Buku panduan sistem distribusi pln

Kalender

Desember 2022

S	S	R	K	J	S	M
	1	2	3	4
5	6	7	8	9	10	11
12	13	14	15	16	17	18
19	20	21	22	23	24	25
26	27	28	29	30	31

Table of Contents Show

Ikuti Blog melalui Email
More Related Content
Bagaimana sistem distribusi listrik?
Apa itu ULP di PLN?
Berapakah batas maksimal dan minimal tegangan pada sistem distribusi tegangan menengah?
Ruptl itu apa?

Ikuti Blog melalui Email

Masukkan alamat surat elektronik Anda untuk mengikuti blog ini dan menerima pemberitahuan tentang pos baru melalui surat elektronik.

Alamat Email:

Successfully reported this slideshow.

Your SlideShare is downloading. ×

1. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Penyusun : Kriteria Disain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik disusun oleh : Kelompok Kerja Standar Kontruksi Jaringan Disribusi Tenaga Listrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia Tim Pembina : Direktur Operasi Jawa Bali Direktur Operasi Indonesia Barat Direktur Operasi Indonesia Timur Tim Pengarah : Kepala Divisi Distribusi dan Pelayanan Pelanggan Jawa Bali Kepala Divisi Distribusi dan Pelayanan Pelanggan Indonesia Barat Kepala Divisi Distribusi dan Pelayanan Pelanggan Indonesia Timur Kelompok Kerja Standar Kontruksi Disribusi Jaringan Tenaga Listrik : Ratno Wibowo, Winayu Siswanto, Parluhutan Samosir, Hedy Nugroho, Agus Bactiar Azis, Adi Subagio, Pedi Sumanto, Tumpal Hutapea, Gunawan, OMA, Hendie Prasetyono, I Made Latera, Sumaryono, Novalince Pamuso, Riyanto, Antonius HP, Sunaryo, Sugeng Rijadi, Tutun Kurnia, Joko Pitoyo, Prihadi, Ngurah Suwena, Elphis Sinabela, Andhy Prasetyo, Ketut Bagus Darmayuda, Agus Prasetyo. Narasumber : PT PLN (Persero) Distribusi Jawa Bali, PT PLN (Persero) Indonesia Barat , PT PLN (Persero) Indonesia Timur, PT PLN (Persero) Jasa Engginering, PT PLN (Persero) Pusat Penelitian dan Pengembangan Ketenagalistrikan, PT PLN (Persero) Pusat Pendidikan dan Pelatihan. Diterbitkan Oleh : PT PLN (PERSERO) Jalan Trunojoyo Blok M‐I / 135, Kebayoran Baru Jakarta Selatan PT PLN (Persero) Tim Penyusun Edisi 1 Tahun 2010
2. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik DAFTAR ISI DAFTAR ISI i DAFTAR TABEL viii DAFTAR GAMBAR x KATA PENGANTAR xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 1.1 LATAR BELAKANG 1.1 1.2 TUJUAN 1.2 BAB 2 PERHITUNGAN LISTRIK TERAPAN 2.1 2.1 JATUH TEGANGAN 2.1 2.2 PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN 2.2 2.2.1 Sistem Fasa Tunggal, COS ϕ ≈ 1 2.2 2.2.2 Sistem Fasa Tiga dengan cos ϕ 2.3 2.3 PERHITUNGAN DENGAN MOMEN LISTRIK 2.3 2.4 FAKTOR DISTRIBUSI BEBAN 2.5 2.5 JANGKAUAN PELAYANAN 2.6 2.6 KEMAMPUAN HANTAR ARUS/KUAT HANTAR ARUS 2.9 2.6.1 Kemampuan Hantar Arus Penghantar Saluran Udara 2.9 2.6.2 Kemampuan Hantar Arus Saluran Kabel Bawah Tanah 2.10 BAB 3 PERHITUNGAN MEKANIKA TERAPAN 3.1 3.1 GAYA‐GAYA MEKANIS PADA TIANG 3.1 3.1.1 Jarak antar tiang (Jarak gawang) 3.1 3.1.2 Berat penghantar dan gaya berat penghantar 3.2 3.1.3 Gaya tarik pada tiang 3.3 3.1.4 Pengaruh angin 3.4 3.1.5 Gaya Mekanis Pada Tiang Awal/Ujung 3.5 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 i
3. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 3.1.6 Gaya Mekanis Pada Tiang Tengah 3.6 3.1.7 Gaya Mekanis Pada Tiang Sudut 3.6 3.1.8 Aplikasi perhitungan gaya mekanis 3.7 3.1.9 Penggunaan Hasil Perhitungan Dalam Konsep Perencanaan 3.9 3.1.10 Metode Grafis Untuk Tiang Sudut 3.10 3.1.11 Beban mekanik pada Palang (cross arm /travers) 3.11 3.1.12 Beban Mekanis Isolator 3.12 3.1.13 Andongan pada permukaan miring 3.13 3.1.14 Pondasi Tiang dan Struktur Tanah 3.14 3.1.15 Jarak antar penghantar (conductor spacing) 3.15 3.2 BEBAN MEKANIS TAMBAHAN JARINGAN NON ELEKTRIKAL 3.16 3.3 CONTOH APLIKASI PERHITUNGAN 3.17 3.4 PERTIMBANGAN‐PERTIMBANGAN AKIBAT PENGARUH GAYA MEKANIS AKIBAT SALURAN NON ELEKTRIKAL PLN 3.19 BAB 4 KONSEP DASAR KONSTRUKSI JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 4.1 4.1 KONSEP DASAR SISTEM TENAGA LISTRIK 4.1 4.2 KONFIGURASI SISTEM DISTRIBUSI 4.3 4.3 KEANDALAN KONTINUITAS PENYALURAN 4.8 4.4 SISTEM PEMBUMIAN 4.8 4.4.1 Pembumian Transformator Daya Gardu Induk Pada Sisi TM 4.9 4.4.2 Pembumian Transformator Distribusi Pada Sisi Tegangan Rendah 4.10 4.4.3 Pembumian Lightning Arrester 4.10 4.5 SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH 4.10 4.5.1 Konsep Perencanaan 4.10 4.5.2 Proteksi Jaringan 4.11 4.5.3 Melokalisir Titik Gangguan 4.18 4.5.4 Konstruksi SUTM 4.18 4.5.5 Penggunaan Tiang 4.19 4.5.6 Area Jangkauan Pelayanan 4.19 4.6 SALURAN KABEL TANAH TEGANGAN MENENGAH 4.20 4.6.1 Konsep Perencanaan 4.20 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 ii
4. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 4.6.2 Proteksi Jaringan 4.21 4.6.3 Konstruksi SKTM 4.22 4.6.4 Konsep Isolir Gangguan 4.22 4.6.5 Area Jangkauan Pelayanan 4.22 4.7 GARDU DISTRIBUSI 4.23 4.7.1 Gardu Distribusi Pasangan Luar 4.23 4.7.2 Gardu Distribusi Pasangan Dalam 4.24 4.7.2.1 Sambungan Tee – off (TO) dari saluran udara 4.25 4.7.2.2 Sambungan Saluran Kabel Tanah 4.25 4.7.2.3 Sambungan untuk Pemanfaat Tegangan Menengah 4.26 4.8 AREA PELAYANAN GARDU 4.26 4.8.1 Area Pelayanan Gardu Induk (Service Area) 4.27 4.8.1.1 Gardu Induk dengan Pelayanan Murni SKTM 4.27 4.8.1.2 Gardu Induk dengan Pelayanan SUTM 4.28 4.8.2 Area Pelayanan Gardu Distribusi 4.29 4.8.2.1 Gardu Distribusi Tipe Beton Daerah Padat Beban Tinggi 4.29 4.8.2.2 Gardu Distribusi Daerah Padat Beban Rendah 4.30 4.9 JARINGAN TEGANGAN RENDAH 4.30 4.9.1 Konstruksi Saluran Udara 4.30 4.9.2 Konstruksi Saluran Bawah Tanah 4.31 4.9.3 Proteksi Jaringan Dan Pembumian 4.31 4.10 SAMBUNGAN TENAGA LISTRIK 4.31 4.10.1 Konstruksi Saluran Udara 4.32 4.10.2 Konstruksi Sambungan Pelayanan Tegangan Rendah Bawah Tanah 4.32 4.10.3 Sambungan Pelayanan Pelanggan Tegangan Menengah 4.33 4.10.4 Intalasi Alat Pembatas dan Pengukur (APP) 4.33 4.11 PARAMETER‐PARAMETER RANCANGAN KONSTRUKSI 4.34 4.11.1 Parameter Listrik 4.34 4.11.2 Parameter Lingkungan 4.35 4.11.3 Parameter Material 4.35 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 iii
5. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik BAB 5 KRITERIA DESAIN KONSTRUKSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH 5.1 5.1 TERMINOLOGI 5.1 5.2 KONSTRUKSI DAN JARAK ANTAR TIANG 5.2 5.2.1 Pole Support (Topang tarik, topang tekan) dan fondasi tiang 5.2 5.2.2 Fondasi Tiang 5.4 5.2.3 Konstruksi tiang (Pole Top Construction) 5.4 5.3 KONSTRUKSI PEMBUMIAN 5.11 5.4 KONSTRUKSI FUSED CUT‐OUT (FCO) 5.11 5.5 KONSTRUKSI PENGHANTAR BUMI (SHIELD WIRE) 5.11 5.6 KONSTRUKSI PENGHANTAR NETRAL TM 5.12 5.7 KELENGKAPAN PENGHANTAR (kabel schoon, Tap Connector, Joint Sleeve) 5.12 5.8 JARAK AMAN (SAFETY DISTANCE) 5.12 5.9 KONSTRUKSI PROTEKSI PETIR 5.13 5.10 KONSTRUKSI KABEL PILIN TEGANGAN MENENGAH 5.13 5.11 SAMBUNGAN KABEL DENGAN SALURAN UDARA 5.14 5.12 SAMBUNGAN KAWAT KONDUKTOR 5.14 5.13 KOMPONEN KONSTRUKSI JARINGAN 5.15 BAB 6 KRITERIA DESAIN KONSTRUKSI SALURAN KABEL BAWAH TANAH TEGANGAN MENENGAH 6.1 6.1 KONSTRUKSI PENGGELARAN KABEL 6.1 6.1.1 Kedalaman galian dan perlindungan mekanis kabel 6.1 6.1.2 Penggelaran lebih dari satu kabel 6.2 6.1.3 Jarak kabel tanah dengan utilitas lain 6.2 6.1.4 Persilangan dengan bangunan diatas tanah 6.3 6.1.5 Persilangan dengan rel kereta api 6.3 6.1.6 Persilangan dengan saluran air dan bangunan air 6.3 6.1.7 Persilangan dengan jalan umum 6.4 6.1.8 Terminasi Kabel 6.4 6.1.9 Radius Belokan Kabel 6.4 6.1.10 Kabel Duct 6.5 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 iv
6. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 6.2 TRANSPORTASI DAN PENANGANAN (HANDLING) KABEL 6.5 6.2.1 Pengangkutan kabel 6.5 6.2.2 Penggelaran Kabel 6.5 6.2.3 Penutupan jalan dan penandaan jalur 6.6 6.3 MATERIAL SALURAN KABEL TANAH 6.6 6.3.1 Kabel Tanah 6.6 6.3.2 Batu Peringatan 6.7 6.3.3 Patok Pilot Kabel dan Mof Kabel 6.7 6.3.4 Timah Label 6.7 6.3.5 Pasir urug 6.7 BAB 7 KRITERIA DESAIN KONSTRUKSI GARDU DISTRIBUSI 7.1 7.1 KONSTRUKSI GARDU BETON 7.2 7.1.1 Susunan Tata Ruang 7.2 7.1.2 Instalasi PHB – TM 7.3 7.1.3 Instalasi PHB –TR 7.5 7.1.4 Instalasi Pembumian 7.6 7.1.5 Transformator 7.7 7.1.6 Instalasi Kabel TM dan TR 7.8 7.2 GARDU KIOS – METALCLAD 7.8 7.3 GARDU PORTAL DAN CANTOL 7.9 7.3.1 Konstruksi Gardu Portal 7.9 7.3.1.1 Konstruksi Penopang 7.9 7.3.1.2 Konstruksi PHB TR 7.10 7.3.1.3 Konstruksi PHB TM 7.10 7.3.1.4 Proteksi Surja Petir 7.13 7.3.1.5 Konstruksi Gardu Cantol 7.14 7.3.1.6 Konstruksi Pembumian 7.15 BAB 8 KRITERIA DISAIN JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN RENDAH 8.1 8.1 SALURAN UDARA TEGANGAN RENDAH (SUTR) 8.1 8.1.1 Desain Konstruksi Fasa‐3 dengan kabel twisted 8.3 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 v
7. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 8.1.2 Fungsi Konstruksi Fixed Dead End (FDE) dan Adjustable Dead End (ADE) 8.3 8.1.3 Fungsi Konstruksi Suspension 8.4 8.1.4 Jenis Penghantar 8.4 8.1.5 Pembumian Penghantar Netral dan titik Netral Transformator 8.4 8.1.6 Sambungan dan sadapan 8.5 8.1.7 Jarak antar tiang atau Gawang (Spon) dan andongan (Sag) 8.5 8.1.8 Jarak aman (Safety Distance) 8.6 8.1.9 Jaring distribusi tegangan rendah Sistem fasa ‐2 8.6 8.2 SALURAN KABEL TANAH TEGANGAN RENDAH 8.7 8.2.1 Jenis Kabel 8.8 8.2.2 Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah – PHB TR 8.9 8.2.3 Penggelaran Kabel 8.9 8.2.4 Kabel Utama Jaringan Tegangan Rendah 8.10 BAB 9 KRITERIA DESAIN KONSTRUKSI SAMBUNGAN TENAGA LISTRIK 9.1 9.1 SAMBUNGAN TENAGA LISTRIK TEGANGAN RENDAH 9.1 9.1.1 Jenis Konstruksi Sambungan Tenaga Listrik TR 9.2 9.1.2 Jenis Kabel 9.3 9.1.3 Area pelayanan Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah 9.4 9.1.4 Jarak aman 9.4 9.1.5 Konstruksi Sambungan Kabel Udara 9.4 9.1.6 Konstruksi Sambungan Kabel Tanah 9.5 9.1.7 Pemasangan kotak APP dan lemari APP 9.6 9.1.8 Instalasi APP 9.7 9.2 SAMBUNGAN TENAGA LISTRIK TEGANGAN MENENGAH 9.8 9.2.1 Sambungan dengan pembatas relai 9.8 9.2.2. Sambungan dengan pembatas pengaman lebur 9.8 9.2.3 Sambungan dengan spot load 9.9 9.2.4 Instalasi Meter kWh 9.9 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 vi
8. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik BAB 10 PEMBUMIAN PADA KONSTRUKSI JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 10.1 10.1 KONSEP DASAR PEMBUMIAN 10.1 10.2 PEMBUMIAN TITIK NETRAL SISI SEKUNDER TRANSFORMATOR TENAGA PADA GARDU INDUK/PEMBANGKIT 10.2 10.2.1 Pembumian dengan nilai tahanan rendah 12 Ohm dan 40 Ohm 10.2 10.2.2 Pembumian dengan nilai tahanan sangat rendah (Solid Grounded) 10.3 10.2.3 Pembumian dengan nilai tahanan tinggi 10.3 10.2.4 Pembumian Mengambang 10.4 10.3 PEMBUMIAN TITIK NETRAL TRANSFORMATOR DISTRIBUSI 10.4 10.4 PEMBUMIAN PADA JARING DISTRIBUSI TEGANGAN RENDAH 10.5 10.5 PEMBUMIAN PADA GARDU DISTRIBUSI 10.5 10.6 PEMBUMIAN PENGHANTAR TANAH (SHIELD WIRE/EARTH WIRE) 10.6 10.7 PEMBUMIAN LIGHTNING ARRESTER 10.6 BAB 11 PERHITUNGAN TERAPAN BEBAN TERSAMBUNG TRANSFORMATOR 11.1 11.1 BEBAN TERSAMBUNG TRANSFORMATOR DISTRIBUSI 11.1 11.2 KAPASITAS TRANSFORMATOR 11.3 11.3 PROTEKSI TRANSFORMATOR DISTRIBUSI 11.3 11.3.1 Proteksi hubung singkat dan beban lebih 11.3 11.3.2 Lightning Arrester (LA) dan Sela Batang 11.4 11.3.3 Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan rendah – PHB TR 11.7 BAB 12 PENGGUNAAN SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) 12.1 GLOSARI. 1 DAFTAR PUSTAKA. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 vii
9. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Menengah Saluran Bawah Tanah dengan penghantar kabel berisolasi XLPE, M 1% [MW.km] 2.4 Tabel 2.2. Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Menengah Saluran Udara dengan Penghantar AAAC, M 1% [MW.km]. 2.5 Tabel 2.3. Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Rendah dengan Penghan‐ tar Kabel Pilin M 1% [MW.km]. 2.5 Tabel 2.4. KHA penghantar tak berisolasi pada suhu keliling 35 0 C, kecepatan angin 0,6 m/detik, suhu maksimum 80 0 C (dalam keadaan tanpa angina factor koreksi 0,7). 2.11 Tabel 2.5. KHA kabel tanah inti tunggal isolasi XLPE, copper screen, berselubung PVC jenis kabel NAAXSY. 2.11 Tabel 2.6. KHA kabel tanah dengan isolasi XLPE, copper screen, berselubung PVC pada tegangan 12/20/24 kV, pada suhu keliling 300 C atau suhu tanah 300 C. 2.12 Tabel 2.7. Faktor reduksi kabel multi core/single core dengan konfigurasi berja‐ jar di dalam tanah. 2.12 Tabel 2.8. Faktor koreksi KHA kabel XLPE untuk beberapa macam temperature udara. 2.12 Tabel 2.9. KHA kabel pilin Tegangan Rendah berinti Alumunium berisolasi XLPE atau PVC pada suhu keliling 300 C. 2.13 Tabel 2.10. KHA terus menerus untuk kabel tanah berinti tunggal penghantar Tembaga, berisolasi dan berselubung PVC, dipasang pada sistem Arus Searah dengan tegangan kerja maksimum 1,8 kV; serta untuk kabel tanah berinti dua, tiga dan empat berpenghantar tembaga, berisolasi dan dengan berselubung PVC yang dipasang pada sistem Arus Bolak‐ balik tiga fasa dan tegangan pengenal 0,6/1 kV (1,2 kV), pada suhu keliling 300 C. 2.14 Tabel 3.1. Karakteristik penghantar Kabel Pilin inti Alumunium Tegangan Ren‐ dah (NFAAX‐T) dengan penggantung jenis Almelec (breaking capacity 1755 daN). 3.5 Tabel 3.2. Karakteristik penghantar All Alumunium Alloy Conductor (AAAC). 3.5 Tabel 3.3. Karakteristik panghantar kabel Pilin inti Aluminium Tegangan Mene‐ ngah (NAFFXSEY‐I) 3.5 Tabel 3.4. Tabel Gaya mekanis pada Tiang Awal/Ujung. 3.8 Tabel 3.5. Gaya maksimum pada Tiang Sudut jaringan distribusi tenaga listrik. 3.8 Tabel 3.6. Kekuatan tarik Tiang Awal/Ujung (working load) JTR. 3.9 Tabel 3.7. Kekuatan Tarik Tiang Awal/Ujung (working load) JTM. 3.9 Tabel 3.8. Kekuatan Tiang Sudut (working load) saluran fasa‐3 konstruksi under‐ built JTM/JTR. 3.10 Tabel 3.9. Karakteristik Palang. 3.12 Tabel 3.10. Karakteristik Isolator. 3.12 Tabel 3.11. Karakteristik teknis Isolator Payung dan Long Rod. 3.13 Tabel 3.12. Data Klasifikasi kondisi tanah untuk membuat berbagai macam 3.14 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 viii
10. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik pondasi tiang. Tabel 3.13. Gaya Mekanis pada Tiang Awal/Ujung saluran kabel fiber optic. 3.17 Tabel 3.14. Gaya mekanis maksimum pada Tiang Sudut. 3.17 Tabel 4.1. Karakteristik Sistem Pembumian. 4.12 Tabel 5.1. Jarak Aman (savety distance) 5.13 Tabel 6.1. Jarak Kabel tanah. 6.2. Tabel 6.2. Jarak Kabel tanah dengan pondasi bangunan. 6.3. Tabel 6.3. Penggelaran Kabel tanah pada persilangan dengan saluran air. 6.4. Tabel 7.1. Spesifikasi Teknis PHB‐TR. 7.5 Tabel 7.2. Instalasi Pembumian pada Gardu Distribusi Beton. 7.6 Tabel 7.3. Pemilihan Rated Current HRC fuse –TM. 7.7 Tabel 7.4. Spesifikasi Pengaman Lebur (NH‐Fuse) Tegangan Rendah. 7.11 Tabel 7.5. Spesifikasi Fuse Cut‐Out (FCO) dan Fuse Link (expulsion type) Tegangan Menengah (Publikasi IEC No. 282‐2 – NEMA) 7.11 Tabel 8.1. Jenis konstruksi pada tiang jaringan distribusi Tegangan Rendah. 8.4 Tabel 8.2. Jarak Aman Saluran Udara Kabel Pilin terhadap Lingkungan. 8.6 Tabel 9.1. Konstruksi Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah. 9.2 Tabel 11.1. Faktor Kebersamaan. 11.1 Tabel 11.2. Persentasi (% ) impedansi Transformator fasa‐3 dan fasa ‐1. 11.3 Tabel 11.3. Jenis Pelebur Pembatas Arus Transformator Distribusi. 11.5 Tabel 11.4. Arus Pengenal Pelebur Letupan. 11.6 Tabel 12.1 Contoh Lay –out diagram sistem SCADA PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang Saluran Kabel tanah Tegangan Menengah. 12.2 Tabel 12.2 Contoh Lay –out diagram sistem SCADA PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang Saluran Udara Tegangan Menengah. 12.3 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 ix
11. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik DAFTAR GAMBAR Gambar 2‐1 Grafik kemampuan penyaluran SUTM fasa – 3 beban diujung Δu 5%, cos ϕ= 0,8 T=35o C AAAC [IEC.2008]. 2.7 Gambar 2‐1 Grafik kemampuan penyaluran Kabel Pilin Tegangan Rendah (TR) beban diujung pada suhu (T )= 30oC dan cos ϕ = 0,8. 2.8 Gambar 4‐1 Pola Sistem Tenaga Listrik. 4.2 Gambar 4‐2 Pola Jaringan Distribusi Dasar. 4.3 Gambar 4‐3 Konfigurasi Tulang Ikan (Fishbone). 4.4 Gambar 4‐4 Konfugurasi Kluster (Leap Frog). 4.4 Gambar 4‐5 Konfigurasi Spindel (Spindle Configuration). 4.5 Gambar 4‐6 Konfigurasi Fork. 4.5 Gambar 4‐7 Konfigurasi Spotload (Parallel Spot Configuration). 4.6 Gambar 4‐8 Konfigurasi Jala‐jala (Grid, Mesh). 4.6 Gambar 4‐9 Konfigurasi Struktur Garpu. 4.7 Gambar 4‐10 Konfigurasi Struktur Bunga. 4.7 Gambar 4‐11 Konfigurasi Struktur Rantai. 4.7 Gambar 4‐12 Diagram Proteksi SUTM dengan nilai Z = 40 Ohm. 4.14 Gambar 4‐13 Diagram Proteksi SUTM dengan nilai Z = 500 Ohm. 4.15 Gambar 4‐14 Diagram Proteksi SUTM dengan Solid Ground (Pembumian Langsung). 4.16 Gambar 4‐15 Diagram Proteksi SUTM dengan Sistem Mengambang (tanpa pem‐ bumian) pada PLTD Kecil. 4.17 Gambar 4‐16 Monogram Saluran Udara Tegangan Menengah. 4.20 Gambar 4‐17 Bagan satu garis Gardu Distribusi Portal. 4.24 Gambar 4‐18 Bagan satu garis Gardu Distribusi Beton. 4.25 Gambar 4‐19 Diagram sambungan Tegangan Menengah. 4.26 Gambar 4‐20 Diagram Kondisi Awal GI SKTM. 4.26 Gambar 4‐21 Diagram Kondisi Akhir GI SKTM. 4.27 Gambar 4‐22 Diagram Kondisi Awal jaringan SUTM dengan model Klaster. 4.29 Gambar 4‐23 Diagram Kondis Akhir jaringan SUTM dengan model Klaster. 4.29 Gambar 5‐1 Konstruksi Pemasangan Pole Support. 5.3 Gambar 5‐2 Konstruksi Pemasangan Guy Wire. 5.3 Gambar 5‐3 Konstruksi Pemasangan Tee‐Off. 5.4 Gambar 5‐4 Konstruksi PemasanganTiang Sudut Kecil. 5.4 Gambar 5‐5 Konstruksi Pemasangan Tiang Sudut Sedang. 5.8 Gambar 5‐6 Konstruksi Pemasangan Tiang Sudut Besar. 5.8 Gambar 5‐7 Konstruksi Pemasangan Tiang Peregang. 5.10 Gambar 6 Kabel tanah berisolasi XLPE. 6.1 Gambar 7‐1 Peletakan (lay‐out) Perlengkapan Gardu Distribusi Beton. 7.3 Gambar 7‐2a Jenis‐jenis Sambungan pada RMU. 7.12 Gambar 7‐2b Jenis‐jenis Sambungan pada RMU. 7.13 Gambar 8‐1 Monogram Jaringan Distribusi Tegangan Rendah saluran udara kabel pilin (twisted cable) fasa ‐3. 8.2 Gambar 8‐2 Monogram saluran kabel Tegangan Rendah – SKTR. 8.8 Gambar 8‐3 PHB‐TR. 8.9 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 x
12. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 xi Gambar 9‐1 Papan Hubung Bagi (PHB) Tegangan Rendah. 9.5 Gambar 9‐2 Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah Sambungan Kabel tanah. 9.6 Gambar 9‐3 Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah pada Rusun atau Ruko. 9.7 Gambar 9‐4 Sambungan Tenaga Listrik Tengganan Menengah dengan Pembatas Relai. 9.8 Gambar 9‐5 Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Menengah dengan Pembatas Pengaman Lebur 9.8 Gambar 9‐6 Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Menengah dengan Spot Load. 9.9 Gambar 9‐7 Papan Hubung Bagi (PHB)‐Tegangan Menengah (TM) Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Menengah dengan Spot Load. 9.9 Gambar 12‐ 1 Pemasangan Lampu Fault Indikator. 12.5
13. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 xii KATA PENGANTAR Dalam membangun instalasi sistem jaringan distribusi tenaga listrik di PT PLN(Persero) diperlukan Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Kriteria desain enjiniring dijabarkan secara detail ke dalam Standar Konstruksi Jaringan Tenaga Listrik, supaya dapat menjadi acuan dalam membangun instalasi. Selama ini konstruksi instalasi tenaga listrik di PT PLN (Persero), masih mengacu pada tiga macam Standar Konstruksi Distribusi yang dibuat oleh Konsultan dari manca negara. Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi dan Standar Konstruksi Jaringan Tenaga Listrik yang dibuat oleh Konsultan Sofrelec dari Perancis, dengan pembumian system tahanan rendah (12 Ω dan 40 Ω) berlaku di Jaringan Distribusi DKI Jakarta, Jawa Barat, Bali dan sebagian Unit di luar Jawa. Konsultan Chas T Main dari Amerika Serikat, dengan pembumian system solid (langsung ke bumi) atau “multi grounded common neutral, low and medium voltage network” berlaku di Jawa Tengah & DIY dan sebagian Unit di luar jawa. Sedangkan Konsultan New Jec dari Jepang, dengan pembumian sistem tahanan tinggi (500 Ω ) berlaku di Jawa Timur dan sebagian Unit di luar Jawa. Disamping Standar Konstruksi yang masih berbeda‐beda, ada hal‐hal lain yang perlu diperhatikan, adalah ; pemanfaatan tiang listrik untuk telematika, semakin sulitnya memperoleh lokasi tanah gardu yang cukup dan tepat serta kemajuan teknologi material distribusi tenaga listrik. Untuk mencapai efektifitas dan efisiensi dengan pertimbangan keamanan lingkungan, PT PLN (Persero) secara bertahap, perlu memperbaruhi Standar Konstruksi yang ada sekarang, sehinga menjadi acuan teknik yang sesuai perkembangan teknologi dan lingkungan. Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi dan Standar Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik, terdiri dari : Buku 1. Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Buku 2. Standar Konstruksi Sambungan Tenaga Listrik. Buku 3. Standar Konstruksi Jaringan Tegangan Rendah Tenaga Listrik. Buku 4. Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik. Buku 5. Standar Konstruksi Jaringan Tegangan Menengah Tenaga Listrik. Dalam aplikasinya, Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik tidak boleh dirubah. Apabila ada kebutuhan yang bersifat lokal, Unit Induk setempat boleh membuat Standar Konstruksi khusus, sebagai modifikasi dari buku 2 sampai dengan buku 5, dengan catatan tidak menyimpang dari Kriteria Enjinering, yang ada pada buku 1 dan dilaporkan ke PLN Pusat. Terima kasih. Jakarta, Juli 2010. TTD Kelompok Kerja Standar Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik.
14. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG PT PLN (Persero) memandang perlu peningkatan kualitas sistim kelistrikan di semua wilayah pelayanannya, dengan tetap memberikan penekanan pada pelaksanaan empat program strategis PLN yaitu : a. Program peningkatan penjualan b. Program peningkatan pelayanan c. Program peningkatan Pendapatan d. Program penurunan Rugi‐rugi (losses) Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas sistim kelistrikan adalah kondisi dari konstruksi pada Jaringan distribusi tenaga listrik yang meliputi Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Gardu Distribusi, Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dan Sambungan Tenaga Lisrik (Rumah/Pelayanan). Dalam pelaksanaan konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik, sebagian unit pelaksana pada PT PLN Persero telah mempunyai standar konstruksi Jaringan Tenaga Listrik yang disusun sendiri‐sendiri, hal ini mengakibatkan timbulnya beberapa standar yang berbeda dibeberapa tempat dikarenakan perbedaan sistim dan konsultan serta pelaksana kontruksi yang berbeda seperti pada PLN Distribusi Jakarta Raya; PLN Distribusi Jawa Barat dan dengan PLN Distribusi Jawa Tengah & Jogyakarta dan atau PLN Distribusi Jawa Timur. Standar konstruksi tersebut terdapat keberagaman baik dalam kriteria desain maupun model/struktur konstruksinya yang disesuaikan dengan kondisi sistim kelistrikan setempat, selain itu secara teknis ada yang tidak lengkap, tidak konsisten dalam penerapannya dan belum seluruhnya disesuaikan dengan perkembangan teknologi dan tuntutan pelayanan. Saat ini dalam pelaksanaan pembangunan dan pengembangan sistim distribusi pada unit‐ unit PLN diseluruh wilayah indonesia mengacu pada salah satu standar enjiniring yang ada pada pengelolaan /standard PLN Distribusi Jawa Bali tersebut. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 1 Hal. 1
15. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Oleh karena itu, perlu dibuat suatu standar konstruksi yang baik dengan kriteria desain yang sama dan mempertimbangkan perbedaan sistim, perkembangan teknologi serta tuntutan pelayanan. Dasar rujukan penyusunan standar konstruksi adalah standar konstruksi yang disusun konsultan PLN Distribusi/Wilayah setempat, standar‐standar PLN terkait atau mencontoh dengan apa yang telah dilaksanakan didaerah lain, khususnya di pulau Jawa. Kriteria disain standar konstruksi ini akan menjadi dasar Standar Konstruksi Jaringan Distribusi yang akan disusun direncanakan dapat ditetapkan untuk digunakan sebagai tipikal pedoman konstruksi atau acuan dalam melakukan perencanaan, pembangunan dan perbaikan Jaringan Distribusi tenaga listrik bagi PLN seluruh Indonesia sehingga diperoleh tingkat unjuk kerja, keandalan dan efisiensi pengelolaan asset sistim distribusi yang optimal. Memperhatikan besarnya lingkup standarisasi kontruksi yang harus dilaksanakan, pembuatan standar konstruksi sistim distribusi tenaga listrik ini dilakukan secara bertahap dimana untuk tahap kajian ini dibatasi pada pembuatan standar Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi. Penyusunan Detail Standar Konstruksi Jaringan Distribusi disusun dilaksanakan terpisah setelah penetapan prioritas detail Standar Konstruksi Jaringan Distribusi. 1.2 T U J U A N Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk membuat suatu standar enjiniring konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik yang memenuhi kriteria : Membuat Desain yang sama Mengikuti perkembangan teknologi teknik jaringan distribusi dan kelistrikan terakhir Selaras dengan tuntutan pelayanan Dapat dilaksanakan secara konsisten pada seluruh unit PLN Distribusi/Wilayah di seluruh Jawa Bali pada khususnya dan Indonesia pada umumnya. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 1 Hal. 2
16. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 1 Hal. 3 Standar enjiniring konstruksi Jaringan Distribusi tenaga listrik adalah sebagai kriteria disain enjiniring pada konstruksi utama jaringan Distribusi meliputi pada konstruksi Saluran Udara, Kaluran Kabel bawah tanah, Saluran Tenaga Listrik pelanggan baik Tegangan Menengah maupun Tegangan Rendah serta Gardu Distribusi baik pasangan luar maupun pasangan dalam Penyusunan detail standar konstruksi Jaringan distribusi akan dilaksanakan pada paket jasa konsultan berikutnya; sehingga pada waktunya diharapkan tersusun lengkap standar enjiniring dan detail konstruksi jaringan Distribusi yang baku dan diberlakukan se Jawa Bali/Indonesia.
17. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik BAB 2 PERHITUNGAN LISTRIK TERAPAN 2.1 J A T U H T E G A N G A N • Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu penghantar. • Jatuh tegangan atau jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar. • Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam % atau dalam besaran Volt. Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh kebijaksanaan perusahaan kelistrikan. • Perhitungan jatuh tegangan praktis pada batas‐batas tertentu dengan hanya menghitung besarnya tahanan masih dapat dipertimbangkan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sisitem tegangan menengah masalah indukstansi dan kapasitansinya diperhitungkan karena nilainya cukup berarti. Perhitungan Praktis Jatuh Tegangan untuk kondisi Tanpa Beban Induktansi Definisi simbol dan Satuan P : beban dalam [Watt] V : tegangan antara 2 saluran [Volt] q : penampang saluran [mm2 ] Δv : jatuh tegangan [volt] Δu : jatuh tegangan [%] L : panjang saluran (bukan panjang penghantar) [meter sirkuit] I : arus beban [A] σ : konduktivitas bahan penghantar Cu = 56; Alumunium = 32,7 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 1
18. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 2 2.2 PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN 2.2.1 Sistem Fasa Tunggal, COS ϕ ≈ 1 Jatuh Tegangan (dalam %) Untuk beban P, panjang L ; Δu [%] Besarnya penampang saluran, q [mm2 ] 2 2 2L I 100 2L P 100 atau q V V q m u u m σ σ × × × × ⎡ ⎤= = ⎣ ⎦×Δ × ×Δ × Jatuh Tegangan (dalam Volt) 2L P 2 L I 2 atau V v q q v mm σ σ × × × × ⎡ ⎤= = ⎣ ⎦×Δ × Δ × Contoh : 1. Beban P = 900 watt; Δ u = 2%; V = 115 volt ; L = 400 meter. Maka : 2 2 2 2 100 2 400 900 100 48,6 mm 115 2 56 L P x q V u σ × × × × = = = ×Δ × × × 2. Beban pada titik P = 14 A, pada titik Q = 16 A, Δv pada Q = 2,5 Volt, L1 = 20 meter, L2= 16 meter (penghantar tembaga). Δv=Δv1+Δv2 2 2 20 30 2 16 16 2 2,5 56 56 12,2 16 x x x q q q mm diambil q mm = + = = x
19. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 2.2.2 Sistem Fasa Tiga dengan cos ϕ Bila diketahui besarnya arus I, Δv [volt], maka : ][ cos73,1 2 mm v IL q λ ϕ ×Δ ××× = ][ cos73,1 volt q IL v λ ϕ × ××× =Δ Bila diketahui besarnya beban P dalam Watt, maka : ][ 2 mm vV PL q λ×Δ× × = Contoh : 1. Saluran arus bolak balik fasa – 3 L = 80 meter, P = 2000 watt; V= 190 Volt; Δv = 3,8 volt; arus penghantar netral = 0 A 2 96,3 568,3190 200080 mm vV PL q = ×× × = ×Δ× × = λ 2. Berapa jatuh tegangan pada satu saluran L : 150 meter, I : 190 Ampere ; q = 95 mm2 , sistem fasa ‐2. cos ϕ = 0,88 1,73 cos 1,73 150 190 0,88 95 56 8,15 L I v q Volt ϕ λ × × × × × × Δ = = × × = 2.3 P E R H I T U N G A N D E N G A N M O M E N L I S T R I K Perhitungan momen listrik untuk sistem fasa 3 dengan terminologi sebagai berikut : SIMBOL KETERANGAN TR TM P daya aktif kW MW V tegangan kerja antar fasa V kV R tahanan penghantar ohm/km ohm/km X reaktansi penghantar ohm/km ohm/km ϕ beda fasa derajat derajat PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 3
20. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Jatuh tegangan relatif (dalam %) dapat dianggap sama dengan rumus : [ ] [ ] 2 2 5 2 tan 10 % tan 10 % u R X sistemTM PL u u u R X sistemTR PL u u ϕ ϕ Δ + = = Δ + = = Hasil kali P x L dinamakan momen listrik dengan beban P pada jarak L dari sumbernya. Jika jatuh tegangan dalam % sebesar 1 % maka momen listriknya disebut M1. Pada TM : M1 2 1 100 tan V R X ϕ = × + Pada TR : M1 = 2 5 1 10 tan V R X ϕ × + Tabel‐tabel pada halaman berikut memberikan data momen listrik (M) untuk berbagai harga cos ϕ, luas penampang yaitu : M1 adalah momen listrik untuk uΔ = 1 % Dengan beberapa batasan : 1. Beban fasa 3 seimbang di ujung hantaran 2. Suhu kerja 300 C untuk hantaran udara dan berisolasi dan 200 C untuk kabel bawah tanah dan hantaran udara berisolasi. 3. Reaktansi 0,3 ohm/km untuk hantaran udara tidak berisolasi dan 0,1 ohm/km untuk kabel tanah dan hantaran udara berisolasi Tabel 2.1 Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Menengah Saluran Bawah Tanah dengan penghantar kabel berisolasi XLPE, M 1% [MW.km]. Penampang (mm2 ) cos ϕ 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,7 0,6 95 11,4 10,2 9,8 9,5 9,2 8,7 8 150 17,3 15,2 14,3 13,63 12,7 12 11 240 29 23,9 21,2 20 18,6 16,6 15 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 4
21. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Tabel 2.2. Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Menengah Saluran Udara dengan Penghantar AAAC, M 1% [MW.km]. Penampang (mm2 ) cos ϕ 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,7 0,6 35 4 3,6 3,4 3,3 3,2 2,9 2,7 70 7,7 6,3 5,8 5,4 5,2 4,6 4,0 150 12,1 11,5 10 8,9 8 6,8 5,7 240 16,77 15 12,5 10,9 9,7 7,9 6,5 Tabel 2.3 Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Rendah dengan Penghantar Kabel Pilin M1% [kW.km]. Penampang (mm2 ) cos ϕ 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,7 0,6 3 x 35 x N 1,46 1,44 1,38 1,34 1,34 1,31 1,29 3 x 50 x N 1,94 1,92 1,8 8 1,82 1,8 1,78 1,75 3 x 70 x N 7,96 2,67 2,6 4 2,61 2,59 1,56 1,52 2.4 F A K T O R D I S T R I B U S I B E B A N Distribusi beban pada jaringan dapat dinyatakan dalam bentuk matematis untuk beban di ujung penghantar, beban terbagi merata, beban terbagi berat diawal jaringan, beban terbagi barat di ujung. Dengan pengertian sederhana didapatkan angka faktor distribusi beban pada jarak antara titik berat beban dengan sumber/gardu. Diagram distribusi beban Faktor distribusi 1. beban di ujung penghantar besar beban = kuat penghantar Fd = 1 2. beban merata sepanjang saluran besar beban = 2 x kuat penghantar Fd = 0,5 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 5
22. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 6 3. beban memberat ke ujung Fd = 3 2 4. beban memberat kemuka Fd = 3 1 Contoh : Penghantar AAAC dengan beban I Ampere, panjang L kms, Δu = 5% beban merata sepanjang saluran Fd = 0,5 maka penghantar boleh dibebani 2 x I (Ampere) atau saluran diizinkan sepanjang 2L. Catatan : Beban penghantar tidak boleh melampaui Kemampuan Hantar Arusnya (KHA) 2.5 J A N G K A U A N P E L A Y A N A N Perhitungan jatuh tegangan dengan rumus konvensional adalah : ( tan 3 P v r x V ).ϕΔ = + Volt/km. Rumus tersebut memberikan hubungan antara jatuh tegangan Δv, P dan panjang penghantar L, dengan kondisi beban berada pada ujung penghantar.
23. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Grafik pada halaman berikut memberikan gambaran hubungan parameter‐parameter tersebut. Grafik ini dapat digunakan secara sederhana sebagai berikut : 1. Jika faktor distribusi = 0,5 salah satu nilai‐nilai Δu, P, L dapat dapat dikalikan dua. 2. Jika faktor distribusi = 3 1 salah satu nilai‐nilai Δu, P, L dapat dikalikan tiga. 3. jika faktor distribusi = 3 2 salah satu nilai‐nilai Δu, P, L dapat dikalikan satu setengah. Catatan : Perlu diperhatikan Kemampuan Hantar Arus Penghantar yang dipergunakan. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 876543 Jarak [Km] 35mm2 70mm2 150mm 2 240mm 2 35 mm2 Limit 70 mm2 Limit Gambar 2‐1. Grafik kemampuan penyaluran SUTM fasa – 3 beban diujung Δu 5%, cos ϕ= 0,8 T=35o C AAAC [IEC.2008]. MW PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 7
24. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 5%uΔ = 10%uΔ = Gambar 2‐2. Grafik kemampuan penyaluran Kabel Pilin Tegangan Rendah (TR) bebandiujung pada suhu (T )= 30o C dan cos ϕ = 0,8. Contoh penggunaannya : 1. Saluran udara 20 kV fasa 3, A3C 150 mm2 cos ϕ : 0,95 daya 4 MW dengan panjang sirkuit 10 kms. M = 4 MW x 10 kms = 40 MW.kms Tabel memberikan M1 : 11,5 MW.kms Jatuh tegangan 1 M 40 x1% 1% 3,47% M 11,5 uΔ = = × = . PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 8
25. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 2. Saluran udara 20 kV fasa 3, A3C 150 mm2 , L : 20 kms dibebani 20 trafo dengan daya masing‐masing 250 kVA, beban merata dan cos ϕ = 0,8. Jatuh tegangan relatif pada transformator paling ujung adalah : S = 20 x 250 kVA = 5000 kVA ; cos ϕ = 0.8 P = 5000 x 0,8 = 4000 kW = 4 MW Beban terbagi rata : Beban Pengganti (P’)= 2 1 x 4 MW = 2 MW Momen beban M = P’x L = 2 x 20 = 40 MW.km Momen M1 = 8 MW.km Jatuh tegangan (Δu) = %5%1 8 40 %1 1 =×=x M M 2.6 Kemampuan Hantar Arus / Kuat Hantar Arus Kemampuan Hantar Arus (menurut SNI 04‐0225‐2000) atau Kuat Hantar Arus (menurut SPLN 70‐4 : 1992) suatu penghantar dibatasi dan ditentukan berdasarkan batasan‐ batasan dari aspek lingkungan, teknis material serta batasan pada kontruksi penghantar tersebut yaitu : • Temperatur lingkungan • Jenis penghantar • Temperatur lingkungan awal • Temperatur penghantar akhir • Batas kemampuan termis isolasi • Faktor tiupan angin • Faktor disipasi panas media lingkungan Apabila terjadi penyimpangan pada ketentuan batasan tersebut diatas maka Kemampuan Hantar Arus/ Kuat Hantar Arus (KHA) penghantar harus dikoreksi 2.6.1 Kemampuan Hantar Arus Penghantar Saluran Udara Jenis penghantar saluran udara, terdiri atas : PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 9
26. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik a. Panghantar tidak terisolasi AAAC, AAC, ACSR. (ACSR tidak secara luas dipergunakan sebagai penghantar Saluran Udara Tegangan Menengah) b. Penghantar berisolasi AAAC‐S, NAAXSEY. (Kabel Pilin Tegangan Menengah). c. Penghantar LVTC (Low Voltage Twisted Cable) NFAAX. Ketentuan teknis kemampuan hantar arus penghantar pada ambient temperatur 30o C dalam keadaan tanpa angin. Tabel 2.4 s/d 2.10 memberikan kemampuan hantar arus jenis penghantar Saluran Udara Tegangan Menengah dan jangkauan pada beban dan jatuh tegangan tertentu. 2.6.2 Kemampuan Hantar Arus Saluran Kabel Bawah Tanah • Kemampuan hantar arus kabel baik jenis multi core maupun single core dibatasi oleh ketentuan sebagai berikut : suhu tanah 30o C resistance panas jenis tanah 1000 C, cm/W. digelar sendiri / hanya 1 kabel suhu penghantar maksimum 900 C untuk kabel dengan isolasi XLPE dan 65o C untuk kabel tanah berisolasi PVC. Kabel digelar sedalam 70 cm di bawah permukaan tanah. • Apabila keadaan lingkungan menyimpang dari ketentuan di atas maka kuat hantar arus kabel harus dikoreksi dengan faktor tertentu. • Tabel pada halaman berikut memberikan data kemampuan hantar arus kabel baik untuk pemakaian bawah tanah ataupun saluran udara. • Untuk kabel yang dipakai pada saluran udara (contoh NFAAXSEY‐T) ketentuannya mengikuti ketentuan untuk saluran udara. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 10
27. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Tabel 2.4 KHA penghantar tak berisolasi pada suhu keliling 350 C, kecepatan angin 0,6 m/detik, suhu maksimum 800 C (dalam keadaan tanpa angin faktor koreksi 0,7) Luas Penampang Nominal (mm2 ) Cu AAC AAAC 16 25 35 50 70 95 150 240 300 125 A 175 A 200 A 250 A 310 A 390 A 510 A 700 A 800 A 110 A 145 A 180 A 225 A 270 A 340 A 455 A 625 A 710 A 105 A 135 A 170 A 210 A 155 A 320 A 425 A 585 A 670 A Tabel 2.5 KHA kabel tanah inti tunggal isolasi XLPE, Copper Screen, berselubung PVC jenis kabel NAAXSY. Penampang nominal (mm2 ) Susunan/Konfigurasi Penggelaran kabel Di tanah 200 C Di udara 300 C 1 x 50 1 x 70 1 x 95 1 x 120 1 x 150 1 x 240 165 A 237 A 282 A 320 A 353 A 457 A 145 A 211 A 252 A 787 A 320 A 421 A 180 A 240 A 328 A 378 A 425 A 573 A 155 A 229 A 278 A 320 A 363 A 483 A PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 11
28. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Tabel 2.6 KHA kabel tanah dengan isolasi XLPE, copperscreen, berselubung PVC pada tegangan 12/20 kV/ 24 kV. pada suhu keliling 30o C atau suhu tanah 300 C Jenis kabel Penampang nominal Di udara Di dalam tanah NAAXSEY 95 mm2 242A 214 A Multicore 150 mm2 240 mm2 300 mm2 319 A 425 A 481 A 272 A 358 A 348 A NFAAXSEY‐T 3 x 50 + N 134 A Twisted Cable 3 x 70 + N 3 x 95 + N 3 x 120 + N 163 A 203 A 234 A Tabel 2.7 Faktor reduksi kabel multi core/single core dengan konfigurasi berjajar didalam tanah. Jumlah kabel Jarak 2 3 4 5 6 8 10 a. Bersentuhan 0,79 0,69 0,63 0,58 0,55 0,50 0,46 b. 7 cm 0,85 0,75 0,68 0,64 0,60 0,56 0,53 c. 25 cm 0,87 0,79 0,75 0,72 0,69 0,66 0,64 Tabel 2.8 Faktor koreksi KHA kabel XLPE untuk beberapa macam temperatur udara Temperatur Udara (0 C) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 XLPE Cable 1,15 1,12 1,08 1,04 1 0,96 0,91 0,87 0,82 PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 12
29. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Tabel 2.9 KHA Kabel Pilin Tegangan Rendah berinti Alumunium berisolasi XLPE atau PVC pada suhu keliling 300 C. Jenis kabel Penampang nominal KHA terus menerus Penggunaan 1 2 3 4 NFA2X 3 x 25 + 25 3 x 35 + 25 3 x 50 + 35 3 x 70 + 50 3 x 95 + 70 103 125 154 196 242 Saluran Tegangan Rendah 2 x 10 re 2 x 10 rm 2 x 16 rm 4 x 10 re 4 x 10 rm 4 x 16 rm 4 x 25 rm 54 54 72 54 54 72 102 NFAY 2 x 10 re 2 x 10 rm 2 x 16 rm 4 x 10 re 4 x 10 rm 4 x 16 rm 4 x 25 rm 42 42 58 42 42 58 75 Saluran Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 13
30. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 2 Hal. 14 Tabel 2.10 KHA terus menerus untuk kabel tanah berinti tunggal penghantar Tembaga, berisolasi dan berselubung PVC, dipasang pada sistem Arus Searah dengan tegangan kerja maksimum 1,8 kV; serta untuk kabel tanah berinti dua, tiga dan empat berpenghantar tembaga, berisolasi dan dengan berselubung PVC yang dipasang pada sistem Arus Bolak‐balik tiga fasa dan tegangan pengenal 0,6/1 kV (1,2 kV), pada suhu keliling 300 C. Jenis kabel Luas Penampang mm2 KHA terus menerus Berinti tunggal Berinti dua Berinti tiga dan empat di tanah [A] di udara [A] di tanah [A] di udara [A] di tanah [A] di udara [A] 1 2 3 4 5 6 7 8 NYY NYBY NYFGbY NYCY NYCWY NYSY NYCEY NYSEY NYHSY NYKY NYKBY NYKFGBY NYKRGbY 1,5 2,5 4 40 54 70 26 35 46 31 41 54 20 27 37 26 34 44 18,5 25 34 6 10 16 90 122 160 58 79 105 68 92 121 48 66 89 56 75 98 43 60 80 25 35 50 206 249 296 140 174 212 153 187 222 118 145 176 128 157 185 106 131 159 70 95 120 365 438 499 269 331 386 272 328 375 224 271 314 228 275 313 202 244 282 150 185 240 561 637 743 442 511 612 419 475 550 361 412 484 353 399 464 324 371 436 300 400 500 843 986 1125 707 859 1000 525 605 ‐ 590 710 ‐ 524 600 ‐ 481 560 ‐
31. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik BAB 3 PERHITUNGAN MEKANIKA TERAPAN 3.1 GAYA‐GAYA MEKANIS PADA TIANG Tiang pada jaringan distribusi tenaga listrik berfungsi sebagai tumpuan penghantar, menerima gaya‐gaya mekanis akibat : 1. Berat penghantar dan peralatan 2. Gaya tarik dari penghantar (tensile strength) 3. Tiupan angin 4. Akibat penghantar lain Besarnya gaya‐gaya tersebut berbeda sesuai dengan fungsi tiang (tiang awal/ujung, tiang tengah, tiang sudut) dan luas penghantar. Tiang baik tiang besi atau tiang beton mempunyai kekuatan tarik (working load) sesuai standard yang berlaku saat ini yaitu 160 daN, 200 daN, 350 daN, 500 daN, 800 daN, 1200 daN dimana daN adalah deka Newton atau setara dengan 1,01 kg gaya (massa x gravitasi). 3.1.1 Jarak Antar Tiang (Jarak gawang) Tiang didirikan mengikuti jalur saluran distribusi. Jarak antar tiang disebut gawang (span). Terdapat beberapa uraian mengenai pengertian dari span : a. Jarak gawang maksimum adalah jarak gawang terpanjang pada suatu saluran. b. Jarak gawang rata‐rata adalah jarak gawang rata‐rata aritmatik 1 2 3 ... n rata rata a a a a a jumlah gawang − + + + + = c. Jarak gawang ekivalen (Ruling span) adalah jarak gawang yang diukur berdasarkan rumus 3 3 3 3 1 2 3 4 1 2 3 ... ... eq a a a a a a a a + + + + = + + + a1, a2, a3 …. an = jarak masing‐masing gawang PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 1
32. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 2 atau 1 2 ( ) jarak gawang terpanjang 3 3 eq rata rataa a −= + d. Jarak gawang pemberatan (weighted span) adalah jarak gawang antara dua titik terendah dari penghantar pada 2 jarak gawang berurutan. 3.1.2 Berat Penghantar dan Gaya Berat Penghantar Berat penghantar adalah massa penghantar tiap‐tiap km (kg/km) Gaya berat penghantar = m x g dimana : m = massa penghantar [kg] g = gravitasi [m/s2 ] Sag atau andongan adalah jarak antara garis lurus horizontal dengan titik terendah penghantar. Berat penghantar dihitung berdasarkan panjang penghantar sebenarnya sebagai fungsi dari jarak andongan dihitung dengan rumus sebagai berikut : L = a + 2 8 3 s a dimana : L = panjang total penghantar [m] a = jarak gawang [m] s = panjang andongan/sag [m]
33. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 3.1.3 Gaya Tarik Pada Tiang Panjang penghantar pada dua tiang (gawang) berubah‐ubah sebagai akibat : a. Perubahan temperatur lingkungan b. Pengaruh panas akibat beban listrik (I2 R) Sesuai dengan sifat logamnya, panjang penghantar akan mengalami penyusutan pada temperatur rendah dan memanjang pada temperatur tinggi (panas) menurut rumus : Lt = Lo (1 + α.Δt) dimana : Lo = panjang awal Lt = panjang pada t0 C α = koefisien muai panjang Δt = beda temperatur Pada temperatur rendah panjang penghantar menyusut, memberikan gaya regangan (tensile stress) pada penghantar tersebut, gaya ini akan diteruskan ke tiang tumpunya. Jika gaya tersebut melampaui titik batas beban kerja penghantar (ultimate tensile stress) penghantar akan putus atau tiang penyanggah patah jika beban kerja tiang terlampaui (working load). Perhitungan batas kekuatan tiang dihitung pada temperatur terendah 200 C (malam hari) dan suhu rata‐rata‐rata di siang hari 300 C. Besarnya gaya regangan adalah sebesar F = L L A Y Δ 0 Newton dimana : Y = Modulus Young (elastisitas) [hbar] A = Luas Penampang [m2 ] ∆L = Deformasi panjang penghantar, ∆L = (Lt – L0) [m] L0 = Panjang Awal [m] PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 3
34. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Jika F pada t = 200 C adalah nol. Pada keadaan tersebut, panjang penghantar sama dengan jarak gawang sehingga gaya‐gaya yang terjadi pada tiang adalah Fv = 0, Fh = gaya berat penghantar. Dengan kata lain tiang hanya mengalami regangan akibat gaya berat penghantar sendiri yang pada kondisi ini sama dengan gaya berat penghantar pada titik sag terendah pada suhu rata‐rata siang hari. Contoh : 1. Gaya F horizontal pada tiang untuk a= 40 meter. Penghantar kabel twisted (3 x 70 mm2 + N) meter.massa 1,01 kg/m FH = m x g daN = 1,01 kg x 40m x 9,8 = 396. daN 2. Gaya F Horizontal pada tiang jika s = 1 meter L = a + s s,8 =40 + 1,3 1,8 = 42,3 meter F = 42,3 x 1,01 kg /m x 9,8 = 418,7 daN FH = F sin α → α = sudut andongan ≈ 300 . = 418 sin 300 = 345 daN. 3.1.4 Pengaruh Angin Pengaruh kekuatan hembus angin di Indonesia diukur sebesar 80 daN/m2 oleh karena tiang/penghantar bulat dihitung 50% nya atau 40 daN/m2 . Gaya akibat hembusan angin ini terarah mendatar (transversal) sebesar Fangin = 40 daN/m2 x [(diameter x L) +Luas penampang tiang] Dalam beberapa hal faktor luas penampang tiang diabaikan PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 4
35. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Tabel‐tabel berikut memberikan data karakteristik mekanis untuk berbagai jenis penghantar dan luas penghantarnya : Tabel 3.1 Karakteristik penghantar Kabel Pilin inti Alumunium Tegangan Rendah (NFAAX‐T) dengan penggantung jenis Almelec (breaking capacity 1755 daN). Penampang Penghantar Nominal [mm2 ] Penampang Penggantung [mm2 ] Diameter total [mm] Berat (Isolasi XLPE) [kg/km] Tahanan pada 200 C/fasa [ohm/km] 3 x 25 54,6 26 574 1,2 3 x 35 54,6 30,00 696 0,867 3 x 50 54,6 33,1 819 0,641 3 x 70 54,6 38,5 1059 0,443 Tabel 3.2 Karakteristik penghantar All Alumunium Alloy Conductor (AAAC) Penampang Penghantar [mm2 ] Diameter Nominal [mm] Berat [kg/km] Minimum Breaking Load [daN] Tahanan pada 200 C/fasa [ohm/km] 35 7,5 94 710 1,50 50 8,75 126 1755 0,603 120 13,75 310 3000 0,357 150 15,75 406 4763 0,224 240 20,25 670 6775 0,142 300 22,50 827 8370 0,115 Modulus Young (elastisitas) = 6000 [hbar] Koefisien ekspansi = 23 x 10‐4 per 0 C Koefisien tahanan = 0.0036 per 0 C Tabel 3.3 Karakteristik panghantar kabel Pilin inti Aluminium Tegangan Menengah (NAFFXSEY‐I) Luas penampang [mm2 ] Diameter Nominal [mm] Berat (Isolasi XLPE) [kg/km] Tahanan pada 200 C / fasa [ohm/km] Kapasitansi [μF/km] 3 x 50 54,7 2870 0,645 0,18 3 x 45 87,2 4340 0,437 0,22 Jenis penggantung : kawat baja 50 mm2 Rated voltage : 24 kV 3.1.5 Gaya Mekanis Pada Tiang Awal/Ujung Jika pada temperature minimal (t = 20o C) masih terdapat Sag, maka gaya regangan (tensile stress) sama dengan nol. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 5
36. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Pada kondisi demikian tiang mendapat gaya mekanis F : • Akibat massa penghantar x ½ panjang jarak gawang = Fm • Akibat angin pada penghantar x ½ panjang jarak gawang = Fa maka F = [daN], (pengaruh tiupan angin pada tiang diabaikan). 3.1.6 Gaya Mekanis Pada Tiang Tengah Tiang tengah dengan deviasi sudut lintasan 0o tidak menerima gaya mekanis akibat massa penghantar, karena gaya tersebut saling menghilangkan pada jarak gawang/span yang berdampingan. Namun tetap menerima gaya mekanis sebagai akibat tiupan angin. Besarnya kekuatan angin adalah 40 daN/m2 . F = Fa x diameter kabel x panjang penghantar antara titik andongan dua gawang yang berdampingan (weighted span) Fa = kekuatan angin 40 daN/m2 F = gaya mekanis akibat tiupan angin 3.1.7 Gaya Mekanis Pada Tiang Sudut Tiang sudut adalah tiang dimana deviasi lintasan penghantar sampai dengan 90o . Jika tiang awal/ujung memikul gaya sebesar F kg gaya (daN), maka tiang sudut memikul gaya mekanis F akibat berat/massa penghantar dan tiupan angin maksimum sebesar. dimana α = sudut deviasi lintasan jaringan F = gaya mekanis tiang awal/ujung Rumus gaya mekanis Tiang Sudut secara matematis adalah : F = Fa x d x a x Cos + 2T sin dimana : PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 6
37. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Fa = tekanan angin pada arah bisection [daN/m2 ] T = tegangan tarik maksimum penghantar pada tiang [daN] d = diameter penghantar [m] a = panjang rata‐rata aritmatik dari dua gawang yang membentuk sudut α = sudut deviasi lintasan (derajat) Apabila F1 adalah gaya mekanis maksimum pada tiang awal/ujung, dimana F1 = F akibat massa penghantar + F akibat hembusan angin, Maka tiang sudut menerima gaya maksimum sebesar Fmaks = 2 F1 sin [daN] 3.1.8 Aplikasi Perhitungan Gaya Mekanis Tabel berikut memberikan hasil hitungan gaya mekanik pada tiang untuk berbagai luas dan jenis penghantar dan pada dua posisi tiang, tiang awal/akhir dan tiang sudut. Kekuatan tiang (working load) mengikuti standarisasi yang sudah ada yaitu 160 daN, 200 daN, 350 daN, 500 daN, 800 daN. Untuk panjang 9 m, 11 m, 12 m, 13 m, 14 m, dan 15 m baik tiang besi atau tiang beton. Tiang mempunyai tingkat keamanan 2, yaitu baru akan gagal fungsi jika gaya mekanis melebihi 2 x working load (breaking load = 2 x working load). Kekuatan tarik mekanis dihitung pada ikatan penghantar 15 cm di bawah puncak tiang. Tidak diperhitungkan perbedaan momen tarik untuk berbagai titik ikatan penghantar pada tiang (contoh underbuilt). Jika konstruksi underbuilt, maka gaya mekanis yang diterima tiang adalah jumlah aljabar gaya mekanis akibat sirkit penunjang tunggal. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 7
38. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 8 Tabel 3.4 Tabel Gaya mekanis pada Tiang Awal/Ujung. No. Penampang Penghantar [mm2 ] Massa [kg/m] Diameter d [m] F1 massa x g [daN] F2 Resultan [Kg/m] 2 2 2 1 FFF += [daN] I JTR 3 x 35 + N 3 x 50 + N 3 x 70 + N 0,67 0,78 1,01 0,031 0,034 0,041 148 172 223 28 31 37 150 175 224 II JTM AAAC 3 x 35 3 x 70 3 x 150 3 x 240 0,28 0,63 1,22 1,88 0,008 0,011 0,016 0,019 62 139 269 414 21,6 29,7 45 243 65 142 273 480 III JTM AAAC‐S 3 x 150 1,54 0,017 340 46 343 IV JTM AAAC‐T 3 x 150 3,23 0,066 712 59 715 Temperatur 300 C Jarak gawang L = 45 meter, panjang andongan 1 meter Koefisien muai panjang 23 x 10‐16 per 0 C Tekanan angin 40 daN/m2 Gravitasi g = 9.8 F1 = massa x g x 2 L ; F2 = tekanan angin x d x 2 L Tabel 3.5 Gaya maksimum pada Tiang Sudut jaringan distribusi tenaga listrik. No. Penampang Penghantar [mm2 ] Gaya Mekanis Resultan Maksimum F [daN] α = 300 α = 450 α = 600 α = 900 I JTR 3 x 35 + N 3 x 50 + N 3 x 70 + N 78 91 116 115 134 171 150 175 224 212 248 317 II JTM AAAC 3 x 35 3 x 70 3 x 150 3 x 240 34 64 141 248 50 109 208 367 65 142 273 480 92 200 384 678 III JTM AAAC‐S 3 x 150 172 262 348 485 IV JTM AAAC‐T 3 x 150 368 545 712 1006
39. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik F = 2 F1 sin 2 1 α Jarak gawang 45 meter, panjang sag 1 meter 3.1.9 Penggunaan Hasil Perhitungan Dalam Konsep Perencanaan Mengingat perkembangan beban pelanggan dan lain‐lain, kekuatan hasil perhitungan dikalikan 2, untuk mengantisipasi penambahan jalur jaringan distribusi dari tiang awal yang sama. Tabel pada halaman berikut memberikan angka kekuatan tiang berdasarkan jenis penghantar dan sudut lintasan. Khusus untuk Tiang Akhir atau Tiang Sudut sejauh memungkinkan, dipergunakan tiang dengan kekuatan tarik lebih kecil, namun ditambah konstruksi Topang Tarik (guy wire/trekskur). Tabel 3.6 Kekuatan tarik Tiang Awal/Ujung (working load) JTR. No Penghantar Twisted Cable Kekuatan tiang 9 m [daN] Alternatif pilihan 200 350 500 800 1200 1. 3x35+N mm2 X 2. 3x50+N mm2 X 200 daN + GW 3. 3x70+N mm2 X 200 daN +GW untuk tiang ujung GW = Guy Wire. Kekuatan angin 40 daN/m2 jarak gawang 45 meter, t = 200 C, dengan panjang tiang 9 meter. Sag = 0 meter Tabel 3.7 Kekuatan Tarik Tiang Awal/Ujung (working load) JTM. No Penghantar Kekuatan tiang [daN] Alternatif Pilihan 200 350 500 800 1200 1. AAAC 3x35 mm2 x + GW 2. AAAC 3x50 mm2 x 200 daN+GW 3. AAAC 3x70 mm2 x 200 daN+GW 4. AAAC 3x150 mm2 x 350 daN+GW 5. AAAC 3x240 mm2 2x 350 daN+GW 6. AAAC 2x(3x150)mm2 2x 350 daN+GW 7. AAAC 2x(3x240)mm2 2x 350 daN+GW 8. AAAC 3x150mm2 + LVTC 3x70+N mm2 2x 350 daN+GW 9. AAAC 3x240 mm2 + LVTC 3x70+N mm2 2x 350 daN+GW PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 9
40. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Kekuatan angin 40 daN/ m2 jarak gawang 45 meter, t = 200 C, panjang tiang 11, 12, 13, dan 14 meter, sag 0 meter Tabel 3.8 Kekuatan Tiang Sudut (working load) saluran fasa‐3 konstruksi underbuilt JTM/JTR. No. Jarak Gawang Penghantar Sudut Deviasi Kekuatan tiang [daN] Alternatif pilihan 200 350 500 800 1200 1. 50 meter AAAC.35 mm2 +LVTC 3x70/N mm2 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X X 200daN + GW 200daN + GW 200daN + GW 200daN + GW 2. 50 meter AAAC.70 mm2 +LVTC 3x70/N mm2 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X 2X + GW 200daN + GW 200daN + GW 200daN + GW 3. 50 meter AAAC.150 mm2 +LVTC 3x70/N mm2 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X X + GW + GW 350daN + GW 350daN + GW 4. 50 meter AAAC.240 mm2 +LVTC 3x70/Nmm2 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X 2X + GW + GW 350daN + GW 350daN + GW 5. 50 meter AAAC.150 mm2 GANDA 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X 2X 2X 2X + GW + GW 350daN + GW 350daN + GW 6. 50 meter AAAC.240 mm2 GANDA 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X 2X + GW + GW 350daN + GW 350daN + GW 7. 90 meter AAAC.240 mm2 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X 2X 2X 2X + GW 350daN + GW 350daN + GW 350daN + GW 8. 90 meter AAAC.150 mm2 GANDA 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X 2X + GW 350daN + GW 350daN + GW 350daN + GW 9. 90 meter AAAC.240 mm2 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X 2X + GW 350daN + GW 350daN + GW 350daN + GW 10. 90 meter AAAC.240 mm2 GANDA 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 X X 2X 2X + GW 350daN + GW 350daN + GW 350daN + GW GW = Guy Wire ; 2x = tiang ganda. Tiang besi/beton panjang 11, 12, 13, dan 14 meter, tiupan angin 40 daN/m2 t : 200 C, sag = 0 meter PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 10
41. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Catatan : Apabila menggunakan AAAC berisolasi maka berat penghantar akan bertambah 35 %, sehingga kekuatan Tiang Sudut harus ditambah dengan pemasangan guy wire. 3.1.10 Metode Grafis Untuk Tiang Sudut Perhitungan – perhitungan yang dilakukan untuk menentukan kekuatan mekanik Tiang Sudut kerap kurang aplikatif. Model grafis dapat membantu tanpa harus menghitung besarnya sudut deviasi lintasan jaringan. Asumsi :Gaya mekanis pada tiang sudut adalah resultan gaya tarik tiang ujung/awal untuk berbagai penghantar yang berbeda. Contoh : Penghantar Fasa –3 AAAC 150 mm2 sudut deviasi ϕo . Berapa working load tiang yang dipilih. Kekuatan tiang ujung AAAC 3 x 150 = 500 daN. Kemudian buat gambar dengan skala 1 cm = 100 daN. Ukur panjang resultan gaya misalnya diperoleh hasil 3,5 cm ≈ 3,5 x 100 = 350 daN Maka besarnya kuat tarik tiang sudut tersebut adalah 350 daN 5 cm = 500 daN 3 x 150 mm2 R 3 x 150 m m 2 5 cm = 500daN 3,5 cm = 350 daN 3.1.11 Beban Mekanik pada Palang (cross arm / travers) Palang (Cross Arm) adalah tempat dudukan isolator. Beban mekanis pada palang arah horizontal akibat dari gaya regangan penghantar dan beban vertikal akibat berat penghantar. Umumnya beban vertikal diabaikan. Bahan palang adalah besi (ST.38) profil UNP galvanis dengan panjang berbeda. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 11
42. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Tabel 3.9. Karakteristik Palang. Profil Panjang Penyusunan pada Deviasi UNP 8 1,6 meter Tiang Tumpu 00 ‐ 150 150 ‐ 300 30 ‐ 600 600 ‐ 900 UNP 10 1,8 meter Tiang Tumpu. Tiang awal/akhir UNP 10 2 meter Tiang Tumpu, Tiang Sudut*) UNP 15 2,4 meter Tiang Tumpu*), Tiang Sudut, Awal/Akhir UNP 15 2,8 meter Tiang Tumpu, Tiang Sudut*) Awal/Akhir Catatan *) dapat memakai cross arus ganda untuk tiang awal 3.1.12 Beban Mekanis Isolator Terdapat 2 jenis isolator yang dipakai sesuai dengan fungsinya : 1. Isolator Tumpu (line insulator), terdapat berbagai istilah : line post insulator, post insulator, insulator pin. 2. Isolator Regang (Suspension Insulator), terdapat 2 macam yaitu : isolator payung (umbrella insulator) dan long rod insulator. Isolator Tumpu (line isolator) Isolator tumpu digunakan untuk tumpuan penghantar gaya mekanis pada isolator ini adalah gaya akibat berat beban penghantar pada tiang tumpu atau pada tiang sudut. Tabel 3.10. Karakteristik Isolator. No. Karakteristik Jenis Isolator Line Post Pin Post Pin 1. 2. 3. 4. 5. 6. Tegangan kerja maksimal Withstand voltage (basah) Impulse withstand voltage Mechanical Strength Creepage distance Berat 24 KV 65 KV 125 KV 1250 daN 480 mm 8,34 kg 24 KV 65 KV 125 KV 1250 daN 534 mm 10 kg 22 KV 75 KV 125 KV 850 daN 583 mm 6,4 kg Isolator tumpu dapat dipakai untuk konstruksi pada: Sudut Lintasan Material 00 – 150 Isolator tumpu tunggal 150 ‐ 300 Isolator tumpu ganda Kekuatan mekanis terbesar untuk sudut 45o dengan penghantar AAAC 3 x 240 mm2 adalah sebesar 678 daN, kekuatan mekanis isolator 1250 daN. Pada sudut 150 ‐300 sebesar 790 daN pada 2 isolator PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 12
43. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 13 Isolator regang (suspension insulator) Isolator peregang dipakai pada kontruksi tiang awal/tiang sudut apabila sudut elevasi lebih besar dari 300 . Terdapat 2 jenis isolator yang dipakai, yaitu isolator payung dan long rod dengan karakteristik sebagai berikut : Tabel 3.11. Karakteristik teknis Isolator Payung dan Long Rod. No. Karakteristik Jenis Isolator Payung Long Rod 1. 2. 3. 4. 5. 6. Tegangan kerja maksimal Withstand voltage Impulse withstand voltage Creepage distance Mechanical Strength Berat 24 KV 65 KV 110 KV 295 mm2 7000 daN 4,7 kg 24 KV 67 KV 170 KV 546 mm2 7500 daN 7 kg Untuk tiap 1 set isolator jenis suspension terdiri atas 2 buah/2 piring sedangkan jenis long rod 1 buah. Beban mekanis isolator ini adalah beban mekanis sebagaimana pada isolator tiang ujung/awal. 3.1.13 Andongan pada Permukaan Miring Pada permukaan miring beban mekanis pada tiang tumpu/tengah menjadi berbeda dengan beban mekanis pada bidang mendatar. Rumus terapan parabolik memberikan hubungan antara jarak tiang, tension, andongan jarak aman sebagai berikut : 2 11 ....[ ] 2 8 h h S S h S ⎛ ⎞ = + + − −⎜ ⎟ ⎝ ⎠ meter d = (l2 w‐2hT/2.l.w [meter]
44. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik dimana : l : jarak horizontal [m] h : perbedaan tinggi [m] S1 : jarak andongan pada ½ gawang [m] S2 : panjang andongan pada garis horizontal[m] S : Jarak gawang [m] T : regangan penghantar (daN) w : berat penghantar (kg/m) Pada dasarnya rumus diatas kurang aplikatif sehingga untuk menentukan titik andongan sebaiknya dilakukan dengan memakai template. 3.1.14 Pondasi Tiang dan Struktur Tanah Pondasi pada dasarnya digunakan pada semua tiang, baik tiang tumpu, tiang awal/akhir atau tiang sudut. Jenis dari konstruksi pondasi disesuaikan dengan kondisi tanah dimana tiang tersebut akan didirikan. Tabel 3.12. Data Klasifikasi kondisi tanah untuk membuat berbagai macam pondasi tiang. Kelas tanah Tipe Tanah Kondisi Tanah Maksimum daya dukung Tanah Parameter (C) dan sudut gesek Φ0 1 Cohesive granular Sangat lunak tanpa pasir 1000 daN/m2 C : 1500‐2500 daN/m2 Φ : 250 ‐ 300 2 Cohesive Granular Tanah lunak, endapan lumpur sedikit pasir 2500‐7500 daN/m2 C : 2500‐5000 daN/m2 Φ : 300 ‐ 350 3 Cohesive Granular Tanah keras berpasir coarsif berpasir gravel (tanah liat) 7500‐1500 daN/m2 C : 5000‐8000 daN/m2 Φ : 350 ‐ 400 4 Cohesive Granular Lumpur keras, endapan keras 15.000‐30.000 daN/m2 C : 8000‐11000 daN/m2 Φ : 400 ‐ 450 5 Cohesive Granular Lumpur sangat keras, tanah liat keras berpasir 30.000‐60.000 daN/m2 C : 11000‐14000 daN/m2 Φ : 450 ‐ 500 6 Rock Batu cadas 3.000 daN/m2 C : 20000‐28000 daN/m2 Φ : 900 ‐ 1000 Sumber : CAC proyek kelistrikan RE‐II PT PLN (Persero) PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 14
45. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Dimensi pondasi dibuat berdasarkan data diatas. 3.1.15 Jarak antar Penghantar (conductor spacing) Jarak antar penghantar harus diperhitungkan berdasarkan 2 pertimbangan, yaitu • Pengaruh elektris akibat hubung singkat • Kemngkinan Persinggungan antar penghantar Jarak antar penghantar pada titik tengah gawang merupakan fungsi dari: 1. Jarak Gawang 2. Tinggi Sag Beberapa rumus empiris untuk jarak antar penghantar: 1. D = 0,75 s + 20000 2 V 2. D = s + 150 V dimana : s : Tinggi Sag V : Tegangan Kerja (kV) PanjangPalang ( Cross‐Arm) yang diperlukan adalah : L = 2 x jarak antar penghantar + 2 x jarak antara titik luar lubang pin isolator dengan ujung Palang (± 10 cm) Contoh : Span = 1 meter V = 20 kV d = 0,75 + = 0,77 meter Panjang Palang : 2 x 0,77 + 2 x 10 = 1,74 meter, atau minimal panjang Cross‐Arm 1,8 meter. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 15
46. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 3.2 BEBAN MEKANIS TAMBAHAN JARINGAN NON ELEKTRIKAL Pada beberapa kasus terdapat adanya kabel‐kabel telematika yang terpasang pada jaringan listrik PLN. Saluran kabel ini memberikan tambahan beban mekanis pada tiang awal/ujung dan tiang sudut jaringan listrik PLN, saluran kabel tambahan ini adalah : 1. Saluran kabel telematika (fiber optik , kabel telekomunikasi, kabel vision, kabel untuk internet dan lain‐lain). 2. Saluran udara kabel kontrol dari unit pengatur distribusi PLN. Pengaruh beban mekanis dan perhitungannya sama dengan saluran jaring distribusi tenaga listrik PLN, yaitu memberikan gaya mekanis akibat regangan penghantar (tensile stress), berat kabel dan tiupan angin. Komponen gaya mekanis yang paling berbahaya adalah tensile stress, panjang kabel telekomunikasi pada saat temperatur udara terendah 200 C dan hembusan angin 40 daN/M2 tidak melebihi jarak antar tiang (gawang) atau masih terhitung adanya sag/andogan. Tabel berikut memberikan hasil hitungan pengaruh kabel tersebut Gaya Mekanis pada tiang awal/ujung saluran kabel fiber optik • Saluran kabel fiber optik • Temperatur 200 C • Jarak gawang L=45 meter, Panjang andongan 1 meter • Tekanan angin 40 daN/m2 • Gravitasi g = 9.8 • F1 = massa x g x 2 L ; F2 = tekanan angin x d x 2 L • 2 2 2 1 FFF += PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 16
47. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 17 Tabel 3.13. Gaya Mekanis pada Tiang Awal/Ujung saluran kabel fiber optic. No Jenis Penghantar Massa [Kg/m] Diameter [m] F1 [daN] F2 [daN] 22 21 FFF += [daN] 1 2 3 4 5 6/1T 12/2T 24/2T 48/4T 96/8T 0.239 0.252 0.276 0.283 0.359 12.6 x 22.7 13.2 x 23.3 14.4 x 24.5 14.4 x 24.5 16.3 x 26.4 53 57 62 63 73 40 42 44 44 48 66 71 76 77 87 Gaya mekanis maksimum pada tiang sudut • Keterangan teknis sama dengan Tabel 3.12 • • 12 /F F sin 2α= Tabel 3.14. Gaya mekanis maksimum pada Tiang Sudut. No Jenis Penghantar Gaya Mekanis Tiang Sudut F [daN] 0 30=α 0 45=α 0 60=α 0 90=α 1 2 3 4 5 6/1T 12/2T 24/2T 48/4T 96/8T 34 36 40 42 46 50 54 58 60 68 66 72 76 78 88 9 101 108 110 112 3.3 CONTOH APLIKASI PERHITUNGAN 1. Jaringan tiang 9 meter, dengan penghantar (3 x 70 + N mm2 ), jarak gawang 45 meter sag 1 meter working load tiang awal/ujung 500 daN. ‐ Beban mekanik total : 224 daN
48. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ‐ Working load tiang : 500 daN Sisa beban mekanis yang diizinkan 226 daN Jika ditambah saluran Telematika (fiber optik 96/8T) dengan beban mekanis pada tiang ujung 87 daN, sehingga dengan sisa beban mekanis sebesar 226 daN, maka maksimum hanya 2 saluran kabel fiber optik (2 x 87 daN = 174 daN) yang dapat ditambah pada tiang tersebut Sisa akibat beban mekanis sebesar (226 – 174 daN) = 52 daN di perkirakan dapat menahan beban mekanis akibat sambungan pelanggan. 2. Jika jaringan kabel Pilin (twisted) ganda 2(3x70+N) mm2 • Beban mekanis akibat kabel Pilin 2 x 224 daN = 448 daN • Beban akibat fiber optik 1 saluran = 87 daN • Total beban mekanis = (448 daN + 87 daN) = 535 daN, kelebihan beban mekanis sebesar (535 – 500) daN = 35 daN, dan akibat beban mekanis sambungan pelanggan • Tiang tersebut harus ditambah Guy Wire 3. Sistem under built AAAC 3 x 150 mm2 dan kabel twisted (3 x 70 + N) mm2 • Working load tiang ujung : 500 daN • Beban mekanis AAAC 3 x150mm2 : 273 daN • Beban mekanis kabel twisted (3 x 70 + N) : 274 daN • Sisa kekuatan akibat beban mekanis : 0 daN 4. Pembebanan pada tiang sudut Sudut lintasan 0 90=α • Beban mekanis JTR (3 x 70 + N) : 317 daN • Beban mekanis kabel fiber optik 96/8T : 112 daN • Total : 429 daN • Working load tiang sudut : 350 daN Dengan adanya beban mekanis tambahan tiang sudut tersebut harus ditambah topang tarik (Guy Wire) PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 18
49. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 3 Hal. 19 3.4 PERTIMBANGAN‐PERTIMBANGAN AKIBAT PENGARUH GAYA MEKANIS AKIBAT SALURAN NON ELEKTRIKAL PLN Adanya beban tambahan saluran non elektrikal akibat kebijaksanaan setempat mungkin tidak dapat dihindari. Namun tiang mempunyai fungsi utama sebagai penyangga jaringan listrik PLN sendiri, sehingga harus dipertimbangkan kemungkinan adanya tambahan jaringan listrik PLN sendiri pada tiang tersebut. Penambahan beban mekanis harus dihitung, namun hendaknya tidak melebihi working load tiang itu sendiri. Jika ternyata melebihi sebaiknya diberi tambahan Guy Wire/topang tarik. Berdasarkan pertimbangan tersebut dan contoh hasil perhitungan penambahan beban mekanis kabel fiber optik atau lainnya, maka penambahan saluran non PLN pada tiang : 1. Harus dihitung akibat beban mekanisnya antara lain pondasi tiang 2. Tidak diperbolehkan pada sistem SUTM ‐ JTR (under built) 3. Tidak diperbolehkan pada saluran ganda JTR 4. Sebaiknya ditambahkan topang tarik pada tiang sudut dan tiang ujung 5. Sebaiknya hanya ada satu jalur tambahan kabel non PLN
50. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik BAB 4 KONSEP DASAR KONSTRUKSI JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 4.1 KONSEP DASAR SISTEM TENAGA LISTRIK Suatu sistem tenaga listrik secara sederhana terdiri atas : a. Sistem Pembangkit b. Sistem Transmisi dan Gardu Induk c. Sistem Distribusi d. Sistem Sambungan Pelayanan Sistem‐sistem ini saling berkaitan dan membentuk suatu sistem tenaga listrik. Sistem distribusi adalah sistem yang berfungsi mendistribusikan tenaga listrik kepada para pemanfaat. Sistem distribusi terbagi 2 bagian : a. Sistem Distribusi Tegangan Menengah b. Sistem Distribusi Tegangan Rendah Sistem Distribusi Tegangan Menengah mempunyai tegangan kerja di atas 1 kV dan setinggi‐tingginya 35 kV. Sistem Distribusi Tegangan Rendah mempunyai tegangan kerja setinggi‐tingginya 1 kV. JarIngan distribusi Tegangan Menengah berawal dari Gardu Induk/Pusat Listrik pada sistem terpisah/isolated. Pada beberapa tempat berawal dari pembangkit listrik. Bentuk jaringan dapat berbentuk radial atau tertutup (radial open loop). Jaringan distribusi Tegangan Rendah berbentuk radial murni. Sambungan Tenaga Listrik adalah bagian paling hilir dari sistem distribusi tenaga listrik. Pada Sambungan Tenaga Listrik tersambung Alat Pembatas dan Pengukur (APP) yang selanjutnya menyalurkan tenaga listrik kepada pemanfaat. Konstruksi keempat sistem tersebut dapat berupa Saluran Udara atau Saluran Bawah Tanah disesuaikan dengan kebijakan manajemen, masalah kontinuitas pelayanan, jenis pelanggan, pada beban atas permintaan khusus dan masalah biaya investasi. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 1
51. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Sistem Distribusi TM Sistem Distribusi Sistem Transmisi SUTET Sistem Pembangkit Sistem Pembangkit Sistem Transmisi SUTT Sambungan Pelayanan Gambar 4.1 Pola Sistem Tenaga Listrik. Aspek Perencanaan Jaringan Distribusi Jaringan distribusi Tegangan Menengah saluran udara dipakai umumnya untuk daerah dengan jangkauan luas, daerah padat beban rendah atau daerah‐daerah penyangga antara kota dan desa. Biaya investasi Saluran Udara relatif murah, mudah dalam pembangunannya, mudah pada aspek pengoperasian, akan tetapi padat pemeliharaan. Tingkat kontinuitas rendah dengan konfigurasi sistem umumnya radial (Fishbone). Jaringan distribusi Tegangan Menengah saluran bawah tanah dipakai umumnya untuk daerah padat beban tinggi (beban puncak lebih dari 2,5 MVA/km2 dengan luas minimal 10 km2 ) dengan jangkauan terbatas. Biaya investasi mahal, sulit dalam pembangunan, mudah dalam pengoperasian dan pemeliharaan, tingkat kontinuitas tinggi. Pada jaringan dengan saluran bawah tanah selalu direncanakan dalam bentuk “loop” guna menghindari pemadaman (black – out) akibat gangguan. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 2
52. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Pada sistem distribusi Tegangan Rendah dan Sambungan Tenaga Listrik digunakan konfigurasi sistem radial murni. Hanya pada pelanggan‐pelanggan tertentu diberikan pasokan alternatif jika terjadi pemadaman. Konstruksi jaringan umumnya saluran udara. Pemakaian saluran bawah tanah umumnya untuk kabel daya (kabel naik, opstik kabel), pada daerah‐daerah eksklusif atas permintaan khusus, pada daerah‐daerah bisnis khusus serta atas dasar kebijakan perencanaan otoritas setempat. 4.2 KONFIGURASI SISTEM DISTRIBUSI Secara umum konfigurasi suatu jaringan tenaga listrik hanya mempunyai 2 konsep konfigurasi : 1. Jaringan radial yaitu jaringan yang hanya mempunyai satu pasokan tenaga listrik, jika terjadi gangguan akan terjadi “black‐out” atau padam pada bagian yang tidak dapat dipasok. 2. Jaringan bentuk tertutup yaitu jaringan yang mempunyai alternatif pasokan tenaga listrik jika terjadi gangguan. Sehingga bagian yang mengalami pemadaman (black‐out) dapat dikurangi atau bahkan dihindari. Gambar 4.2 Pola Jaringan Distribusi Dasar. Berdasarkan kedua pola dasar tersebut, dibuat konfigurasi‐konfigurasi jaringan sesuai dengan maksud perencanaannya sebagai berikut : a. Konfigurasi Tulang Ikan (Fish‐Bone) Konfigurasi fishbone ini adalah tipikal konfigurasi dari saluran udara Tegangan Menengah beroperasi radial. Pengurangan luas pemadaman dilakukan dengan mengisolasi bagian yang terkena gangguan dengan memakai pemisah [Pole Top Switch (PTS), Air Break Switch (ABSW)] dengan koordinasi relai atau dengan system SCADA. Pemutus balik otomatis PBO (Automatic Recloser) dipasang pada saluran utama dan saklar seksi otomatis SSO (Automatic Sectionalizer) pada pencabangan. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 3
53. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Gambar 4.3 Konfigurasi Tulang Ikan (Fishbone). b. Konfigurasi Kluster (Cluster / Leap Frog) Konfigurasi saluran udara Tegangan Menengah yang sudah bertipikal sistem tertutup, namun beroperasi radial (Radial Open Loop). Saluran bagian tengah merupakan penyulang cadangan dengan luas penampang penghantar besar. Gambar 4.4 Konfugurasi Kluster (Leap Frog). c. Konfigurasi Spindel (Spindle Configuration) Konfigurasi spindel umumnya dipakai pada saluran kabel bawah tanah. Pada konfigurasi ini dikenal 2 jenis penyulang yaitu pengulang cadangan (standby atau express feeder) dan penyulang operasi (working feeder). Penyulang cadangan tidak dibebani dan berfungsi sebagai back‐up supply jika terjadi gangguan pada penyulang operasi. Untuk konfigurasi 2 penyulang, maka faktor pembebanan hanya 50%. Berdasarkan konsep Spindel jumlah penyulang pada 1 spindel adalah 6 penyulang operasi dan 1 penyulang cadangan sehingga faktor pembebanan konfigurasi spindel penuh adalah 85 %. Ujung‐ujung penyulang berakhir pada gardu yang disebut Gardu Hubung PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 4
54. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik dengan kondisi penyulang operasi “NO” (Normally Open), kecuali penyulang cadangan dengan kondisi “NC” (Normally Close). Gambar 4.5 Konfigurasi Spindel (Spindle Configuration). d. Konfigurasi Fork Konfigurasi ini memungkinkan 1(satu) Gardu Distribusi dipasok dari 2 penyulang berbeda dengan selang waktu pemadaman sangat singkat (Short Break Time). Jika penyulang operasi mengalami gangguan, dapat dipasok dari penyulang cadangan secara efektif dalam waktu sangat singkat dengan menggunakan fasilitas Automatic Change Over Switch (ACOS). Pencabangan dapat dilakukan dengan sadapan Tee– Off (TO) dari Saluran Udara atau dari Saluran Kabel tanah melalui Gardu Distribusi. Gambar 4.6 Konfigurasi Fork. e. Konfigurasi Spotload (Parallel Spot Configuration) Konfigurasi yang terdiri sejumlah penyulang beroperasi paralel dari sumber atau Gardu Induk yang berakhir pada Gardu Distribusi. Konfigurasi ini dipakai jika beban pelanggan melebihi kemampuan hantar arus penghantar. Salah satu penyulang berfungsi sebagai penyulang cadangan, guna PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 5
55. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik mempertahankan kontinuitas penyaluran. Sistem harus dilengkapi dengan rele arah (Directional Relay) pada Gardu Hilir (Gardu Hubung). Gambar 4.7 Konfigurasi Spotload (Parallel Spot Configuration). f. Konfigurasi Jala‐Jala (Grid, Mesh) Konfigurasi jala‐jala, memungkinkan pasokan tenaga listrik dari berbagai arah ke titik beban. Rumit dalam proses pengoperasian, umumnya dipakai pada daerah padat beban tinggi dan pelanggan‐pelanggan pemakaian khusus. Gambar 4.8 Konfigurasi Jala‐jala (Grid, Mesh). g. Konfigurasi lain‐lain Selain dari model konfigurasi jaringan yang umum dikenal sebagaiman diatas, terdapat beberapa model struktur jaringan yang dapat dipergunakan sebagai alternatif model model struktur jaringan. Struktur Garpu dan Bunga Struktur ini dipakai jika pusat beban berada jauh dari pusat listrik/Gardu Induk. Jaringan Tegangan Menengah (JTM) berfungsi sebagai pemasok, Gardu Hubung sebagai Gardu Pembagi, Pemutus Tenaga sebagai pengaman dengan rele proteksi gangguan fasa‐fasa dan fasa‐tanah pada JTM yang berawal dari Gardu Hubung. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 6
56. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Gambar 4.9 Konfigurasi Struktur Garpu. Gambar 4.10 Konfigurasi Struktur Bunga. Struktur Rantai Struktur ini dipakai pada suatu kawasan yang luas dengan pusat‐pusat beban yang berjauhan satu sama lain. Gambar 4.11 Konfigurasi Struktur Rantai. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 7
57. Buku 1 : Kriteria Desain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 4.3 KEANDALAN KONTINUITAS PENYALURAN Tingkat Keandalan kontinuitas penyaluran bagi pemanfaat tenaga listrik adalah berapa lama padam yang terjadi dan berapa banyak waktu yang diperlukan untuk memulihkan penyaluran kembali tenaga listrik. Secara ideal tingkat keandalan kontinuitas penyaluran dibagi atas 5 tingkat : Tingkat ‐ 1 : Pemadaman dalam orde beberapa jam. Umumnya terjadi pada sistem saluran udara dengan konfigurasi radial. Tingkat ‐ 2 : Pemadaman dalam orde kurang dari 1 jam. Mengisolasi penyebab gangguan dan pemulihan penyaluran kurang dari 1 jam. Umumnya pada sistem dengan pasokan penyulang cadangan atau sistem loop. Tingkat ‐ 3 : Pemadaman dalam orde beberapa menit. Umumnya pada sistem yang mempunyai sistem SCADA. Tingkat ‐ 4 : Pemadaman dalam orde detik. Umumnya pada sistem dengan fasilitas automatic switching pada sistem fork. Tingkat ‐ 5 : Sistem tanpa pemadaman. Keadaan dimana selalu ada pasokan tenaga listrik, misalnya pada sistem spotload, transformator yang bekerja parallel. Keputusan untuk mendesain sistem jaringan berdasarkan tingkat keandalan penyaluran tersebut adalah faktor utama yang mendasari memilih suatu bentuk konfigurasi sistem jaringan distribusi dengan memperhatikan aspek pelayanan teknis, jenis pelanggan dan biaya. Pada prinsipnya dengan tidak memperhatikan bentuk konfigurasi jaringan, desain suatu sistem jaringan adalah sisi hulu mempunyai tingkat kontinuitas yang lebih tinggi dari sisi hilir. Lama waktu pemulihan penyaluran dapat dipersingkat dengan mengurangi akibat dari penyebab gangguan, misalnya pemakaian PBO, SSO, penghantar berisolasi, tree guard atau menambahkan sistem SCADA 4.4 SISTEM PEMBUMIAN Terdapat perbedaan sistem pembumian pada transformator utama di Gardu Induk / sumber pembangkit, namun tidak ada perbedaan sistem pembumian pada Transformator Distribusi dan Jaringan Tegangan Rendah. PT PLN (Persero) Edisi 1 Tahun 2010 Bab. 4 Hal. 8

Bagaimana sistem distribusi listrik?

Sistem distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik, dimana sistem ini bertujuan untuk mengirimkan energi listrik dari unit pembangkit listrik sampai ke konsumen. Tenaga listrik yang dihasilkan dari unit pembangkit adalah 11 kV sampai 24 kV, kemudian tegangannya dinaikkan oleh gardu induk tegangan tinggi dengan ...

Apa itu ULP di PLN?

Unit Layanan Pelanggan (ULP): Sub-unit di bawah UP3 yang membantu pengurusan pelayanan pelanggan dan Pelayanan Jaringan Listrik Distribusi lebih dekat dengan ruang lingkup wilayah lebih kecil.