6 Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Transmisi Tenaga Listrik
Sistem transmisi adalah sistem yang menghubungkan antara sistem pembangkitan dengan sistem distribusi untuk menyalurkan tenaga listrik yang
dihasilkan pembangkit ke sistem distribusi. Dalam penyalurannya tegangan yang dibangkitkan oleh pembangkit harus dinaikkan dengan trafo step up. Hal ini
dilakukan untuk mengurangi rugi-rugi selama penyaluran tenaga listrik. Kemudian diujung saluran transmisi diturunkan dengan menggunakan trafo step
down sehingga tegangannya dapat digunakan oleh pelanggan.
2.1.1 Saluran Transmisi
Saluran transmisi adalah saluran yang menghantarkan energi listrik dari pusat-pusat pembangkitan tenaga listrik kepada pelanggan. Komponen-komponen
utama saluran transmisi adalah struktur pendukung, konduktor sebagai penghantar energi, dan isolator [4]. Struktur pendukung terdiri dari tiang atau menara listrik
yang akan menopang konduktor dan isolator. Suatu saluran transmisi terdapat empat parameter yang akan mempengaruhi kemampuannya untuk berfungsi
sebagai bagian dari sistem tenaga, yaitu : resistansi, induktansi, kapasitansi, dan konduktansi. Konduktansi antar-penghantar dan tanah menyebabkan terjadinya
arus bocor leakage current pada isolator saluran atas-tiang overhead lines dan yang melalui isolasi kabel. Karena kebocoran pada isolator atas-tiang sangat kecil
sehingga dapat diabaikan, konduktansi antar-penghantar pada saluran atas-tiang dianggap sama dengan nol [6].
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara A.
Resistansi Resistansi penghantar adalah penyebab utama terjadinya rugi-rugi daya
pada saluran transmisi. Terdapat dua macam tahanan, yaitu tahanan arus searah dan tahanan arus bolak-balik. Tahanan arus searah ditentukan oleh nilai
resistivitas material konduktor: 2.1
dimana: R= tahanan arus searah
= resistivitas L=panjang konduktor
A= luas penampang bidang. Nilai tahanan ini berubah dengan suhu menurut rumus:
2.2 dimana:
=tahanan pada suhu t =tahanan pada suhu to
=koefisien suhu massa konstan. Resistansi arus searah terbagi merata pada penampang konduktor, namun tidak
demikian untuk resistansi arus bolak balik, dimana terdapat kecenderungan arus lebih berkonsentrasi pada permukaan konduktor. Fenomena ini sering disebut
dengan efek kulit skin effect, dan mengakibatkan resistansi sedikit meningkat, terutama bila konduktor memiliki garis tengah yang besar. Efek kulit ini sangat
kecil untuk frekuensi yang rendah [5].
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara B.
Induktansi Ada dua persamaan dasar yang dapat digunakan untuk menjelaskan dan
merumuskan induktansi. Persamaan yang pertama menghubungkan tegangan imbas dengan kecepatan perubahan fluks yang meliputi suatu rangkaian.
Tegangan imbas adalah 2.3
Dimana: = tegangan imbas dalam volt
=banyaknya fluks gandeng flux linkages rangkaian dalam weber-turns Banyaknya weber-turns adalah hasil perkalian masing-masing weber dari
fluks dan jumlah lilitan dari rangkaian yang digandengkannya. Pada suatu kumparan, sebagian besar dari garis-garis fluks yang ditimbulkan akan
menggandeng lebih dari satu lilitan kumparan. Jika beberapa fluks hanya menghubungkan sebagian dari lilitan kumparan, maka jumlah fluks gandeng akan
berkurang. Sesuai dengan banyaknya garis fluks, masing-masing garis dikalikan dengan jumlah lilitan yang digandengkannya, dan hasil-hasil perkalian ini
seluruhnya dijumlahkan untuk mendapatkan fluks gandeng total total flux linkage.
Jika arus pada rangkaian berubah-ubah, medan magnet yang ditimbulkannya pasti berubah-ubah. Jika dimisalkan bahwa media medan magnet ditimbulkan
mempunyai permeabilitas yang konstan, banyaknya fluks gandeng berbanding lurus dengan arus, dan karena itu tegangan imbasnya sebanding dengan kecepatan
perubahan arus. Jadi persamaan dasar yang kedua adalah: 2.4
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara Dimana,
= induktansi rangkaian, H =tegangan imbas, V
=kecepatan perubahan arus, As Persamaan 2.3 dapat juga dipakai jika permeabilitasnya tidak konstan, tetapi
dalam hal itu induktasninya juga menjadi tidak konstan. Persamaan 2.3 dan persamaan 2.4 diselesaikan untuk mendapatkan L, hasilnya yaitu
2.5 Jika fluks gandeng dari rangkaian berubah secara linear sesuai dengan arus,
yang berarti bahwa rangkaian magnetis itu mempunyai permeabilitas konstan, maka
2.6 Dan dari sini timbullah definisi induktansi-sendiri self-inductance dari
suatu rangkaian listrik, yaitu fluks gandeng dari rangkaian per satuan arus. Dengan induktansi sebagai faktornya, fluks gandeng menjadi
2.7
C. Kapasitansi
Kapasitansi suatu saluran transmisi adalah akibat beda potensial antara penghantar konduktor, kapasitansi menyebabkan penghantar tersebut bermuatan
seperti yang terjadi pada pelat kapasitor bila terjadi beda potensial diantaranya. Kapasitansi antara penghantar adalah muatan per unit beda potensial. Kapasitansi
antara penghantar sejajar adalah suatu konstanta yang tergantung pada ukuran dan jarak pemisah antara penghantar. Untuk saluran daya yang panjangnya 80 km 50
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara mil, pengaruh kapasitansinya kecil dan biasanya dapat diabaikan. Untuk saluran-
saluran yang lebih panjang dengan tegangan yang lebih tinggi, kapasitansi menjadi bertambah penting.
Suatu tegangan bolak balik yang terpasang pada saluran transmisi akan menyebabkan muatan pada penghantar-penghantarnya di setiap titik bertambah
dan berkurang sesuai dengan kenaikan dan penurunan nilai sesaat tegangan antara penghantar pada titik tersebut. Aliran muatan adalah arus, dan arus yang
disebabkan oleh pengisian dan pengosongan bolak-balik alternate charging and discharging saluran karena tegangan bolak-balik disebut arus pengisian saluran.
Arus pengisian mengalir dalam saluran transmisi meskipun saluran tersebut dalam keadaan terbuka. Hal ini mempengaruhi jatuh tegangan sepanjang saluran,
effisiensi dan faktor daya saluran serta kestabilan sistem dimana saluran tersebut merupakan salah satu bagiannya.
Kapasitansi antara dua penghantar pada saluran dua kawat didefinisikan sebagai muatan pada penghantar itu per unit beda potensial diantara keduanya.
Dalam bentuk persamaan, kapasitansi persatuan panjang saluran adalah 2.8
Dimana q adalah muatan pada saluran dalam coulomb per meter dan v adalah beda potensial antar kedua penghantar dalam volt.
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2.2 Busbar
Kategori