Pengetahuan Dasar Sistem Tenaga Listrik

Tulisan ini merupakan bagian pertama dari rangkaian materi mengenai instalasi tenaga listrik. Sebelum membahas bagian penerapam pemasangan instalasinya, ada baiknya kita harus paham dahulu mengenai sistem tenaga listrik itu sendiri. Sistem tenaga listrik merupakan jaringan listrik interkoneksi (saling-terhubung) yang digunakan untuk menyalurkan (mendsitribusikan) tenaga listrik dari dari pembangkit ke pengguna. 

Prinsip Kerja Sistem Tenaga Listrik

Energi listrik diproduksi pada unit pembangkitan. Pembangkit listrik seringnya berlokasi jauh dari permukiman penduduk. Energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit kemudian dinaikkan tegangannya, dan dikirim ke gardu induk distribusi melalui saluran transmisi. Saluran transmisi mampu membawa energi listrik dalam jarak yang cukup jauh, hingga mencapai gardu induk distribusi. Pada gardu induk distribusi, tegangan transmisi diturunkan menjadi tegangan distribusi. Kemudian energi listrik dikirim ke trafo-trafo distribusi dekat pengguna dengan menggunakan penyulang. Setelah sampai di trafo distribusi, tegangan listrik kembali diturunkan dari tegangan distribusi menjadi tegangan rumah tangga.

Ilustrasi Sistem Tenaga Listrik

Diagram Sistem Tenaga Listrik

Sistem tenaga listrik terdiri dari unit pembangkitan, unit transmisi, gardu induk distribusi, dan unit distribusi. Setiap unit memiliki peran masing-masing seperti yang dijelaskan dalam uraian berikut.

Diagram Sistem Tenaga Listrik

Unit Pembangkitan

Berperan memproduksi energi listrik. Terdapat berbagai tipe pembangkit listrik (contohnya PLTA, PLTU, PLTG, PLTD dsb), Apapun tenaga penggerak yang digunakan, terdapat sebuah mesin yang berperan penting dalam pembangktan listrik yaitu turbin. Alat inilah yang memutar mesin generator listrik sehingga membangkitkan listrik.

Mesin Turbin dan Mesin Generator Listrik 

Unit Transmisi

Berperan membawa listrik dari pembangkit ke gardu induk distrribusi. Tegangan yang disalurkan melalui unit transmisi tergolong sebagai tegangan tinggi, oleh karena itu disebut Jaringan Tegangan Tinggi (JTT). Karena penyalurannya memakai penghantar telanjang di udara terbuka maka disebut Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT).

Tower JTT 150 kV dan Trafo JTT 150 kV

Gardu Induk Distribusi

Gardu induk distribusi berperan menurunkan tegangan hingga ke level menengah, lalu disalurkan ke jaringan distribusi. Jaringan ini disebut Jaringan Tegangan Menengah (JTM).

Trafo Gardu Induk Distribusi

Unit Distribusi

Berperan membawa listrik dari gardu induk distribusi ke pengguna. Pada unit distribusi tegangan listrik diturunkan lagi hingga ke level rendah, lalu disalurkan ke jaringan distribusi sekunder yang disebut sebagai Jaringan Tegangan Rendah (JTR) hingga akhirnya sampai ke para pelanggan.

Trafo Distribusi Sekunder 

Jaringan Distribusi Sekunder

Diagram Jaringan Distribusi Sekunder

Unit ditribusi terbagi menjadi distribusi primer dan distribusi sekunder. Distribusi primer meliputi jaringan tegangan menengah (JTM) sedangkan distribusi sekunder meliputi jaringan tegangan rendah (JTR). Jaringan distribusi sekunder memberikan pasokan daya listrik ke pelanggan. Jaringan tersebut harus mampu menjamin kelangsungan penyaluran dengan frekuensi yang stabil serta aman bagi masyarakat dan lingkungan. Oleh karena itu perencaaannya harus dilakukan dengan tepat supaya trafo distribusi yang harus disediakan dapat memenuhi beban yang ada.

Diagram Jaringan Distribusi Sekunder

Trafo Distribusi Sekunder

Trafo distribusi sekunder bekerja menurunkan level tegangan menengah ke tegangan rendah untuk kebutuhan penyaluran ke pelanggan. Seperti halnya komponen-komponen lain dari rangkaian distribusi, terdapat rugi-rugi energi dan drop tegangan yang disebabkan arus listrik yang mengalir menuju beban. Oleh karena itu perlu dilakukan penentuan untuk pemilihan kapasitas trafo dan lokasinya.

Gardu Distribusi

Sebuah gardu distribusi berperan menurunkan tegangan menengah (JTM) menjadi tegangan rendah (JTR), lalu membaginya ke beberapa jurusan guna melayani pelanggan. Pada sebuah gardu distribusi terdapat peralatan-peralatan penting seperti FCO (Fuse Cut Out), LA (Lightning Arrester), transformator daya (step down), PHB TR, Pentanahan serta beberapa komponen pelindung lainnya. Terdapat bebrbagai tipe gardu distribusi yaitu tipe portal, beton, kios, cantol, dan mobile.

Gardu Distribusi tipe Portal

Gardu Distribusi tipe Beton dan Mobile

Gardu Distribusi tipe Kios dan tipe Cantol

Panel Hubung-Bagi Tegangan Rendah (PHB TR)

PHB TR termasuk bagian dari sebuah gardu distribusi. Wujudnya berupa panel yang terdapat pada gardu distribusi, dan menjadi tempat percabangan dari rangkaian utama yang akan terbagi ke beberapa jurusan kemudian diteruskan ke pelanggan. Jumlah jurusan ditentukan berdasarkan banyaknya pelanggan yang ada di kawasan yang dilayaninya. Pada umumnya sebuah PHB TR memiliki 2 sampai 4 jurusan.

Fungsi PHB TR

• Sebagai Penghubung, yaitu menghubungkan keluaran (output) trafo distribusi menuju sistem tenaga listrik tegangan rendah yang disambungkan melalui kabel jurusan (opstyg cable).

• Sebagai Pembagian Jurusan, yaitu menjadi tempat dlakukannya pembagian daya listrik ke beberapa jurusan. Pembagian jurusan tersebut dilakukan melalu rel pembagi yang terdapat di dalam PHB TR.

• Sebagai Proteksi, yaitu melindungi sistem teanga listrik tegangan rendah yang ada di bawahnya. Aliran listrik akan terputus secara otomatis jika terjadi suatu gangguan. Komponen proteksi di dalam PHB TR adalah NH Fuse dan saklar utama. NH Fuse merupakan jenis pengaman lebur.

• Sebagai Pengendalian, Yaitu pusat pengendalian pada jaringan tegangan rendah (JTR), yang dapat memutuskan/menyambungkan aliran listrik melalui saklar utama. Pemutusan juga sering dilakukan ketika ada pekerjaan perawatan/perbaikan JTR.

Komponen Panel Hubung-Bagi Tegangan Rendah

Di dalam PHB TR terdapat beberapa komponen. Sebagai contoh, berikut ini komponen-komponen PHB TR yang terdapat pada suatu Gardu Distribusi.

1. Rangka

Kerangka merupakan box panel listrik yangberfungsi melindungi dan sebagai tempat peletakan semua komponen / perlengkapan di dalamnya. Panel ini terbuat dari benda logam anti karat yang dilengkapi dengan kunci pintu agar aman dari tindakan pencurian.

Rangka PHB TR

2. Saklar Utama

Saklar Utama berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik dari output tranasformator menuju rel tembaga (untuk pembagian jurusan) yang nantinya akan diteruskan ke jaringan tegangan rendah. Saklar utama ini berbentuk seperti tuas (pegangan) yang dapat dioperasikan dengan cara mengarahkannya ke kiri atau ke kanan.

Saklar Utama pada PHB TR

3. NH atau NT Fuse

NH atau NT fuse merupakan alat proteksi (pengaman) yang ada di dalam PHB TR. NH Fuse akan bekerja dengan cara melebur apabila nilai arus melewati batas maksimum NH fuse yang terpasang, akibat adanya gangguan. Apabila NH fuse melebur maka aliran listrik yang terhubung ke JTR terputus.

NH Fuse pada PHB TR

4. Rel Pembagi

Rel Pembagi pada PHB TR berfungsi untuk menghubungkan rangkaian utama ke beberapa jurusan. Ada 3 rel pembagi untuk fasa dan 1 rel untuk netral. Output dari saklar utama dihubungkan dengan rel pembagi ini.

Rel Pembagi pada PHB TR

5. Alat Ukur Arus dan Tegangan Listrik

PHB TR dilengkapi dengan alat ukur arus dan tegangan yang memudahkan teknisi listrik untuk mengetahui nilai besaran arus dan tegangannya. Alat ukur ini terpasang di dalam panel.

Alat Ukur Arus dan Tegangan pada PHB TR

6. Sistem Pentanahan (Grounding)

PHB TR dilengkapi dengan terminal pentanahan yang dihubungkan dengan sistem pentanahan yang telah terpasang baik. Selain itu ada sistem pentanahan yang terhubung ke body panel sehingga arus listrik yang bocor ke Body diteruskan ke tanah/bumi.

7. Lampu Indikator

Lampu indikator / kontrol pada PHB TR berfungsi sebagai penanda adanya tegangan pada fasa R, S dan T. Lampu ini dipasang di pintu panel agar dapat memudahkan teknisi PLN mengetahui apakah setiap Fasa masih ada tegangan atau tidak.

Diposting oleh Wawan Hartanto