BAB III. SISEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

BAB III
SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI
3.1 SISTEM TENAGA LISTRIK
Sistem tenaga listrik adalah sekumpulan pusat-pusat listrik yang diinterkoneksi
satu dengan lainnya melalui transmisi atau distribusi untuk memasok ke beban
atau dari satu pusat listrik dimana mempunyai beberapa unit generator yang
diparalel. Proses penyaluran tenaga listrik melalui beberapa tahap, yaitu dari
pembangkit tenaga listrik penghasil energi. listrik, disalurkan ke jaringan
transmisi (SUTET) langsung ke gardu induk. Dari gardu induk tenaga listrik
disalurkan ke jaringan distribusi primer (SUTM), dan melalui gardu distribusi
langsung ke jaringan sekunder (SUTR), tenaga listrik dialirkan ke konsumen.
Dengan demikian sistem distribusi tenaga listrik berfungsi membangkikan tenaga
listrik kepada konsumen melalui jaringan tegangan rendah (SUTR), sedangkan
saluran transmisi berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik bertegangan ekstra
tinggi ke pusat-pusat beban dalam daya yang besar.
Karena pusat-pusat listrik berada jauh di luar pusat beban, supaya pasokan tenaga
listrik tetap stabil terutama tegangan dan frekuensi, dibutuhkan tegangan tinggi,
adapun sistem tegangan di Indonesia adalah :
-

Sistem kelistrikan di Jawa

500 kV

: tegangan ekstra tinggi

150 kV

: tegangan tinggi

20 kV

: tegangan menengah

220/380 V : tegangan rendah
-

Sistem kelistrikan di Sumatera, Kalimantan, dan Sulawesi mempergunakan
tegangan 150 kV, 20 kV, dan 220/380 V.

-

Sistem kelistrikan di Ambon, NTT, NTB, dan Papua mempergunakan
tegangan 20 kV dan 220/380 V.

18

19

Gambar 3.1 Proses Penyaluran Tenaga Listrik

3.2 JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Sistem distribusi tenaga listrik merupakan salah satu bagian dari sistem tenaga
listrik yang dimulai dari PMT incoming di Gardu Induk sampai dengan Alat
penghitung dan Pembatas (APP) di instalasi konsumen. Memiliki fungsi untuk
menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari Gardu Induk sebagai pusat
beban ke pelanggan- pelangggan secara langsung atau melalui gardu distribusi.
Sistem distribusi tenaga listrik meliputi semua Jaringan Tegangan Menengah
(JTM) 20 KV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220 Volt hingga
ke meter-meter pelanggan. Pendistribusian daya listrik dilakukan dengan menarik
kawat – kawat distribusi melalui penghantar udara maupun penghantar tanah.
Sistem distribusi tenaga listrik memliki tiga bagian utama pembagian kerja,

yaitu Gardu Induk, saluran transmisi , dan Penyaluran daya. Ketiga bagian
utama itu mempunyai banyak komponen peralatan yang saling berkaitan satu
sama lain dalam menyalurkan daya ke konsumen, peralatan- peralatan ini harus
dikoordinasikan dengan baik untuk terciptanya keandalan dalam penyaluranya.

20

Gambar 3.2 Single Line Sistem Tenaga Listrik
Keterangan dari gambar:
1. Saluran distribusi adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan tegangan
dari gardu distribusi ke trafo distribusi ataupun trafo pemakaian sendiri bagi
konsumen besar.
2. Trafo distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan 20 KV dari Jaringan
Tegangan Menengah (JTM) menjadi tegangan rendah 380/220 Volt. Tegangan
rendah inilah yang kemudian didistriibusikan ke pelanggan kecil melalui jaringan
tegangan rendah (JTR) yang berupa sistem 3 phasa empat kawat.
3. Konsumen besar adalah konsumen yang menggunakan energi yang besar yang
biasanya langsung mengambil sumber listrik dari gardu terdekat untuk kemudian
disalurkan ke Gardu Induk (GI ) pemakaian sendiri.

21

4. Konsumen biasa adalah konsumen-konsumen yang menggunakan tenaga istrik
dengan level tegangan rendah (380/220 Volt) seperti rumah tangga, industri
kecil, perkantoran, pertokoan dan sebagainya.
Proses penyaluranya menggunakan pengantar berupa :
-

Saluran kabel tegangan menengah (SKTM), mempergunakan kabel XLPE.

-

Saluran udara tegangan menengah (SUTM), mempergunakan kawat
AAAC,AAC,ACSR atau twisted cable.

-

Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM), mempergunakan
kawat NFA2SY.

3.2 SISTEM OPERASI JARINGAN DISTRIBUSI
Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik secara keseluruhan,
sistem distribusi ini digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber
daya besar sampai ke konsumen.
Operasi sistem distribusi adalah segala kegiatan yang mencakup pengaturan,
pembagian, pemindahan, dan penyaluran tenaga listrik dari pusat pembangkit
kepada

konsumen

dengan

efektif

serta

menjamin

kelangsungan

penyaluran/pelayanannya. Sebagai tolak ukur pada kegiatan operasi terdapat
bebrapa parameter, yaitu :
1) Mutu Listrik
Adalah dua hal yang menjadi ukuran mutu listrik yaitu tegangan dan
frekuensi. Batas toleransi tegangan pelayanan yaitu pada konsumen TM
adalah + 5% dan pada konsumen TR adalah maksimum 5% dan minimum
10%. Sedangkan untuk batas toleransi frekuensi adalah + 1% dari frekuensi
standar 50Hz.
2) Keandalan Penyaluran Tenaga Listrik
Sebagai

indikator

keandalan

penyaluran

adalah

angka

lama

pemadaman/gangguan atau yang sering disebut dengan System Average
Interruption

Duration

Index

(SAIDI)

dan

angka

seringnya

22

pemadaman/gangguan disebut System Average Interruption Frequency Index
(SAIFI). Yang jika ditulis dalam bentuk rumus, yaitu :
❑ jam padam X pelanggan padam
X pelanggan/tahun
jumlah pelanggan total
Jumlah pelanggan padam
SAIFI = jumlah pelanggan total X pelanggan/tahun
SAIDI =

3) Keamanan dan Keselamatan
Sebagai indikator dari keamanan dan keselamatan adalah jumlah angka
kecelakaan akibat listrik pada personel dan kerusakan pada instalasi/peralatan
serta pada lingkungan.
4) Biaya Pengoperasian
Sebagai indikator adanya angka susut jaringan, yaitu selisih anatara energi
yang dikeluarkan oleh pembangkit dengan energi yang digunakan oleh
pelanggan. Penyebab susut jaringan antara lain yaitu pencurian listrik,
kesalahan alat ukur, jaringan yang telalu panjang, faktor daya rendah serta
konfigurasi jaringan kurang tepat.
5) Kepuasan Pelanggan

Sebagai indikator akan kepuasan pelanggan adalah apabila kebutuhan akan
listrik oleh kosumen baik kualitas, kuantitas serta kontinuitas pelayanan
terpenuhi.
3.3 PERALATAN JARINGAN DISTRIBUSI
Ditinjau dari jenis konstruksinya, sistem distribusi dapat dibedakan atas dua jenis
yaitu sistem distribusi dengan saluran udara dan sistem distribusi dengan saluran
bawah tanah.
a. Sistem Distribusi Saluran Udara
b. Sistem Distribusi Saluran Bawah Tanah
Konstruksi jaringan distribusi terdiri dari beberapa komponen peralatan utama
yaitu :
1) Tiang

23

Sebagai

penyangga

kawat

agar

berada di atas tiang dengan jarak

aman sesuai dengan ketetentuan.. Terbuat dari bahan yang kuat menahan
beban tarik maupun tekan yang berasal dari kawat ataupun tekanan angin.
Menurut bahannya tiang terdiri dari :
-

Tiang besi : dari bahan baja ( steel ) terdiri dari 2 atau 3 susun pipa
dengan ukuran berbeda

bagian atas lebih kecil dari bagian di

bawahnya, setiap pipa disambung, bagian yang lebih kecil dimasukkan
ke dalam bagian yang lebih besar sepanjang 50 cm dipasang pen dan
dilas.
-

Tiang beton : dari bahan campuran semen, pasir dan batu split, dicor
dengan kerangka besi baja.
Bentuk tiang beton ada 2 ( dua ) macam, yaitu berbentuk profil H dan
berbentuk bulat. Tiang berbentuk profil H konstruksi kerangka besi
yang diregangkan dengan kekuatan tertentu sesuai dengan kekuatan
tiang, dicor dengan bahan campuran beton menggunakan cetakan.
Bahan campuara beton di pres sampai padat pada cetakannya, dipanasi
beberapa saat sampai mengeras .
Kekuatan tiang berada pada 2 ( dua ) sisi yang tidak sama besarnya.
( lihat gambar tiang beton type H ).
Tiang beton berbentuk bulat lebih banyak digunakan karena
mempunyai kekuatan yang sama di setiap sisinya. Dibuat dengan
kerangka baja yang dibentuk bulat dan diregangkan sesuai kekuatan
tiang yang diinginkan, kemudian dicor dengan bahan campuran beton
pada cetakan berbentuk bulat. Untuk pengerasannya dengan cara
diputar dengan kecepatan tinggi selama beberapa waktu, sampai
akhirnya membentuk seperti pipa , dimana bagian tengahnya berupa
lobang. Tiang beton dapat digunakan setelah dipanaskan denga

24

temperatur cukup tinggi selama beberapa menit dan kemudian
didinginkan kembali secara alami.
-

Tiang kayu : dari kayu yang tahan perubahan cuaca ( panas, hujan )
dan tidak mudah rapuh oleh bahan-bahan lain yang ada didalam tanah,
tidak dimakan rayap atau binatang pangerat. Nama kayu yang banyak
dipakai menjadi tiang antara lain kayu rasamala. Pada saat ini tiang
kayu sudah jarang digunakan lagi dengan alasan ekonomis, yaitu tiang
dari bahan beton lebih murah harganya.

Ketentuan yang harus dipenuhi pada tiang listrik adalah :
 Beban kerja
Ialah beban yang diijinkan terhadap tiang, sehingga tiang tersebut
mampu menahan beban tersebut secara terus menerus. Letak beban
kerja 20 cm dibawah puncak tiang, dan tiang dalam keadaan terpasang
kuat 1/6 panjang tiang bagian bawah. Beban kerja dinyatakan dalam
DaN ( deca newton )
 Kekuatan puncak tiang
kekuatan puncak tiang ditentukan oleh konstruksi dan ukuran tiang
sedang gaya yang bekerja ditentukan oleh berat dan gaya tarik hantaran.
 Penandaan
Tanda pengenal tiang menyatakan : panjang, beban kerja, kode pabrik
dan nomor seri produksi, terletak bagian bawah tiang 1,5 m diatas garis
tanah.
2) Isolator
Isolator adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk mengisolasi konduktor
atau penghantar

tiang listrik. Bahan yang digunakan untuk pembuatan

isolator yang banyak digunakan pada sistem distribusi tenaga listrik adalah
isolator dari bahan poselin/keramik dan isolator dari bahan gelas. Kekuatan

25

elektris porselin dengan ketebalan 1,5 mm dalam pengujian memiliki
kekuatan 22 sampai 28 kVrmaas/mm. kekuatan mekanis dengan diameter 2
cm sampai 3 cm mampu menahan gaya tekan 4,5 ton/cm2.
Pada umumnya semua kostruksi isolator direncanakan untuk

tegangan

tembus yang lebih tinggi daritegangan flashover, sehingga biasanya
kekuatan elektrik isolator dikarakteristikan oleh tegangan flashovernya. Ada
pun beberapa jenis konstruksi isolator dalam sistem distribusi adalah :
a. Isolator gantung (suspension type insulator)
b. Isolator jenis pasak (pin type insulator)
c. Isolator batang panjang (long rod type insulator)
d. Isolator jenis post saluran (line post type insulator)

(a)

(b)

26

Gambar 3.3 (a)Long Rod Type Insulator (b) Pin Type
Insulator (c) Line Post Type Insulator
3) Penghantar

(c)

Berfungsi untuk menghantarkan arus listrik. Penghantar untuk saluran udara
biasanya disebut kawat yaitu peghantar tanpa isolasi (telanjang), sedangkan
untuk saluran dalam tanah atau saluran udara berisolasi biasanya disebut
dengan kabel.
Penghantar yang baik harus mempunyai sifat :
-

Konduktivitas / Daya Hantar Tinggi

-

Kekuatan Tarik Tinggi

-

Fleksibilitas Tinggi

-

Ringan

-

Tidak Rapuh

27

Untuk mendapatkan penghantar dengan persyaratan di atas dan ditijau dari
segi ekonomis masih menguntungkan, maka bahan penghantar yang bnyak
digunakan sebagai saluran tenaga listrik adalah logam aluminium dan
tembaga.
Untuk penghantar ukuran kecil penghantar bisa terdiri hanya satu kawat,
tetapi untuk ukuran yang besar terdiri beberapa kawat yang dipilin menjadi
satu. Hal itu selain untuk keperluan kelenturan, maka kuat tarik dan daya
hantar akan menjadi lebih besar dibandingkan dengan penghantar yang hanya
terdiri dari satu kawat.
Logam Murni
-

BCC

: Bare Copper Conductor

-

AAC

: All Aluminium Conductor

Logam Campuran
-

AAAC

: All Aluminium Alloy Conductor

Logam Paduan
-

Copper Clad Steel

: Kawat Baja Berlapis Tembaga

-

Aluminium Clad Steel : Kawat Baja Berlapis Aluminium.

Kawat Lilit Campuran
-

ACSR

: Aluminium Cable Steel Reinforced

4) Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk
mentransformasikan daya atau energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan
rendah atau sebaliknya, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan
prinsip induksi-elektromagnet. Dengan alat yang bernama trafo maka pilihan
tegangan dapat disesuaikan dengan kebutuhan tegangan pada pelanggan.

28

(a
)

(b
)

Gamba 3.4 (a) Transformator distribusi satu
fasa (b) Transformator distribusi tiga fasaa

5) Fuse Cut Out (FCO)
Fuse Cut Out (FCO) adalah sebuah alat pemutus rangkaian listrik yang
berbeban pada jaringan distribusi yang bekerja dengan cara meleburkan
bagian komponennya (fuse link) yang telah dirancang khusus dan disesuaikan
ukurannya. FCO biasanya terdiri dari rumah Fuse, pemegang Fuse, dan Fuse
Link.

29

Gambar 3.5 Fuse Cut Out
6) Auto Voltage Regulator (AVR)
Auto Voltage Regulator (AVR) merupakan auto transformer yang berfungsi
untuk mengatur/menaikkan tegangan secara otomatis. Rangkaian dari
regulator ini terdiri dari auto transformer penaik tegangan.
7) Meter Ekspor-Impor
Meter Ekspor-impor atau meter kirim-terima berfungsi untuk mengetahui
berapa kWH yang dikirim dan diterima antar rayon maupun area.
Pada meter Ekspor-Impor terdapat CT dan PT yang berfungsi untuk
mentransformasikan tegangan dan arus yang lebih tinggi ke yang lebih rendah
untuk proses pengukuran.

30

(a
)

(b
)
Gambar 3.6 (a) CT dan PT (b) Kwh meter
Ekspor-Impor

8) Peralatan Hubung
Yang termasuk dalam peralatan hubung antara lain ABSW, Recloser,
Sectionaliser, LBS dan lain sebagainya. Peralatan hubung ini berfungsi
sebagai peralatan hubung sehingga manuver jaringan dapat optimal.