Sistem Distribusi Listrik

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Sistem TenagaListrik dikatakan sebagai kumpulan atau gabungan yang terdiri dari komponen-komponen atau alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling berhubungan dan merupakan satu kesatuan sehingga membentuk suatu sistem.

Seiring dengan meningkatnya ilmu pengetahuan dan teknologi ini menyebabkan tingginya kebutuhan akan pemanfaatan energi di berbagai aspek kehidupan. Salah satu sumber energi yang paling banyak digunakan hingga saat ini adalah sumber energi listrik. Energi listrik mempunyai banyak keunggulan dibandingkan sumber energi lain, demikian juga sebaliknya. Hal inilah yang menyebabkan energi listrik merupakan salah satu pilihan utama pemakaian energi.

Tingginya kebutuhan akan tenaga listrik tersebut, maka dibutuhkan suatu sistem pengelolaan energi listrik, ini agar energi listrik tersebut dapat dimanfaatkan secara maksimal guna memenuhi kebutuhan masyarakat akan energi listrik saat ini maupun di masa mendatang. Oleh karena itu, diperlukan suatu perencanaan sistem tenaga listrik seperti desain sistem pembangkit, jaringan transmisi dan sistem jaringan distribusinya.

Salah satu bagian dari sistem tenaga listrik yang menyalurkan energi listrik dari pusat pembangkit sampai ke konsumen atau pelanggan adalah sistem distribusi. Sedangkan salah satu komponen sistem distribusi yang memegang peranan cukup penting dalam penyaluran daya adalah transformator dan jaringan distribusinya. Sistem distribusi mempunyai fungsi yang penting sebagai komponen dari sistem tenaga listrik khususnya dalam penyaluran tenaga listrik kekonsumen maka perlu dilakukan suatu studi sebagai salah satu upaya memaksimalkan pemenuhan kebutuhan energi listrik terhadap konsumen (masyarakat).

B. Rumusan Masalah

Berikut merupakan rumusan masalah dari makalah teknik tenaga listrik mengenai sistem distribusi ini:

1. Apa itu sistem tenaga listrik?
2. Apa itu sistem distribusi tenaga listrik?
3. Apa saja komponen jaringan distribusi tenaga listrik?
4. Apa saja bentuk-bentuk saluran distribusi tenaga listik?
5. Bagaimana parameter saluran distribusi tenaga listrik?

C. Tujuan Masalah

Adapun tujuan dari pembuatan makalah Teknik tenaga listrik mengenai sistem distribusi ini sebagai berikut:

1. Mahasiswa mampu mengetahui apa itu sistem tenaga listrik;
2. Mahasiswa mampu mengetahui apa itu sistem distribusi tenaga listrik;
3. Mahasiswa mampu mengetahui apa saja komponen jaringan distribusi tenaga listrik;
4. Mahasiswa mampu mengetahui bentuk-bentuk saluran distribusi tenaga listrik;
5. Mahasiswa mampu mengetahui parameter saluran distribusi tenaga listrik.

Bab II. Pembahasan

A. Sistem Tenaga Listrik

Sistem Tenaga Listrik dikatakan sebagai kumpulan atau gabungan yang terdiri dari komponen-komponen atau alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling berhubungan dan merupakan satu kesatuan sehingga membentuk suatu sistem.

Didalam dunia kelistrikan sering timbul persoalan-persoalan teknis, dimana tenaga listrik pada umumnya dibangkitkan pada tempattempat tertentu yang jauh dari kumpulan pelanggan, sedangkan pemakai tenaga listrik atau pelanggan tenaga listrik tersebar disegala penjuru tempat, dengan demikian maka penyampaian tenaga listrik dari tempat dibangkitkannya yang disebut pusat tenaga listrik sampai ke tempat pelanggan memerlukan berbagai penanganan teknis. Dengan menggunakan Blok diagram sistem tenaga listrik dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2.1 Diagram blok sistem tenaga listrik

Tenaga listrik dibangkitkan di pusat-pusat tenaga listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP dan PLTD, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan (step up transformer) yang ada di pusat listrik.  Pemberian nama PLTA PLTU PLTP

dan sebagainya yang umum diberikan kepada unit pembangkit listrik di lingkungan PLN didasarkan atas nama tenaga penggerak mulanya. PLTA misalnya dimana mesin pembangkit listriknya (generator) yang ada di kawasan tersebut digerakan atau diputarkan oleh suatu turbin penggerak yang berputar karena digerakan oleh pergerakan aliran air (turbin air) demikian juga halnya dengan PLTU mesin pembangkit listriknya digerakan oleh turbin uap.

Saluran tenaga listrik yang menghubungkan pembangkitan dengan gardu induk (GI) dikatakan sebagai saluran transmisi karena saluran ini memakai standard tegangan tinggi yang sering disebut dengan singkatan SUTT. Di lingkungan operasional PLN saluran transmisi terdapat dua macam nilai tegangan yaitu saluran transmisi yang bertegangan 70 KV dan saluran transmisi yang bertegangan 150 KV dimana SUTT 150 KV lebih banyak digunakan dari pada SUTT 70 KV. Khusus untuk tegangan 500 KV dalam praktek saat ini disebut sebagai tegangan ekstra tinggi. yang disingkat dengan nama SUTET. Pada saat ini masih ada beberapa saluran transmisi dengan tegangan 70 KV namun tidak dikembangkan lagi oleh PLN. Saluran transmisi ada yang berupa saluran udara dan ada pula yang berupa saluran kabel tanah. Karena saluran udara harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan kabel tanah maka saluran transmisi PLN kebanyakan berupa saluran udara. Kerugian dari saluran udara dibandingkan dengan saluran kabel tanah adalah saluran udara mudah terganggu oleh gangguan yang ditimbulkan dari luar sistemnya, misalnya karena sambaran petir, terkena ranting pohon, binatang, layangan dan lain sebagainya Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) sebagai pusat beban untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan (step down transfomer) menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut sebagai tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 KV.

Energi listrik yang dipakai oleh pelanggan tersebut di catat oleh petugas PLN sesuai angka di register KWH meter tersebut selanjutnya dicetak di dalam rekening listrik. Rekening listrik pelanggan tergantung kepada daya tersambung serta pemakaian KWHnya, oleh karena itu PLN memasang pembatas daya dan KWH meter. Setelah melalui KWH meter, tenaga listrik kemudian memasuki instalasi rumah yaitu instalasi milik pelanggan. Instalasi PLN pada umumnya hanya sampai dengan KWH meter dan sesudah KWH meter instalasi listrik pada umumnya adalah instalasi milik pelanggan. Dalam instalasi pelanggan tenaga listrik langsung memasuki alat-alat listrik milik pelanggan seperti lampu, setrika, lemari es, radio, televisi dan sebagainya.

B. Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Sistem distribusi tenaga listrik merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (bulk power source) sampai ke konsumen. Jadi, fungsi sistem distribusi tenaga listrik adalah untuk pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat konsumen. Selain itu, juga merupakan subsistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat pusat beban (konsumen) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikkan tegangannya oleh gardu induk dengan trafo penaik tegangan menjadi 70 kV ,154 kV, 220 kV atau 500 kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir dan resistansi pada saluran (I²R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.

Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan.

                                  Gambar 2.2 Diagram Sistem Tenaga Listrik                                                      

Baik atau tidaknya suatu sistem distribusi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah regulasi tegangan, kontinuitas penyaluran, efisiensi, dan harga sistem. Oleh karena itu, suatu sistem distribusi harus memiliki regulasi tegangan yang tidak terlalu besar, gangguan pada pelayanan yang tidak terlalu lama, serta biaya sistem yang tidak terlalu mahal.

C. Komponen Jaringan Distribusi Tenaga Listrik

Secara umum komponen jaringan distribusi ini terdiri dari 3 bagian, antara lain:

1. Jaringan Distribusi Primer

Pada jaringan distribusi primer ada beberapa bentuk struktur dari sistem bentuk struktur dari sistem. Bentuk-bentuk dari jaringan distribusi primer ini tergantung dari jenis lokasi akan dipasang dan sesuai dengan kebutuhan. Dalam pemilihan bentuk jaringan distribusi ada beberapa faktor yang perlu di pertimbangkan, yaitu jenis beban (beban domestic, beban komersial atau beban industri), daerah (kota atau desa), kepadatan beban, faktor keindahan dan keamanan. Berdasarkan hal-hal tersebut, maka timbul batasan-batasan dalam menentukan jaringan distribusi, antara lain sebagai berikut:

a.  Jatuh tegangan

Jatuh tegangan antara titik awal dan titik akhir pada jaringan distribusi tidak boleh terlampau besar.

b. Keandalan pelayanan

Gangguan pada jaringan tidak boleh terlampau sering dan lama, sehingga kelangsungan pelayanan tetap terjaga.

c. Fleksibilitas jaringan

Sistem jaringan distribusi mudah disesuaikan dengan perkembangan beban.

d. Biaya

Biaya investasi jaringan tidak boleh terlampau mahal.

Sistem distribusi primer ini terdiri dari beberapa bagian, antara lain sebagai berikut:

1)            Peralatan tegangan menengah pada gardu induk

Gardu induk adalah kumpulan peralatan listrik yang disusun menurut pola tertentu yang dipengaruhi oleh fungsi masing-masing peralatan sehingga aliran daya listrik dapat berlangsung dengan baik. Peralatan tersebut disusun menurut pola tertentu yang pada dasarnya merupakan pertimbangan dari segi teknis, ekonomis dan keindahannya.

Fungsi gardu induk adalah mengubah tegangan satu atau beberapa saluran transmisi menjadi satu atau beberapa tegangan primer. Berdasarkan konstruksi gardu induk di klasifikasikan sebagai berikut :

a)             Gardu pasangan dalam

Gardu ini merupakan gardu induk tegangan tinggi seperti transformator utama, peralatan penghubung dipasang di luar dan peralatan kontrol dipasang dalam gedung.  Jenis ini memerlukan tanah yang luas tetapi biaya konstruksinya murah dan pendinginnya mudah, sehingga bisa dipasang di daerah pinggiran kota dimana harga tanah murah.

b)             Gardu pasangan dalam

Gardu pasangan dalam ini selalu berada dalam peralatan tegangan tinggi seperti transformator utama, peralatan penghubung dan sebagainya, maupun peralatan kontrol terpasang dalam gedung. Jenis gardu ini dipakai di pusat kota, daerah pantai yang dimana ada pengaruh kontaminasi garam.

c)             Gardu induk pasangan setengah bawah tanah

Gardu induk pasangan setengah bawah tanah ini merupakan gardu unduk jenis pasangan dalam dimana sebagian peralatan tegangan tingginya dipasang dibawah tanah.

2)            Penyulang utama

Penyulang utama adalah jaringan distribusi radial yang merupakan saluran yang menghubungkan gardu induk dengan gardu trafo distribusi, sehingga penyulang ini berfungsi menyalurkan daya listrik dari gardu induk kegardu-gardu distribusi.

3)            Gardu distribusi

Gardu distribusi adalah tempat untuk mendistribusikan tenaga listrik dengan merubah tegangan menengah menjadi tegangan rendah kemudian di salurkan ke konsumen. Gardu distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan primer menjadi tegangan pelayanan dan mendistribusikan tenaga listrik kepada para pelanggan.

Secara umum peralatan-peralatan yang sering ditemukan pada gardu distribusi sebagai berikut:

a)              Saklar pemisah (Isolating switch), berfungsi untuk menghubungkan kabel yang datang dari arah gardu induk (incoming cable) ke rel utama pada gardu.

b)             Saklar beban (Load break switch), berfungsi untuk menghubungkan rel utama gardu distribusi dengan kabel luar (outgoing cable) menuju arah gardu hubung.

c)              Trafo distribusi, trafo ini merupakan yang dihubungkan melalui saklar pemisah ke rel utama yang diamankan sebuah sekering.

Ada beberapa macam struktur jaringan distribusi primer yang digunakan pada suatu sistem distribusi, antara lain sebagai berikut:

1)            Struktur Radial

Struktur radial merupakan struktur yang paling sederhana dari jenis struktur yang ada. Bentuknya ditandai dengan penyulang utama yang keluar dari gardu induk dan bercabang-cabang menyerupai pohon, karena strukturnya yang sederhana maka biaya konstruksi dan operasinya lebih murah. Akan tetapi keandalannya kurang baik, karena hanya dihubungkan pada suatu sumber melalui satu jalan saja. Sehingga bila ada gangguan pada penyulang utama dekat gardu induk maka pelayanan daya secara keseluruhan akan terputus. Kemudian tidak dapat melayani daerah yang sangat luas atau terlalu jauh sebab semakin luas daerah yang dilayani oleh struktur ini semakin besar jatuh tegangan.

2)            Struktur Loop (Ring)

Struktur loop ini membentuk suatu jaringan tertutup yang dimulai dari gardu Induk melalui daerah-daerah beban dan kembali lagi ke gardu induk yang sama. Struktur ini merupakan pengembangan dan bentuk radial, yang mana pada operasinya dapat bekerja sebagar sistem radial biasa yang saklar dayanya dalam keadaan terbuka. Jika terjadi gangguan, maka bagian jaringan yang mengalarni gangguan akan diisolir, kemudian saklar daya tertutup yang tenaga listriknya tetap dapat disalurkan. Dengan demikian nampak bahwa keandalannva lebih baik dibandingkan dengan sistem radial dan struktur ini sering dipakai pada daerah pusat penduduk yang lokasinya rnenyerupai bentuk loop. Struktur loop ini lebih mahal karena kapasitas dan konduktor yang digunakan harus sanggup untuk menanggung beban secara keseluruhan jika salah satu penyulang yang dekat gardu Induk mengalarni gangguan.

3)            Struktur Spindel

Struktur spindel merupakan pengembangan dan struktur loop. Spindel berarti gelondong atan kumparan. Struktur spindel adalah suatu pola jaringan khusus yang ditandai dengan ciri adanya sejumlah kabel yang keluar dan suatu gardu induk (outgoing cable) menuju ke arah suatu titik temu yang disebut gardu hubung. Struktur ini memiliki sebuah penyulang cadangan dan sejumlah penyulang yang ditempati oleh gardu-gardu distribusi yang disebut sebagai penyulang kerja.

Pada struktur ini, jika terjadi gangguan pada salah satu penyulang kerja maka terlebih dahuIu gangguan diisolir. Kemudian saklar daya di gardu hubung yang terhuhung ke penyulang tersebut tertutup. Sehingga daya listrik disalurkan rnelalui penyulang cadangan. 

2. Transformator Distribusi

Transformator distribusi adalah suatu transformator yang berfungsi menerima tegangan dari jaringan distribusi primer yang bertegangan menengah dan menurunkan tegangan tersebut ke tingkat tegangan rendah, yaitu 220/380 volt. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam transformator distribusi ini, antara lain sebagai berikut:

a.              Jumlah fasa

Berdasarkan jumlah fasanya transformator dibagi dibagi atas 2 macam, antara lain:

1)             Transformator 3 fasa

2)             transformator 1 fasa

b.             Tegangan nominal

Tegangan nominal adalah tegangan kerja yang mendasari perencanaan dan pembuatan instalasi serta peralatan listrik. Berdasarkan tegangan nominalnya, transformator distribusi dapat digolongkan ke dalam beberapa bagian, antara lain sebagai berikut:

1)             Tegangan primer Transformator distribusi harus disesuaikan dengan tegangan nominal pada sistem jaringan distribusi primer yang berlaku. Adapun tegangan jaringan distribusi primer yang berlaku adalah 6 kV, 12 kV, dan 20 kV.

2)             Tegangan sekunder yaitu tegangan nominal pada sisi sekunder transformator distribusi yang disesuaikan dengan tegangan distribusi sekunder yang berlaku di Indonesia, yaitu 220/380 V.

c.             Daya nominal

Daya nominal adalah daya yang mendasari pembuatan dan peralatan listrik. Berdasarkan daya nominalnya dapat di kelompokkan transformator distribusi sebagai berikut yaitu 50 kVA, 75 kVA, 100 kVA, 125 kVA, 160 kVA, 200 kVA, 250 kVA, 315 kVA, 400 kVA, 500 kVA, 630 kVA, 800 kVA, 1000 kVA, 1250 kVA, dan 1600 kVA.

Kapasitas dari suatu transformator distribusi untuk 3 fasa ditentukan oleh jumlah maksimum beban yang dilayani (daya yang terpasang) ditambahkan dengan perkembangan beban dikemudian hari (cadangan). Terlebih dahulu menghitung daya (P) setiap fasanya, yang dirumuskan sebagai berikut:

PR = VN x IR

PS = VN x IS

PT = VN x IR

Kemudian hasilnya dijumIahkan, rumusnya adalah

PTot 3Φ = PR + PS + PT

Dari hasilnya itu akan dijumlahkan dengan kapasitas trafo, yang dirumuskan sebagai berikut:

Kapasitas trafo = ∑ Daya terpasang + 30 % dan Daya terpasang

Sedangkan kapasitas dan suatu transfomator distribusi untuk  1 fasa ditentukan oleh jumlah maksimum beban yang dilayani (daya yang terpasang) ditambahkan dengan perkembangan beban dikemudian hari (cadangan). namun sebelumnya, terlebih dahulu rnenghitung daya yang terpasang (P).

P = I x V

3. Saluran Distribusi Sekunder

Saluran sekunder berfungsi untuk rnenyalurkan daya listrik dan gardu distribusi ke rangkaian pemakai yang dihubungkan dengan panel – panel pembagi beban. Jaringan sekunder pada sistern distibusi tenaga listrik adalah 220/380 Volt.

Penghantar pada jaringan sekunder terdiri atas dua macam, antara lain:

a.              Penghantar telanjang dan aIuminium campuran. Bagi JTR yang memerlukan kabel antara gardu ke tiang pertama digunakan kabel dengan kemampuan hantar arus (KHA) satu tingkat diatas kernampuan hantar arus penghantar telanjangnya.

b.             Penghantar berisolasi dipilin dengan penghantar fasa aluminium dan penghantar netral aluminium campuran.

D. Bentuk-bentuk Saluran Distribusi Tenaga Listrik

Bentuk-bentuk saluran distribusi ini dapat dibedakkan menjadi beberapa macam, antara lain sebagai berikut:

1. Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Konstruksi Konduktornya

Bentuk saluran distribusi berdasarkan konstruksi konduktornya dapat dibedakan menjadi beberapa macam, antara lain:

a. Kawat

Kawat yaitu penghantar yang konduktornya tidak dilindungi oleh lapisan isolasi sebagai pelindung luar (dibiarkan telanjang). Tipe konstruksi demikian hanya diperuntukkan pada pasangan luar yang diharapkan terbebas dari sentuhan, misalnya untuk pasangan overhead. Pemilihan kawat penghantar yang digunakan untuk saluran udara didasarkan pada besarnya beban yang dilayani, makin luas beban yang dilayani maka makin besar ukuran penampang kawat yang digunakan.

b. Kabel

Kabel yaitu penghubung yang konduktornya dilindungi (dibungkus) oleh lapisan isolasi. Cara pembungkusannya ada yang berisi hanya satu (urat) konduktor, ada yang berisi dua, tiga, atau empat urat. Tapi untuk kepentingan penyaluran daya bertegangan menengah ke atas umumnya digunakan satu urat atau tiga urat.

Sebagai bahan isolasi, dipilih dan digunakan beberapa jenis bahan yang berbeda, tergantung pada besarnya tegangan penyaluran dan juga tergantung dimana kabel tersebut dipasang. Pemasangan saluran kabel ini dilakukan dengan pertimbangan apabila saluran udara tidak memungkinkan untuk dipasang. Saluran kabel antara lain dipasang pada penyulang dari gardu induk ke SUTM dan dari SUTM ke gardu trafo pelanggan. Saluran kabel yang umum digunakan pada saluran jaringan distribusi adalah jenis XLPE dan CVT.

2. Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Tempat Peletakannya

Bentuk saluran distribusi berdasarkan tempat peletakannya dapat dibedakan menjadi beberapa macan, antara lain:

a. Saluran Udara (Over Head Line)

Saluran udara ini digunakan pada daerah dengan kerapatan beban kecil. Saluran udara banyak digunakan karena harga pembelian hak jalan untuk hantaran udara dan harga materialnya relatif murah. Kelebihan lain saluran udara ini antara lain adalah mudah melakukan perluasan pelayanan, mudah melakukan pemeriksaan apabila terjadi gangguan pada jaringan, mudah melakukan pemeriksaan, serta tiang- tiang jaringan distribusi primer dapat digunakan untuk jaringan distribusi dan keperluan pemasangan trafo atau gardu tiang. Dengan demikian dapat dikatakan biaya instalasinya relatif murah.

Kekurangan pada saluran udara antara lain adalah gangguan lebih mudah terjadi karena penyaluran daya dilakukan melalui kawat atau kabel yang tergantung pada tiang dengan perantara isolator. Selain itu, biaya pemeliharaannya juga relatif tinggi dan mengurangi keindahan sekitarnya. Bahan yang banyak dipakai untuk kawat penghantar terdiri atas kawat tembaga telanjang (BCC), alumunium telanjang (AAC), serta bahan campuran yang berbasis alumunium (AAAC).

b. Saluran Bawah Tanah (Underground)

Saluran bawah tanah baik digunakan untuk daerah dengan kerapatan beban yang tinggi, misalnya di pusat kota atau pusat industri. Saluran bawah tanah banyak digunakan dalam kawasan tersebut karena banyak terdapat bangunan bangunan tinggi, sehingga pemasangan hantaran udara akan mengganggu, baik dari segi keindahan maupun dari keamanan. Pemasangan saluran udara dalam kawasan tersebut dapat membahayakan keselamatan manusia.

Bahan untuk kabel tanah pada umumnya terdiri atas tembaga dan alumunium. Sebagai isolasi digunakan bahan – bahan berupa kertas serta perlindungan mekanikal berupa timah hitam. Jenis tegangan menengah sering dipakai juga minyak sebagi isolasi. Jenis kabel demikian dinamakan GPLK (Gewapend Papier Load Cable) yang merupakan standar Belanda. Pada saat ini bahan isolasi buatan berupa PVC (Polivinyl Chloride) dan XLPE (Crosslinked Polyethilene) telah berkembang pesat dan merupakan bahan isolasi yang andal.

Beberapa keuntungan dari penggunaan saluran bawah tanah adalah bebas dari gangguan pohon, sambaran petir, dan tidak menyebabkan bahaya sentuh oleh manusia. Sedangkan beberapa kerugian dari penggunaan saluran bawah tanah adalah biaya pembangunan yang relatif mahal, sulit mengetahui letak gangguan jika terjadi gangguan dan gangguan tersebut bersifat permanen, serta waktu dan biaya yang diperlukan untuk menanggulangi jika terjadi gangguan lebih lama dan lebih mahal.

c. Saluran Kabel Bawah Laut (Submarine Cable)

Saluran kabel bawah laut (submarine cable) yaitu saluran yang dipasang di dasar laut untuk keperluan suplai antar pulau. Kabel jenis ini juga dirancang khusus atau disesuaikan dengan kondisi lingkungan tempat pemasangannya.

3. Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Peletakannya

Istilah lain dari susunan peletakan untuk saluran distribusi tenaga listrik adalah konfigurasi. Konfigurasi suatu jaringan distribusi, baik primer maupun sekunder pada dasarnya dipengaruhi dan ditentukan oleh situasi medan dimana jaringan tersebut dipasang. Ada tiga macam konfigurasi yang dikenal, antara lain:

a. Konfigurasi Horizontal

Konfigurasi horizontal yaitu bila diantara ketiga saluran fasanya saling membentuk garis lurus horizontal sejajar dengan permukaan tanah. Konfigurasi horizontal ini ada dua macam, yaitu konfigurasi horizontal tanpa perisai pelindung dan konfigurasi horizontal dengan perisai pelindung.

b. Konfigurasi Vertikal

Konfigurasi vertikal yaitu bila diantara ketiga saluran fasa pada sistem tiga phasa (R, S, T) saling membentuk garis vertikal, yaitu tegak lurus dengan bidang tanah dan sejajar dengan posisi tiangnya. Dalam perkembangannya, terdapat pula konfigurasi vertikal delta.

c. Konfigurasi Segitiga atau Delta

Konfigurasi segitiga atau delta yaitu apabila ketiga saluran phasanya membentuk bidang segitiga (delta).

4. Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Bahan Konduktornya

Jaringan distribusi SUTM 20 KV pada umumnya menggunakan jenis kawat yaitu saluran yang konduktornya tidak dilapisi isolasi sebagai pelindung luar (telanjang). Tipe demikian dipergunakan pada pasangan luar yang diharapkan terbebas dari sentuhan misalnya untuk jenis kabel yaitu saluran yang konduktornya dilindungi (dibungkus) lapisan isolasi.

Bahan konduktor yang paling populer digunakan adalah tembaga (copper) dan aluminium. Tembaga mempunyai 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 penghantar aluminium telah menggantikan kedudukan tembaga. Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium digunakan campuran aluminium (aluminium alloy). Oleh karena itu ada beberapa macam jenis konduktor, yaitu:

a. AAC (All-Aluminium Conductor)

Kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari aluminium.

b. AAAC (All-Aluminium-Alloy Conductor)

Kawat penghantar yang terbuat dari campuran aluminium.

c. ACSR (All Conduktor, Stell-Reinforced)

Kawat penghantar aluminium berinti kawat baja.

d. ACAR (Aluminium Conduktor, Alloy- Reinforced)

Kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran.

5. Bentuk Saluran Distribusi Berdasarkan Susunan Rangkaiannya

Saluran distribusi berdasarkan susunan rangkaiannya dapat dibedakan menjadi 4 macam, antara lain:

a. Sistem Radial

Sistem radial merupakan bentuk jaringan distribusi primer yang paling sederhana dan paling murah dalam perawatannya. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumberdar jaringan itu dan dicabang – cabangkan ke titik – titik beban yang dilayani. Sistem radial ini umumnya digunakan pada SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah). Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.

Sistem ini bersumber dari gardu induk atau langsung dari pusat pembangkit listrik dan menyebar menuju gardu – gardu distribusi. Hal tersebut menyebabkan arus beban yang mengalir disepanjang saluran menjadi tidak sama sehingga luas penampang konduktor pada jaringan bentuk radial ini ukurannya tidak sama karena arus yang paling besar mengalir pada jaringan yang paling dekat dengan gardu induk. Maka, saluran yang paling dekat dengan gardu induk ini ukuran penampangnya relatif besar dan saluran cabang – cabangnya makin ke ujung dengan arus beban yang lebih kecil mempunyai ukuran konduktornya lebih kecil pula.

Gambar 2.3 Konfigurasi sistem radial

Kekurangan dari sistem ini adalah kurang terjaminnya kelangsungan penyaluran listrik, karena sistem ini hanya menghubungkan pada satu sumber daya melalui satu jalan saja. Apabila terjadi gangguan pada penyulang utama yang dekat dengan sumber maka akan terjadi pemutusan seluruh pelayanan sampai gangguan tersebut diatasi.

b. Sistem Loop

Sistem jaringan distribusi loop adalah suatu sistem jaringan distribusi primer yang dimulai dari rel gardu induk atau sumber daya, melalui daerah beban dan kemudian kembali lagi ke rel gardu induk atau sumber daya yang sama. Susunan rangkaian saluran memungkinkan titik beban terlayani dari dua arah saluran, sehingga kontinuitas pelayanan lebih terjamin serta kualitas dayanya menjadi lebih baik karena drop tegangan dan rugi daya saluran menjadi lebih kecil.

Gambar 2.4 Konfigurasi sistem loop

Bentuk sistem jaringan distribusi loop ada dua macam, yaitu:

1)            Bentuk open loop (loop terbuka)

Bentuk open loop ini bila dilengkapi dengan normally open switch yang terletak pada salah satu bagian gardu distribusi, dalam keadaan normal rangkaian selalu terbuka.

2)            Bentuk close loop (loop tertutup)

Bentuk close loop ini bila dilengkapi dengan normally close switch yang terletak pada salah satu bagian antara gardu distribusi, dalam keadaan normal rangkaian selalu tertutup.

Struktur jaringan ini merupakan gabungan dari dua buah jaringan distribusi radial, dimana pada ujung dua buah jaringan ini dipasang sebuah pemutus (PMT) atau pemisah (PMS). Pada saat terjadi gangguan, setelah gangguan dapat diisolir, maka PMT atau PMS ditutup sehingga aliran listrik yang mengalir ke tempat terjadinya gangguan tidak terhenti. Pada umumnya penghantar dari struktur ini mempunyai struktur yang sama.

Kelebihan dari jaringan distribusi loop adalah kualitas dan kontinuitas pelayanan daya lebih baik, sedangkan kekurangannya terletak pada biaya investasi yang mahal. Jaringan distribusi loop cocok digunakan pada daerah yang padat dan memerlukan keandalan tinggi.

c.              Sistem Spindle

Jaringan distribusi spindel merupakan saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM). Jaringan distribusi jenis ini biasanya banyak diterapkan di kota –kota besar. Pada spindle, terdapat sebuah penyulang khusus yang disebut dengan penyulang express. Penyulang express ini tidak mencatu gardu – gardu distribusi, tetapi merupakan penyulang penghubung antara gardu induk dengan garduhubung yang dimaksudkan untuk menjaga kelangsungan pasokan tenaga listrik ke konsumen jika terjadi gangguan pada salah satu penyulang yang memasok gardu– gardu distribusi. Jika terjadi gangguan pada salah satu penyulang, maka penyulang lain tidak mengalami pemadaman karena dapat disuplai dari tempat lain melalui sebuah penyulang express. Jenis kawat yang digunakan untuk penyulang express ini sebaiknya kawat yang berpenampang lebih besar dari penyulang lain yang sedang beroperasi.

Sistem ini relatif mahal karena biasanya dalam pembangunannya sekaligus untuk mengatasi perkembangan beban dimasa yang akan datang. Proteksinya relatif sederhana hampir sama dengan sistem open loop. Biasanya di tiap – tiap penyulang dalam sistem spindle disediakan gardu tengah (middle point) yang berfungsi untuk titik manuver apabila terjadi gangguan pada jaringan tersebut.

Gambar 2.5 Konfigurasi sistem spindle

d.             Sistem Cluster

Sistem cluster hampir sama dengan sistem spindle, karena dalam sistem cluster juga tersedia satu penyulang express yang merupakan penyulang tanpa beban yang digunakan sebagai titik manuver beban oleh penyulang dalam sistem ini. Proteksi yang digunakan untuk sistem cluster juga relatif sama dengan proteksi yang digunakan pada sistem spindle.

Gambar 2.6 Konfigurasi sistem cluster

E. Parameter Saluran Distribusi

Seluruh saluran yang menggunakan penghantar dari suatu sistem tenaga listrik memiliki sifat – sifat listrik sebagai parameter saluran, seperti resistansi, induktansi, kapasitansi, dan konduktansi. Oleh karena saluran distribusi memiliki saluran yang tidak begitu panjang (kurang dari 80 km) dan menggunakan tegangan tidak lebih besar dari 69 kV, maka kapasitansi dan konduktansi sangat kecil dan dapat diabaikan.

Resistansi yang timbul pada saluran dihasilkan dari jenis penghantar yang memiliki tahanan jenis dan besar resistansi pada penghatar tergantung dari jenis material, luas penampang dan panjang saluran. Induktansi timbul dari efek medan magnet di sekitar penghantar jika pada Penghantar terdapat arus yang mengalir. Parameter ini penting untuk pengembangan model saluran distribusi yang digunakan dalam analisa sistem tenaga.

1. Resistansi Saluran

Resistansi adalah tahanan pada suatu penghantar baik itu pada saluran transmisi maupun distribusi yang dapat menyebabkan kerugian daya. Dikenal dua macam tahanan, yaitu tahanan arus searah (RDC) dan tahanan arus bolak-balik (RAC). Nilai tahanan arus searah dapat ditentukan dari persamaan:

R_{de}=𝜌\frac{l}{A}

Keterangan:

𝜌   = Resistivitas penghantar

l    = Panjang kawat

A = Luas penampang kawat

Sedangkan menurut AS. Pabla (1991) tahanan arus bolak-balik dapat diperoleh dari persamaan:

Keterangan:

YS = skin effect

YP = proximity effect

 Efek kulit atau skin effect adalah gejala pada arus bolak-balik, bahwa kerapatan arus dalam penampang konduktor tersebut semakin besar ke arah permukaan kawat. Tetapi bila ditinjau dari frekuensi kerja 50 Hz, maka efek kulit sangat kecil dan dapat diabaikan.  Efek sekitar adalah pengaruh dari kawat lain yang berbeda disamping kawat pertama yang ditinjau sehingga distribusi fluks tidak simetris lagi. Tetapi bila radius konduktor kecil terhadap jarak antara kedua kawat maka efek sekitar ini sangat kecil dan dapat diabaikan.

Kenaikan resistansi karena pembentukan lilitan diperkirakan mencapai 1% untuk penghantar dengan tiga serat dan 2% untuk penghantar dengan lilitan konsentris. Jika suhu dilukiskan pada sumbu tegak dan resistansi pada sumbu mendatar maka titik pertemuan perpanjangan garis dengan sumbu suhu dimana resistansinya sama dengan nol adalah suatu konstanta untuk bahan logam bersangkutan, maka tahanan searahnya dapat ditentukan dengan persamaan:

Keterangan:

–                R1   = resistansi penghantar pada suhu t1 (temperatur sebelum operasi konduktor)

–                R2   = resistansi penghantar pada suhu t2 (temperatur operasi konduktor)

–                t1     = temperatur awal (ºC )

–                t2     = temperarur akhir (ºC)

–                T     = konstanta yang ditentukan oleh grafik.

Nilai-nilai konstanta T adalah sebagai berikut:

–                T = 234,5 untuk tembaga dengan konduktivitas 100%

–                T = 241 untuk tembaga dengan konduktivitas 97,3%

–                T = 228 untuk aluminium dengan konduktivitas 61%       

2.5.2           Reaktansi Saluran

Untuk menentukan besarnya induktansi saluran pada jaringan distribusi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Keterangan:

Dimana D adalah jarak antara konduktor dan r adalah radius masing – masing konduktor tersebut. Bila letak konduktor tidak simetris, maka D pada persamaan diatas perlu diganti dengan persamaan seperti berikut:

Untuk menghitung nilai r penghantar menggunakan persamaan:

Dari persamaan diatas maka dapat dicari nilai reaktansi induktif saluran dengan menggunakan persamaan selanjutnya di bawah ini:

Keterangan:

XL       = Reaktansi induktif saluran (Ω/km)

2         = Sudut arus bolak balik

f            = Frekuensi sistem (50 Hz)

L           = Induktansi dari konduktor (H/km)

Baca Juga: Akad Mudharabah Rukun Mudharabah 

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-8960779447364161&output=html&h=280&adk=797022832&adf=571203638&pi=t.aa~a.3703400360~i.49~rp.4&w=666&abgtt=9&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1747242531&num_ads=1&rafmt=1&armr=3&sem=mc&pwprc=7901466160&ad_type=text_image&format=666×280&url=https%3A%2F%2Ftugasmahasiswateknik99.blogspot.com%2F2018%2F06%2Fmakalah-sumber-distribusi-listrik.html&host=ca-host-pub-1556223355139109&fwr=0&pra=3&rh=167&rw=666&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&fa=27&uach=WyJtYWNPUyIsIjEzLjUuMSIsImFybSIsIiIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTg0IixudWxsLDAsbnVsbCwiNjQiLFtbIk5vdClBO0JyYW5kIiwiOC4wLjAuMCJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzguMC43MjA0LjE4NCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTg0Il1dLDBd&dt=1754488688129&bpp=1&bdt=9237&idt=0&shv=r20250805&mjsv=m202508040101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D5986f6e066b179ff%3AT%3D1754488687%3ART%3D1754488687%3AS%3DALNI_MZBD2avjfB81fIgH_J7Htp_lS-QPQ&gpic=UID%3D0000117bc59f07fd%3AT%3D1754488687%3ART%3D1754488687%3AS%3DALNI_MYoQcujsjDkirW5lN4jjiHIYq3tQA&eoidce=1&prev_fmts=128×600%2C128x600%2C0x0%2C666x280%2C666x280%2C666x280&nras=5&correlator=1600218242771&frm=20&pv=1&u_tz=480&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=900&u_aw=1440&u_cd=30&u_sd=2&dmc=8&adx=315&ady=19093&biw=1440&bih=778&scr_x=0&scr_y=16063&eid=95362655%2C31093885%2C42533294%2C95344790%2C95359266&oid=2&pvsid=2119460367809299&tmod=639189265&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F&fc=384&brdim=0%2C122%2C0%2C122%2C1440%2C0%2C1440%2C778%2C1440%2C778&vis=1&rsz=%7C%7Cs%7C&abl=NS&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsW251bGwsbnVsbCxudWxsLCJkZXByZWNhdGVkX2thbm9uIl0sInRyZWF0bWVudF8xLjEiLDFd&nt=1&pgls=CAA.&ifi=8&uci=a!8&btvi=4&fsb=1&dtd=M

BAB IIIPENUTUP

Pada bab III ini akan membahas mengenai kesimpulan dan saran dari makalah teknik tenaga listrik mengenai sistem distribusi ini.

3.1         Kesimpulan

Berdasarkan pemaparan dan pembahasan dari makalah teknik tenaga listrik mengenai sistem distribusi ini maka dapat disimpulkan:

a.              Sistem tenaga listrik merupakan kumpulan atau gabungan yang terdiri dari komponen-komponen atau alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling berhubungan dan merupakan satu kesatuan sehingga membentuk suatu sistem.

b.             Sistem distribusi tenaga listrik merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar sampai ke konsumen.

c.              Komponen jaringan distribusi ini terbagi menjadi 3. Antara lain: jaringan distribusi primer, transformator distribusi dan saluran distribusi sekunder.

d.             Bentuk-bentuk saluran distribusi ini terbagi menjadi beberapa macam, antara lain: bentuk saluran distribusi berdasarkan konstruksi konduktornya terdiri dari kawat dan kabel; bentuk saluran distribusi berdasarkan tempat peletakannya terdiri dari saluran udara, saluran bawah tanah dan saluran kabel bawah laut; bentuk saluran distribusi berdasarkan susunan peletakannya terdiri dari konfigurasi horizontal, konfigurasi vertical dan konfigurasi segitiga; bentuk saluran distribusi berdasarkan bahan konduktornya terdiri AAC (All-Aluminium Conductor), AAAC (All-Aluminium-Alloy Conductor), ACSR (All Conduktor, Stell-Reinforced) dan ACAR (Aluminium Conduktor, Alloy- Reinforced); dan bentuk saluran distribusi berdasarkansusunan rangkaiannya terdiri dari sistem radial, sistem loop, sistem spindle dan sistem cluster.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-8960779447364161&output=html&h=280&adk=797022832&adf=1804514613&pi=t.aa~a.3703400360~i.54~rp.4&w=666&abgtt=9&fwrn=4&fwrnh=100&lmt=1747242531&num_ads=1&rafmt=1&armr=3&sem=mc&pwprc=7901466160&ad_type=text_image&format=666×280&url=https%3A%2F%2Ftugasmahasiswateknik99.blogspot.com%2F2018%2F06%2Fmakalah-sumber-distribusi-listrik.html&host=ca-host-pub-1556223355139109&fwr=0&pra=3&rh=167&rw=666&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&fa=27&uach=WyJtYWNPUyIsIjEzLjUuMSIsImFybSIsIiIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTg0IixudWxsLDAsbnVsbCwiNjQiLFtbIk5vdClBO0JyYW5kIiwiOC4wLjAuMCJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzguMC43MjA0LjE4NCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTg0Il1dLDBd&dt=1754488688130&bpp=1&bdt=9238&idt=0&shv=r20250805&mjsv=m202508040101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D5986f6e066b179ff%3AT%3D1754488687%3ART%3D1754488687%3AS%3DALNI_MZBD2avjfB81fIgH_J7Htp_lS-QPQ&gpic=UID%3D0000117bc59f07fd%3AT%3D1754488687%3ART%3D1754488687%3AS%3DALNI_MYoQcujsjDkirW5lN4jjiHIYq3tQA&eoidce=1&prev_fmts=128×600%2C128x600%2C0x0%2C666x280%2C666x280%2C666x280%2C666x280&nras=6&correlator=1600218242771&frm=20&pv=1&u_tz=480&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=900&u_aw=1440&u_cd=30&u_sd=2&dmc=8&adx=315&ady=19861&biw=1440&bih=778&scr_x=0&scr_y=16838&eid=95362655%2C31093885%2C42533294%2C95344790%2C95359266&oid=2&pvsid=2119460367809299&tmod=639189265&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F&fc=384&brdim=0%2C122%2C0%2C122%2C1440%2C0%2C1440%2C778%2C1440%2C778&vis=1&rsz=%7C%7Cs%7C&abl=NS&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsW251bGwsbnVsbCxudWxsLCJkZXByZWNhdGVkX2thbm9uIl0sInRyZWF0bWVudF8xLjEiLDFd&nt=1&pgls=CAA.&ifi=9&uci=a!9&btvi=5&fsb=1&dtd=M

e.              Parameter saluran distribusi merupakan seluruh saluran yang menggunakan penghantar dari suatu sistem tenaga listrik memiliki sifat-sifat listrik sebagai parameter saluran seperti resistansi, induktansi, kapasitansi, dan konduktansi.

DAFTAR PUSTAKA

Berlian, T. (2013). Distribusi Daya Listrik. Yogyakarta: CV. Andi Ofset.

Hadi, A. (1991). Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta: Erlangga.

Weedy, B. (1978). Sistem Tenaga Listrik. Aksara Persada Indonesia.