Proteksi dan Sistem Tenaga Listrik
Sistem Tenaga Listrik
Secara blok diagram sistem tenaga listrik dapat digambarkan seperti bagan berikut ini.
1. Prinsip Kerja
dalam sistem tenaga listrik dimulai dari bagian pembangkitan kemudian disalurkan
melalui sistem jaringan transmisi kepada gardu induk dan dari gardu induk ini disalurkan serta
dibagi-bagi kepada pelanggan melalui saluran distribusi. Ada pula pelanggan yang mendapat
pelayanan langsung dari saluran transmisi biasanya pelanggan ini membutuhkan tegangan
yang besar dan daya yang besar pula
Dalam pembangunan pembangkit tenaga listrik, secara umum ada beberapa
pertimbangan dan tahapan yang harus diperhatikan, yaitu :
1. Studi analisa mengenai dampak lingkungan (amdal). Di sini dianalisa dan diperhitungkan
mengenai berbagai dampak yang mungkin akan timbul pada saat pembangunannya dan pada
saat pembangkit tenaga listrik tersebut dioperasikan.
2. Memperhitungkan dan memprekdisikan tersedianya sumber daya penggerak (air, panas bumi
dan bahan bakar), sehingga benar-benar feasible untuk penggunaan dalam jangka waktu yang
lama dan bisa mendukung kontinyuitas operasional pembangkit tersebut.
3. Tersedianya lahan beserta prasarana dan sarananya, baik untuk pembangkit tenaga listrik itu
sendiri maupun untuk penyalurannya, karena hal ini merupakan satu kesatuan untuk melayani
beban.
4. Pertimbangan dari segi pemakaian pembangkit tenaga listrik tersebut, apakah untuk melayani
dan menanggung beban puncak, beban yang besar, beban yang kecil atau sedang, beban yang
bersifat fluktuatif atau hanya untuk stand by saja.
5. Biaya pembangunannya harus ekonomis dan diupayakan memakan waktu sesingkat mungkin.
Selain itu juga harus dipertimbangkan dari segi operasionalnya tidak boleh terlalu mahal.
6. Pertimbangan dari segi kemudahan dalam pengoperasian, keandalan yang tinggi, mudah
dalam pemeliharaan dan umur operasional (life time) pembangkit tenaga listrik tersebut harus
panjang.
7. Harus dipertimbangkan kemungkinan bertambahnya beban, karena hal ini akan berkaitan
dengan kemungkinan perluasan pembangkit dan penambahan beban terpasang pada
pembangkit.
8. Berbagai pertimbangan sosial, teknis dan lain sebagainya yang mungkin akan menghambat
dalam pelaksanaan pembanguna serta pada pembangkit tenaga listrik tersebut beroperasi. Dari
berbagai pertimbangan tersebut, ada satu hal yang dijadikan pedoman dan filosofi dalam
membangun pembangkit tenaga listrik yaitu pembangunan paling murah dan investasi paling
sedikit (least cost generation and least invesment).
2. Prinsip Kerja
Seperti telah diterangkan sebelumnya bahwa prinsip dasar pembangkitan tenaga listrik
terdapat pada pengubahan energi mekanik ke dalam energi listrik. Gambar 2 berikut ini
memperlihatan bagan sistem pembangkitan, yang terdiri dari berbagai jenis pembangkitan.
Masing-masing jenis pembangkit tenaga listrik mempunyai prinsip kerja yang
berbeda-beda, sesuai dengan penggerak mulanya (prime mover). Satu hal yang sama dari
beberapa jenis pembangkit tenaga listrik tersebut yaitu semuanya samasama berfungsi
merubah energi mekanik menjadi energi listrik, dengan cara mengubah potensi energi
mekanik dari air, uap, gas, panas bumi, nuklir, kombinasi gas dan uap, menggerakkan atau
memutar turbin yang porosnya dikopel dengan generator selanjutnya dengan sistem
pengaturannya generator tersebut akan menghasilkan daya listrik. Khusus untuk pembangkit
listrik tenaga diesel (PLTD), prinsip kerjanya berbeda dengan pembangkit listrik lainnya.
Sebenarnya energi penggerak PLTD ini adalah bahan bakar minyak karena bahan bakar
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari mesin diesel tersebut, maka disebut juga
pembangkit tenaga diesel. Diesel ini merupakan satu unit lengkap yang langsung
menggerakkan generator dan menghasilkan energi lsitrik.
1. Jenis Pembangkit Tenaga Listrik
Secara umum pembangkit tenaga listrik dikelompokkan menjadi dua bagian besar
yaitu : pembangkit listrik thermis dan pembangkit listrik non thermis.
Pembangkit listrik thermis mengubah energi panas menjadi energi listrik, panas disini
bisa dihasilkan oleh panas bumi, minyak, uap dan yang lainnya. Hal ini dikatakan bahwa
pembangkit thermis yang dihasilkan dari panas bumi mempunyai penggerak mula panas bumi
biasanya disebut pembangkit panas bumi. Sedangkan pembangkit non thermis penggerak
mulanya bukan dari panas, seperti pada pembangkit thermis penggerak mula inilah yang
menentukan nama/jenis pembangkit tenaga listrik tersebut misalnya apabila penggerak
mulanya berupa air maka air inilah yang menentukan jenis pembangkit tenaga non thermis
tersebut biasanya disederhanakan sebutannya menjadi pembangkit tenaga air (PLTA), dan
lain sebagainya.
Dari dua bagian besar ini dapat dikelompokkan menjdi beberapa jenis yaitu :
A. Pembangkit Listrik Thermis :
1). Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
2). Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
3). Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
4). Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG).
5). Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU).
6). Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
B. Pembangkit Listrik Non Thermis :
1). Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
2). Pembangkit Listrik Tenaga Angin.(PLTAngin)
3). Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Selain beberapa jenis yang disebutkan di atas, masih terdapat jenis pembangkit tenaga
listrik yang lain, misalnya pembangkit listrik yang digerakkan oleh tenaga surya, energi
gelombang laut dan energi angin, saat ini masih dikembangkan secara terbatas di Indonesia.
Sedangkan dari delapan jenis yang disebutkan di atas, tujuh jenis telah terpasang di Indonesia.
Satu jenis pembangkit tenaga listrik, yaitu PLTN, sampai saat ini masih dalam tahap
perencanaan pembangunan dan direncanakan akan dibangun di lereng Gunung Muria Jawa
Tengah. Namun sampai saat ini banyak ditemui hambatan non teknis di lapangan, yaitu
banyak dari masyarakat di sekitar lokasi tersebut menyatakan keberatan. Mereka
mengkawatirkan timbulnya radiasi pada saat pembangkit tenaga listrik tersebut beroperasi,
misalnya dengan timbulnya kebocoran pada instalasi nuklirnya seperti yang terjadi di Uni
Soviet.
1. Proses Produksi Tenaga Listrik PLTG
Pusat Listrik Tenaga Gas membutuhkan udara yang baik, bersih dan dalam jumlah
yang tak terhingga. Proses pembangkitan listrik tenaga gas adalah sebagai berikut: Udara
bertekanan 1 atmosfer pertama-tama disaring oleh saringan udara (air filter) kemudian melalui
Inlet Compressor (1) udara hasil saringan masuk ke dalam Compressor (2) untuk
dimampatkan. Udara hasil pemampatan akan bercampur dengan bahan bakar yang dipompa
ke ruang bakar/combustion chamber (3). Proses ini disebut proses pengabutan karena
membentuk kabut campuran udara dan bahan bakar yang digunakan dalam proses
pembakaran di dalam ruang bakar. Hasilnya adalah panas (energi panas) yang digunakan
untuk memutar rotor/poros pada Turbin Gas (4). Sisa gas dari proses pembakaran dengan
suhu 460 oC dibuang ke udara melalui exhaust (5), sementara itu rotor/poros pada turbin gas
(4) melalui suatu sistem kopling akan memutar rotor/poros elektro-magnet pada generator (6)
yang menyebabkan medan magnet berotasi di dalam kumparan kawat. Dan sesuai dengan
prinsip pembangkitan tenaga listrik, pada kumparan kawat akan timbul energi listrik.
Rotor/poros generator (6) akan berputar dengan kecepatan 3000 putaran/menit yang berarti
perubahan tegangan akan menjadi 50 kali setiap detik, sehingga akan menghasilkan listrik
dengan frekwensi 50 Hz. Untuk pendinginan ruang bakar (3) dan Turbin Gas (4),
digunakan aliran udara dari Compressor.
2. Proses Produksi PLTA
Beberapa kelebihan PLTA disbanding jenis pambangkit lainnya antara lain :
a) Waktu pengoperasiannya dari start awal relative lebih cepat (10 menit) serta mampu block
start.
b) Sistem pengoperasiannya mudah mengikuti perubahan beban dan frekuensi pada system
penyaluran dengan Seting Speed Drop Free Governor.
c) Biaya operasi relative lebih murah karena menggunakan air
d) Merupakan jenis pembangkit yang ramah lingkungan, tanpamelalui proses pembakaran
sehingga tidak menghasilkan limbah bekas pembakaran.
e) PLTA yang mengunakan waduk dapat difungsikan multi guna (misal sebagai tempat wisata ,
pengairan dan perikanan)
3. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Bila PLTG dapat beroperasi normal dengan memakai BBM, PLTU dapat beroperasi
dengan memanfaatkan sisa gas panas dari PLTG yang disalurkan melalui Pipa/Saluran Gas
Panas (5). Selanjutnya gas panas dibuang ke 21
cerobong/stack (13) guna pemanasan air/uap di HRSG/Boiler (6), sehingga uapnya
dapat dipakai untuk memutar Turbin Uap (4a). Setelah Turbin Uap beroperasi, porosnya akan
memutar Generator Turbin Uap (4b) untuk menghasilkan tenaga listrik. Sebelum dialirkan ke
Trafo Utama Turbin Uap (15), tenaga listrik tersebut harus melalui PMT/Breaker Turbin Uap
(14) dulu untuk sinkronisasi dengan tegangan yang ada di Transmisi/Switch Yard (16).
4. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
Tunggu lanjutan artikel ya.
Secara blok diagram sistem tenaga listrik dapat digambarkan seperti bagan berikut ini.
1. Prinsip Kerja
dalam sistem tenaga listrik dimulai dari bagian pembangkitan kemudian disalurkan
melalui sistem jaringan transmisi kepada gardu induk dan dari gardu induk ini disalurkan serta
dibagi-bagi kepada pelanggan melalui saluran distribusi. Ada pula pelanggan yang mendapat
pelayanan langsung dari saluran transmisi biasanya pelanggan ini membutuhkan tegangan
yang besar dan daya yang besar pula
Dalam pembangunan pembangkit tenaga listrik, secara umum ada beberapa
pertimbangan dan tahapan yang harus diperhatikan, yaitu :
1. Studi analisa mengenai dampak lingkungan (amdal). Di sini dianalisa dan diperhitungkan
mengenai berbagai dampak yang mungkin akan timbul pada saat pembangunannya dan pada
saat pembangkit tenaga listrik tersebut dioperasikan.
2. Memperhitungkan dan memprekdisikan tersedianya sumber daya penggerak (air, panas bumi
dan bahan bakar), sehingga benar-benar feasible untuk penggunaan dalam jangka waktu yang
lama dan bisa mendukung kontinyuitas operasional pembangkit tersebut.
3. Tersedianya lahan beserta prasarana dan sarananya, baik untuk pembangkit tenaga listrik itu
sendiri maupun untuk penyalurannya, karena hal ini merupakan satu kesatuan untuk melayani
beban.
4. Pertimbangan dari segi pemakaian pembangkit tenaga listrik tersebut, apakah untuk melayani
dan menanggung beban puncak, beban yang besar, beban yang kecil atau sedang, beban yang
bersifat fluktuatif atau hanya untuk stand by saja.
5. Biaya pembangunannya harus ekonomis dan diupayakan memakan waktu sesingkat mungkin.
Selain itu juga harus dipertimbangkan dari segi operasionalnya tidak boleh terlalu mahal.
6. Pertimbangan dari segi kemudahan dalam pengoperasian, keandalan yang tinggi, mudah
dalam pemeliharaan dan umur operasional (life time) pembangkit tenaga listrik tersebut harus
panjang.
7. Harus dipertimbangkan kemungkinan bertambahnya beban, karena hal ini akan berkaitan
dengan kemungkinan perluasan pembangkit dan penambahan beban terpasang pada
pembangkit.
8. Berbagai pertimbangan sosial, teknis dan lain sebagainya yang mungkin akan menghambat
dalam pelaksanaan pembanguna serta pada pembangkit tenaga listrik tersebut beroperasi. Dari
berbagai pertimbangan tersebut, ada satu hal yang dijadikan pedoman dan filosofi dalam
membangun pembangkit tenaga listrik yaitu pembangunan paling murah dan investasi paling
sedikit (least cost generation and least invesment).
2. Prinsip Kerja
Seperti telah diterangkan sebelumnya bahwa prinsip dasar pembangkitan tenaga listrik
terdapat pada pengubahan energi mekanik ke dalam energi listrik. Gambar 2 berikut ini
memperlihatan bagan sistem pembangkitan, yang terdiri dari berbagai jenis pembangkitan.
Masing-masing jenis pembangkit tenaga listrik mempunyai prinsip kerja yang
berbeda-beda, sesuai dengan penggerak mulanya (prime mover). Satu hal yang sama dari
beberapa jenis pembangkit tenaga listrik tersebut yaitu semuanya samasama berfungsi
merubah energi mekanik menjadi energi listrik, dengan cara mengubah potensi energi
mekanik dari air, uap, gas, panas bumi, nuklir, kombinasi gas dan uap, menggerakkan atau
memutar turbin yang porosnya dikopel dengan generator selanjutnya dengan sistem
pengaturannya generator tersebut akan menghasilkan daya listrik. Khusus untuk pembangkit
listrik tenaga diesel (PLTD), prinsip kerjanya berbeda dengan pembangkit listrik lainnya.
Sebenarnya energi penggerak PLTD ini adalah bahan bakar minyak karena bahan bakar
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari mesin diesel tersebut, maka disebut juga
pembangkit tenaga diesel. Diesel ini merupakan satu unit lengkap yang langsung
menggerakkan generator dan menghasilkan energi lsitrik.
1. Jenis Pembangkit Tenaga Listrik
Secara umum pembangkit tenaga listrik dikelompokkan menjadi dua bagian besar
yaitu : pembangkit listrik thermis dan pembangkit listrik non thermis.
Pembangkit listrik thermis mengubah energi panas menjadi energi listrik, panas disini
bisa dihasilkan oleh panas bumi, minyak, uap dan yang lainnya. Hal ini dikatakan bahwa
pembangkit thermis yang dihasilkan dari panas bumi mempunyai penggerak mula panas bumi
biasanya disebut pembangkit panas bumi. Sedangkan pembangkit non thermis penggerak
mulanya bukan dari panas, seperti pada pembangkit thermis penggerak mula inilah yang
menentukan nama/jenis pembangkit tenaga listrik tersebut misalnya apabila penggerak
mulanya berupa air maka air inilah yang menentukan jenis pembangkit tenaga non thermis
tersebut biasanya disederhanakan sebutannya menjadi pembangkit tenaga air (PLTA), dan
lain sebagainya.
Dari dua bagian besar ini dapat dikelompokkan menjdi beberapa jenis yaitu :
A. Pembangkit Listrik Thermis :
1). Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
2). Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
3). Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
4). Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG).
5). Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU).
6). Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
B. Pembangkit Listrik Non Thermis :
1). Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
2). Pembangkit Listrik Tenaga Angin.(PLTAngin)
3). Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Selain beberapa jenis yang disebutkan di atas, masih terdapat jenis pembangkit tenaga
listrik yang lain, misalnya pembangkit listrik yang digerakkan oleh tenaga surya, energi
gelombang laut dan energi angin, saat ini masih dikembangkan secara terbatas di Indonesia.
Sedangkan dari delapan jenis yang disebutkan di atas, tujuh jenis telah terpasang di Indonesia.
Satu jenis pembangkit tenaga listrik, yaitu PLTN, sampai saat ini masih dalam tahap
perencanaan pembangunan dan direncanakan akan dibangun di lereng Gunung Muria Jawa
Tengah. Namun sampai saat ini banyak ditemui hambatan non teknis di lapangan, yaitu
banyak dari masyarakat di sekitar lokasi tersebut menyatakan keberatan. Mereka
mengkawatirkan timbulnya radiasi pada saat pembangkit tenaga listrik tersebut beroperasi,
misalnya dengan timbulnya kebocoran pada instalasi nuklirnya seperti yang terjadi di Uni
Soviet.
1. Proses Produksi Tenaga Listrik PLTG
Pusat Listrik Tenaga Gas membutuhkan udara yang baik, bersih dan dalam jumlah
yang tak terhingga. Proses pembangkitan listrik tenaga gas adalah sebagai berikut: Udara
bertekanan 1 atmosfer pertama-tama disaring oleh saringan udara (air filter) kemudian melalui
Inlet Compressor (1) udara hasil saringan masuk ke dalam Compressor (2) untuk
dimampatkan. Udara hasil pemampatan akan bercampur dengan bahan bakar yang dipompa
ke ruang bakar/combustion chamber (3). Proses ini disebut proses pengabutan karena
membentuk kabut campuran udara dan bahan bakar yang digunakan dalam proses
pembakaran di dalam ruang bakar. Hasilnya adalah panas (energi panas) yang digunakan
untuk memutar rotor/poros pada Turbin Gas (4). Sisa gas dari proses pembakaran dengan
suhu 460 oC dibuang ke udara melalui exhaust (5), sementara itu rotor/poros pada turbin gas
(4) melalui suatu sistem kopling akan memutar rotor/poros elektro-magnet pada generator (6)
yang menyebabkan medan magnet berotasi di dalam kumparan kawat. Dan sesuai dengan
prinsip pembangkitan tenaga listrik, pada kumparan kawat akan timbul energi listrik.
Rotor/poros generator (6) akan berputar dengan kecepatan 3000 putaran/menit yang berarti
perubahan tegangan akan menjadi 50 kali setiap detik, sehingga akan menghasilkan listrik
dengan frekwensi 50 Hz. Untuk pendinginan ruang bakar (3) dan Turbin Gas (4),
digunakan aliran udara dari Compressor.
2. Proses Produksi PLTA
Beberapa kelebihan PLTA disbanding jenis pambangkit lainnya antara lain :
a) Waktu pengoperasiannya dari start awal relative lebih cepat (10 menit) serta mampu block
start.
b) Sistem pengoperasiannya mudah mengikuti perubahan beban dan frekuensi pada system
penyaluran dengan Seting Speed Drop Free Governor.
c) Biaya operasi relative lebih murah karena menggunakan air
d) Merupakan jenis pembangkit yang ramah lingkungan, tanpamelalui proses pembakaran
sehingga tidak menghasilkan limbah bekas pembakaran.
e) PLTA yang mengunakan waduk dapat difungsikan multi guna (misal sebagai tempat wisata ,
pengairan dan perikanan)
3. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Bila PLTG dapat beroperasi normal dengan memakai BBM, PLTU dapat beroperasi
dengan memanfaatkan sisa gas panas dari PLTG yang disalurkan melalui Pipa/Saluran Gas
Panas (5). Selanjutnya gas panas dibuang ke 21
cerobong/stack (13) guna pemanasan air/uap di HRSG/Boiler (6), sehingga uapnya
dapat dipakai untuk memutar Turbin Uap (4a). Setelah Turbin Uap beroperasi, porosnya akan
memutar Generator Turbin Uap (4b) untuk menghasilkan tenaga listrik. Sebelum dialirkan ke
Trafo Utama Turbin Uap (15), tenaga listrik tersebut harus melalui PMT/Breaker Turbin Uap
(14) dulu untuk sinkronisasi dengan tegangan yang ada di Transmisi/Switch Yard (16).
4. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
Tunggu lanjutan artikel ya.