Sistem Distribusi Tenaga Listrik

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Berdasarkan sistem tenaga listrik konvensional, energi listrik dibangkitkan pada pusat pembangkit dengan daya yang besar. Kemudian dinaikkan tegangannya menjadi tegangan tinggi, tegangan ekstra tinggi, dan tegangan ultra tinggi melalui transformator step-up untuk ditransmisikan. Selanjutnya tegangan diturunkan kembali menjadi tegangan menengah melalui transformator step-down untuk didistribusikan pada pusat beban, dan tegangannya diturunkan kembali menjadi tegangan rendah melalui transformator distribusi agar dapat digunakan oleh konsumen akhir. Sistem distribusi tenaga listrik merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang dimulai dari transformator step-down pada gardu induk jaringan transmisi sampai pada konsumen akhir. Sistem distribusi dibagi menjadi dua bagian yaitu distribusi primer dan distribusi sekunder. Jaringan distribusi yang dimulai dari transformator step-down pada gardu induk jaringan transmisi sampai pada transformator distribusi disebut jaringan distribusi primer. Sedangkan jaringan distribusi yang dimulai dari transformator distribusi sampai pada konsumen akhir disebut jaringan distribusi sekunder. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.1 [4]. Universitas Sumatera Utara 5 Gambar 2. 1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik 2.1.1 Sistem Distribusi Primer Sistem distribusi primer dapat berupa Saluran Udara Tegangan Menengah SUTM dan Saluran Kabel Tegangan Menengah SKTM baik hantaran udara maupun di bawah tanah. Ada berbagai macam tipe jaringan dari sistem distribusi primer [5]. 2.1.1.1 Jaringan Distribusi Radial Bentuk jaringan ini merupakan yang paling sederhana, banyak digunakan dan murah. Dinamakan radial karena jaringan ditarik secara radial dari suatu titik sumber jaringan dan dibagi ke dalam bentuk cabang pada setiap beban. Akibat percabangan tersebut, arus yang mengalir pada setiap saluran tidaklah sama. Adapun kelebihan dan kelemehan dari jaringan distribusi radial adalah: • Kelebihan: o Bentuknya sederhana Universitas Sumatera Utara 6 o Biaya investasi yang relatif murah • Kelemahan: o Jatuh tegangan dan rugi-rugi daya relatif besar o Kontinuitas pelayanan tidak handal, karena antara titik sumber dan tidak beban hanya ada satu saluran. Sehingga jika terjadi gangguan pada saluran tersebut maka seluruh beban sesudah titik gangguan akan mengalami pemadaman secara total. Untuk meminimumkan gangguan, pada jaringan radial ini dilengkapi dengan peralatan pengaman berupa fuse, sectionalizer, recloser, dan disconnecting switch. Peralatan tersebut berfungsi untuk membatasi daerah yang terkena gangguan. Jaringan tipe radial ini mempunyai beberapa bentuk modifikasi, antara lain: a. Jaringan Distibusi Radial Pohon Jaringan distribusi radial pohon terdiri dari satu saluran utama untuk melayani beban kemudian dibagi menjadi beberapa cabang lateral, dan cabang ini akan dibagi lagi menjadi beberapa cabang sublateral. Tipe jaringan distribusi radial pohon dapat dilihat pada Gambar 2.2. Universitas Sumatera Utara 7 Gambar 2. 2 Jaringan Radial Tipe Pohon b. Jaringan Distribusi Radial Tie dan Switch Pemisah Jaringan distribusi radial tipe tie and switch pemisah digunakan sebagai modifikasi lanjutan dari tipe jaringan distribusi radial yang digunakan untuk pemulihan layanan yang cepat. Hal ini dilakukan dengan cara mengalihkan bagian penyulang yang tidak terganggu ke penyulang utama yang berdekatan. Gangguan ini dapat diisolasi dengan membuka peralatan pengaman pada setiap bagian penyulang yang terganggu. Jaringan distribusi radial tipe tie and switch pemisah dapat dilihat pada Gambar 2.3. Universitas Sumatera Utara 8 Gambar 2. 3 Jaringan Radial Tipe Tie dan Switch Pemisah c. Jaringan Distribusi Radial dengan Tipe Pusat Beban Jaringan distribusi radial tipe ini menggunakan express feeder sebagai penyulang utama yang langsung menuju pusat beban, kemudian melalui pusat beban disebar dengan menggunakan back feeder secara radial. Pada penyulang express feeder ini tidak ada hubungan ke penyulang lain atau lateral. Jaringan distribusi radial dengan tipe pusat beban dapat dilihat pada Gambar 2.4. Universitas Sumatera Utara 9 Gambar 2. 4 Jaringan Distribusi Radial dengan Tipe Pusat Beban d. Jaringan Distribusi Radial dengan Pembagian Phase Area Pada jaringan distribusi radial dengan tipe pembagian phase area ini, masing-masing fasa melayani area yang berbeda. Jaringan seperti ini dapat menyebabkan ketiga fasa menjadi tidak seimbang bila diterapkan pada daerah yang baru dan tidak merata pembagian bebannya. Oleh karenanya jaringan ini cocok untuk daerah yang bebannya stabil dan jika ada penambahan beban maka pembagiannya harus dapat diatur merata dan seimbang pada setiap fasanya. Jaringan distribusi radial dengan tipe pembagian phase area dapat dilihat pada Gambar 2.5. Universitas Sumatera Utara 10 Gambar 2. 5 Jaringan Distribusi Radial Tipe Phase Area 2.1.1.2 Jaringan Distribusi Loop Pada jaringan distribusi loop, jaringan distribusinya membentuk ring, dimana beban dilayani oleh dua buah jalur paralel dari gardu induk menuju beban. Umumnya, ukuran penghantar penyulang loop dibuat sama sepanjang loop. Hal ini dimaksudkan agar penghantar dapat memikul beban pada saat ditambahkan beban bagian dari bagian loop yang lain. Gangguan pada penyulang utama akan menyebabkan breaker penyulang membuka, breaker akan tetap membuka sampai gangguan dihilangkan dari kedua arah saluran. Jaringan distribusi loop menguntungkan untuk melayani beban dimana keandalan menjadi hal yang sangat penting. Sebagai tambahan untuk Universitas Sumatera Utara 11 jaringan distribusi loop, umumnya digunakan normally open lateral loop. Jaringan distribusi loop dapat dilihat pada Gambar 2.6. Gambar 2. 6 Jaringan Distribusi Loop 2.1.1.3 Jaringan Distribusi Net Jaringan distribusi net merupakan sistem penyaluran tenaga listrik yang dilakukan secara terus menerus oleh dua atau lebih penyulang pada gardu-gardu dari berbagai pusat pembangkit tenaga listrik yang bekerja secara paralel. Jaringan ini berbentuk jaring-jaring yang merupakan gabungan antara jaringan distribusi radial dan loop. Jaringan distribusi net ini mempunyai lebih banyak saluran alternatif, sehingga jika terjadi gangguan pada salah satu penyulang maka sistem dengan cepat akan menggantikan dengan penyulang yang lain untuk membantu daerah yang terganggu tersebut. Dengan demikian kontinuitas penyaluran tenaga listrik sangat terjamin. Jaringan distribusi net dapat dilihat pada Gambar 2.7. Universitas Sumatera Utara 12 Gambar 2. 7 Jaringan Distribusi Net Adapun kelebihan yang dimiliki dari jaringan distribusi net jaring-jaring ini adalah: • Kontinuitas penyaluran yang sangat terjamin. • Kualitas tegangan yang baik dan rugi-rugi daya yang kecil. • Lebih fleksibel dalam mengikuti perkembangan dan pertumbuhan beban bila dibandingkan dengan jaringan distribusi lain. Sedangkan kelemahan yang dimiliki oleh jaringan distribusi net jaring- jaring ini adalah: Universitas Sumatera Utara 13 • Memerlukan koordinasi perencanaan yang teliti dan rumit sebelum pelaksanaan. • Memerlukan biaya investasi yang cukup besar. • Diperlukan tenaga ahli yang terampil dalam pengoperasian. 2.1.1.4 Jaringan Distribusi Spindle Jaringan distribusi spindle merupakan pengembangan dari sistem jaringan distribusi sebelumnya yang bertujuan untuk meningkatkan keandalan dan kualitas sistem. Salah satu bentuk jaringan distribusi spindle yang populer adalah jaringan spindle yang terdiri dari 6 penyulang dalam keadaan berbeban working feeder dan satu penyulang dalam keadaan tanpa beban express feeder. Express feeder ini berfungsi sebagai cadangan pada saat terjadi gangguan pada salah satu working feeder dan juga berfungsi untuk memperkecil jatuh tegangan pada jaringan distribusi. Jaringan distribusi spindle ditunjukkan pada Gambar 2.8. Universitas Sumatera Utara 14 Gambar 2. 8 Jaringan Distribusi Spindle 2.1.2 Sistem Distribusi Sekunder Sistem distribusi sekunder berfungsi menyalurkan energi listrik dari transformator distribusi ke konsumen akhir. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang sering digunakan adalah saluran distribusi radial. Sistem distribusi sekunder biasa disebut dengan jaringan distribusi tegangan rendah yang terhubung langsung dengan konsumen, seperti yang terlihat pada Gambar 2.1. Universitas Sumatera Utara 15 Besar tegangan untuk jaringan distribusi sekunder ini adalah 127220 Volt untuk sistem lama dan 220380 Volt untuk sistem yang baru, serta 440550 Volt untuk keperluan industri.

2.2 Distributed Generation DG