Tabel 4.1 Tingkat isolasi dari isolator transmisi hantaran udara
Tegangan sistem V
LL
kV Tegangan
ke tanah V
LN
kV Tegangan
lebih switching
kV Jumlah
piringan Tegangan
lebih temporer
kV Jumlah
piringan Jumlah piringan
yang diusulkan untuk dipasang
132 76
495 5
228 6
7,9,10
150 87
566 6
261 7
8,10,11,12
220 127
825 9
381 10
11,15,16 400
231 1115
13 762
20 22,24
500 289
1445 17
954 255
30,34
Dengan cara manual, sama seperti perhitungan perkiraan jumlah gangguan sebelumnya, maka dapat ditunjukkan perbedaan jumlah gangguan yang terjadi
dengan jumlah piringan isolator yang berbeda-beda seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.2. Dari tabel tersebut dapat ditunjukkan jika jumlah piringan isolator
semakin banyak yang dipergunakan, akan menghasilkan perkiraan jumlah gangguan yang semakin kecil. Dimana Isokreaunic Level I
kl
yang dipergunakan adalah 128, yaitu jumlah hari guruh I
kl
yang terjadi pada tahun 2008.
Tabel 4.2 Pengaruh jumlah piringan isolator terhadap perkiraan jumlah gangguan
n Jlh. Keping Isolator 10
11 12
13 14
N
t
gangguantahun 4,6748
3,6240 2,4446
1,4110 0,3737
Ket: Perhitungan berdasarkan Transmisi Sei Rotan – Tebing Tinggi
IV.3 Perencanaan Perbaikan Kawat Tanah Tambahan
Kawat tanah yang sudah dipergunakan setiap mendirikan SUTT, SUTET dan SUTUT, diakui dapat mengurangi jumlah gangguan akibat tegangan lebih akibat
sambaran petir langsung maupun tidak langsung sambaran induksi. Pengurangan jumlah gangguan akibat tegangan lebih petir itu dapat terjadi dengan alasan :
Universitas Sumatera Utara
1. Kawat tanah dapat menghalangi sambaran petir yang menuju kawat
fasa, sehingga sambaran petir akan mengenai kawat tanah. 2.
Kawat tanah dapat mengalirkan arus petir ke tahanan kaki menara, yaitu lewat tiang menara.
3. Peningkatan faktor kopling akan menyebabkan tegangan yang
dibebani isolator akan semakin berkurang. Penambahan penggunaan kawat tanah pada saluran transmisi udara,
bertujuan untuk meningkatkan kualitas perisaian kawat tanah pada transmisi tersebut atau untuk mengurangi jumlah gangguan akibat sambaran petir pada khususnya.
Dengan penambahan penggunaan kawat tanah perisaian pada transmisi, misalnya pada Transmisi Sei Rotan–Tebing Tinggi yaitu dari dua kawat tanah menjadi tiga
kawat tanah, akan mengurangi jumlah gangguan yang terjadi. Hal ini dapat ditunjukkan pada Tabel 4.3, dimana pengurangan perkiraan jumlah gangguan terjadi,
jika transmisi tersebut menggunakan tiga kawat tanah. Pada perhitungan pengaruh jumlah kawat tanah terhadap perkiraan jumlah gangguan transmisi, jumlah piringan
disc isolator yang dipergunakan adalah 12 disc, dan jumlahnya sama untuk setiap perhitungan yang ada. Dan struktur transmisi yang dipergunakan adalah Transmisi
Sei Rotan–Tebing Tinggi.
Tabel 4.3 Pengaruh jumlah kawat tanah terhadap perkiraan jumlah gangguan
pada Transmisi Sei Rotan–Tebing Tinggi
Tahun I
kl
Jumlah gangguan pada transmisi N
t
2 kawat tanah 3 kawat tanah
2005 103
1,9644 1,6466
2006 104
1,9836 1,6658
2007 118
2,2517 1,9339
2008 128
2,4446 1,9788
2009 120
2,2887 1,9709
Universitas Sumatera Utara
IV.4 Mendesain Sistem Proteksi Kawat Tanah pada SUTT 150 kV Berdasarkan I
kl
Lima Tahun Terakhir
Kinerja sistem proteksi kawat tanah sangat mempengaruhi stabilitas penyaluran daya pada transmisi tegangan tinggi SUTT, SUTET, SUTUT. Jika
kinerja sistem proteksi kawat tanah baik, maka kemungkinan jumlah gangguan yang akan terjadi akan semakin kecil dan demikian untuk sebaliknya. Untuk melindungi
suatu transmisi, keberadaan kawat tanah belum tentu dapat menjamin keberhasilannya untuk menlindungi transmisi dari tegangan lebih petir. Keberhasilan
kawat tanah untuk melindungi transmisi dari tegangan lebih petir didukung juga oleh:
1. Tegangan kritis isolator atau jumlah keping disc isolator yang dipergunakan
pada menara transmisi. 2.
Ketinggian menara tower dan ketinggian kawat tanah pada tengah gawang transmisi hantaran udara.
3. Besar tahanan kaki menara Tower Footing Resistance.
Desain yang dilakukan hanya berdasarkan teori dan bukan untuk harus dipraktekkan di lapangan. Desain sistem proteksi kawat tanah yang akan dibahas
adalah system perlindungan transmisi dengan kawat tanah yang didukung oleh alat pelindung transmisi lain misalnya isolator dan rata-rata jumlah hari guruh tahunan
I
kl rata-rata
yang digunakan adalah jumlah hari guruh yang terjadi di Sumatera Utara. Berdasarkan Tabel 3.1 diperoleh rata-rata jumlah hari guruh tahunan yang terjadi
adalah I
kl rata-rata
sebesar 115. Desain sistem proteksi kawat tanah pada transmisi udara untuk mengurangi jumlah gangguan berdasarkan pada Gambar 4.1. Dimana
dari gambar tersebut dapat diambil data-data sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Penggunaan jumlah kawat tanah dibuat tetap dua kawat tanah, jarak antara
kawat tanah s
g
sama dengan 5 m dan jenis kawat tanah sama seperti yang digunakan pada Transmisi Sei Rotan – Tebing Tinggi r
g
= 0,0048 m.
1
R a =
3,125 m
1R
2
2H = 63 m
1
2H = 57,4 m
R
I = 60,01 m
1R
4,75 m 0,875 m
3 m
Bidang Referensi
Bayang-bayang dari kawat sebenarnya Kawat fasa
Kawat tanah earth wire
Jari-jari kawat tanah r = 0,0048 m
g
6,5 m
Gambar 4.1 Desain kawat tanah untuk mengurangi jumlah gangguan transmisi
2. Ketinggian menara dimisalkan menjadi h
t
31,5 m, sagging kawat tanah dimisalkan menjadi 5 m sehingga ketinggian kawat tanah pada pertengahan
gawang h
g
adalah 26,5 m. Berdasarkan data-data dari Gambar 4.1, maka perhitungan perkiraan jumlah
gangguan yang akan terjadi secara teori adalah sebagai berikut: 1.
Jumlah sambaran yang akan terjadi pada transmisi. Berdasarkan Persamaan 2.4, maka jumlah sambaran yang akan terjadi
sebagai berikut: N
s
= 0,15 x 115 {0,0133 31,5 + 2 x 26,5 + 0,1 x 4,75} N
s
= 27,58 sambaran100km-tahun
Universitas Sumatera Utara
Maka untuk Transmisi Sei Rotan–Tebing Tinggi yang mempunyai panjang total transmisi 53,48 km, maka jumlah sambaran yang akan terjadi
adalah 13,24 sambaran dalam satu tahun. 2.
Besar tegangan antara puncak menara tower-top dengan tanah. Besar tahanan kaki menara R
tf
dibuat konstan 8 ohm berdasarkan tahanan kaki menara Transmisi Sei Rotan – Tebing Tinggi. Maka untuk
menghitung tegangan antara puncak menara dengan tanah, terlebih dahulu dihitung impedansi surja kawat tanah Z
g
dan impedansi surja petir Z
s
. Sesuai dengan Persamaan 2.15 dan Gambar 4.1, maka impedansi surja kawat
tanah dapat dihitung sebagai berikut:
Maka untuk sepanjang Transmisi Sei Rotan – Tebing Tinggi besar yang mempunyai panjang 53,48 km impedansi surja kawat tanah adalah 10160
Ω. Sedangkan untuk menghitung impedansi surja petir Z
s
dapat digunakan Persamaan 2.22 dan Gambar 4.1, sebagai berikut:
Maka berdasarkan Persamaan 2.23, maka tegangan yang akan terjadi pada titik puncak menara dengan tanah adalah:
Universitas Sumatera Utara
3. Besar tegangan yang akan terjadi pada isolator.
Sebelum menghitung tegangan yang terjadi pada isolator terlebih dahulu dihitung nilai faktor kopling K
f
pada transmisi. Berdasarkan Persamaan 2.16 dan Gambar 4.1, maka faktor kopling dapat dihitung sebagai
berikut:
Berdasarkan Persamaan 2.24, maka besar tegangan yang akan terjadi pada menara dapat ditentukan, sebagai berikut:
4. Besar tegangan flashover isolator, diperoleh dari Tabel 3.3 dimana untuk
jumlah isolator pada keadaan udara basah 13 disc, besar tegangan flashover isolatornya adalah 500 kV.
5. Oleh karena itu besar arus petir I
s
yang akan mengakibatkan flashover isolator adalah:
I
s
= 500-122,4745,341 = 70,68 kA 6.
Probabilitas arus puncak yang akan terjadi. Berdasarkan Persamaan 2.25, maka probabilitas arus ditentukan
sebagai berikut: p
i
= 1,175 – 0,015 x 70,68 = 0,114
7. Perkiraan jumlah gangguan yang akan terjadi.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan Persamaan 2.261, maka perkiraan jumlah gangguan yang akan terjadi adalah:
N
t
= 0,114 x 0,6 x 13,24 = 0,9056 gangguantahun Berdasarkan perhitungan perkiraan jumlah gangguan di atas, dapat dibuat
suatu pernyataan bahwa jumlah gangguan yang terjadi akan kecil dan diperkirakan tidak akan terjadi gangguan, hal ini terlihat dari perhitungan perkiraan jumlah
gangguannya yang tidak mencapai satu kali gangguan dalam satu tahun, yaitu sebesar 0,9056 gangguantahun. Terutama jika transmisi tersebut menggunakan
jumlah piringan isolator sebanyak 14 disc maka perkiraan jumlah gangguan yang akan terjadi adalah 0,1305 gangguantahun.
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
