk itu memerlukan desain yang khusus. Desain khusus dimaksud adalah kabel pilot dilengkapi dengan isolasi yang mampu terhadap tegangan tinggi lebih dari 15 kV. Kabel pilot secara khusus tidak memerlukan pemeliharaan, namun dengan adanya perubahan akibat umur dan lokasi sekitar ,sehingga kabel pilot perlu dilakukan pemeliharaan. Sebagai contoh bahwa nilai dari tahanan konduktor

berubah,sehingga akan mempengaruhi kinerja proteksi. Agar perubahan nilai tahanan dan tahanan isolasi kabel pilot dapat diketahui maka kabel tersebut perlu dilakukan pengukuran dan pengujian dengan waktu tertentu. 1. Peralatan kerja dan K3 Untuk memelihara kabel pilot diperlukan peralatan sebagai berikut: a Meger 0 sampai 5000 Volt b. Meger 0 sampai 1000 Volt c. Pompa air d. Pompa Lumpur e. Alat kaki tiga f. Takel rantai 2. Material a. Contact cleaner b. anti karat c. Majun Pembersih 3. Cara Pemeliharaan Manometer Manometer sebagai pengindera tekanan minyak sepanjang waktu harus mempunyai kinerja yang benar, karena ketidakakuratan manometer dapat menyebabkan salah kerja yang mengakibatkan kerugian atau dapat mengurangi keandalan sistem operasi kabel tanah tegangan tinggi. Manometer dimaksud mempunyai jarum penunjuk yang berfungsi menjalankan alarem 345

(tingkat 1) dan tripping (tingkat 2). Kedua posisi jarum tersebut harus akurat penunjukkannya,karena berkaitan dengan naik dan turunnya tekanan minyak sepanjang kabel. Tekanan Minyak akan mengembang pada saat beban kabel tinggi dan akan turun pada waktu beban turun /rendah atau suhu luar rendah. Jarum yang lain adalah jarum berwarna merah,yang berfungsi untuk mengetahui tekanan tertitnggi yang pernah dicapai sepanjang operasi kabel. Dari pengalaman dilapangan diketahui beberapa

manometer tidak berfungsi dengan baik yang menyebabkan gangguan dan kerusakkan kabel. 8.12.4.Pemelihharaan yang dilakukan pada manometer adalah : • • • •

Pengujian terhadap kinerja jarum penunjuk Pengujian setting tekanan normal Pengujian terhadap setting tekanan alalrem Pengujian setting tripout

Hasil pemeliharaan Manometer SKTT 70/150 kV UPT UJT Pelaksana No

Tanggal

: :………………………………. : …………………………………………….. :…… ……………………………………………… :……………………………………. Tekanan(bar, Kpa,Kg/cm/,p si,mmbar) Normal Alarem Tripping Tertingggi pernah dicapai

Manometer fasa R S T R

1. Pilot Kabel. Seperti kabel instalasi yang lain,apalagi kabel pilot tertanam dengan kedalaman kurang lebih 2,5 meter dibawah tanah dengan suhu tanah yang panas maka akan terpengaruh oleh kondisi lingkungan disekitarnya. Khususnya pada terminal kabel pada panel

S

T

Keterangan *)

control cabinet yang ada didalan underground tank chamber maupun yang ada di sunshilled tank atau panel kontrol. Semua terminal klem tersebut mempunyai resiko kelembaban atau bersentuhan /berhubungan dengan peralatan yang lain yang dapat menyebabkan kondisi isolasi kabel pilot menurun atau nol sama sekali. Untuk mmengetahui perubahan kinerja 346

kabel

pilot

harus

dilakukan

pengukuran-pengukurannya.

2. HASIL PEMELIHARAAN KABEL PILOT SKTT 70/150 kV UPT UJT Pelaksana

:……………………………………………….. : …………………………………………….. :…… ……………………………………………… :…………………………………….

1. Kabel pilot 7 pair No Tanggal

Cable pair P1 P2 P3 P4

P5

P6

P7

Keterangan *)

Karakteristi k

1. Tahanan isolasi 2.Tahanan DC

*) Menggunakan meger 5000V 2.Kabel pilot 19 pair No

Tanggal

Karakteristik

Cable pair 1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tahanan isolasi Tahanan DC

31

3.Kabel pilot 28 pair No

Tanggal

Karakteristik

Cable pair 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 1

1 2

1 3

Tahanan isolasi Tahanan DC

8.13. Penggelaran kabel 8.13.1. Penggelaran kabel Penarikan dengan mesin Winch Penarikan kabel yang biasa dilaksanakan dimaksud adalah menggunakan tenaga mesin Winch (mesin bensin atau motor listrik) dengan menempatkan ‘roler kabel’ sepanjang rute dengan jarak antara 2+3 M pada porsi kelurusan dengan titik belok max 0,4 m Pembuatan belokan biasa dilakukan dengan menyesuaikan roler yang umum yang diatur baik secara horizontal maupun vertikal (sesuai kebutuhan); secara teknik adalah penyelesaian yang lebih andal, karena dapat menekan keregangan langsung antara kabel dan rolernya , bisa didapatkan dengan menggunakan struktur yang

diperlihatkan pada kertas lampiran no. 2272/78/A Belokan ditempatkan terutama pada salah satu ujung sambungan yang pada umumnya dapat dipilh pada waktu penempatan ‘cable drums’ pada ujung, ini dimaksudkan melewati daerah belokan2 ini dengan pengurangan peregangan langsung. ‘Cable Drum’ ini dapat diatur di dua sisi arah secara bertahap dan berlanjut. Kekencangan penerikan harus secara terus menerus dikontrol dengan menggunakan sebuah dynamometer. Karena kekencangan ini ditimbulkan oleh konduktor kabel, dimana mata(titik) tarikan dikaitkan hal ini kadang kadang dapat menjadi gangguan terhadap komponen kabel yang lain sebagaimana terlihat pada tabel (mengidikasikan keregangan 347

1 4

maksimum yang diizikan untuk bebagai kmponen kabel). Dari semua kasus antara titik(mata) tarikan kabel dan tambang(tali) penarikan, harus digunakan sebuah alat kusus yang bernama “swivel”, alat ini mempunya fungsi ganda dapat meringankan kenaikan torsi tarikan tambang dan memudahkan dalam meliwati roler rolel. Pada rute yang penggelaran berbelok belok dan penghitungan regangan tarikan mungkin melebihi angka reganganya ini diindikasikan pada poin 3.0 berikut yang perlu diikuti, kemudian ini perlu juga untuk mengikuti sistem penarikan alternative yang lain dan disini akan diuraikan 8.13.2. Penarikan dengan roler bertenaga. Ini bisa jadi mengadopsi kedua bagian bagian yang diandalkan dengan tujuan menekan regangan tarikan mesin Winch, dan sebagai bagian andalan, apabila diatur sesuai dengan keadaan parit (galian) 1. Metoda ikat berlanjut Regangan tarikan yg diakibatkan oleh sebuah tambang baja dimana kabel diikatkan pada jarak 2 m tali penarik yang dibuat supaya kabel bergerak. Hal ini perlu untuk mempersiapkan tambang yang sesuai dengan belokan belokan dan jalan-jalan raya persimpangan. Dengan tujuan untuk melaksanakan tipe ini , gelaran tambang

panjangnya dua kali lipat terhadap rute yang dikehendaki.

2. Peralatan gelar. Peralatan gelar yang diperlukan dalam penarikan kawat adalah katrol, meter dll 8.14. Regangan maksimum yang diizinkan pada kabel. 8.14.1. Porsi Lurus Ini adalah aturan yg baik dalam menggunakan regangan tarikan untuk konduktor, dimana secara umum adalah bagian yg paling rawan. Dia kadang baik dan cocok untuk menggunakan ukuran keregangan dan componen kabel lainnya. 8.14.2. Tarikan ujung, dengan mata tarikan diikatkan pada konduktor - Kabel pole tunggal tembaga 6 kg/mm2 Cu . section - Alminium 3 kg/mm2 Al. section - Kabel tiga pole tembaga 5 kg/mm2 total Cu section - Alminium 3 kg/mm2 total Al section nilai peregangan ini adalah sesuai untuk koduktor berpenguat, pada conductor berpenguat dimungkinkan menerima regangan yg lebih tinggi (14 kg/ mm2 Cu. dan 8 kg/mm2 untuk Al.) 8.14.3.Tarikan ujung dengan mata tarik diikatkan pada Armouring. 349

Tarikan ujung dengan mata tarik diikatkan pada Armouring dilakukan pada kawat tipe kawat lempengan baja 8 kg/mm2 total section dari amouring tsb. 1.Ujung tarikan dengan bungkus baja -

-

digunakan tarikan ujung dengan pembungkus baja pada kabel berbungkus almn.: 3 kg/mm2 sheat section digunakan pada kabel ber ‘lead sheathed’ : 1 kg/mm2 sheath section

1. Porsi belok Aturan umum radius belok tidak boleh lebih kecil dari 30 kali dari lingkaran luar kabel 2. Belokan dilengkapi dengan roler. Tekanan paksa antara kabel dengan roler tak boleh melebihi: • • • •

Kabel bebungkus almn. : 200 kg Kabel ber ‘lead sheathed ’ : 50 kg Kabel tanpa bunkus metal : 50 kg Tekanan paksa harus dihitung dengan rumus berikut: F0

=

T .d (kg ) R

Dimana : F0 = tekanan paksa antara kabel dan roler (m) T = kekencangan tarik setelah belokan (m) R = Radius belok kabel (m) d = Jarak antar roler(m)

3. Belokan2 dengan penyangga bersambung ( peluncur dan pipa2) Tekanan paksa antara kabel dengan permukaan penyangga tidak boleh melebihi : - Kabel bungkus alminium : 2000 kg/m - kabel ber‘lead sheath’ : 500 kg/m - Kabel tanpa pembungkus metal: 400 kg/m 8.15. Perhitungan Daya Tarik Horizontal) 1. Porsi lurus Daya tariknya adalah: F = l . p . f ( kg ) Dimana: F = regangan tarik l = panjang gelaran porsi lurus p = berat kabel per meter f = koifisien gesek ( ab. 0.1 ) 2. Porsi belok Dengan rumus berikut ini kita bisa melakukan evaluasi panjang rute lefel equifalen dengan sempurna, bersamaan dengan krtegangan tarikan yang sama yang akan terjadi, apabila penggelaran menggunakan roler : L2 = L1 . cos hk ∂ + V1 +

R sin hk ∂ k L .1

dimana : L1 = panjang equifalen inlet K = koifisien gesek ( ab. O.1 ) 350

∂ = sudut belok ( radiant ) L 2 = panjang equifalen outlet panjang equifalen dikalikan dengan berat kabel dan koifisien gesek, dengan cara ini besar tarikan setelah belokan dapat didapat. Hal ini perlu lebih jauh untuk menentukan jumlah roler yang dihitung yang ada, dengan tujuan untuk menghindari tekanan kabel terhadap roler melebihi nilai yang terindikasi. ; rumus hitungan sebagai berikut ;

Yang mana arti simbol2 telah kita ketahui. 3. Gelaran Didalam Saluran Atau Pipa Permukaan pipa/saluran harus halus/licin tanpa bendolan. Karena alasan ini maka plastic saluran/pipa tadi harus dipilih. Bagaimanapun juga kita berikan koifisien gesek yang berbeda untuk tipe permukaan pipa- saluran.

Ft = L2 . p . f (kg) Tabel 8.11. Bahan pipa saluran Bahan pipa saluran gesek Pembungkus luar kabel PVC Lead PVC Polyethylene Asbestos- cement Lead Asbestos- cement Polyethylene Beton Jute Beton Lead Beton Polyethylene Untuk menurunkan koifisien gesek bisa digunakan pelumas, seperti : - Air dengan bubuk grafit - Sabun bubuk dengan air dan grafit Dengan pelumasan seperti ini penurunan koifisien gesek sampai 30% dapat dicapai . Diameter dalam dari pipa saluran harus paling tidak 1,5 kali dari diameter luar cabel. Aturan yang baik adalah hanya diizinkan 1 kabel didalam 1 saluran . Radius belok yang diizinkan untuk pipa/saluran tergantung pada jumlah posisi belokan sepanjang rute dan peregangan bertahap terjadi antara kabel dan pipa saluran

Koifisien 0,25 0,25 0,45 0,33 0,80 0,50 0,40

Radius belokan pipa harus tidak pernah lebih kecil dari 40 kali diameter lingkaran luar kabel. 4.Porsi lurus Regangan tarik adala : F = l . p . f ( kg ) Dimana simbol2 mempunyai arti yang sama dengan rumus pada 5, Porsi belok Regangan tarik setelah belokan dievaluasi kurang lebih seperti rumus berikut: F2 = F1 . e f∂ ( kg) Dimana: F1 = kuat tarik pada inlet(masuk) 351

f = koifisien gesek ∂ = sudut perubahan arah (dalam radius) Setelah itu perlu dicek bahwa regangan bertabah dalam batas maksimum. Apa bila kasusnya berlawanan hal ini perlu membesarkan radius belokan. Perhitungan kuat tarik pada posisi miring .

Jadi belokan2 dipertimbangkan sebagai ‘ titik2 perubahan kecenderungan”; krena alasan inilah panjangnya dari porsi lurus antara dua belokan harus diperpanjang sesuai dengan dua sisi panjangnya terhadap belokannya.

l

h

P sin ῳ ῳ

P

P cos ῳ

Gambar 8.2 Kuat tarik pada posisi miring . Dimana : F1 = l . p . f . cos ῳ ± 1 . p . h l = panjang porsi pada posisi miring p = berat kabel per meter f = koifisien gesek h = perbedaan level ± = sebagai fungsi arah tarikan apabila sudut ῳ kecil, cos ῳ = 1, kemudian F1 = l . p . f ± p . h ( kg )

352

8.16. Peralatan Pergelaran . Peralatan pergelaran dapat dilihat pada table 8.12. Tabel 8.12 Peralatan pergelaran Jumlah

Uraian

keterangan

1

Kawat penarik ‘winch’ 10 H.P

1

Dram besi tambang baja

Kecepatan tarik 17 dan 23 meter/menit Kekuatan 3000 kg JUMLAH ISI ± 15 m3

1

Frame untuk said winch

Jumlah berat ± 5.5000 kg

1

Pasang trestles penyangga dram

300

Pasang trestless lengkap (shaft dan hidrolik) jack untuk mengangkat dram dengan kemampuan diatas 20 ton

1

Dinamometer 3 ton dan timbangan

2

Roler kabel

3

Claher roler swivel

1

Gripn (pemegang) penarik pasang walkie - talkie Jackj pengangkat

8.17. Jadwal Pemeliharan Saluran kabel Tegangan tinggi . Jadwal Pemeliharan Saluran kabel Tegangan tinggi seperti table 8.13. Tabel 8.13. Jadwal Pemeliharan Saluran kabel Tegangan tinggi . NO 1 2 3 4

Nama Alat

Pemeliharaan

Kabel minyak - tekanan minyak Kabel minyak - tekanan minyak cadangan Terminal Sealing - Visual inspeksi End - pembersihan isolator Tank Chamber - Visual inspeksi

Periode 1 minggu 1 minggu 3 bulan 1 tahun 3 bulan 353

5

Sistem crossbonding

Sistem Alarm 6

- pembersihan dan pengecatan - HV DC test pada pelindung anti korosi - HV DC Test pada CCPU - Pembersihan crossbonding - pemeriksaan lampu indicator pada panal kontrol - pemeriksaan kontak signal dari manometer

1 tahun 6 bulan 6 bulan 1 tahun 1 minggu 6 bulan

8.18. Kebocoran Minyak Bila alarm tentang kebocoran minyak terjadi maka penanggulangan dapat dilakukan seperti flowchart dibawah ini :

proses

354

start Alarm terjadi dan diketahui operator

Catatan tekanan sebelumnya

Periksa dan analisa besarnya perubahan tekanan minyak.

Perubahan tekanan minyak tidak dapat diperiksa/dianalisa dalam periode beberapa jam

Kebocoran minyak kecil jika perubahan tekanan < 1.00 kPa/hari

Jika perubahan tekanan minyak sangat besar atau tekanan minyak sudah menuju ke trip (switch out).

Kebocoran minyak besar. Jika perubahan tekanan

Gambar alir 8.3 : langkah bila terjadi kebocoran minyak kabel kebocoran minyak kecil jika perbedaan tekanan pada ketiga fasa pada seksi yang sama. Pemeriksaan dimulai jika perbedaan tekanannya adalah 30 kPa. Nilai perubahan tekanan dinyatakan medium jika kebocoran minyaknya mengakibatkan tekanan berubah antara 1.0 kPa/hari
1. Kebocoran Kecil. Tindak lanjut yang lebih detail diperlukan untuk setiap terjadi kebocoran yang dijelaskan sebagai berikut : 2. Kebocoran minyak kecil. Bila terjadi kebocoran minyak kecil dari pengalaman disebabkan karena paking, konektor dan pada 355

diketahui lokasi kebocorannya. saat pembersihan permukaan kabel Tekanan minyak selalu di catat dengan benda tajam. setiap jam sampai perbaikan Tindakan yang paling penting dan selesai. segera tidak diperlukan, hasil pemantauan selama satu minggu baru dilakukan tindakan jika sudah 3. Bagan Alir tindakan untuk kebocoran kecil : Kebocoran minyak kecil jika perubahan tekanan < 1.00 kPa/hari

Apakah kebocoran diantara katup pd panel dan

Sambungan sementara untuk pasokan minyak.

Dilokalisir dan perbaikan kebocoran. Reset rangkaian minyak.

Sambungan sementara untuk pasokan minyak.

perbaikan kebocoran. Reset rangkaian minyak.

Gambar alir 8.4 : langkah awal bila terjadi kebocoran minyak kabel 4. Kebocoran Besar. Pada masalah ini penyebab utama kejadian ini harus diketahui terutama penyebab kerusakan dari luar (eksternal). Kecepatan tindakan sangat diperlukan untuk itu dapat dilakukan tindakan sesuai bagan alir dibawah ini : bagan alir kebocoran besar

356

Kebocoran minyak besar. Jika perubahan tekanan > 10.00 kPa/hari

Apakah kebocoran minyak diantara pipa pemasok minyak antara tangki bertekanan dan katup serta manometer pada panel ? Apakah tekanan minyak dibawah level

Apakah kabel harus

Apakah tekanan minyak dibawah level alarm ?

Kabel operasi

Kabel operasi

Diproses dengan

Apakah kabel harus

Diproses dengan operasi katup A

Cari lokasi Lanjutkan pasokan minyak Pencegahan kebocoran sementara

Pencegahan kebocoran sementara

1

357

1

Perbaikan permanen atau mengganti kabel yang rusak atau accesories kabelnya

Mengembalikan setting pengaman dari sistem minyak.

Pengoperasian kembali kabel

selesai Gambar alir 8.5 : langkah bila terjadi kebocoran minyak kabel cukup besar

5. Memperbaiki kabel minyak yang bocor. Setelah diketemukan lokasi kebocoran maka segera dilakukan perbaikan dengan urutan sbb :

Lokasi kebocoran minyak Sealing end pada Gas a. Flange tembaga bagian bawah tabung b. kebocoran pada permukaan kabel

c. Konektor pipa pemasok minyak. d. isolator penghubung

Perbaikan sementara Periksa kekencangan bautbautnya • Dengan menggunakan palu untuk memukul permukaan sehingga menutup kebocoran tsb • Melapisi permukaan dengan plastik tape. Periksa kekencangan bautbautnya Periksa kekencangan bautbautnya

Perbaikan permanen Ganti gasketnya Instalasi kembali.

Instalasi kembali. Ganti isolator penghubung 358

dengan yang baru. Tangki tekanan. a. Katup. b. Konektor Pipa pemasok minyak a. Konektor Kabel Tenaga a. Pelindung kabel (lead sheath)

Bungkus dengan isolasi /plastik tape Periksa kekencangan bautbautnya

Ganti katupnya

Periksa kekencangan bautbautnya

Ganti dgn yg baru atau Instalasi kembali

• Dengan menggunakan palu untuk memukul permukaan sehingga menutup kebocoran tsb • Melapisi permukaan dengan plastik tape.

Ganti bagian kabel yang bocor.

Yang paling penting untuk perbaikan kabel dan alat bantunya (accesories) adalah tekanan yang agak sedikit rendah dari pada tekanan normal dan dipertahankan setiap saat sebagai usaha untuk menjaga agar kandungan udara yang lembab masuk kedalam sistem kabel. 6. Tindakan yang dilakukan untuk minyak dengan tekanan tinggi. Prosedure pada kejadian gangguan minyak dengan tekanan tinggi sangat diperlukan karena tekanan minyak maka ke hati-hatian dan konsentrasi pada masalah sangat diperlukan. Adapun prosedurenya adalah sbb : Pengoperqasian katup(valve). Sebagai contoh adalah minyak tekanan tinggi pada salah satu phasa maka : 1. Katup no 4 harus selalu tertutup dengan baik.

Instalasi kembali.

2. Pipa penghubung untuk pengeluaran minyak dari tangki dihubungkan dengan ‘chek conector’ yang ditempatkan pada meter tekanan dan “valve panel”. 3. Katup no 4 dibuka. 4. Alrian minyak tekanan tinggi dari tangki akan terlihat pada meter dan “valvepanel” sehingga penunjukan meter tekanan berada dibawah batas dari tekanan minyak tertinggi yang perbolehkan. 5. perbaikan sehingga rangkaian menjadi seperti semula. 8.19.

Gangguan kabel pada lapisan pelindung P.E. oversheath.

8.19.1. Methoda mencari lokasi gangguan pada lapisan pelindung kabel. 359

mana sebenarnya awal dari sederhana ini berkembang menjadi seperti kondisi sekarang.

Sebagai hasil pemeriksaan rutine pada lapisan pelindung kabel diketahui terjadi kerusakan lapisan pelindung kabel maka perlu ditindaklanjuti dengan mencari lokasi kerusakan lapisan pelindung kabel. Untuk mengatasi kerusakan lapisan pelindung perlu mencari lokasi untuk itu diperlukan pengukuran, sehingga kabel tersebut harus tidak dioperasikan (bebas Tegangan). Digunkan bermacam –macam metoda untuk mencari lokasi keruskan lapisan pelindung dari yang sederhana hingga yang paling modern dan cukup canggih. Disini akan dijelaskan cara sederhana yang

8.19.2. Methoda Murray. Methoda ini diketemukan oleh Jhon Murray yang berprinsip dari cara pengukuran tahanan dengan methoda jembatan Weatstone. Prinsip kerjanya dengan menghubungkan salah satu ujung kabel antara konduktornya dan lapisan pelindung dan diujung yang lain dipasangkan sumber tegangan DC lengkap dengan saklarnya dan tahanan geser yang center tapnya disambungkan ke galvanometer.

L R1

X R2 G

Gambar 8.6 : mencari lokasi kerusakan PE oversheath dgn jembatan Murray

Jika galvanometer menunjuk angka nol setelah mengatur posisi center tap pada tahanan geser maka akan diperoleh persamaan seperti rumus pada sistem jembatan Weatstone :

R R

X

=

1 2

=

2 L − X X R 2 .2 L R1 + R 2 360

dimana ; R1 dan R2 = tahanan geser diantara c L = panjang kabel ( 2L karena rangkaian tertutup). X = Jarak lokasi kerusakan dari titik ukur. Tahanan geser mempunyai tingkat dari 0 – 100, yang akan dibaca dan menjadi acuan perhitungan prosentase jarak untuk menentukan jarak dari titik ukur ke

lokasi gangguan pada lapisan pelindung kabel. 1. Cara pengukuran. a. Mengisolasi kabel gangguan dengan cara melepas plat penghubung diantara kedua sisi pada links boxes. b. Hubungkan alat ukur jembatan Murray ke terminal dari lead sheath dari kabel yang rusak. Seperti gambar dibawah ini .

S 6 atau 12 Volt (aki mobil)

sheath G E

+

-

Gambar 8.7 : mencari lokasi kerusakan PE oversheath dgn jembatan Murray •

Sambungkan kabel pelindung (PE oversheaths) pada terminal ‘ + ‘ dan konduktor utama disambungkan pada terminal ‘ – ‘ pada alat ukur Murray. Hubungkan batere sehingga menjadi rangkaian tertutup

• •

sistem Murrsay seperti pada gambar. Nyalakan alat dengan menekan saklar on dan biarkan beberapa menit untuk pemanasan alat. Masukan saklar ‘S’ dari batere eksternal dan atur nilai R1 dan 361

R2 sehingga galvanometer menunjuk nilai ‘0’. Dan akan diperoleh prosentasi jarak lapisan pelindung kabel yang mengalami kerusakan. c. Mendeteksi lokasi gangguan PE oversheath di kabel dengan sistem elektrode.

2. Prinsip kerja

didalam diluar permukaan tanah yang disebabkan oleh mengalirnya arus ke dalam dan keluar dari titik gangguan, arus yang secara tibatiba menjadi besar atau maksimum maka arus sebagai indikasi yang berupa arah jarum dan besarnya tegangan (polarity) dan menjadi petunjuk perbedaan (arah dari arus bocor) arus DC antara konduktor dan lapisan pelindung dan dari tanah. Perbedaan potensial tsb diatas terjadi diatas permukaan jalur kabel sehingga dengan menggunakan voltmeter atau galvanometer yang dilengkapi dengan elektrode sebagai penghantar dan pendeteksi lokasi gangguan.

Metode ini menggunakan sifat karakteristik dari potensial listrik

362

Galvanometer atau voltmeter elektrode

Electric potential

Power source Immediately above the fault point

Electric difference

Gambar 8.8 : mencari lokasi kerusakan PE Tentukan arah arus dilihat dari c. metoda pengukuran. arah penunjukan jarum dari • Kabel yang gangguan diisolir voltmeter atau galvanometer dengan cara melepas plat sehingga dapat diketahui lokasi penghubung diantara kedua gangguan. (ketika tegangan ujung link boxes. sumber DC ‘+’ tersambung pada • Sambungkan sumber DC salah satu elektrode dan pointer (generator DC tegangan tinggi) pada galvanometer akan membuat ke terminal pada link boxes arah penyimpangan semakin besar yang tersambung dengan berarti sudah dekat dengan lokasi lapisan pelindung (leadsheath) gangguan dan akan berbalik jika dari kabel yang gangguan. lokasi gangguan terlewati). • Alirkan arus DC dengan bentuk • Persempit electrode pada pulsa ke kabel yang gangguan. lokasi dimana penyimpangan • Masukan batang elektroda jarum paling besar. diatas permukaan tanah dimana kabel yang gangguan. 363

kabel DC POWER SUPPLA

-

G

G

G

G

+ diketanahkan

Lokasi ggangguan

Gambar 8.9. Metoda pengukuran Penyimpangan jarum

G

G

G

Penyimpangan berbalik G

Lokasi PVC/ PE sheath

Lead sheath Batere (DC /pulse)

sisi

Pembacaan l t

+ _ Gambar 8.10. Metoda pengukuran

364

d. Memperbaiki P.E. oversheath pada kabel. Jika P.E. oversheath pada kabel mengalami kerusakan, dan telah dibuktikan maka prioritas selanjutnya adalah perbaikan. Setelah diperbaiki maka untuk membuktikan bahwa kabel sudah layak dioperasikan maka perlu dilakukan pengujian-pengujian untuk menjamin bahwa kabel laik untuk dioperasikan. aminannya adalah hasil pekerjaan yang benar yaitu langkah2 perbaikan yang baik dan benar seperti berikut :.

Kerusakan pada P.E. over sheath dari suatu kabel.

X A Pelapisan pelindung dengan resin / glass tape atau heat shrinkcabel tube. B

X

X

Anti – corrosion tape ( polyethylene) P.E. Adhesive tape.

C

Adhesive tape Water proof tape. X D Gambar 8.11. Metoda pengukuran 365

Metoda perbaikan P.E. & PVC oversheath. 3.1. pertama bagian yang rusak pada P.E atau PVC over sheath berupa serabut kawat atau sejenis tape yang berserabut dibersihkan. 3.2. bersihkan dengan sikat dan bersihkan seluruh permukaan. 3.3. lakukan separuh (½) dari lapisan epoxy resin dan glass tape. 3.4. gunakan pelindung dari heatshrink tube atau PVC adhesive tape dan ½ lapis anti corrosive tape (polyethylene). 3.5. gunakan dua ½ lapis dari water-proof tape dan dua ½ lap lapisan P.E dan PVC adhesive tape. 8.20. Memperbaiki kerusakan Kabel (kerusakan eksternal). 8.20.1.Memperbaiki kerusakan lead sheath kabel. Perbaikan dapat dilaksanakan jika telah diketemukan lokasi kerusakan pada sheath dan dilakukan setelah memenuhi. petunjuk yang dijelaskan dibawah ini. • Kabel harus bebas tegangan. • Case A : Kerusakan diperkiraan tidak dari luar kabel. • Case B : Terdapat lubang atau keretakan pada lead sheath.

1.Case A : Kerusakan diperkiraan tidak dari luar kabel. Pada kasus ini kabel harus dipadamkan segera (tidak dioperasikan). Lakukan pemeriksaan sebagai berikut : a. Perubahan yang terjadi pada bentuk lead sheath. b. Kerusakan pada screen/lapisan pelindung. c. Kerusakan pada isolasi kabel. d. Air didalam kabel. e. Benda asing yang mengakibatkan kontaminasi. f. Gas yang sudah terkontaminasi pada kabel. Berdasarkan penjelasan tersebut diatas ketentuan yang harus dilakukan dapat diputuskan. Jika kabel dengan kondisi dapat diperbaiki maka perbaikan sesuai dengan kondisinya, tetapi jika tidak dapat maka kabel baru digunakan untuk menyambung yang rusak. 2. Case B: Terdapat lubang atau keretakan pada lead sheath. Setelah penggalian tanah diatas kabel selesai maka P.E over sheath dan serat pelindung maka perbaikan dapat dilaksanakan dengan langkah-langkah sbb :. a. Jika kondisi terjadi kebocoran kecil karena tertusuk benda runcing atau karena retak kecil maka. 1). Sumbat lubang bocor dan dengan menggunakan palu serta pemukulan yang tidak terlalu keras sehingga lubang 366

tertutup. Sama caranya untuk menutup keretakan digunakan palu dan lubang keretakan ditutup dulu kemudian dapat digunakan cara plumbing yang disapukan disekitar lokasi yang retak. 2). Gunakan fibrous tape dan reinforcement tape untuk melapisi lead sheath c.pada i. lokasi kerusakan serta 3). Perbaikan oversheath dari kabel tsb. Langkah tersebut diatas sudah mencukupi untuk mengatas kebocoran karena lubang atau retak pada lead sheath sehingga tidak terjadi kebocoran. b. Jika kondisi tersebut diatas, walaupun sedikit kebocoran tetapi mempunyai kecenderungan menjadi kebocoran yang lebih besar maka. 1). Setelah mengupas P.E. oversheath, fibrous tape dan reinforcement , diperlukan penguat dengan cara mensolder pada daerah yg mengalami kerusakan. 2). Gunakan 6 lapisan tape yang tahan minyak dari pita plastik pada pada daerah yg mengalami kerusakan. 3). Kemudian gunakan 4 lapisan tape epoxy resin impregnated

glass diatas semua permukaan lapisan tahan minyak. 4). Gunakan 4 lapis lembaran dari F-CO tape (anti corrosive tape/polyenthylene) dan ditambah 2 lapisan lembaran BALCO (waterproof tape) dan 2 lapisan lembaran P.E adhesive tape. Multymetal. Setelah melapisi P.E oversheath, fibrous tape dan reinforcement, dilakukan pembersihan ditempat terjadi kerusakan. 5). Tutup valve dikedua sisi pengisian minyak kabel dan gunakan campuran multymetal untuk melapisi di daerah yg mengalami kerusakan. 6). (lakukan langkah seperti pada kasus 2) – (3 – 4). 8.20.2. Mengganti Kabel yang rusak. Jika kerusakan terjadi pada kabelnya sendiri, tetapi jika screen dan insulation paper tidak rusak maka kabel dapat dioperasikan dalam waktu yang cukup lama setelah lead sheath, P.E. oversheath dan pembersihan/filter minyak isolasi telah dilakukan pada kabel tsb. Kabel yang telah mengalami kerusakan maka kabel dipotong dan tidak digunakan lagi sehingga perlu kabel baru sebagai pengganti.

367

Lokasi gangguan X Kabel yang diganti Sambungan Kabel

Kabel lama

Kabel baru

Gambar 8.12. Metoda pengukuran panjang kabel pengganti sangat tergantung dengan kondisi kerusakan seperti kandungan air pada isolasi, tingkat kontaminasi minyak kabel dan kondisi disekitar permukaan tanah dari jalur kabel tersebut. 1. Testing setelah kabel diperbaiki. Pelaksanaan testing dilakukan oleh petugas yang berkompetensi enginir untuk menjamin kelayakan kabel tersbut apakah dapat dioperasikan apa tidak setelah diperbaiki. Semua hasil pengujian dicatat dan dianalisa untuk menentukan kelayakan kabel tsb. a.

Kabel minyak

1). Pengujian tahanan isolasi kabel. Pengukuran isolasi dilaksanakan dengan mengukur tahanan isolasi diantara konduktor terhadap

pentanahan menggunakan alat yang bertegangan 1000 volt dc, hasil ukurnya harus lebih besar 100 MΩ. Pengukuran ini pertama kali dilakukan setelah kabel selesai disambung. 2). Tahanan DC dari konduktor. Pengukuran tahanan dc sambungan konduktor yang setelah diperbaiki, hasil pengukuran tahanan dc pada 20º C adalah 0.0754 Ω/Km (max) pada kabel minyak uk 240 mm². Jenis Pengukuran yang kedua dilakukan setelah kabel selesai disambung. 3). Pengujian oversheath. Pengujian dilakukan setelah surge diverters dilepas agar pada saat pengujian tidak mengakibatkan kerusakan akibat tegangan uji. Semua instalasi yang menjadi ketentuan seperti sheats insulatios, external joint insulation, terminal base insulation pada bonding leads dan link boxes, insulation sections pada pipa minyak serta yang lainnya dari kabel yang perbaiki 368

akan menjadi subyek pengujian tahanan dengan memberikan tegangan DC 10 kV selama 5 menit. Jenis Pengukuran yang ketiga dilakukan setelah kabel selesai disambung dan telah teriisi minyak kembali. b. Test tegangan tinggi. Perbaikan sirkit kabel yang rusak setelah selesai perbaikan tekanan minyak telah normal harus dilakukan pengujian dengan tegangan tinggi DC antara konduktor dan sheats selama 15 menit. Pengujian ini semua seksi dari kabel harus disambung walaupun secara temporary. Arus tegangan searah akan mengalir pada kabel melalui alat test uang disambung pada ujung kabel (sealing end) baik yang sf6 maupun yang konvensional yang telah dilepas dengan sambungan ke GIS atau peralatan lain. c.

Pengujian aliran Minyak. (oil flow test).

Setelah perbaikan, setiap seksi minyaknya harus diukur alirannya, hal tersbut untuk menjamin tidak ada ketidak normalan aliran minyak pada saluran Kabel minyak tsb. Pengukuran dilaksanakan dengan menuangkan/mengalirkan minyak bertekanan keluar sebagai salah satu mengukur aliran minyak bertekanan. Teori drop tekanan dengan rumus sbb :

P = QbL Dimana : P = perbedaan tekanan pada seksi kabel tsb.

(tergantung route dan profil dan satuannya (KN/m²). Q = nilai aliran (liter per detik). L = panjang seksi kabel (m). b = koefisien gesekan minyak pada kabel (MN/m6 ). atau pipa bulat adalah:

2 , 54 n × 10 b = r4

3

Dimana n = viskositas dari minyak 9centipoise) pada temperatur pengujian. r = radius bagiandalam (mm) daratau kabel diukur bagian dalam (r = 7 mm) Jika Kabelnya single core maka secara teori tekanan nya aliran minyak akan memberikan tekanan pada setiap kabel adalah sbb :

P = QbL

× 10

(−2)

Dimana : P = perbedaan tekanan pada seksi kabel tsb. (tergantung route dan profil dan satuannya (KN/m²). Q = nilai aliran (liter per detik). L = panjang seksi kabel (m). b = koefisien gesekan minyak pada kabel (MN S/m6 ). Untuk kabel atau pipa bulat adalah:

b=

2 , 54 n × 10 3 r4

Dimana n = viskositas dari minyak 9centipoise) pada temperatur pengujian. r = radius bagian dalam (mm) dari pipa atau kabel diukur bagian dalam (r = 7 mm) perbandingan aliran yang diperoleh dari kabel yang baru selesai dipasang harus diingatkan bahwa hal tsb sudah termasuk semua sambungan pada seksi 369

kabel tsb dan hal tersebut hanya menjadi gambaran dalam pemeliharaan dan petunjuk. Perhitungan itu tidak menunjukan gangguan tak semestinya dari sistem kabel tsb. d. Test kooefisient impregnasi. Setelah selesai secara lengkap penggelaran kabel dan penyambungannya, setiap seksi minyaknya harus diperiksa dengan tujuan efisiensi dari minyak impregnasi dengan cara sbb : manometer air raksa (mercury) dihubungkan ke kabel dimana sistim instalasi minyaknya ditutup dan sisakan sedikit minyak, biarkan beberapa menit agar stabil, kemudian diukur jumlahnya minyak yang tarikannya menyebabkan penurunan tekanan yang telah diketahui. Koefisient impregnasi K didifinisikan sebagai berikut, tidak boleh leibih besar dari 4.5x 10-4 : dV 1 K = × V dP Dimana : dV = volume minyak yang tersisa (liter) dP = dorpnya tekanan (mmHg). V = volume minyak didalam seksi kabel (liter) termasuk isolasi penghubung tangki. Ketika kondisi kabel dalam keadaan alat monitornya terpasang setiap kabel akan diuji secara terpisah.

1 Kg 1 Kg

cm 2 cm 2

= 7.35559 × 10 2 (mmHg ) = 98 .067 KN

1 Bar = 1 .02 kg

m2

cm 2

Dalam membandingkan aliran yang diperoleh pada kabel yang sehat, harus diingat bahwa semua joint akan ikut terukur dan secara gambaran teoritis hanya beberapa saja yang kondisinya baik dan dijadikan referensi. Hasil pengujian menunjukan tak semestinya tidak ada gangguan pada sistim. Tetsting ini akan dikerjakan setelah penggantian kabel atau isolasi sambungan. 8.21. Auxiliary Cable. 1. Continyuity Test Setelah kabel digelar maka sebelum disambung diperlukan periksa kontinyuitas dari semua konduktor sebagai konfirmasi. 2. test tegangan pada lapisan anti karat (anti corrosion sheath) Panjang kabel kabel akan tetap setelah digelar dan sebelum disambung tegangan DC 4 kV per mm dari tebalnya lapisan (seperti yang tertulis pada spesifikasi teknik dari kabel tsb) digunakan untuk menguji ketahanan lapisan terhadap armour dan permukaan luar untuk beberapa menit. 3. test tahanan isolasi Setelah kabel digelar maka sebelum disambung harus diukur tahanan isolasi secara individu diantara setiap kabel serta terhadap armour. 370

Menggunakan alat ukur tahanan dengan tegangan operasi 500 Volt DC untuk satu menit dan jangan menggunakan alat dengan tegangan 5000 V dan temperatur 20ºC. Pengukuran tahanan isolasi dilanjutkan lagi setiap kabel telah tersambung dengan kabel yang lain dan hasil tidak boleh lebih kecil dari 50 MΏ/km dan lebih kecil 90 % jika hasil pengukuran lebih besar dari 1000 MΩ/km. 4. Test Ketahanan Tegangan. Setelah lengkap memasang kabel maka kabel tersebut harus diuji ketahanan terhadap tegangan. Ketahanan Tegangan kabel adalah antara konduktor dan konduktor lainnya dan terhadap armournya yang terhubung ketanah. Tegangan dinaikan secara bertahap dan dipertahanankan selama 1 (satu) menit. Beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu : Kabel type 15 kV. Maka digunakan tegangan 15 kV DC antara konduktor dan armour. Jika kabel telah dihubungan dengan beban yang mungkin berbentuk koil maka spesifikasi koil dan beban lain sangat diperhatikan dan jika perlu didiskusikan terlebih dulu dengan engineer yang lebih ahli. 5. Cross Talk. Cross talk antara urat (pair) kabel diukur dan tidak boleh lebih jelek lagi dari nilai 74 dB pada frekuensi 1300 Hz dan kondisi kabel pada keadaan seimbang. 371

BAB IX. PROTEKSI SISTEM PENYALURAN Relai adalah suatu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur/ memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian trip atau alarm) akibat adanya perubahan lain. 9.1.Perangkat Sistem Proteksi. Proteksi terdiri dari seperangkat peralatan yang merupakan sistem yang terdiri dari komponen-komponen berikut : 1. Relai, sebagai alat perasa untuk mendeteksi adanya gangguan yang selanjutnya memberi perintah trip kepada Pemutus Tenaga (PMT). 2. Trafo arus dan/atau trafo tegangan sebagai alat yang mentransfer besaran listrik primer dari sistem yang

diamankan ke Relai (besaran listrik sekunder) 3. Pemutus Tenaga (PMT) untuk memisahkan bagian sistem yang terganggu. 4. Baterai beserta alat pengisi (bateray charger) sebagai sumber tenaga untuk bekerjanya relai, peralatan bantu triping. 5. Pengawatan (wiring) yang terdiri dari sirkit sekunder (arus dan/atau tegangan), sirkit triping dan sirkit peralatan bantu. Secara garis besar bagian dari Relai proteksi terdiri dari tiga bagian utama, seperti pada blok diagram (gambar.9.1), dibawah ini :

Ke rangkaian Pemutus/sinyal

I

Elemen Pembanding

Elemen Pengindera

Elemen Pengukur

+

Gambar 9.1 . Blok Diagram Relai proteksi 372

Masing-masing elemen/bagian mempunyai fungsi sebagai berikut : 9.1.1.Elemen pengindera. Elemen ini berfungsi untuk merasakan besaran-besaran listrik, seperti arus, tegangan, frekuensi, dan sebagainya tergantung relai yang dipergunakan. Pada bagian ini besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya, apakah keadaan yang diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan normal, untuk selanjutnya besaran tersebut dikirimkan ke elemen pembanding. 9.1.2. Elemen pembanding. Elemen ini berfungsi menerima besaran setelah terlebih dahulu besaran itu diterima oleh elemen oleh elemen pengindera untuk membandingkan besaran listrik pada saat keadaan normal dengan besaran arus kerja relai. 9.1.3. Elemen pengukur/penentu. Elemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan secara cepet pada besaran ukurnya dan akan segera memberikan isyarat untuk membuka PMT atau memberikan sinyal. Pada sistem proteksi menggunakan Relai proteksi sekunder seperti gambar 9. 2 Transformator arus ( CT ) berfungsi sebagai alat pengindera yang merasakan apakah keadaan yang diproteksi dalam keadaan normal atau mendapat gangguan.

Sebagai alat pembanding sekaligus alat pengukur adalah relai, yang bekerja setelah mendapatkan besaran dari alat pengindera dan membandingkan dengan besar arus penyetelan dari kerja relai. Apabila besaran tersebut tidak setimbang atau melebihi besar arus penyetelannya, maka kumparan Relai akan bekerja menarik kontak dengan cepat atau dengan waktu tunda dan memberikan perintah pada kumparan penjatuh (trip-coil) untuk bekerja melepas PMT. Sebagai sumber energi/penggerak adalah sumber arus searah atau baterai. Gambar 9.2. Rangkaian Relai proteksi sekunder Relai C

Rangkaian

9.1.4. Fungsi dan Peranan Relai Proteksi Maksud dan tujuan pemasangan Relai proteksi adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian jaringan yang terganggu dari bagian lain yang masih sehat serta sekaligus mengamankan bagian yang masih 373

sehat dari kerusakan atau kerugian yang lebih besar, dengan cara : 1. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang dapat membahayakan peralatan atau sistem. 2. Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan instalasi yang terganggu atau yang dilalui arus gangguan dapat dihindari atau dibatasi seminimum mungkin dan bagian sistem lainnya tetap dapat beroperasi. 3. Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi lainnya. 4. Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik yang tbaik kepada konsumen. 5. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik. 9.2. Syarat-syarat Relai Proteksi Dalam perencanaan sistem proteksi, maka untuk mendapatkan suatu sistem proteksi yang baik diperlukan persyaratan-persyaratan sebagai berikut : 9.2.1. Sensitif. Suatu Relai proteksi bertugas mengamankan suatu alat atau suatu bagian tertentu dari suatu sisitem tenaga listrik, alat atau bagian sisitem yang termasuk dalam jangkauan pengamanannya. Relai proteksi mendetreksi adanya gangguan yang terjadi di daerah pengamanannya dan harus cukup sensitif untuk mendeteksi

gangguan tersebut dengan rangsangan minimum dan bila perlu hanya mentripkan pemutus tenaga (PMT) untuk memisahkan bagian sistem yang terganggu, sedangkan bagian sistem yang sehat dalam hal ini tidak boleh terbuka. 9.2.2. Selektif. Selektivitas dari relai proteksi adalah suatu kualitas kecermatan pemilihan dalam mengadakan pengamanan. Bagian yang terbuka dari suatu sistem oleh karena terjadinya gangguan harus sekecil mungkin, sehingga daerah yang terputus menjadi lebih kecil. Relai proteksi hanya akan bekerja selama kondisi tidak normal atau gangguan yang terjadi didaerah pengamanannya dan tidak akan bekerja pada kondisi normal atau pada keadaan gangguan yang terjadi diluar daerah pengamanannya 9.2.3. Cepat. Makin cepat relai proteksi bekerja, tidak hanya dapat memperkecil kemungkinan akibat gangguan, tetapi dapat memperkecil kemungkinan meluasnya akibat yang ditimbulkan oleh gangguan. 9.2.4. Andal. Dalam keadaan normal atau sistem yang tidak pernah terganggu relai proteksi tidak bekerja selama berbulan-bulan mungkin bertahuntahun, tetapi relai proteksi bila diperlukan harus dan pasti dapat 374

bekerja, sebab apabila relai gagal bekerja dapat mengakibatkan kerusakan yang lebih parah pda peralatan yang diamankan atau mengakibatkan bekerjanya relai lain sehingga daerah itu mengalami pemadaman yang lebih luas. .Untuk tetap menjaga keandalannya, maka relai proteksi harus dilakukan pengujian secara periodik. 9.2.5. Ekonomis. Dengan biaya yang sekecilnyakecilnya diharapkan relai proteksi mempunyai kemampuan pengamanan yang sebesarbesarnya. 9.2.6. Sederhana. Perangkat relai proteksi disyaratkan mempunyai bentuk yang sederhana dan fleksibel. 9.3. Penyebab Terjadinya Kegagalan Poteksi Jika proteksi bekerja sebagaimana mestinya, maka kerusakan yang parah akibat gangguan mestinya dapat dihindari/dicegah sama sekali, atau kalau gangguan itu disebabkan karena sudah adanya kerusakan (insulation break down di dalam peralatan), maka kerusakan itu dapat dibatasi sekecilnya. Proteksi yang benar harus dapat bekerja cukup cepat, selektif dan andal sehingga kerusakan peralatan yang mungkin timbul akibat busur gangguan atau pada bagian sistem/peralatan yang dilalalui arus gangguan dapat

dihindari dan kestabilan sistem dapat terjaga. Sebaliknya jika proteksi gagal bekerja atau terlalu lambat bekerja, maka arus gangguan ini berlangsung lebih lama, sehingga panas yang ditimbulkannya dapat mengakibatkan kebakaran yang hebat, kerusakan yang parah pada peralatan instalasi dan ketidak stabilan sistem. Tangki trafo daya yang menggelembung atau jebol akibat gangguan biasanya karena kegagalan kerja atau kelambatan kerja proteksi. Kegagalan atau kelambatan kerja proteksi juga akan mengakibatkan bekerjanya proteksi lain disebelah hulunya (sebagai remote back up) sehingga dapat mengakibatkan pemadaman yang lebih luas atau bahkan runtuhnya sistem (collapse). Kegagalan atau kelambatan kerja proteksi dapat disebabkan antara lain oleh : - Relainya telah rusak atau tidak konsisten bekerjanya. - Setelan (seting) Relainya tidak benar(kurang sensitif atau kurang cepat). - Baterainya lemah atau kegagalan sistem DC suply sehingga tidak mampu mengetripkan PMT-nya. - Hubungan kotak kurang baik pada sirkit tripping atau terputus. - Kemacetan mekanisme tripping pada PMT-nya karena kotor, karat, patah atau meleset. - Kegagalan PMT dalam memutuskan arus gangguan 375

yang bisa disebabkan oleh arus gangguanya terlalu besar melampaui kemampuan pemutusan (interupting capability), atau kemampuan pemutusannya telah menurun, atau karena ada kerusakan. - Kekurang sempurnaan rangkaian sistem proteksi antara lain adanya hubungan kontak yang kurang baik. - Kegagalan saluran komunikasi tele proteksi. - Trafo arus terlalu jenuh. 9.4. Gangguan Pada Penyaluran

Sistem

Jaringan tenaga listrik yang terganggu harus dapat segera diketahui dan dipisahkan dari bagian jaringan lainnya secepat mungkin dengan maksud agar kerugian yang lebih besar dapat dihindarkan. Gangguan pada jaringan tenaga listrik dapat terjadi diantaranya pada pembangkit, jaringan transmisi atau di jaringan distribusi. Penyebab gangguan tersebut tersebut dapat diakibatkan oleh gangguan sistem dan non sistem. 9.4.1. Gangguan Sistem Gangguan sistem adalah gangguan yang terjadi di sistem tenaga listrik seperti pada generator, trafo, SUTT, SKTT dan lain sebagainya. Gangguan sistem dapat dikelompokkan sebagai gangguan permanen dan gangguan temporer. Gangguan temporer adalah gangguan yang hilang

dengan sendirinya bila PMT terbuka, misalnya sambaran petir yang menyebabkan flash over pada isolator SUTT. Pada keadaan ini PMT dapat segera dimasukan kembali, secara manual atau otomatis dengan AutoRecloser. Gangguan permanen adalah gangguan yang tidak hilang dengan sendirinya, sedangkan untuk pemulihan diperlukan perbaikan, misalnya kawat SUTT putus. 9.4.2. Gangguan Non Sistem PMT terbuka tidak selalu disebabkan oleh terjadinya gangguan pada sistem, dapat saja PMT terbuka oleh karena relai yang bekerja sendiri atau kabel kontrol yang terluka atau oleh sebab interferensi dan lain sebagainya. Gangguan seperti ini disebut gangguan bukan pada sistem, selanjutnya disebut gangguan non– sistem. Jenis gangguan non-sistem antara lain : kerusakan komponen relai ; kabel kontrol terhubung singkat ; interferensi / induksi pada kabel kontrol. 9.5. Proteksi Penghantar Jaringan tenaga listrik secara garis besar terdiri dari pusat pembangkit, jaringan transmisi (gardu induk dan saluran transmisi) dan jaringan distribusi, seperti diperlihatkan pada gambar 9.3.

376

PUSAT LISTRIK

P M

TRANSMISI

GARDU INDUK

DISTRIBUSI

G

Gambar 9.3. Jaringan sistem tenaga listrik Dalam usaha untuk meningkatkan keandalan penyediaan energi listrik, kebutuhan sistem proteksi yang memadai tidak dapat dihindarkan.

Blok diagram Sistem proteksi Penghantar diperlihatkan pada Gambar 9. 4.

Perintah buka Transmisi

Masukan besaran arus dan tegangan

Relai Proteksi

Sinyal kirim Sinyal terima

Relai Proteksi

Catu Daya (battere)

Indikasi relai Data Scada

Evaluasi

Disturbance Recorder

Gambar 9.4. Blok diagram sistem proteksi Penghantar 377

Sistem proteksi jaringan (SUTT dan SUTET) terdiri dari Proteksi Utama dan Proteksi Cadangan. Relai untuk proteksi utama yang dikenal saat ini : a) Distance Relai Basic atau Step PUTT POTT Blocking b) Differential Relai Pilot Current Phase c) Directional Comparison Relai Impedance Current SuperImposed Proteksi Cadangan adalah sebagai berikut : Sistem proteksi cadangan lokal : OCR & GFR Sistem proteksi cadangan jauh : Zone 2 GI remote 9.6. Sistem Proteksi SUTET Pada dasarnya, hanya ada satu pola pengaman SUTET yang dipakai pada sistem transmisi 500 kV di pulau Jawa, yaitu suatu pola yang menggunakan dua Line Protection (LP) berupa Distance Relai (Z) + Tele Proteksi (TP) yang identik, disebut LP(a) dan LP(b). Pada setiap LP terdapat Directional Earth Fault Relai (DEF) sebagai komplemennya. Pola ini selanjutnya dilengkapi dengan Reclosing Relai untuk melakukan SPAR. Pola ini dipakai di hampir seluruh SUTET PLN di

Jawa dan untuk selanjutnya akan disebut sebagai pola standar. Namun demikian, disamping pola yang standar terdapat dua pola lain yang non standar. Pola non standar yang pertama mempunyai dua LP, yaitu : i) LP(a) berupa Directional Comparison (DC) dari jenis Non-Impedance Relai, yang di-backup oleh sebuah Distance Relai tanpa Tele Proteksi, ii) LP(b) berupa distance Relai + DEF dengan Tele Proteksi, yang dibackup oleh sebuah Distance Relai tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada SUTET Saguling Cirata 1. Pola non standar yang kedua mempunyai LP(a) berupa Phase Comparison yang di backup oleh Distance Relai tanpa Tele Proteksi, dan LP(b) berupa Distance Relai + DEF dengan Tele Proteksi yang dibackup oleh Distance Relai tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya digunakan pada SUTET Saguling Cirata 2.

378

Tabel 9.1. Pola Standar Pola

LPa

Pola standar

LPb

Main

Backup

Main

Backup

Z+DEF+TP

Z

Z+DEF+TP

Z

Pola standar I

non

DC

Z

Z+DEF+TP

Z

Pola standar II

non

PC

Z

Z + TP

Z

9.7. Media Telekomunikasi 9.8. Distance Relai ( Relai Jarak) Media PLC dapat digunakan untuk Distance Relai, Comparison Directional Relai, dan Comparison Phase Relai. Media Fibre Optic dapat digunakan untuk Distance Relai, relai directional comparison, relai phase comparison, dan relai current differential. Media Micro Wave dapat digunakan untuk distance Relai, relai directional comparison, relai phase comparison, dan relai current differential. Kabel Pilot dapat digunakan untuk relai pilot differential.

Relai jarak digunakan sebagai pengaman utama (main protection) pada SUTT/SUTET dan sebagai backup untuk seksi didepan. Relai jarak bekerja dengan mengukur besaran impedansi (Z) transmisi dibagi menjadi beberapa daerah cakupan yaitu Zone-1, Zone-2, Zone-3, serta dilengkapi juga dengan teleproteksi (TP) sebagai upaya agar proteksi bekerja selalu cepat dan selektif di dalam daerah pengamanannya. Zone-3

Zone-2 Zone-1

Gambar .9.5. Daerah pengamanan relai jarak 9.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak Relai jarak mengukur tegangan pada titik relai dan arus gangguan yang terlihat dari relai, dengan membagi besaran tegangan dan

arus, maka impedansi sampai titik terjadinya gangguan dapat di tentukan. Perhitungan impedansi dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : 379

Zf = Vf/If Dimana : Zf = Impedansi (ohm) Vf = Tegangan (Volt) If =Arus gangguan Relai jarak akan bekerja dengan cara membandingkan impedansi gangguan yang terukur dengan impedansi seting, dengan ketentuan :

HV APPARATUS

Bila harga impedansi ganguan lebih kecil dari pada impedansi seting relai maka relai akan trip. Bila harga impedansi ganguan lebih besar dari pada impedansi seting relai maka relai akan tidak trip. Gambar 9.6. merupakan block diagram relai jarak yang terpasang di instalasi yang terdiri dari :

MK

M PMS REL

PANEL RELAI

MCB VT Bus

Close

PMT

Syncro Chek (25)

Trip CT

Rang. Arus

M PMS LINE

Auto Rec (79)

Posisi PMT PMS TANAH

Mekanik PMT

Distance Relai (21)

MCB VT Line PANEL PLC CR CS

Gambar 9.6. Block diagram relai jarak 280

1. Peralatan tegangan tinggi (HV apparatus) PMT PMS CT PT Line dan Bus 2. Marshalling Kios MCB PT MCB sumber AC/DC Terminal rangkaian arus (CT) dan tegangan (PT). Terminal limit switch PMT dan PMS Terminal rangkaian trip dan reclose 3. Panel Relai MCB AC dan DC Relai Jarak Relai Lock Out Aux. Relai 4. Panel PLC Sinyal Kirim (carrier send) Sinyal terima (carrer reciept) Sinyal CIS 9.8.2. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak Menurut jenis gangguan pada sistem tenaga listrik, terdiri dari gangguan hubung singkat tiga fasa, dua fasa, dua fasa ke tanah dan satu fasa ke tanah. Relai jarak sebagai pengaman utama harus dapat mendeteksi semua jenis gangguan dan kemudian memisahkan sistem yang terganggu dengan sistem yang tidak terganggu.

Pada saat terjadi gangguan tiga fasa yang simetris maka amplitudo tegangan fasa VR,VS,VT turun dan beda fasa tetap 120 derajat. Impedansi yang diukur relai jarak pada saat terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa adalah sebagai berikut : Vrelai = VR Irelai=IR ZR= VR /IR Dimana, ZR = impedansi terbaca oleh relai VR = Tegangan fasa ke netral IR = Arus fasa 9.7.4.Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa Untuk mengukur impedansi pada saat terjadi gangguan hubung singkat dua fasa, tegangan yang masuk ke komparator relai adalah tegangan fasa yang terganggu, sedangkan arusnya adalah selisih (secara vektoris) arus-arus yang terganggu. Maka pengukuran impedansi untuk hubung singkat antara fasa S dan T adalah sebagai berikut : V relai I relai

= =

VS – VT I S - IT

9.8.3. Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa 381

Sehingga, ZR =

VS − VT IS − IT

Tabel. 9.2. Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat dua fasa Fasa terganggu

yang

Tegangan

Arus

R-S

VR-VS

IR - IS

S-T

VS-VT

IS - IT

T-R

VT-VR

IR - IT

terganggu, sedangkan arus fasa terganggu di tambah arus sisa dikali factor kompensasi. Misalnya terjadi gangguan hubung singkat satu fasa R ke tanah, maka pengukuran impedansi dilakukan dengan cara sebagai berikut :

9.8.5. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah Untuk mengukur impedansi pada saat hubung singkat satu fasa ke tanah, tegangan yang dimasukkan ke relai adalah tegangan yang Tegangan pada relai Arus pada relai Arus netral Kompensasi urutan nol Z1=VR/(IR+K0.In)

: : : :

Vrelai = VR I relai = IR+K0.In In = IR + IS + IT K0=1/3(Z0 - Z1/Z2)

Tabel.9.3.Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah Fasa yang terganggu

Tegangan

R-N

VR

IR + K0.In

S-N

VS

IS + K0.In

T-N

VT

IS + K0.In

Impedansi urutan nol akan timbul pada gangguan tanah. Adanya K0 adalah untuk mengkompensasi adanya impedansi urutan nol

Arus

tersebut. Sehingga impedansi yang terukur menjadi benar. 382

9.9. Karakteristik Relai Jarak Karakteristik relai jarak merupakan penerapan langsung dari prinsip dasar relai jarak, karakteristik ini biasa digambarkan didalam diagram R-X.

9.9.1. Karakteristik impedansi Ciri-ciri nya :

Merupakan lingkaran dengan titik pusatnya ditengah-tengah,

sehingga mempunyai sifat non directional. Untuk diaplikasikan sebagai pengaman SUTT perlu ditambahkan relai directional. Mempunyai keterbatasan mengantisipasi gangguan tanah high resistance. Karakteristik impedan sensitive oleh perubahan beban, terutama untuk SUTT yang panjang sehingga jangkauan lingkaran impedansi dekat dengan daerah beban.

X ZL

Z1 Z2 Z3

R

Directional

Gambar 9.7. Karakteristik Impedansi 9.9.2. Karakteristik Mho

Ciri-ciri :

Titik pusatnya bergeser sehingga mempunyai sifat directional.

Mempunyai keterbatasan untuk mengantisipasi gangguan tanah high resistance. Untuk SUTT yang panjang dipilih Zone-3 dengan karakteristik Mho lensa geser.

383

X

ZL

Z1 Z2 Z3 R

Gambar 9.8. Karakteristik Mho X

ZL

Z1

Z2 Z3 R

Gambar 9.9. Karakteristik Mho Z1,Z2 parsial Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser 9.9.3. Karakteristik Reaktance

gangguan tanah tahanan tinggi.

dengan

Ciri-ciri : Karateristik reaktance mempunyai sifat non directional. Untuk aplikasi di SUTT perlu ditambah relai directional. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka relai reactance dapat mengantisipasi 384

X

Z

Z3 Z2 R

Gambar 9. 10. Karakteristik Reaktance dengan Starting Mho 9.9.4. Karakteristik Quadrilateral Ciri-ciri : Karateristik quadrilateral merupakan kombinasi dari 3 macam komponen yaitu : reactance, berarah dan resistif. Dengan seting jangkauan resistif cukup besar maka X

karakteristik relai quadrilateral dapat mengantisipasi gangguan tanah dengan tahanan tinggi. Umumnya kecepatan relai lebih lambat dari jenis mho.

ZL

Z3 Z2 Z1

R

Gambar 9.11. Karakteristik Quadrilateral

385

9.10. Pola Proteksi

9.10.1. Pola Dasar

Agar gangguan sepanjang SUTT dapat ditripkan dengan seketika pada kedua sisi ujung saluran, maka relai jarak perlu dilengkapi fasilitas teleproteksi.

Ciri-ciri Pola dasar : Tidak ada fasilitas sinyal PLC Untuk lokasi gangguan antara 80 – 100 % relai akan bekerja zone-2 yang waktunya lebih lambat (tertunda).

Z1

TRIP

OR

OR

TZ2

Z2

Z1

TRIP TZ2

Z2

T TZ3

Z3

Z3

TZ3

Z2 = Timer zone 2 TZ3 = Timer zone 3 Gambar 9.12. Rangkaian logic Basic Scheme zone-2 bekerja disertai dengan 9.10.2. Pola PUTT (Permissive menerima sinyal. (carrier Underreach Transfer Trip) receipt). Bila terjadi kegagalan sinyal Prinsip Kerja dari pola PUTT : PLC maka relai jarak kembali ke Pengiriman sinyal trip (carrier pola dasar. send) oleh relai jarak zone-1. Dapat menggunakan berbeda Trip seketika oleh teleproteksi type dan relai jarak. akan terjadi bila relai jarak . CS

CS

Z1 Z2

C

TRIP TZ2

OR

Z1

TRIP

OR

AND

TZ2

AND

CS = sinyal kirim CR = sinyal terima

Z2

C

Z2 = trip zone 2 TZ2 = waktu trip zone 2

Gambar 9. 13. Rangkaian logic Pola PUTT 386

9.10.3. Permissive transfer Trip

Overreach

Prinsip Kerja dari pola POTT : Pengiriman sinyal trip (carrier send) oleh relai jarak zone-2. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak

zone-2 bekerja disertai dengan menerima sinyal (carrier receipt). Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak kembali ke pola dasar. Dapat menggunakan berbeda type dan relai jarak.

CS

CS

Z1

TRIP

OR

OR

Z2

TZ2

CR

AND

Z1

TRIP TZ2

Z2

AND

CR

CR = sinyal terima tZ2 = waktu trip zone 2 Gambar 9.14. Rangkaian logic Pola POTT 9.10.4. Pola Blocking (Blocking Scheme) Prinsip Kerja dari pola Blocking : Pengiriman sinyal block (carrier send) oleh relai jarak zone-3 reverse. Trip seketika oleh teleproteksi akan terjadi bila relai jarak zone-2 bekerja disertai dengan

CR

Z3

Z1

Z1 Z2

tidak ada penerimaan sinyal block. (carrier receipt). Bila terjadi kegagalan sinyal PLC maka relai jarak akan mengalami mala kerja. Membutuhkan sinyal PLC cukup half duplex. Relai jarak yang dibutuhkan merk dan typenya sejenis.

TRIP OR

TZ2

TRIP OR

TZ2

AND

AND

TZ2

TZ3

Z2

CR

Z3 Re v

Rev

AND

CS

CS

AND

Gambar 9. 15. Ranglaian Logic Blocking Scheme 287

9.10.5. Penyetelan Daerah Jangkauan pada Relai Jarak Local bus

Near and bus

far and bus

Zone-3(A) Zone-2(A) Zone-1(A)

A

Zone-3(B) Zone-2(B)

Zone-1(B)

B

C

Gambar 9.16. Daerah penyetelan Relai jarak tiga tingkat Relai jarak pada dasarnya bekerja mengukur impadansi saluran, apabila impedansi yang terukur / dirasakan relai lebih kecil impedansi tertentu akibat gangguan ( Zset < ZF ) maka relai akan bekerja. Prinsip ini dapat memberikan selektivitas pengamanan, yaitu dengan mengatur hubungan antara jarak dan waktu kerja relai. Penyetelan relai jarak terdiri dari tiga daerah pengamanan, Penyetelan zone-1 dengan waktu kerja relai t1, zone-2 dengan waktu kerja relai t2 , dan zone-3 waktu kerja relai t3 .

9.10.6. Penyetelan Zone-1 Dengan mempertimbangkan adanya kesalahan-kesalahan dari data saluran, CT, PT, dan peralatan penunjang lain sebesar 10% - 20 % , zone-1 relai disetel 80 % dari panjang saluran yang diamankan. Zone-1 = 0,8 . Z L1 (Saluran) .... Waktu kerja relai seketika, (t1= 0) tidak dilakukan penyetelan waktu . 9.10.7. Penyetelan Zone-2 Prinsip peyetelan Zone-2 adalah berdasarkan pertimbanganpertimbangan sebagai berikut : Zone-2 min = 1,2 . ZL1 388

Prinsip penyetelan zone-3 adalah berdasarkan pertimbanganpertimbangan sebagai berikut :

1. Mendeteksi adanya gangguan. 2. Menentukan jenis gangguan dan memilih fasa yang terganggu. Prinsip penyetelan starting di bagi 2, yaitu : 1. Starting arus lebih : I fasa-fasa = 1.2 CCC atau ct I fasa-netral = 0.1. CCC atau ct 2. Starting impedansi Zsmin = 1.25 x Zone-3 Zs max= 0.5 x kV/(CCC atau Ct x√3)

Zone-3min = 1.2 ( ZL1 + 0,8.ZL2 )

9.10.11. Penyetelan Resistif reach

Zone-2

mak

= 0,8 (Z

L1

+ 0,8. ZL2)

Dengan : ZL1 = Impedansi saluran yang diamankan. ZL1 = Impedansi saluran berikutnya yang terpendek (Ω ) Waktu kerja relai t2= 0.4 s/d 0.8 dt. 9.10.8. Penyetelan zone-3

Zone-3mak1 = 0,8 ( ZL1 + 1,2.ZL2 ) Zone-3mak2 = 0,8 ( ZL1 + k.ZTR ) Dengan : L1 = Impedansi saluran yang diamankan ZL2 = Impedansi saluran berikutnya yang terpanjang Waktu kerja relai t3= 1.2 s/d 1.6 dt. 9.10.9. Peyetelan zone-3 reverse Fungsi penyetelan zone-3 reverse adalah digunakan pada saat pemilihan teleproteksi pola blocking. Dasar peyetelan zone-3 reverse ada dua jenis : • Bila Z3 rev memberi sinyal trip. Zone-3 rev = 1.5 Z2-ZL1 • Bila Z3 rev tidak memberi sinyal trip. Zone-3 rev = 2 Z2-ZL1. 9.10.10. Penyetelan Starting

Fungsi penyetelan resistif reach adalah mengamankan gangguan yang bersifat high resistance. Prinsip penyetelan resistif reach (Rb) tidak melebihi dari kreteria setengah beban (1/2 Z beban ). • Untuk system 70 kV : Rb = 15 x Zone-1 x k0 x 2. • Untuk system 150 dan 500 kV : Rb = 8 x Zone-1 x k0 x 2 9.10.12. Directional Comparison Relai. Relai penghantar yang prinsip kerjanya membandingkan arah gangguan, jika kedua relai pada penghantar merasakan gangguan di depannya maka relai akan bekerja. Cara kerjanya ada yang menggunakan directional impedans, directional current dan superimposed.

Fungsi starting relai jarak adalah :

389

A

B

≥

≥

DIR

DIR

T

T &

R

Signalling channel

&

R

Gambar 9.17. Directional comparison relai 9.11. Current Differential Relai Prinsip kerja pengaman differensial arus saluran transmisi mengadaptasi prinsip kerja diferensial arus, yang membedakannya adalah daerah yang diamankan cukup panjang sehingga diperlukan : Sarana komunikasi antara ujung-ujung saluran. Relai sejenis pada setiap ujung saluran. Karena ujung-ujung saluran transmisi dipisahkan oleh jarak yang jauh maka masing-masing sisi dihubungkan dengan : kabel pilot saluran telekomunikasi : microwave, fiber optic. End B

End A

I IA

Relai A

IB

Relai B

Gambar 9.18. Relai arus differensial Transmisi 390

− −

Tanpa gangguan atau gangguan eksternal IA +IB = 0 Keadaan gangguan internal IA +IB ≠ 0 (= IF)

9.11.1. Pilot Relai OP

OP

B

B

v

v

Gambar 9. 19. Balanced Voltage

B

I

OP

B OP

I Gambar 9. 20. Circulating Current Umumnya diterapkan untuk mengatasi kesulitan koordinasi dengan relai arus lebih pada jaringan yang kompleks atau sangat pendekdan kesulitan koordinasi dengan relai jarak untuk jaringan yang sangat pendek. Pada saluran udara faktor pembatas dari relai ini adalah panjang dari rangkaian pilot, sedangkan pada saluran kabel adalah arus charging kabel dan sistem pentanahan. Prinsip kerja relai diferensial arus saluran transmisi yaitu relai

diferensial dengan circulating current atau relai diferensial dengan balanced voltage seperti pada gambar.9.21. 9.11.2. Phase Comparison Relai Prinsip kerja membandingkan sudut fasa antara arus yang masuk dengan arus yang keluar daerah pengaman. Prinsip kerja diperlihatkan pada gambar, 9.21. dimana pada saat gangguan internal output dari comparator memberikan nilai 1

.. 391

A

B

A

B

a. Fasa arus di A

b. Logic fasa arus di A

c. Fasa arus di B d. Logic fasa arus di B

Output comparator di A : e=b+d Output discriminator Stability

Gangguan eksternal

Gangguan internal

Gambar 9. 21. Gelombang sudut fasa pada Phase Comparison Relai 9.11.3. Super Imposed Directional Relai Elemen directional menggunakan sinyal superimposed Superimposed = faulted - unfaulted Selama gangguan tegangan dan arus berubah sebesar ∆Vr dan ∆ir, perubahan ini dikenal sebagai besaran superimposed.

Untuk gangguan di depan : ∆ Vr ∠-ø rep dan ∆ ir mempunyai polaritas yang berlawanan sedangkan untuk gangguan di belakang : ∆ Vr ∠ -ø rep dan ∆ ir mempunyai polaritas yang sama Arah ditentukan dari persamaan : Dop = | ∆ Vr ∠ -ø rep - ∆ ir | - | ∆ Vr ∠ -ø rep + ∆ ir | Dop positip untuk gangguan arah depan dan Dop negatip untuk gangguan arah belakang 392

Forward Fault

∆ ir ∆ Vr

t=0

Zs

∆ ir =

R

- ∆ Vr Zs ∆ ir

t=0

∆ ir =

∆ ir =

- ∆ Vr

∠ -ø s

|Zs| ZL

∆ Vr Zs

+ ∆ Vr Zs + ZL

∆ ir =

+ ∆ Vr

∠ -ø LS

|Zs + ZL|

Gambar 9. 22. Prinsip pengukuran superimposed tegangan dan arus

Pht 1

67G 50G 67G

Pht 2

Gambar 9. 23. Rangkaian pengukuran Relai tanah selektif

393

9.11.4. Relai tanah selektif (selection ground Relai) Rangkaian relai tanah selektif (50G) dihubungkan seperti pada gambar. Jika ada gangguan satu fasa ke tanah pada penghantar 1 maka relai 50G akan merasakan gangguan demikian juga relai directional ground (67G). Penghantar 1 akan trip karena 50G kerja dan arus yang dirasakan 67G

penghantar 1 > 67G penghantar 2. Apabila salah satu pmt penghantar lepas relai 50 G tidak akan bekerja. Setting waktu relai 50G umumnya < setting waktu 67G. Relai ini dipasang pada penghantar dengan sirkit ganda dan tidak dapat dioperasikan jika ada pencabangan dalam penghantar tersebut (single phi atau single T).

9.11.5. Relai tanah terarah (directional ground Relai) A B C

VRES

Gambar 9. 24. Rangkaian open delta trafo tegangan

Relai arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising signal. Operating signal diperoleh dari arus residual melalui rangkaian trafo arus penghantar (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari rangkaian sekunder open delta trafo tegangan seperti pada Gambar 9.25. VRES = VAG + VBG + VCG = 3Vo

9.11.6

Relai Cadangan (Back Up Protection)

Diperlukan apabila proteksi utama tidak dapat bekerja atau terjadi gangguan pada sistem proteksi utama itu sendiri. Pada dasarnya sistem proteksi cadangan dapat dibagi menjadi dua katagori, yaitu a. Sistem proteksi cadangan lokal (local back up protection system) 394

Proteksi cadangan lokal adalah proteksi yang dicadangkan bekerja bilamana proteksi utama yang sama gagal bekerja. Contohnya : penggunaan OCR atau GFR. b. Sistem proteksi cadangan jauh (remote back up protection system)

Proteksi cadangan jauh adalah proteksi yang dicadangkan bekerja bilamana proteksi utama di tempat lain gagal bekerja. Proteksi cadangan lokal dan jauh diusahakan koordinasi waktunya dengan proteksi utama di tempat berikutnya. Koordinasi waktu dibuat sedemikian hingga proteksi cadangan dari jauh bekerja lebih dahulu dari proteksi cadangan lokal. Hal ini berarti bahwa kemungkinan sekali bahwa proteksi cadangan dari jauh akan bekerja lebih efektif dari proteksi cadangan lokal. Dengan penjelasan di atas berarti bahwa waktu penundaan bagi proteksi cadangan lokal cukup lama sehingga mungkin sekali mengorbankan kemantapan sistem demi keselamatan peralatan. Dengan demikian berarti pula bahwa proteksi cadangan lokal hanya sekedar proteksi cadangan terakhir demi keselamatan peralatan. 9.11.7. Operating Time dan Fault Clearing Time Kecepatan pemutusan gangguan (fault clearing time) terdiri dari

kecepatan kerja (operating time) Relai, kecepatan buka pemutus tenaga (circuit breaker) dan waktu kirim sinyal teleproteksi. Fault clearing time menurut SPLN 52-1 1984 untuk sistem 150 kV sebesar 120 ms dan untuk sistem 70 kV sebesar 150 ms. Besaran fault clearing time berhubungan dengan mutu tenaga listrik di sisi konsumen, batasan Kedip menurut SE Direksi PT PLN (PERSERO) No. 12.E / 012 / DIR / 2000 adalah 140 ms untuk bekerjanya proteksi utama sistem 150 kV dan 170 ms untuk bekerjanya proteksi utama di sistem 70 kV, sedangkan untuk proteksi cadangan maksimum sebesar 500 ms. Fault clearing time proteksi cadangan sebesar 500 ms dapat dicapai dengan memanfaatkan proteksi cadangan zone 2 distance Relai dari GI remote. Dari kedua hal di atas maka untuk PLN UBS P3B fault clearing time di sistem 150 kV adalah 120 ms untuk bekerja proteksi utama dan 500 ms untuk bekerja proteksi cadangan, sedangkan di sistem 70 kV adalah 150 ms untuk bekerja proteksi utama dan 500 ms untuk bekerja proteksi cadangan. Untuk memenuhi fault clearing time di atas maka perlu ditetapkan batasan operating time dari relai itu sendiri. Dengan mempertimbangkan waktu kerja pmt dan waktu yang diperlukan teleproteksi maka operating time relai proteksi utama di sistem 150 kV adalah tipikal ≤ 30 ms dan pada SIR 10 dan reach setting 80 % sebesar ≤ 40 ms, sedangkan di sistem 70 kV adalah 395

antara lain adalah a/. kerusakan instalasi b/. timbulnya masalah stabilitas transient, c/. dimungkinkan OCR dan GFR di sistem bekerja sehingga pemutusan menyebar. Persyaratan yang diperlukan untuk proteksi busbar adalah : 1. Waktu pemutusan yang cepat (pada basic time) 2. Bekerja untuk gangguan di daerah proteksinya. Tidak bekerja untuk gangguan di luar daerah proteksinya. 4. Selektfi, hanya mentripkan pmtpmt yang terhubung ke seksi yang terganggu. 5. Imune terhadap malakerja, karena proteksi ini mentripkan banyak PMT. Jenis/pola proteksi busbar banyak ragamnya, tetapi yang akan di bahas disini adalah proteksi busbar diferensial dengan jenis low impedans dan high impedans

tipikal ≤ 35 ms dan pada SIR 10 dan reach setting 80 % sebesar ≤ 50 ms. 9.11.8. Relai Proteksi Busbar. Sebagai proteksi utama Busbar adalah relai Differensial, yang berfungsi mengamankan pada busbar tersebut terhadap gangguan yang terjadi di busbar itu sendiri. Konfigurasi Busbar ada 3 macam : 1. Busbar tunggal ( Single Busbar ). 2. Busbar ganda ( Double Busbar ). 3. Busbar 1,5 PMT. Gangguan pada busbar relatif jarang (kurang lebih 7 % ) dibandingkan dengan gangguan pada penghantar (kurang lebih 60 %) dari keseluruhan gangguan [1] tetapi dampaknya akan jauh lebih besar dibandingkan pada gangguan penghantar, terutama jika pasokan yang terhubung ke pembangkit tersebut cukup besar. Dampak yang dapat ditimbulkan oleh gangguan di bus jika gangguan tidak segera diputuskan ..

1

1 1 2

R

3

2

2

4

3

5

4

3.

6

5

7

6

8

7

8

R

Gambar.9. 25. Wiring diagram sistem proteksi untuk konfigurasi double busbar

396

9. 12. Proteksi Transformator Tenaga Proteksi transrmator daya terutama bertugas untuk mencegah kerusakan transformator sebagai akibat adanya gangguan yang terjadi dalam petak/bay transformator, disamping itu diharapkan juga agar pengaman transformator dapat berpartisipasi dalam penyelenggaraan selektifitas sistem, sehingga pengamanan transformator hanya melokalisasi gangguan yang terjadi di dalam petak/bay transformator saja. 9.12.1. Tujuan pemasangan Relai proteksi Trafo Tenaga. Maksud dan tujuan pemasangan relai proteksi pada transformator daya adalah untuk mengamankan peralatan /sistem sehingga kerugian akibat gangguan dapat dihindari atau dikurangi menjadi sekecil mungkin dengan cara : 1. Mencegah kerusakan transformator akibat adanya gangguan/ketidak normalan yang terjadi pada transformator atau gangguan pada bay transformator. 2. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang dapat membahayakan peralatan atau sistem. 3. Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan

instalasi yang terganggu atau yang dilalui arus gangguan dapat dihindari atau dibatasi seminimum mungkin dan bagian sistem lainnya tetap dapat beroperasi. 4. Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi lainnya. 5. Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik yang terbaik kepada konsumen. 6. Mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik. 9.12.2. Gangguan pada Trafo Tenaga Gangguan pada transformator daya tidak dapat kita hindari, namun akibat dari gangguan tersebut harus diupayakan seminimal mungkin dampaknya. Ada dua jenis penyebab gangguan pada transformator, yaitu gangguan eksternal dan gangguan internal. 1. Ganggauan eksternal. Gangguan eksternal sumber gangguan- nya berasal dari luar pengamanan transformator, tetapi dampaknya dirasakan oleh transformator tersebut, diantaranya - gangguan hubung singkat pada jaringan - beban lebih - surja petir . 2. Gangguan internal Gangguan internal adalah gangguan yang bersumber dari 397

daerah pengamanan/petak bay transformator, diantaranya : - gangguan antar fasa pada belitan - fasa terhadap ground antar belitan transformator - gangguan pada inti transformator - gangguan tap changer - kerusakan bushing - kebocoran minyak atauminyak terkontaminasi - suhu lebih. 9.12.3. Sistem Pentanahan Titik Netral Trafo Tenaga. Adapun tujuan pentanahan titik netral transformator daya adalah sebagai berikut : 1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem. 2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang sehat). 3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik. 4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault). 5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan

9.12.4. Metoda Pentanahan Titik Netral Trafo Tenaga. Metoda-metoda pentanahan titik netral transformator daya adalah sebagai berikut : a) Pentanahan mengambang (floating grounding) b) Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding) c) Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding) d) Pentanahan langsung (effective grounding) e) Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah (resonant grounding) atau pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen Coil). 9.12.5. Jenis Proteksi Trafo Tenaga. Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam gangguan, diantaranya dengan peralatan proteksi (sesuai SPLN 52-1:1983 Bagian Satu, C) : • Relai arus lebih • Relai arus hubung tanah • Relai beban lebih • Relai tangki tanah Relai ganggauan tanah terbatas (Restricted Earth Fault) • Relai suhu • Relai Bucholz • Relai Jansen • Relai tekanan lebih • Relai suhu • Lightning arrester • Relle differensial

398

.

P51N NP51

96T 26

87T

63

S51-1 S51-2

PU

64V

Gambar 9. 26. Blok Diagram Proteksi Trafo Tenaga

399

9.13. Relai Arus Lebih (Over Current Relay) Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman transformator, seperti terlhat pada foto dibawah ini

Gambar 8.26 Relai arus lebih Juga diharapkan relai ini mempunyai sifat komplementer dengan relai beban lebih. relai ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi bagian instalasi lainnya. 9.13.1. Relai Gangguan Tanah Terbatas (Restricted Earth fault Relay ) Mengamankan transformator terhadap tanah didalam daerah pengaman transformator khususnya untuk gangguan didekat titik netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relai differensial. 9.13.2. Relai arus lebih Berarah . Directional over current Relai atau yang lebih dikenal dengan Relai arus lebih yang mempunyai arah tertentu merupakan Relai

Pengaman yang bekerja karena adanya besaran arus dan tegangan yang dapat membedakan arah arus gangguan. Relai ini terpasang pada Jaringan Tegangan tinggi, Tegangan menengah juga pada pengaman Transformator tenaga dan berfungsi untuk mengamankan peralatan listrik akibat adanya gangguan phasa-phasa maupun Phasa ketanah. Relai Ini Mempunyai 2 buah parameter ukur yaitu Tegangan dan Arus yang masuk ke dalam Relai untuk membedakan arah arus ke depan atau arah arus ke belakang. Pada pentanahan titik netral trafo dengan menggunakan tahanan, relai ini dipasang pada penyulang 20 KV. Bekerjanya relai ini berdasarkan adanya sumber arus dari ZCT (Zero Current Transformer) dan sumber tegangan dari PT (Potential Transformers).

Sumber tegangan PT umumnya menggunakan rangkaian Open-Delta, tetapi tidak menutup kemungkinan ada yang menggunakan koneksi langsung 3 Phasa. Untuk membedakan arah tersebut maka salah satu phasa dari arus harus dibandingakan dengan Tegangan pada phasa yang lain. • Relai connections Adalah sudut perbedaan antara arus dengan tegangan masukan relai pada power faktor satu. • Relai maximum torque angle Adalah perbedaan sudut antara arus dengan tegangan pada relai 400

yang

menghasilkan

Max. torque line

torsi

maksimum.

Reference V

φi θ

φ

RESTRAIN

I

Zero torque line

α

φv Iv

RESTRAIN

Gambar 9.28 Diagram phasor Torsi 9.13.3. Relai gangguan hubung tanah. Relai ini berfungsi untuk mengamankan transformator gangguan hubung tanah, didalam dan diluar daerah pengaman transformator. Relai arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising signal. Operating signal diperoleh dari arus residual melalui rangkaian trafo arus penghantar (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat diperoleh dari rangkaian sekunder open delta trafo tegangan seperti pada Gambar 9.24 VRES = VAG + VBG + VCG = 3Vo

9.14. Proteksi Penyulang 20 KV Jenis Relai proteksi yang terdapat pada penyulang 20 kV adalah sebagai berikut : 9.14.1.Relai Arus Lebih ( Over Current Relai ) Relai ini berfungsi untuk memproteksi SUTM terhadap gangguan antar fasa atau tiga fasa. 9.14.2. Relai Arus Lebih berarah ( Directional OCR ) Relai ini berfungsi untuk memproteksi SUTM terhadap gangguan antar fasa atau tiga 401

fasa dan hanya bekerja pada satu arah saja. Karena Relai ini dapat membedakan arah arus gangguan. 9.14.3. Relai Hubung Tanah (Ground Fault Relay) Relai ini berfungsi untuk memproteksi SUTM atau SKTM dari gangguan tanah. Relai Beban Lebih (Over Load Relai). Relai ini dipasang pada SKTM yang berfungsi untuk memproteksi SKTM dari kondisi beban lebih. 9.14.4. Relai Penutup Balik Reclosing Relay ). Relai ini berfungsi untuk memproteksi SUTM terhadap gangguan antar fasa atau tiga fasa dan hanya bekerja pada satu arah saja. Karena Relai ini dapat membedakan arah arus gangguan. 9.14.5. Relai Frekwensi Kurang (Under Freqwency Relay) Relai ini berfungsi untuk melepas SUTM atau SKTM bila terjadi penurunan frekwensi system. 9.15. Disturbance Fault Recorder (DFR )

Disturbance Fault Recorder (DFR) suatu alat yang dapat mengukur dan merekam besaran listrik seperti arus ( A ), tegangan ( V ) dan frekuensi ( Hz ) pada saat sebelum, selama dan setelah gangguanDisturbance Fault Recorder ( DFR ) yang saat ini sudah merupakan suatu kebutuhan, yang dapat membantu merekam data dari

sistem tenaga listrik termasuk sistem proteksi serta peralatan terkait lainnya yang pada akhirnya membantu dalam analisa dan memastikan bahwa sistem telah bekerja dengan baik. DFR akan bekerja secara real time untuk memonitor kondisi listrik dan peralatan terkait lainnya pada saat terjadi gangguan, karena menggunakan sistem digital maka semua data dikonversikan ke bentuk digital dan disimpan di memori., hasil monitor tersebut akan tersimpan secara permanen dalam bentuk hasil cetakan di kertas dan data memori. Manfaat Disturbance Fault Recorder (DFR ) Mendeteksi penyebab gangguan Mengetahui lamanya gangguan ( fault clearing time ) Mengetahui besaran listrik seperti Arus (A),Tegangan(V) dan Frekuensi (F) Mengetahui unjuk kerja sistem proteksi terpasang Melihat harmonik dari sistem tenaga Listrik Melihat apakah CT normal / tidak ( jenuh) Memastikan bahwa PMT bekerja dengan baik Dokumentasi Pengembangan DFR : Time Synchronizing (GPS) Master Station Monitoring Frekuensi DC Monitoring Bagian dari DFR (Disturbance Fault Recorder) : 402

DAU (Data Acquisition Unit), AC/DC Power Supply Communication Channel, Sistem Alarm ANALOG 16 Channel

PRINTER

EVENT 32 Channel

DAU

HANNE

Data Acquisition Unit

SYNCHR

COMM KE MASTER DFR ALARM RELAi

KEY BOARD & SCREEN

DC POWER AC POWER EXTERNAL Gambar

9.29 Disturbance Fault Recorder

Mencetak / print out ulang Record gangguan yang pernah direkam : DFR II harus dalam kondisi Manual Mode Tekan tombol Record Select display akan tampil Record Select Tekan kunci panah kebawah, display tampil : Rec No …. Setelah ini tekan / masukkan nomor yang diinginkan kemudian tekan tombol Enter. Printer akan bekerja, dan layar akan terbaca Printing. Tunggu sampai selesai mencetak, atau Cancel untuk membatalkan.

Jangan lupa kembali ke Auto setelah selesai, dengan tombol Auto Kita dapat juga memilih nomor record dengan menggunakan tombol Panah Keatas / Kebawah. Apabila nomor record yang akan dicetak sudahdiperagakan, maka kita cukup menekan tombol Enter. Mencetak Setup Parameter DFR II harus dalam kondisi Manual Mode Tekan tombol Print Setup Tekan tombol Panah Kebawah kemudian printer akan bekerja 403

Tekan sampai selesai mencetak, atau Cancel untuk membatalkan Jangan lupa kembali ke Auto setelah selesai, dengam tombol Auto. 9.16. Basic Operation Switch on : Menyalakan DFR Pertama kali dinyalakan DFR II akan memeriksa keadaan didalam rangkaian elektroniknya dan menghitung Memorinya sampai 4096 KB. Setelah semuanya dalam kondisi baik, maka secara otomatis display/peragaan di DFR II akan menampilkan Jam dan Nomor Record yang ada didalam DFR. Apabila kita ingin mempercepat pemeriksaan dan test memory, tekan tombol Panah Kebawah dan display akan menampilkan Jam dan Rec No. Misalnya : JJ : MM : SS REC …. 15 : 06:32 REC 041 Setelah itu tekan tombol Reset Alarm Indicator, maka seluruh lampu Alarm Indicator harus padam/tidak menyal. Apabila ada Alarm Indicator yang menyala, maka lihat petunjuk bagian Trouble Shooting. 9.16.1 Automatic Mode : Posisi DFR siap/otomatis Pada kondisi Jam dan Nomor Record tampil dilayar, dan Status Indicator Led Auto menyala, kondisi ini disebut Automatic Mode. Dalam kondisi ini semua key kecuali Manual Mode dan Reset Alarm dan Sensor Target tidak dapat difungsikan. Pada posisi ini DFR

dalam keadaan siap akan merekam data gangguan/fault secara otomatis. Catatan : Dalam kondisi ini Lampu Status Indicator yang menyala adalah: Auto dan Data Memory (kalau ada data ). Apabila Lampu Status Indicator lain ada yang menyala, berarti ada gangguan didalam DFR, contoh lampu Off Line, artinya DFR dalam keadaan tidak siap merkam. Lihat bagian Trouble Shooting. 9,16.2 Manual Mode : Posisi manual operation : Merubah ke kondisi manual untuk dirubah / dioperasikan oleh operator / manusia Pada posisi ini kita dapat : Merubah Parameter dari DFR Melakukan pengetesan/ pemeriksaan komponen elektronis Meminta rekaman data, ataupun memanipulasikan data rekaman Dari kondisi Automatic kita dapat merubah ke kondisi manual dengan cara : Tekan tombol Manual, pada display akan tampil Manual Mode. Berarti kita sudah ada pada posisi Manual dan Lampu Status Manual akan menyala. 9.16.4. Kembali ke posisi / kondisi Automatic mode Untuk kembali ke posisi Automatic mode, setelah kita selesai dengan posisi Manual mode, kita harus kembali ke tampilan layar Manual Mode, yaitu 404

dengan menekan tombol Cancel beberapa kali(tergantung diposisi mana kita sedang berada). Lalu tekan tombol Auto, maka pada layar akan tampil JAM dan Record No untuk mempercepat peragaan, tekan tombol Panah Kebawah atau Cancel. Cara menganalisa : 1. Pada kondisi normal, arus dan tegangan akan menggambarkan sinusoidal ( 50 Hz ) yang sempurna. 2. Besaran arus dan tegangan tersebut dapat diukur dengan memperhatikan skala rekaman, serta ratio CT dan PT. 3. Setiap trigger karena besaran analog yang diluar normal, DFR akan menggambarkan pada bagian sensor digital, serta bentuk sinusoidal arus/tegangan akan berubah menjadi lebih besar atau Lebih kecil. 4. Apabila perubahan besaran analog ini diikuti dengan bekerjanya proteksi maka diikuti dengan perubahan status input digital. 5. Bila PMT juga bekerja, maka dapat dilihat status PMT sebagai input digital yang berubah. 6. Setiap trigger karena perubahan status input digital, DFR akan menggambarkannya pada bagian digital, dimana garisnya akan berubah menjadi terputus

gangguan tersebut (sekitar 80 %) bersifat temporer[2] yang akan segera hilang setelah Pemutus Tenaga (PMT) trip. Agar kesinambungan pelayanan/ suplai energi listrik tetap terjaga serta batas stabilitas tetap terpelihara maka PMT dicoba masuk kembali sesaat setelah kejadian trip diatas. Dengan memasukan kembali PMT ini diharapkan dampak gangguan yang bersifat temporer tersebut dapat dikurangi Untuk mengurangi dampak gangguan tersebut terhadap keandalan penyediaan tenaga listrik, khususnya pada saat terjadi gangguan temporer, maka pada SUTT/ SUTET tersebut dipasang auto recloser (A/R). Pengoperasian auto-recloser diharapkan dapat meningkatkan availability (ketersediaan) SUTT/ SUTET, hal ini berarti peluang (lama dan frekuensi) konsumen terjadi padam dapat dikurangi. Namun sebaliknya, pengoperasian A/R secara tidak tepat dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan, sehingga dapat menimbulkan dampak pemadaman meluas serta waktu pemulihan yang lebih lama. 9.17.1. Kaidah Penyetelan A/R Penentuan dead time. Penentuan dead time harus mempertimbangkan hal berikut :

9.17. Auto Recloser.

Saluran udara tegangan tinggi (SUTT/SUTET) merupakan salah satu bagian sistem yang paling sering mengalami gangguan, sebagian besar dari sumber

a. Stabilitas dan sinkronisasi sistem. •

Tidak berpengaruh pada jaringan radial tetapi berpengaruh pada jaringan 405

•

yang memiliki lebih dari satu sumber (pembangkit atau IBT). Dead time dipilih sesuai dengan kebutuhan sistem dan keamanan peralatan.

b. Karakteristik PMT. Waktu yang diperlukan oleh PMT untuk trip dan reclose harus diperhitungkan, khususnya untuk A/R cepat. • Waktu de-ionisasi udara seperti tabel 9.4

Tabel 9.4. Waktu de-ionisasi udara Tegangan Sistem (kV)

Waktu De-ionisi (detik)

66 110 132 220 275 400

0.1 0.15 0.17 0.28 0.3 0.5

•

Operating time PMT (0.05 - 0.1 detik). • Waktu reset mekanik PMT (0.2 detik). Selain itu pengaruh penurunan kemampuan PMT karena umur harus dipertimbangkan dalam menentukan pola dan waktu operasi ( lambat atau cepat) A/R. c. Karakteristik peralatan proteksi. Harus diperhitungkan yang dibutuhkan untuk peralatan proteksi.

2)

(instanteneous) pertimbangan ini tidak diperlukan. Reclaim time harus memperhitungkan waktu yang diperlukan oleh mekanisme closing PMT agar PMT tersebut siap untuk reclose kembali. Umumnya untuk sistem hidraulik memerlukan waktu 10 detik.

e. Kriteria Seting Untuk SPAR : waktu reset

d. Penentuan reclaim time. 1) Reclaim time harus lebih lama dari waktu kerja relai proteksi, namun untuk basic time

1). Dead time

:

- lebih kecil dari seting discrepancy dan seting GFR - lebih besar dari operating time pmt, waktu reset mekanik pmt, dan waktu pemadaman busur api + waktu deionisasi udara. - Tipikal set 0.5 s/d 1 detik. 406

2). Reclaim time : -

Memberi kesempatan pmt untuk kesiapan siklus O-C-O berikutnya. - Tipikal 40 detik. f. Kriteria Seting Untuk TPAR 1). Dead time : -

lebih besar dari operating time pmt, waktu reset mekanik pmt, dan waktu pemadaman busur api + waktu deionisasi udara. - Tipikal set 5 s/d 60 detik. 2). Seting berbeda untuk kedua sisi : - Untuk sumber di kedua sisi maka sisi dengan fault level rendah reclose terlebih dahulu baru kemudian sisi lawannya. - Untuk sumber di satu sisi (radial double sirkit) bila tidak terdapat S/C untuk operasi manual yang terpisah dari S/C untuk A/R maka untuk keperluan manuver operasi, reclose pertama dapat dilakukan dari sisi sumber. 3) SUTT yang tersambung ke pembangkit : - A/R untuk SUTT yang kedua sisi tersambung ke Pembangkit maka pola yang dipilih TPAR (inisiate gangguan 1 fasa) dengan seting dead time lebih lama. SUTT yang hanya satu sisi tersambung ke pembangkit maka pola yang dipilih TPAR dengan pola S/C di sisi pembangkit diseting DL/DB out.

4). Reclaim time : - Memberi kesempatan pmt untuk kesiapan siklus O-C-O berikutnya. - Tipikal 40 detik. g. Faktor Teknis Dalam Pengoperasian Auto Reclose (A/R) Auto Recloser tidak boleh bekerja pada kondisi, sebagai berikut : a. PMT dibuka secara manual atau beberapa saat setelah PMT ditutup secara manual. b. PMT trip oleh Circuit Breaker Failure (CBF) atau Direct Transfer Trip (DTT). c. PMT trip oleh pengaman cadangan (Z2, Z3, OCR/GFR). d. PMT trip oleh Switch On To Fault (SOTF). e. Bila relai proteksi SUTT tidak dilengkapi dengan fungsi SOTF, maka perlu ditambahkan sirkit A/R blok untuk menunda fungsi A/R setelah PMT dimasukan secara manual. Lama waktu tunda sirkit A/R blok akan ditentukan kemudian. f. PMT trip oleh out of step protection. g. Terjadi ketidak normalan peralatan teleproteksi di sisi terima Auto Reclosertidak boleh dioperasikan pada : - SKTT - SUTT yang tersambung ke trafo dengan sambungan T. Mempertimbangkan dampak terhadap kerusakan peralatan pada saat gangguan permanen maka A/R dioperasikan hanya dengan single shot. 407

Pola A/R yang dapat diterapkan adalah : Auto Recloser cepat untuk 1 (satu) fasa, 3 (tiga) fasa dan 1+3 (satu atau tiga) fasa. Auto Recloser lambat untuk 3 (tiga) fasa Pemilihan pola diatas dengan mempertimbangkan batasanbatasan yang dijelaskan di bawah ini. h. Faktor Yang Mempengaruhi Pola Auto Recloser Pemilihan pola single phase auto reclosing (SPAR) atau three phase auto reclosing (TPAR) dengan waktu reclose cepat atau lambat harus mempertimbangkan batas stabilitas sistem, karaktesitik PMT dan peralatan proteksi yang digunakan. Pertimbangan ini menyangkut besarnya nilai setelan untuk dead time dan reclaim time. Pemilihan pola single phase auto reclosing (SPAR) atau three phase auto reclosing (TPAR) dengan waktu reclose cepat atau lambat harus mempertimbangkan konfigurasi jaringan seperti dibawah ini a. Jaringan radial sirkit tunggal. b. Jaringan radial sirkit ganda. c. Jaringan looping sirkit tunggal. d. Jaringan looping sirkit ganda. Pemilihan pola A/R dengan waktu reclose cepat atau lambat harus mempertimbangkan persyaratan pada kedua ujung saluran antara lain a. kemungkinan reclose pada gangguan permanen. b. kemungkinan gagal sinkron pada saat reclose.

c. salah satu sisi tersambung ke unit pembangkit. d. penutupan dua pmt yang tidak serentak i

Pengoperasian High Speed Auto Recloser

Pengoperasian A/R cepat dapat diterapkan bila persyaratan di bawah ini dipenuhi, sebagai berikut: a. Siklus kerja (duty cycle) dari PMT sesuai untuk operasi dengan A/R cepat. b. Sistem proteksi di semua ujung saluran bekerja pada basic time/ instantenous. c. Kemampuan poros turbin (terutama yang berporos panjang) dan belitan stator generator perlu diperhatikan , sehingga pengoperasian high speed A/R 3 fasa pada SUTT/SUTET di GI pembangkit atau yang dekat pembangkit dilakukan setelah ada kepastian bahwa operasi high speed A/R 3 fasa tidak membahayakan turbin dan generator. d. Operasi high speed A/R 3 (tiga) fasa khususnya pada sistem 500 KV (SUTET) tidak boleh diterapkan bila hasil studi menunjukan bahwa high speed reclosing akan dapat menimbulkan tegangan lebih transien yang melebihi nilai desain yang diijinkan. Penerapan A/R cepat 1(satu) fasa Dapat diterapkan pada konfigurasi atau sistem berikut : a. SUTET b. SUTT jaringan radial sirkit tunggal atau ganda. c. SUTT jaringan looping sirkit tunggal atau ganda. 408

a. Penerapan A/R cepat 3 (tiga) fasa Dapat diterapkan pada konfigurasi atau sistem berikut : • SUTT jaringan radial sirkit • tunggal atau ganda. • SUTT jaringan looping sirkit tunggal atau ganda. • Pengoperasian high speed A/R 3 fasa , disamping memberikan keuntungan pada sistem yaitu memperbaiki stability margin, mengurangi terjadinya pembebanan kritis akibat gangguan pada SUTT/SUTET maupun pada saluran

interkoneksi, juga memberikan resiko berupa kemungkian terjadinya gangguan yang lebih parah bila operasi A/R pada saat ada gangguan permanen. Dengan demikian maka pengoperasian high speed A/R 3 (tiga) fasa harus didahului dengan keyakinan (berupa hasil studi) bahwa pengoperasian A/R akan memberi manfaat yang besar dengan resiko yang kecil

409

BAB X PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI) adalah sarana instalasi tenaga listrik diatas tanah untuk menyalurkan tenaga listrik dari Pusat Pembangkit ke Gardu Induk (GI) atau dari GI ke GI lainnya (antar GI). SUTT/SUTETI merupakan peralatan buatan manusia. Peralatan ini pada dasarnya bisa rusak baik karena salah pengoperasian, kesalahan saat konstruksi maupun telah melampaui masa kerjanya (life time). Pengertian Pemeliharaan adalah kegiatan yang meliputi: - Perawatan/pemeriksaan - Perbaikan - Penggantian - Pengujian 10.1. Tujuan Pemeliharaan -

Mempertahankan kemampuan kerja peralatan Memperpanjang live time peralatan Menghilangkan, mengurangi resiko kerusakan Mengembalikan kemampuan kerja peralatan Mengurangi kerugian secara ekonomis Memberi keyakinan keandalan operasinya

10.2. Jenis-jensi pemeliharaan Banyak metoda pemeliharaan yang dilakukan mulai dari yang

paling sederhana hingga yang rumit. Beberapa jenis pemeliharaan antara lain : - Pemeliharaan rutin (Preventive Maintenance) - Pemeliharaan Korektif (Corrective Maintenance) - Pemeliharaan darurat (Emergency Maintenance) - Pemeliharaan yang berdasar kondisi / karakter peralatan (Condition Base Maintenance / CBM) 10.2.1. Pemeliharaan Rutin : Pemeliharaan rutin merupakan kegiatan / usaha yang secara periodik dilakukan untuk mempertahankan kondisi jaringan agar selalu dalam keadaan baik dengan keandalan dan daya guna yang optimal. Dalam pelaksanaannya pemeliharaan rutin terdiri dari : -

Pemeliharaan tahunan Pemeliharan lima tahunan

10.2.2. Pemeriksaan Rutin Pemeriksaan rutin merupakan pemeriksaan secara visual (inspeksi): - Ground patrol - Climb up inspection Hasil pemeriksaan merupakan data yang dapat dipakai: - Evaluasi / perencanaan/ pengembangan - Penanggulangan dan pencegahan 410

-

Perbaikan modifikasi Penggantian

10.2.2.1.

/

perubahan/

kerusakan dapat segera ditanggulangi yang pada akhirnya keandalan penyaluran tenaga listrik tetap terjaga dengan baik.

Ground patrol 10.2.3. Pemeriksaan Sistematis

Ground patrol adalah jenis pekerjaan pemantauan/pemeriksaan harian terhadap jalur transmisi tanpa memanjat tower dilakukan oleh Line walker secara terjadwal. Obyek yang diperiksa adalah : -

Kawat penghantar Ground wire Ruang bebas (Right of Way/ROW) Tower dan halamannya Lingkungan dan aktifitas masyarakat sekitarnya

10.2.2.2.

Pemeriksaan Sistematis adalah pekerjaan pengujian yang dimaksudkan untuk menemukan kerusakan atau gejala kerusakan yang tidak dapat ditemukan atau diketahui pada saat inspeksi untuk kemudian disusun saran-saran perbaikannya. Pelaksanaan Pemeriksaan Sistematis ini lebih luas dan lebih teliti dari pada pemeriksaan rutin. Untuk memperoleh tingkat ketelitian yang tinggi dipergunakan peralatan bantu.

Climb up inspection

Climb up inspection adalah jenis pekerjaan pemeriksaan terhadap tower berikut perlengkapannya dilakukan oleh Climber dengan cara memanjat tower pada SUTT/SUTETI yang dalam keadaan bertegangan.

Contoh dari pemeriksaan ini misalnya adalah pengujian kemampuan isolator di laboratorium, pemeriksaan kondisi sambungan dengan menggunakan Infra red thermovision, pemeriksaan tegangan tembus isolator dengan corona detector,

Obyek yang diperiksa adalah: - Besi Tower dan kelengkapannya - Kawat penghantar sekitar tower - Ground wire sekitar tower - Klem pemegang kawat dan asesorisnya - Isolator dan asesorisnya - Benda asing yang terdapat pada tower , isolator dan kawat

Beberapa hal yang mempengaruhi pola pemeliharaan rutin antara lain :

Melalui pemeriksaan ini diharapkan secara dini dapat ditemukan abnormaly atau kelainan-kelainan yang dapat menimbulkan gangguan. sehingga

-

-

Kondisi alam setempat polutif alami, polutif industri, gempa, kondisi normal, pertumbuhan tanaman sepanjang jalur dan disekitar jalur, petir, longsoran dan lain sebagainya. Karakteristik kerja peralatan biasanya berdasarkan buku petunjuk pabrik atau pengalaman yang terjadi 411

-

selama ini: isolator gelas yang sering pecah Sosial kemasyarakatan penggalian liar, pencurian : grounding – member tower dan lain sebagainya.

10.2.4. Pemeliharaan Korektif Pemeliharaan Korektif (corrective maintenance) adalah pekerjaan pemeliharaan yang dilakukan karena peralatan mengalami kerusakan atau memerlukan penyempurnaan. Pemeliharaan korektif kebanyakan terjadi karena jarang atau tidak pernah dilakukan pemeriksaan rutin.

10.2.6. Pemeliharaan berdasarkan kondisi/karakter peralatan (CBM) Pemeliharaan ini tidak lagi berdasar waktu, namun berdasar kondisi/karakter peralatan. Dalam satu tahun bisa saja dilakukan beberapa kali kunjungan atau pemeriksaan tergantung tingkat potensi gangguan. Kerusakan yang terjadi menjadi statistik dan dapat disimpulkan sebagai trend peralatan. Namun adakalanya kerusakan akibat fenomena alam yang tidak terlihat sewaktu patroli. Contoh yang dapat dilakukan CBM adalah :

10.2.5. Pemeliharaan Darurat Pemeliharaan Darurat dilakukan karena telah terjadi kerusakan pada SUTT/SUTET yang disebabkan oleh hal-hal diluar rencana seperti : banjir, gempa bumi, longsor, gunung meletus, kebakaran, tertabrak kendaraan dan lain sebagainya. Pemeliharaan jenis ini sifatnya darurat dan memerlukan penanganan ekstra serta segera untuk mengatasinya. Biayanya tentu saja tidak bisa direncanakan dan mungkin bisa dimasukkan dalam katagori biaya tak terduga karena memang kejadiannya diluar kendali manusia. Salah satu solusinya ialah memasang tower emergency.

-

-

Pemeriksaan isolator dan asesoris isolator maupun clamp pada daerah yang polusinya tinggi. Pemeriksaan jarak tower dan lendutan kawat pada kawasan luas yang mengalami longsor secara perlahan Pemeriksaan kondisi pondasi pada daerah longsoran Pemeriksaan isolator pada daerah yang sering tersambar petir Pengukuran nilai pentanahan tower pada daerah pegunungan atau musim kemarau.

10.2.7. Contoh SUTT / SUTET

Pemeliharaan

Berbagai macam pemeliharaan yang pernah terjadi di jaringan SUTT/ SUTET antara lain : a. Penggantian isolator pecah atau rusak lapisan permukaannya 412

b. Pembersihan isolator karena polusi c. Perbaikan kawat rantas d. Perbaikan kawat putus e. Pengencangan klem-klem jumper f. Pembersihan kawat dari layanglayang g. Ground patrol h. Climb up inspection i. Pemeriksaan stabilatas pondasi tower (leveling, retak) j. Pemeriksaan kelengkapan tapak tower (patok tanda batas tanah PLN, urugan tanah tapak tower) k. Pengecekan Tahanan Pembumian l. Pemeriksaan jarak bebas konduktor dengan benda di sekitarnya m. Perbaikan tower yang mengalami deformasi / bengkok-bengkok akibat tanah sekeliling pondasi longsor n. Pondasi turun/amblas karena tanah dasar pondasi mengalami sliding/gelincir oleh arus air bawah tanah o. Pengelasan baut-baut tower untuk mencegah pencurian p. Perbaikan spacer yang le[pas dari konduktor q. Penggantian pentanahan tower /grounding r. Penebangan pohon atau antena komunikasi yang tumbang ke arah konduktor (diluar row) s. Penggantian besi tower karena pencurian t. Penggantian Tension clamp konduktor

u. Pemasangan kembali / reposisi damper yang melorod ke tengah gawang v. Penggantian lampu aviasi yang mati/rusak w. Penyambungan kembali kawat yang putus atau rusak berat x. Penggantian asesoris / clamp yang karatan y. Perbaikan klem kawat jumper yang putus z. Pemasangan pengaman halaman tower 10.3.

Prosedur Pemelihan SUTT/SUTET

Langkah kerja pemeliharaan SUTT/SUTETI adalah : 1. Adanya laporan dari petugas lapangan maupun masyarakat atau hasil evaluasi data laporan yang masuk 2. Melakukan Analisa Keselamatan Pekerjaan dengan meninjau lapangan 3. Membahas hasil AKP dan rencana tindak lanjut yang diperlukan 4. Mempersiapkan: SDM; peralatan; metoda pengerjaan; material pengganti maupun pendukung lainnya dan organisasi kerja 5. Menjadwalkan pekerjaan dan persetujuannya 6. Melakukan persiapan pekerjaan setelah adanya persetujuan 7. Melaksanakan pekerjaan 8. Melakukan evaluasi 9. Membuat laporan kerja

413

10.3.1. Peralatan yang dipelihara Peralatan yang dipelihara pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran udara tegangan ektra tinggi seperti tabel 10.1. berikut ini Tabel 10.1. Peralatan yang dipelihara pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran udara tegangan ektra tinggi I

8 9 II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ruang Bebas / Lingkungan Jarak pepohonan thd kawat fasa Jarak bangunan thd kawat fasa Jarak pohon terhadap kawat fasa bila tumbang ke arah kawat Jarak bangunan thd kawat fasa bila roboh ke arah kawat Jarak jaring pengaman thd kawat Jarak kawat ke tanah Jarak kawat ke tiang perahu/kapal bila air pasang Kegiatan layang-layang Struktur tanah dekat tiang Tiang / Menara / Tower Konstruksi tiang Batang rangka besi Tangga / baut panjat Penghalang panjat (ACD) Plat rambu bahaya Plat nomor / pht / tanda fasa Baut sambungan rangka Indicator lamp (air traffict light) Cat / galvanis badan tiang Klem kawat grounding Kawat grounding Batang penangkal petir Alat penangkal petir lainnya

III 1 2 3 4 5 6 7 8

Isolator Piringan isolator Arcing horn sisi tiang Arcing horn sisi kawat pht. Assesories isolator (pin, dll) Suspension clamp Tension clamp Ikatan isolator Armour rod

1 2 3 4 5 6 7

414

9

Posisi rencengan isolator

IV 1 2 3 4 5 6 7 8

Pondasi & Halaman Tiang Pondasi / chimney Kaki tiang / stub Tumbuhan di halaman tiang Pagar pengaman halaman tiang Patok batas halaman tiang Stabilitas tanah sekitar hal. tiang Talud pengaman Kegiatan pihak lain di halaman tiang

V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

kawat penghantar Kawat fasa Peredam getaran (Vibr. damper) Spacer Midspan compression joint Repair sleeve Jumper wire Sagging Armour rod Jarak antar kawat fasa Indicator lamp (induction)

VI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Kawat Petir & Kawat Optik Kawat petir Peredam getaran (Vibr. damper) Midspan compression joint Repair sleeve Tension clamp Suspension clamp Jumper wire Sagging Armour rod Sign ball (bola pengaman) Klem sambungan ke grounding Kotak sambungan kawat optik Kawat yang turun ke kotak kwt optik

415

10.3.1.1. Jenis-jenis kelainan. Jenis-jenis kelainan pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran udara tegangan ektra tinggi seperti tabel 10.2 Tabel 10.2 Jenis-jenis kelainan pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran udara tegangan ektra tinggi No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Jenis Kelainan Amblas Andongan rendah Bahaya I Bahaya II Bahaya III Bengkok Benda asing Cat pudar Dekat jalan Erosi Hilang Karatan Kendor Kotor Kritis Longsor Mekar / rantas Melorod Miring Pecah / retak Putus Rusak Semak belukar Tertimbun Tergenang Tidak seimbang

416

10.3.1.2. Jenis-jenis penanggulangan Jenis-jenis penanggulangan pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran udara tegangan ektra tinggi, seperti tabel 10.3 Tabel 10.3 Jenis-jenis penanggulangan pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran udara tegangan ektra tinggi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ditinggikan chimneynya Dinaikkan kawatnya Dibongkar Ditebang / dipangkas Diluruskan Dibersihkan Digalvanis / dicat ulang Ditanggul Diganti Dikencangkan Dibabat Dipasang patok Dinormalkan Diarmor rod / dipress Disambung Diposisikan kembali seperti semula Diperbaiki Diperiksa Diseimbangkan

10.3.1.3. Contoh Abnormality Peralatan 1. Kerusakan pada isolator Kerusakan pada isolator dapat dilihat pada gambar 10.1

Gambar 10.1 Kerusakan pada Isolator 417

2. Kerusakan pada menara Kerusakan pada menara dapat dilihat pada gambar 10.2

Gambar 10. 2 Kerusakan pada menara 3. Kerusakan pada Kerusakan pada isolator gantung Kerusakan pada Kerusakan pada isolator gantung dapat dilihat pada gambar 10.3

Gambar 10. 3 Kerusakan pada isolator gantung 418

3. Kerusakan pada kawat pentanahan Kerusakan pada kawat pentanahan dapat dilihat pada gambar 10.3

Gambar 10. 4 Kerusakan pada kawat pentanahan 10.3.2. Peralatan kerja 10.3.2.1. Peralatan kerja Pemeliharaan -

Transportasi peralatan ke-atas/ bawah : tali, katrol dll Lever hoist Sling Karpet Pengait pin isolator Palu plastik Kunci-kunci ( Inggris dan pas/ring) Came along (tiang tension) Conductor lifter (tiang suspension) Shackle Peralatan bantu BV lier Sling panjang Tambang Kunci ring-pas Angle level Parang Tang kombinasi

-

Ranging meter Obeng minus besar Stop meter (5 meter) Clinometer Palu godam 5 kilogram Theodolit Water pas Gimpole/ tiang pengangkat Sling mata itik Shackle 5/8” Alat ukur pentanahan (tahanan kaki tiang ) Gergaji besi Corona detector Mesin press hydraulic Infra red thermovision Kikir plat besar Rol meter Chain saw Teropong Pakaian kerja HT bagi koordinator dan pengendali mutu Pekerjaan Mesin potong Mesin bor Mesin las 419

-

Tir for Capstan winch Capstan hoist Kunci ring Kunci sok

10.3.2.2. Peralatan K3 -

-

Grounding + stick Voltage detector Alat komunikasi / HT Buku working permit APD : • Topi pengaman

• Kacamata UV • Pakaian kerja • Sabuk pengaman • Lanyard • Sepatu pengaman • Sarung tangan Rambu-rambu peringatan Rambu K3 Kotak P3K Tandu Jas hujan Lampu penerangan

1. TOPI PENGAMAN 1

2. KACAMATA ULTRA VIOLET (U.V)

2

3. PAKAIAN KERJA (WERK PACK) 4. LANYARD

8

5. SABUK PENGAMAN

3

6. SARUNG TANGAN

4

3

7. SEPATU PANJAT

6

8. HANDY TALKY (HT) 5

7

Gambar 10.5 Peralatan kerja pemeliharaan jaringan 420

10.3.2.3. Meterial Pemeliharaan 1. Material pengganti existing: isolator; besi diagonal, kawat penghantar, ground wire, dan lain sebagainya 2. Repair sleeve 3. Mid span joint 4. Armor rod 5. BBM mesin 6. Minyak hydraulic 7. Sakapen 8. Majun 9. Minyak WD4 10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan Peralatan 10.3.3.1. Pemeliharaan alat kerja. 1. Setiap peralatan kerja yang berupa mesin maupun alat ukur wajib mengikuti buku instruksi yang dikeluarkan oleh pabrikan 2. Setiap alat kerja wajib diketahui Safe Working Loadnya (SWL) 3. Setiap beban yang akan ditanggung oleh alat kerja wajib diketahui besarannya 4. Setiap petugas wajib mengetahui Safety faktor (SF) 5. Setiap petugas wajib mengetahui tanda-tanda kerusakan pada alat kerja 6. Setiap alat kerja tidak boleh digunakan kecuali sebagai fungsinya 10.3.3.2. Pemeliharaan Peralatan Transmisi Pemeliharaan peralatan transmisi wajib mengikuti prosedur kerjanya atau Instruksi Kerja, agar tercapai satu kesepakatan untuk

meyelesaikan pekerjaan secara runtut/bertahap; tertib; lancar dan aman. Instruksi Kerja transmisi antara lain:

Peralatan

1. Pemeliharaan isolator 2. Pemeliharaan kawat penghantar 3. Pemeliharaan ground wire 4. Pemeliharaan rangka tower 5. Pemeliharaan halaman tower 6. Pemeliharaan ruang bebas 10.3.4. Pelaporan Pekerjan Pemeliharan Pekerjaan pemeliharaan yang telah diselesaikan harus dilaporkan ke pemberi tugas yang memuat : - Proses persiapan - Tanggal, hari, jam pelaksanaan - Personel yang terlibat - Organisasi kerjanya - Peralatan yang dipakai - Material yang digunakan - Tata laksana kerja - Kendala yang dihadapi - Solusi yang telah diterapkan - Pelaksanaan/penerapan K3 - Masalah lingkungan - Biaya yang telah dikeluarkan - Saran dan usulan untuk perbaikan - Kesimpulan Manfaat laporan pekerjaan : 1. Data 2. Bahan analisa untuk pebaikan dan pengembangan 3. Penilaian unjuk kerja 4. Lain-lain

421

DAFTAR PUSTAKA Bernad Grad ( 2002) Basic Electronic Mc Graw Hill Colage New- York David E Johnson (2006) Basic Electric Circuit Analisis John Wiley & Sons.Inc New- York Diklat PLN Padang . (2007) Transmisi Tenaga Listrik Padang Diklat PLN Pusat . (2005) Transmisi Tenaga Listrik Jakarta Fabio Saccomanno (2003) Electric Power System and Control John Wiley & Sons.Inc New- York John D. McDonald (2003) Electric Power Substation Engginering CRC Press London Jemes A.Momoh (2003) Electric Power System CRC Press London Luces. M . (1996) Electric Power Distribution and Transmision Prantice Hall New- York Oswald (2000) Electric Cables for Pewer Transmision John Wiley & Sons.Inc New- York Paul M Anderson

(2000) Analisis of Faulted Power System John Wiley &

Sons.Inc New- York Panagin.R.P ( 2002) Basic Electronic Mc Graw Hill Colage New- York Stan Stawart (2004) Distributet Swichgear John Wiley & Sons.Inc New- York Stepen L. Herman

(2005) Electrical Transformer John Wiley & Sons.Inc

New- York Hutauruk (2000)Tranmisi Daya listrik Erlangga Jakarta.

422


Teknik Transmisi Tenaga Listrik Aslimeri | Ganefri | Zaidel Hamdi

untuk SMK

Buku ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan (BSNP) dan telah dinyatakan layak sebagai buku teks pelajaran berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 46 Tahun 2007 tanggal 5 Desember 2007 tentang Penetapan Buku Teks Pelajaran yang Memenuhi Syarat Kelayakan untuk Digunakan dalam Proses Pembelajaran.

HET (Harga Eceran Tertinggi) Rp. 41.250,00

Aslimeri | Ganefri | Zaidel H.

ISBN XXX-XXX-XXX-X

untuk Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Teknik Transmisi Tenaga Listrik

Recommend Documents