Jaringan Sistem Distribusi Primer
Sistem distribusi primer diguna kan untuk menyalurkan tenaga
listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat
menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan
tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran
distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik
sampai ke pusat beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan
distribusi primer.
1.
Jaringan Distribusi Radial
Bila
antara titik sumber dan titik bebannya hanya terdapat satu saluran (line),
tidak ada alternatif saluran lainnya. Bentuk Jaringan ini merupakan bentuk
dasar, paling sederhana dan paling banyak digunakan. Dinamakan radial karena
saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber dari
jaringan itu,dan dicabang-cabang ke titik-titik beban yang dilayani. Catu daya
berasal dari satu titik sumber dan karena adanya pencabangan- pencabangan
tersebut, maka arus beban yang mengalir sepanjang saluran menjadi tidak sama
besar. Oleh karena kerapatan arus (beban) pada setiap titik sepanjang saluran
tidak sama besar, maka luas penampang konduktor pada jaringan bentuk radial ini
ukurannya tidak harus sama. Maksudnya, saluran utama (dekat sumber) yang
menanggung arus beban besar, ukuran penampangnya relatip besar, dan saluran
cabang-cabangnya makin ke ujung dengan arus beban yang lebih kecil, ukurannya
lebih kecil pula.
Spesifikasi dari jaringan bentuk
radial ini adalah:
a). Bentuknya sederhana.(+)
b). Biaya investasinya relatip
murah.(+)
c). Kualitas pelayanan dayanya relatip
jelek, karena rugi tegangan dan rugi daya yang terjadi pada saluran relatip
besar.(-)
d). Kontinyuitas pelayanan daya tidak
terjamin, sebab antara titik sumber dan titik beban hanya ada satu alternatif
saluran sehingga bila saluran tersebut mengalami gangguan, maka seluruh
rangkaian sesudah titik gangguan akan mengalami "black out"
secara total.(-)
Untuk melokalisir
gangguan, pada bentuk radial ini biasanya diperlengkapi dengan peralatan
pengaman berupa fuse, sectionaliser, recloser, atau alat pemutus
beban lainnya, tetapi fungsinya hanya membatasi daerah yang mengalami pemadaman
total, yaitu daerah saluran sesudah/dibelakang titik gangguan, selama gangguan
belum teratasi. Jadi, misalkan gangguan terjadi di titik F, maka daerah beban
K, L dan M akan mengalami pemadaman total (Gambar 1). Jaringan distribusi
radial ini memiliki beberapa bentuk modifikasi, antara lain:
(1). Radial tipe pohon.
(2). Radial dengan tie dan
switch pemisah.
(3). Radial dengan pusat
beban.
(4). Radial dengan
pembagian phase area.
(1) Jaringan Radial tipe
Pohon
Bentuk ini merupakan
bentuk yang paling dasar. Satu saluran utama dibentang menurut kebutuhannya,
selanjutnya dicabangkan dengan saluran cabang (lateral penyulang) dan lateral
penyulang ini dicabang-cabang lagi dengan sublateral penyulang (anak cabang).
Sesuai dengan kerapatan arus yang ditanggung masing-masing saluran, ukuran
penyulang utama adalah yang terbesar, ukuran lateral adalah lebih kecil dari
penyulang utama, dan ukuran sub lateral adalah yang terkecil.
Gambar 1. Jaringan Radial Tipe Pohon
Gambar 2. Komponen Jaringan Radial
(2) Jaringan radial dengan
tie dan switch pemisah.
Bentuk ini merupakan
modifikasi bentuk dasar dengan menambahkan tie dan switch pemisah, yang
diperlukan untuk mempercepat pemulihan pelayanan bagi konsumen, dengan cara
menghubungkan areaarea yang tidak terganggu pada penyulang yang bersangkutan,
dengan penyulang di sekitarnya. Dengan demikian bagian penyulang yang terganggu
dilokalisir, dan bagian penyulang lainnya yang "sehat" segera dapat
dioperasikan kembali, dengan cara melepas switch yang terhubung ke titik
gangguan, dan menghubungkan bagian penyulang yang sehat ke penyulang di
sekitarnya.
Gambar 3. Jaringan
radial dengan tie dan switch pemisah.
(3). Jaringan radial tipe
pusat beban.
Bentuk ini mencatu daya
dengan menggunakan penyulang utama (main feeder) yang disebut "express
feeder" langsung ke pusat beban, dan dari titik pusat beban ini disebar
dengan menggunakan "back feeder" secara radial.
Gambar 4. Jaringan radial tipe pusat beban
(4) Jaringan radial dengan
phase area
Pada bentuk ini
masing-masing fasa dari jaringan bertugas melayani daerah beban yang berlainan.
Bentuk ini akan dapat menimbulkan akibat kondisi sistem 3 fasa yang tidak
seimbang (simetris), bila digunakan pada daerah beban yang baru dan belum
mantap pembagian bebannya. Karenanya hanya cocok untuk daerah beban yang stabil
dan penambahan maupun pembagian bebannya dapat diatur merata dan simetris pada
setiap fasanya.
Gambar 5. Jaringan radial dengan phase area ( kelompok fasa)
2) Jaringan distribusi
ring (loop).
Bila pada titik beban
terdapat dua alternatip saluran berasal lebih dari satu sumber. Jaringan ini merupakan
bentuk tertutup, disebut juga bentuk jaringan "loop". Susunan
rangkaian penyulang membentuk ring, yang memungkinkan titik beban dilayani dari
dua arah penyulang, sehingga kontinyuitas pelayanan lebih terjamin, serta
kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena rugi tegangan dan rugi daya pada
saluran menjadi lebih kecil. Bentuk loop ini ada 2 macam, yaitu:
(a). Bentuk open loop:
Bila diperlengkapi dengan
normally-open switch, dalam keadaan normal rangkaian selalu terbuka.
(b). Bentuk close loop
Bila diperlengkapi dengan
normally-close switch, yang dalam keadaan normal rangkaian selalu tertutup.
Gambar 6. Jaringan distribusi tipe ring
Gambar 7. Jaringan distribusi ring terbuka
Gambar 8. Jaringan Distribusi ring terbuka
Pada tipe ini, kualitas dan
kontinyuitas pelayanan daya memang lebih baik, tetapi biaya investasinya lebih
mahal, karena memerlukan pemutus beban yang lebih banyak. Bila digunakan dengan
pemutus beban yang otomatis (dilengkapi dengan recloser atau AVS),maka
pengamanan dapat berlangsung cepat dan praktis, dengan cepat pula daerah gangguan
segera beroperasi kembali bila gangguan telah teratasi. Dengan cara ini berarti
dapat mengurangi tenaga operator. Bentuk ini cocok untuk digunakan pada daerah
beban yang padat dan memerlukan keandalan tinggi.
Gambar 9. Rangkaian Gardu Induk tipe Ring
3) Jaringan distribusi
Jaring-jaring (NET)
Merupakan gabungan dari
beberapa saluran mesh, dimana terdapat lebih satu sumber sehingga berbentuk
saluran interkoneksi. Jaringan ini berbentuk jaring-jaring, kombinasi antara
radial dan loop. Titik beban memiliki lebih banyak alternatip
saluran/penyulang, sehingga bila salah satu penyulang terganggu, dengan segera
dapat digantikan oleh penyulang yang lain. Dengan demikian kontinyuitas
penyaluran daya sangat terjamin. Spesifikasi Jaringan NET ini adalah:
1). Kontinyuitas
penyaluran daya paling terjamin.(+)
2). Kualitas tegangannya
baik, rugi daya pada saluran amat kecil.(+)
3). Dibanding dengan
bentuk lain, paling flexible (luwes) dalam mengikuti pertumbuhan dan
perkembangan beban. (+}
4). Sebelum
pelaksanaannya, memerlukan koordinasi perencanaan yang teliti dan rumit. (-)
5). Memerlukan biaya
investasi yang besar (mahal) (-)
6). Memerlukan
tenaga-tenaga terampil dalam pengoperasian nya.(-)
Gambar 10. Jaringan Distribusi NET
Gambar 11. Jaringan Distribusi NET dengan Tiga penyulang Gardu
Hubung
Dengan spesifikasi
tersebut, bentuk ini hanya layak (feasible) untuk melayani daerah beban yang
benar-benar memerlukan tingkat keandalan dan kontinyuitas yang tinggi, antara
lain: instalasi militer, pusat sarana komunikasi dan perhubungan, rumah sakit,
dan sebagainya. Karena bentuk ini merupakan jaringan yang menghubungkan
beberapa sumber, maka bentuk jaringan NET atau jaring-jaring disebut juga
jaringan "interkoneksi".
Gambar 12. Jaringan Distribusi NET dilengkapi
breaker pada bagian tengah masing-masing penyulang
4) Jaringan distribusi
spindle.
Selain bentuk-bentuk dasar
dari jaringan distribusi yang telah ada, maka dikembangkan pula bentuk-bentuk modifikasi,
yang bertujuan meningkatkan keandalan dan kualitas sistem. Salah satu bentuk
modifikasi yang populer adalah bentuk spindle, yang biasanya terdiri atas
maksimum 6 penyulang dalam keadaan dibebani, dan satu penyulang dalam keadaan kerja
tanpa beban. Perhatikan gambar 12. Saluran 6 penyulang yang beroperasi dalam
keadaan berbeban dinamakan “working feeder” atau saluran kerja, dan satu
saluran yang dioperasikan tanpa beban dinamakan “express feeder”. Fungsi
“express feeder” dalam hal ini selain sebagai cadangan pada saat terjadi
gangguan pada salah satu “working feeder”, juga berfungsi untuk
memperkecil terjadinya drop tegangan pada sistem distribusi bersangkutan pada
keadaan operasi normal. Dalam keadaan normal memang “express feeder” ini
sengaja dioperasikan tanpa beban. Perlu diingat di sini, bahwa bentuk-bentuk
jaringan beserta modifikasinya seperti yang telah diuraikan di muka, terutama
dikembangkan pada sistem jaringan arus bolak-balik (AC).
Gambar 13. Jaringan distribusi Spindle
5) Saluran Radial
Interkoneksi
yaitu terdiri lebih dari
satu saluran radial tunggal yang dilengkapi dengan LBS/AVS sebagai saklar
inerkoneksi. Masing-masing tipe saluran tersebut memiliki spesifikasi sendiri,
dan agar
lebih jelas akan dibicarakan
lebih lanjut pada bagian lain. Pada dasarnya semua beban yang memerlukan tenaga
listrik, menuntut kondisi pelayanan yang terbaik, misalnya dalam hal stabilitas
tegangannya, sebab seperti telah dijelaskan, bila tegangan tidak nominal dan
tidak stabil, maka alat listrik yang digunakan tidak dapat beroperasi secara
normal, bahkan akan mengalami kerusakan. Tetapi dalam prakteknya, seberapa
besar tingkat pelayanan terbaik dapat dipenuhi, masih memerlukan beberapa
pertimbangan, mengingat beberapa alasan. Digunakan untuk daerah dengan :
- Kepadatan beban yang
tinggi
- Tidak menuntut keandalan
yang terlalu tinggi
Contoh: Daerah pinggiran kota, kampung, perumahan sedang.
Secara umum, baik buruknya
sistem penyaluran dan distribusi tenaga listrik terutama adalah ditinjau dari
hal-hal berikut ini:
Gambar 14. Diagram satu garis Penyulang Radial Interkoneksi
1). Kontinyuitas Pelayanan
yang baik, tidak sering terjadi pemutusan, baik karena gangguan
maupun karena hal-hal yang direncanakan. Biasanya, kontinyuitas pelayanan
terbaik diprioritaskan pada beban-beban yang dianggap vital dan sama sekali
tidak dikehendaki mengalami pemadaman, misalnya: instalasi militer, pusat
pelayanan komunikasi, rumah sakit, dll.
2). Kualitas Daya yang baik, antara lain meliputi:
- kapasitas daya yang
memenuhi.
- tegangan yang selalu
konstan dan nominal.
- frekuensi yang selalu
konstan (untuk sistem AC).
Catatan: Tegangan nominal di sini dapat pula diartikan kerugian tegangan
yang terjadi pada saluran relatif kecil sekali.
3). Perluasan dan
Penyebaran daerah beban yang dilayani
seimbang.
Khususnya untuk sistem
tegangan AC 3 fasa, faktor keseimbangan/kesimetrisan beban pada masing-masing
fasa perlu diperhatikan. Bagaimana pengaruh pembebanan yang tidak simetris pada
suatu sistem distribusi, akan dibicarakan lebih lanjut dalam bagian lain.
4). Fleksibel dalam pengembangan dan perluaan daerah beban. Perencanaan sistem
distribusi yang baik, tidak hanya bertitik tolak pada kebutuhan beban sesaat,
tetapi perlu diperhatikan pula secara teliti mengenai pengembangan beban yang
harus dilayani, bukan saja dalam hal penambahah kapasitas dayanya, tetapi juga
dalam hal perluasan daerah beban yang harus dilayani.
5). Kondisi dan Situasi
Lingkungan. Faktor ini merupakan pertimbangan dalam
perencanaan untuk menentukan tipetipe atau macam sistem distribusi mana yang
sesuai untuk lingkungan bersangkutan, misalnya tentang konduktornya,
konfigurasinya, tata letaknya, dsb. Termasuk pertimbangan segi estetika
(keindahan) nya.
6). Pertimbangan Ekonomis. Faktor ini menyangkut perhitungan untung rugi ditinjau dari
segi ekonomis, baik secara komersiil maupun dalam rangka penghematan anggaran
yang tersedia.
Referensi :
Suhadi, Dkk. 2008. Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 1. Jakarta:Direktorat
pembinaan sekolah menengah kejuruan. Hal. 17-26
This comment has been removed by the author.
ReplyDelete