Saluran Transmisi Klasifikasi Kawat Menurut Konstruksinya

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Saluran Transmisi

1 , 5, 7 Suatu sistem tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama : pusat-pusat pembangkit listrik, saluran-saluran transmisi, dan sistem-sistem distribusi. Saluran-saluran transmisi merupakan rantai penghubung antara pusat-pusat pembangkit listrik dan sistem-sistem distribusi, dan melalui hubungan-hubungan antar sistem dapat pula menuju ke sistem tenaga yang lain. Suatu sistem distribusi menghubungkan semua beban-beban yang terpisah satu dengan yang lain kepada saluran-saluran transmisi. Tegangan pada generator-generator besar biasanya berkisar diantara 13,8 kV dan 24 kV. Tetapi generator-generator besar yang modern dibuat dengan tegangan yang bervariasi antara 18 dan 24 kV. Tidak ada suatu standar yang umum diterima untuk tegangan-tegangan generator. Tegangan generator dinaikkan ke tingkat-tingkat yang dipakai untuk transmisi yaitu antara 115 dan 765 kV. Tegangan-tegangan tinggi standar high voltages – HV standard adalah 115, 138, dan 230 kV. Tegangan-tegangan tinggi-ekstra extra high voltage – EHV adalah 345, 500 dan 765 kV. Kini sedang dilakukan penelitian untuk pemakaian tegangan-tegangan tinggi ultra yaitu diantara 1000 dan 500 kV ultra high voltages – UHV. Keuntungan dari transmisi dengan tegangan yang lebih tinggi akan menjadi jelas jika kita melihat pada kemampuan transmisi transmission capability dari suatu saluran transmisi. Kemampuan ini biasanya dinyatakan Universitas Sumatera Utara dalam megavolt ampere MVA. Kemampuan transmisi dari suatu saluran dengan tegangan tertentu tidak dapat ditetapkan dengan pasti, karena kemampuan ini masih tergantung lagi pada batasan-batasan limit thermal dari penghantar, jatuh tegangan voltage drop yang diperbolehkan, keterandalan, dan persyaratan- persyaratan kestabilan sistem system stability, yaitu penjagaan bahwa mesin- mesin pada sistem tersebut tetap berjalan serempak satu terhadap yang lain. Kebanyakan faktor- faktor ini masih tergantung pula pada panjangnya saluran.

2.2. Bagian – Bagian Saluran Transmisi

1, 2, 5

Adapun komponen-komponen utama dari saluran transmisi terdiri dari

1. Tiang Transmisi atau Menara

Pada suatu Sistem Tenaga Listrik, energi listrik yang dibangkitkan dari pusat pembangkit listrik ditransmisikan ke pusat-pusat pengatur beban melalui suatu saluran transmisi, saluran transmisi tersebut dapat berupa saluran udara atau saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya, dan untuk menyanggah merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara tower. Konstruksi tower besi baja merupakan jenis konstruksi saluran transmisi tegangan tinggi SUTT ataupun saluran transmisi tegangan ekstra tinggi SUTET yang paling banyak digunakan di jaringan PLN Gambar 2.1., karena Universitas Sumatera Utara mudah dirakit terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya, harganya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan penggunaan saluran bawah tanah serta pemeliharaannya yang mudah. Gambar 2.1. Konstruksi tiang untuk Saluran Udara Tegangan Tinggi SUTT Keterangan A : Travers Kawat Tanah B, C, D : Travers Kawat Phasa E : Rangka Tiang F, G, H : Penguat Rangka Tiang Diagonal Tiang I : Pondasi A A B B C C D D E F G H I Universitas Sumatera Utara Namun demikian perlu pengawasan yang intensif, karena besi-besinya rawan terhadap pencurian. Seperti yang telah terjadi dibeberapa daerah di Indonesia, dimana pencurian besi-besi baja pada menara tower listrik mengakibatkan menara tower listrik tersebut roboh, dan penyaluran energi listrik ke konsumen pun menjadi terganggu. Suatu menara atau tower listrik harus kuat terhadap beban yang bekerja padanya, antara lain yaitu : - Gaya berat tower dan kawat penghantar gaya tekan. - Gaya tarik akibat rentangan kawat. - Gaya angin akibat terpaan angin pada kawat maupun badan tower.

2. Isolator

Jenis isolator yang digunakan pada saluran transmisi pada umumnya adalah jenis porselin atau gelas yang berfungsi sebagai isolasi tegangan listrik antara kawat penghantar dengan tiang. Macam-macam isolator yang digunakan pada saluran udara tegangan tinggi adalah sebagai berikut : - isolator piring dipergunakan untuk isolator penegang dan isolator gantung, dimana jumlah piringan isolator disesuaikan dengan tegangan sistem pada saluran udara tegangan tinggi tersebut Gambar 2.2. - isolator tonggak saluran vertical Gambar 2.3. - isolator tonggak saluran horizontal Gambar 2.4. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2. Isolator piring Gambar 2.3. Isolator tonggak saluran horizontal Tanduk Api Pegangan Tanduk Pengapit Gantungan Tanduk Api Universitas Sumatera Utara Gambar 2.4. Isolator tonggak saluran vertical

3. Kawat Penghantar Untuk Saluran Transmisi Udara

Kawat penghantar berfungsi untuk mengalirkan arus listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain. Jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah tembaga dengan konduktivitas 100 CU 100 , atau aluminium dengan konduktivitas 61 AL 61 , Tabel 2.1.. Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. Tetapi kelemahannya ialah, untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari aluminium, dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat aluminium telah menggantikan kedudukan tembaga.

3.1. Klasifikasi Kawat Menurut Konstruksinya

Yang dinamakan kawat padat solid wire adalah kawat tunggal yang padat tidak berongga dan berpenampang buat ; jenis ini hanya dipakai untuk Universitas Sumatera Utara penampang-penampang yang kecil, karena penghantar-penghantar yang berpenampang besar sukar ditangani serta kurang flexible. Apabila diperlukan penampang yang besar, maka dipergunakan 7 sampai 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya secara berlapis dan konsentris. Tiap-tiap kawat padat merupakan kawat komponen dari kawat berlilit tadi. Apabila kawat-kawat komponen itu sama garis tengahnya maka persamaan- persamaan berikut berlaku : N = 3n 1 + n + 1 D = d 1 + 2n A = an W = wN 1 + k 1 R = 1 + k 2 rN Dimana : N = Jumlah Kawat Komponen n = Jumlah Lapisan Kawat Komponen D = Garis Tengah Luar dari Kawat berlilit d = Garis Tengah Kawat Komponen A = Luas Penampang Kawat Berlilit W = Berat Kawat Berlilit w = Berat Kawat Komponen Per Satuan Panjang k 1 = Perbandingan Berat Terhadap Lapisan R = Tahanan Kawat Berlilit r = Tahanan Kawat Komponen Per Satuan Panjang k 2 = Perbandingan Tahanan Terhadap Lapisan Universitas Sumatera Utara Kawat rongga hollow Conductor adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar. Ada dua jenis kawat rongga : a yang rongganya dibuat oleh kawat lilit yang ditunjang oleh sebuah batang, dan b yang rongganya dibuat oleh kawat-kawat komponen yang membentuk segmen- segmen sebuah silinder.

3.2. Klasifikasi Kawat Menurut Bahannya