BAB IV PERHITUNGAN KUAT MEDAN LISTRIK DI TITIK KRITIS
PADA PERENCANAAN TRANSMISI 275 KV GALANG-BINJAI
IV. 1 Umum
Dalam rangka meningkatkan kehandalan sistem kelistrikan nasional, maka pemerintah PLN mencanangkan program 10.000 MW yang meliputi pembangunan
pembangkit, saluran transmisi, gardu induk, dan saluran distribusi baru, serta peningkatan kapasitas sistem yang sudah ada. Salah satu bagian dari program 10.000
MW di luar sistem Jawa-Bali adalah pembangunan sistem interkoneksi Sumatera yang bertegangan 275 kV. Pembangunan sistem interkoneksi Sumatera ini selain
bertujuan untuk meningkatkan kehandalan sistem kelistrikan di Sumatera, juga untuk mendukung pembangunan proyek interkoneksi Jawa-Sumatera dan interkoneksi
Indonesia-Malaysia. Transmisi 275 kV Galang-Binjai merupakan bagian dari sistem interkoneksi Sumatera. Transmisi ini berjarak 54.785,755 m 54,785 km dan
ditopang oleh menara sebanyak 142 unit. Transmisi ini menggunakan saluran ganda dan 2 berkas konduktor ACSR Zebra.
IV. 2 Perhitungan Kuat Medan Listrik
Sebelum dapat menghitung kuat medan listrik di bawah saluran transmisi pada transmisi 275 kV Galang-Binjai, perlu diketahui terlebih dahulu beberapa
informasi antara lain: 1.
Konstruksi menara •
Tipe menara : saluran ganda
• Panjang bottom cross arm
: 14,3 m •
Panjang middle cross arm : 13,8 m
• Panjang upper cross arm
: 13,4 m •
Ketinggian bottom cross arm : 46,5 m •
Jarak antar cross arm : 7,45 m
2. Isolator
• Panjang rantai isolator : 3,95 m
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
3. Kawat penghantar
• Tipe
: Zebra
• Diameter
: 28,6 mm •
Susunan : dua berkas 2xZebra twin Zebra
• Jarak antar berkas
: 26 cm •
Andongan : 7,5 m
Dengan informasi di atas, maka dapat dihitung kuat medan listrik di bawah saluran transmisi. Gambar konstruksi menara lengkap beserta ukuran-ukurannya diberikan
pada Lampiran E.
Gambar 4. 1 Menghitung E di bawah perencanaan saluran transmisi 275 kV Galang-Binjai
Jika dimisalkan fasa yang terletak pada upper cross arm adalah fasa R, pada middle cross arm adalah fasa S, pada bottom cross arm adalah fasa T, dan ketinggian
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
titik uji P dari permukaan tanah adalah 1m, maka kasus ini dapat digambarkan seperti Gambar 4.1.
Untuk menghitung kuat medan listrik diasumsikan kedua menara transmisi yang menopang kawat penghantar memiliki ketinggian yang sama serta permukaan
tanah di bawah saluran transmisi memiliki kontur yang rata. Sesuai dengan asumsi tersebut, maka titik kritis berada di tengah-tengah saluran di antara kedua menara.
Berdasarkan informasi yang diperoleh di atas, maka nilai-nilai variabel yang terdapat pada Gambar 4. 1 adalah:
• X1=13,4 m
• X2=13,8 m
• X3=14,3 m
• Y=7,45 m
• s=0,26 m
• p=0,5X2-X1=0,2 m
• q=0,5X3-X2=0,25 m
• h=ketinggian bottom cross arm-panjang rantai isolator-andongan-1 m=34,05 m
Karena konstruksi menara yang dipakai adalah tipe ganda, maka ketinggian tiap fasa dari permukaan tanah tidak sama, sehingga:
Selanjutnya dapat dihitung jarak tiap-tiap konduktor ke titik P, yaitu:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Sudut yang dibentuk oleh masing-masing vektor medan listrik terhadap sumbu x adalah:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Dengan menggunakan persamaan untuk menghitung kuat medan listrik di sekitar konduktor silinder yang telah diturunkan pada bab sebelumnya, maka dapat
dihitung kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh masing-masing kawat penghantar. Jika dimisalkan:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
maka:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Kuat medan listrik yang diperoleh dari perhitungan di atas harus diubah menjadi komponen sumbu x horizontal dan sumbu y vertikal agar dapat
dijumlahkan secara aljabar biasa. Komponen kuat medan listrik di sumbu x adalah:
Sedangkan komponen kuat medan listrik di sumbu y adalah:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Setelah diperoleh komponen kuat medan listrik di sumbu x dan sumbu y, maka masing-masing nilai tersebut dapat dijumlahkan secara aljabar. Total komponen
kuat medan listrik di sumbu x adalah: Ex
=
dan total komponen kuat medan listrik di sumbu y adalah:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Ey
Karena:
dan,
Maka, nilai Ex dan Ey di atas dapat diubah menjadi:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Dengan mengetahui komponen kuat medan listrik di sumbu x dan y, maka kuat medan listrik total di titik P dapat dihitung dengan menjumlahkan kedua komponen
kuat medan listrik secara vektoris, yaitu:
Kuat medan listrik total E
tot
yang diperoleh di atas, merupakan fungsi waktu. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemetaan untuk mengetahui nilai maksimum E
tot
tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan program Microsoft Excel. Hasilnya adalah:
Tabel 4. 1 Hasil pemetaan E
tot
terhadap waktu t
t E
tot
0.868907 0.001
0.794891 0.002
0.643229 0.003
0.42884 0.004
0.173314 0.005
0.104207 0.006
0.365631 0.007
0.593 0.008
0.762611 0.009
0.857745 0.01
0.869069 0.011
0.795472 0.012
0.644172 0.013
0.430052
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
0.014 0.174667
0.015 0.102859
0.016 0.364368
0.017 0.591976
0.018 0.761928
0.019 0.85747
0.02 0.869228
Dari Tabel 4. 1, dapat dilihat bahwa kuat medan listrik maksimum E
max
di titik P besarnya adalah 0,869 kVm.
Selain kuat medan listrik maksimum maksimum E
max
, dapat juga diperoleh nilai efektif dari kuat medan listrik di titik P dengan pengintegralan. Sebagai batas integral,
dipilih dari nilai 0 sampai 0,02, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya di bab 3. Proses pengintegralannya adalah sebagai berikut:
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Perhitungan selengkapnya
untuk titik-titik lainnya pada ketinggian 1 m dari permukaan tanah dilakukan dengan program. Tampilan program penghitung tersebut
adalah seperti tergambar pada Gambar 4. 2.
Gambar 4. 2 Tampilan program penghitung kuat medan listrik di bawah saluran transmisi ketinggian titik uji=1m
Dan hasil perhitungannya diberikan dalam bentuk grafik seperti tergambar pada Gambar 4. 3 berikut.
Andry : Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Bawah Saluran Transmisi Studi Kasus : Perencanaan Transmisi 275 kV Galang-Binjai, 2009
USU Repository © 2008
Gambar 4. 3 Grafik kuat medan listrik pada ketinggian titik uji 1m
Grafik sejenis untuk ketinggian titik uji yang bervariasi diberikan pada Lampiran C.
IV. 3 Analisa Data