Sistem Tenaga Listrik

Sistem Tenaga Listrik

Tenaga listrik dihasilkan di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik. Biasanya mereka, terletak jauh dari pusat-pusat beban – terdiri dari beban rumah tangga, komersil, dan industry. Karenanya listrik didistribusikan – melalui sistem transmisi dan distribusi- ke pusat-pusat beban tersebut.

Keseluruhan proses pembangkitan, transmisi dan distribusi ke pusat-pusat beban kita sebut sebagai Sistem Tenaga Listrik (STL). Secara umum dapat dijabarkan menjadi sistem pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi. Besaran listrik dimasing-masing subsistem hanya sekedar ilustrasi, pada sistem sesungguhnya mungkin berbeda.

Subsistem Pembangkitan

Ada beberapa sumber tenaga yang dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga. Batubara, minyak, air, panas bumi dan uranium adalah sebagian jenis sumber tenaga yang bisa digunakan untuk menghasilkan tenaga. Sumber tenaga menggerakkan turbin air, turbin gas, turbin uap dan disambungkan ke suatu generator AC. Generator AC diputar oleh turbin untuk mengkonversi daya mekanis ke energi listrik.

Tegangan listrik di subsistem pembangkitan berada dalam kisaran 11 s.d 25 kV dan frekuensi sebesar 50Hz. Pada pembangkit Suralaya dengan kapasitas daya mampu 3.212 MW misalnya, menggunakan tegangan pembangkitan sebesar 23 kV. Pembangkit Mrica, salah satu PLTA di Jawa Tengah menggunakan tegangan pembangkitan 13,8 kV. Dan Pembangkit Kamojang salah satu PLTP, menggunakan tegangan pembangkitan 11,8 kV.

Generator AC bekerja sesuai dengan teori induksi elektromagnetis. Secara sederhana dapat dijelaskan bahwa ketika konduktor bergerak dalam suatu medan magnet maka tegangan induksi akan dihasilkan. Secara umum generator terdiri dari medan magnet, dinamo, cincin geser, sikat-sikat, dan beberapa tipe hambatan. Dinamo adalah sejumlah lilitan kawat penghantar

Subsistem Transmisi

Fungsi dari generator di subsistem pembangkitan hanya sebatas mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Agar lebih bermanfaat maka energi tersebut harus didistribusikan kepada pelanggan-pelanggan melalui jalur transmisi. Hal ini memungkinkan daya yang dihasilkan pada suatu lokasi pembangkit dapat digunakan setiap saat pada lokasi lain yang berjarak beribu kilometer jauhnya. Pentransmisian energi listrik dalam jumlah yang sangat besar melalui jarak yang sangat jauh paling efisien dilakukan dengan cara meningkatkan tegangan dan mengurangi arus pada saat yang bersamaan. Hal ini perlu untuk memperkecil energi yang hilang menjadi panas di jalur transmisi, selain mengurangi biaya lain yang terkait dengan penurunan arus, seperti konstruksi tower dan biaya konduktor. Untuk meningkatkan tegangan subsistem pembangkitan dengan tegangan menengah ke tegangan transmisi yang bertegangan tinggi digunakan transformator. Transformator dimaksud adalah transformator berjenis stepup.

Ada beberapa pembatas tertentu dalam menggunakan sistem transmisi tegangan-tinggi. Semakin tinggi tegangan yang ditransmisikan maka semakin sulit dan mahal untuk mengisolasi dengan aman antar kawat saluran, juga antara kawat saluran ke tanah. Karena alasan itu pada sistem tegangan-tinggi umunmya dikurangi secara bertahap selama tegangan tersebut menuju ke daerah penggunaan akhir.

Pada sistem interkoneksi Jawa Bali digunakan tegangan transmisi sebesar 150 kV dan 500 kV dan frekuensi 50Hz. Sebagai gambaran PLTA mrica yang menghasilkan tegangan pembangkitan sebesar 13,8 kV tegangannya dinaikkan ke tegangan transmisi 150kV. Dan PLTU Suralaya dengan tegangan pembangkitan sebesar 23 kV tegangannya dinaikkan ke tegangan transmisi sebesar 500 kV.

Subsistem Distribusi

Tenaga yang dihasilkan pembangkit dan telah ditransmisikan belum dapat secara langsung digunakan oleh konsumen. Pada sisi ini tegangan diturunkan dari tegangan trnasmisi 150kV maupun 500kV menjadi tegangan distribusi sebesar 20 kV. Proses penurunan tegangan menggunakan tranformator stepdown. Hal ini dilakukan di Gardu Induk. Selanjutnya tenaga listrik diturunkan kembali dari 20kV menjadi tegangan 380/220 Volt, untuk digunakan di tempat konsumen melalui transformator tiang.

Pada beberapa konsumen industri mungkin saja tidak menggunakan tegangan 380/220 Volt. Disini akan disediakan trasformator khusus untuk pelanggan industri. Hal ini karena beberapa mesin mereka menggunakan teganggan 6000 Volt misalnya Tenaga listrik dibeli dari perusahaan pembangkit listrik, masuk ke rumah-rumah melalui sebuah meteran dan sambungkan ke suatu pusat beban. Pelayanan residensial dapat datang dari trafo tambahan baikk yang terpasang pada pusat beban maupun yang ditanam dalam tanah.

Pengamaman Sistem Daya

Grounding (Pentanahan) adalah salah satu aspek penting dalam system distribusi listrik. Ini bertujuan untuk melindungi makhluk hidup dari bahaya sengatan listrik dan harta benda dari kerusakan.

Lightning Arester (Penangkal petir) berhubungan dengan penangkal Surja/sentakan, efektif saat ada bahaya sambaran petir atau surja tegangan. Penangkal petir bekerja dengan prisip celah loncatan bunga api, seperti busi path mobil. Satu sisi dari penangkal itu dihubungkan ke tanah, sisi yang lain dihubungkan ke kawat yang dilindungi.

Overcurrent (Rele arus lebih) digunakan untuk melindungi sistem dari arus beban lebih maupun arus hubung singkat. Arus beban lebih adalah arus yang melebihi arus operasi normal,. Sedangkan arus hubung singkat adalah arus yang disebabkan terjadinya hubung singkat pada jalur penghantar, bisa hubung singkat dengan tanah maupun antar saluran.

Beban-lebih biasanya disebabkan oleh surja arus dalam waktu singkat (yang tidak berbahaya) misalnya ketika motor distart atau transfotmator diberi tenaga. Arus beban-lebih atau transien seperti itu adalah kejadian yang umum. Selang waktu berlangsungnya arus tersebut sangat singkat, kenaikan suhu sangat kecil dan tidak ada efek yang merusakkan pada komponen rangkaian (perlu alat proaktif tidak bereaksi pada beban lebih). Beban lebih yang terus-menerus dapat diakibatkari oleh motor rusak, peralatan dibebani lebih atau terlalu banyak beban pada satu rangkaian. Beban lebih terus-menerus seperti itu merusakkan dan harus dihentikan oleh alat pelindung sebelum merusakkan jaringan distribusi atau beban sistem. Meskipun arus itu relative rendah magnitudonya dibanding dengan arus hubungan singkat, menghilangkan arus beban-lebih dalam beberapa detik umumnya akan mencegah kerusakan alat.

Pelindung arus-lebih adalah hal penting untuk operasi yang aman bagi semua sistem distribusi bertegangan sedang dan tegangan-tinggi yang digunakan pada pabrik-industri. Sekering adalah pelindung arus-lebih yang dapat dipercaya. Penghubung yang dapat meleleh atau penghubung yang dimasukkan dalam tabung dan dihubungkan dengan terminal kontak adalah merupakan elemen pokok sekering sederhana. Tahanan listrik sambungan itu demikian rendah sehingga bertindak sebagai penghantar dengan mudah, tetapi, ketika terjadi arus yang dapat menghancurkan, sambungan meleleh dengan sangat cepat dan membuka rangkaian untuk melindungi penghantar dan komponen rangkaian yang lain serta beban.

Meskipun mempunyai sifat istimewa seperti itu, sekering tidak dimungkinkan untuk digunakan sebagai alat pemutus rangkaian. Pemilihan sekering untuk instalasi-khusus harus memenuhi persyaratan frekuensi, tegangan dan arus yang sudah ditetapkan sebelumnya. Tersedia sekering baik untuk sistem frekuensi 25 sampai dengan 60 Hz. Batas tegangan-kerja (rating) untuk sekering adalah tegangan tertinggi di mana sekering dirancang untuk memutuskan arus dengan aman (sekering dapat digunakan pada setiap tegangan sama atau lebih rendah dan tegangan kerja tanpa mempengaruhi karakteristik kerjanya).

Circuit Breaker-CB (Pemutus rangkaian) adalah saklar yang secara otomatis membuka/memutus rangkaian listrik ketika terjadi kondisi beban-lebih. Seperti pada peralatan yang lain. Pemutus rangkaian tersedia dalam beberapa rating tegangan yaitu: tegangan-rendah, sedang dan tinggi Pemutus tegangan rendah umumnya dioperasikan di udara bebas sehingga tidak perlu pemutus busur api, karena busur api dapt padam dengan sendirinya oleh isolasi udara. Sedangkan untuk tegangan tinggi busur api tidak bisa mati tanpa pemadam. Pemadaman busur api pada CB dengan tegangan tinggi dapat dilakukan dengan, hembusan udara, minyak, vakum dan gas SF6.

Pada CB minyak, kontak-kontak dicelupkan di dalam minyak yang ditempatkan pada tangki logam. Sebagai pengganti pemadaman di dalam minyak, pancaran bunga api dan CB hembusan udara dipadamkan oleh udara yang dihembuskan. Pemutus dapat dibuka atau ditutup dengan pengungkit yang dioperasikan dengan tangan atau secara otomatis.

Sistem Darurat

Apabila daya pada sistem listrik terganggu, kondisi yang mengganggu/ membahayakan aktivitas operasional produksi bisa terjadi. Misalnya penerangan meja operasi di suatu rumah sakit, pelayanan online suatu bank dan lain-lain. Gangguan daya pada industri dapat mengakibatkan terancamnya jiwa, hilangnya data yang penting dan berhentinya sistem kendali. Untuk kepentingan mengatasi terganggunya penyaluran daya maka diperlukan suplai listrik darurat. Tidak semua kebutuhan listrik dapat ditangani oleh sistem darurat. Hanya hal-hal penting yang mungkin ditangani, misalnya, alat bantu kehidupan di rumah sakit, sistem kendali, penerangan darurat, mesin server dan lainlain. Untuk kepentingan ini biasanya digunakan UPS. Untuk menangani daya besar beberapa perusahaan dapat mempersiapkan Generator Standbay. Perlu dicatat bahwa generator ini tidak bisa seketika melayani begitu listrik PLN terganggu. Sehingga perlu didesain proses transisinya

Silahkan baca di : Pengantar Tenaga Listrik untuk lebih jelas disertai dengan gambar-gambar.

Lebih banyak mengenai artikel yang berkaitan baca di : Electrical Power

One Response

  1. Heather Taddy is HOT!!!

    pure african mango

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: