Apa fungsi saluran transmisi pada pusat pembangkit listrik

Pengetahuan Umum

Pembangkit listrik biasanya berlokasi di tempat yang berjarak cukup jauh dari pemukiman, pabrik maupun daerah komersial. Untuk itu, diperlukan suatu sistem penyaluran listrik untuk mendistribusikan listrik dari pembangkit ke konsumen akhir. Sistem penyaluran listrik terbagi menjadi dua, yaitu sistem transmisi dan sistem distribusi listrik, seperti yang ditunjukan pada Gambar 1. Kedua sistem tersebut terintegrasi menjadi satu kesatuan sistem penyaluran listrik. Perbedaan keduanya terletak pada besar tegangan listrik yang melalui kedua sistem tersebut.

Sistem transmisi listrik merupakan sistem yang berfungsi untuk mengalirkan listrik dari pembangkit ke gardu listrik utama (main substation). Umumnya, pembangkit listrik dan substation terpisah dengan jarak yang cukup jauh, berkisar antara 300 km hingga 3000 km. Akibatnya, panjangnya jarak tersebut dapat berdampak pada besarnya rugi-rugi listrik, salah satunya adalah disipasi panas. Salah satu cara untuk meminimalisir besarnya rugi-rugi listrik saat proses penyaluran adalah dengan memperbesar tegangan listrik. Pada sistem transmisi listrik, tegangan listrik mencapai 550 kV.

Listrik yang dihasilkan oleh generator biasanya memiliki tegangan sebesar 15 kV hingga 25 kV. Tegangan ini terbilang rendah untuk dapat ditransmisikan dalam jarak yang sangat jauh. Dua parameter yang menentukan daya listrik adalah tegangan dan arus seperti pada persamaan: Daya = Tegangan x Arus. Dengan demikian, dengan nilai daya tertentu, apabila tegangan rendah, maka arus listrik tinggi. Tingginya arus listrik akan berdampak pada besarnya kerugian listrik saat melalui sistem transmisi, karena kuadrat arus proporsional dengan energi yang terdisipasi dalam bentuk panas. Dengan demikian, listrik yang keluar dari generator akan ditingkatkan tegangannya dengan menggunakan transformator. Ketika tegangan listrik

Ujung-ujung konduktor tersambung ke tower. Tower dilengkapi dengan penangkal petir untuk menghindari kerusakan sistem akibat petir yang dapat berdampak pada terhentinya penyaluran listrik. Jarak antara kedua tower tidak boleh terlalu jauh karena dapat berakibat pada melengkungnya konduktor sampai batas yang dianggap tidak lagi aman bagi lingkungan sekitar. Jarak vertikal antara konduktor dengan permukaan tanah (ground clearance) harus dibatasi, biasanya antara 5 m hingga 7 m bergantung pada besarnya tegangan listrik yang melalui sistem transmisi tersebut. Pembatasan ground clearance menjadi sangat esensial karena sistem transmisi listrik dapat berdampak serius pada kesehatan manusia. Salah satu contoh imbasnya pada manusia adalah dapat menimbulkan rasa pusing, insomnia, atau bahkan masalah serius pada kesehatan seperti leukemia dan kanker.

Tegangan listrik yang sampai ke konsumen umumnya sebesar 120 V atau 230 V. Tentunya nilai ini sangat jauh lebih kecil dibanding besar tegangan saat awal transmisi (550 kV). Pada proses transmisi listrik, listrik yang disalurkan mengalami tiga tahap proses penurunan tegangan (step down voltage) menggunakan trafo yang terdapat pada gardu listrik. Tahap pertama yaitu ketika listrik bertegangan 550 kV mengalir melaluioverhead lines kemudian sampai ke gardu listrik pertama. Di gardu listrik tersebut, tegangan diturunkan dari 550 kV menjadi 230 kV. Kemudian listrik dialirkan lagi hingga ke gardu kedua yang memungkinkan tegangan listrik diturunkan dari 230 kV ke 69 kV yang seterusnya dialirkan kembali melalui overhead line ke gardu ketiga. Saat keluar dari gardu ini, tegangan listrik menjadi sebesar 12 kV. Proses transmisi listrik berakhir pada tahap ini. Proses penyaluran listrik selanjutnya diteruskan oleh sistem distribusi listrik.

Fungsi sistem distribusi listrik adalah untuk menyalurkan listrik ke konsumen akhir. Pada sistem distribusi listrik, media transportasi listrik bisa juga melalui overhead lines, dengan ukuran kabel yang tidak sebesar pada sistem transmisi listrik, dan melalui underground cable. Listrik bertegangan 12 kV mengalir melalui kabel sampai ke gardu listrik untuk menjalani proses penurunan tegangan menjadi 120 V atau 230 V yang siap digunakan oleh konsumen. Dengan demikian, sistem kelistrikan pada prinsipnya terdiri dari tiga proses utama dari hulu ke hilir, yaitu proses pembangkitan listrik (power generation), proses transmisi listrik (power transmission) dan proses distribusi listrik (power distribution).

Saluran Transmisi pada sistem tenaga listrik merupakan media yang digunakan untuk mentransmisikan energi listrik dari pusat tenaga listrik hingga ke sistem distribusi. Pada sistem transmisi, energi listrik yang disalurkan berjarak cukup jauh, Itu mengapa tegangan yang ditransmisikan dinaikkan ke tegangan ekstra tinggi 500 kV atau tegangan tinggi 150 kV untuk mengurangi rugi-rugi daya pada saat energi tersebut dihantarkan.

Untuk memahami lebih dalam tentang sistem transmisi ada baiknya kita mengenal bagian-bagian utama dari saluran transmisi tersebut yang meliputi:

Konduktor

Konduktor adalah media untuk tempat mengalirkan energi listrik dari pusat pembangkit ke Gardu Induk. Konduktor ini harus memiliki sifat-sifat konduktivitas yang tinggi, kekuatan Tarik mekanikal yang tinggi, titik berat, biaya rendah, dan tidak mudah patah. Jenis konduktor yang dipakai pada umumnya tembaga, alumunium & baja.

[irp posts=”3092″ name=”Material Konduktor pada Sistem Tenaga Listrik”]

Isolator pada sistem saluran transmisi tenaga listrik berfungsi untuk mencegah adanya aliran arus listrik dari konduktor melalui tiang menara / memisahkan bagian yang bertegangan dengan yang tidak bertegangan. Pada sistem transmisi isolator yang digunakan biasanya menggunakan isolator rantai, yang terdiri dari kepingan dielektrik yang saling dipisahkan oleh konduktor, sehingga dianggap sebagai sebuah kapasitor karena terdiri dari susunan konduktor-dielektrik-konduktor. Menurut bahan yang digunakan isolator yang digunakan biasanya berbahan keramik atau kaca. Dimana kedua bahan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Untuk detil pembahasan tentang isolator dapat dibaca pada link dibawah ini

[irp posts=”3091″ name=”Isolator pada Sistem Tenaga Listrik”]

Menara Transmisi

Menara atau tiang pada saluran transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi yang bisa berupa Menara baja /  tiang baja. Konstruksi tower besi baja merupakan jenis konstruksi saluran transmisi tegangan tinggi (SUTT) ataupun saluran transmisi tegangan ekstra tinggi (SUTET) yang paling banyak digunakan di jaringan PLN, karena mudah dirakit terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya, pemeliharaan yang mudah serta harganya yang terbilang lebih murah jika dibandingkan dengan saluran bawa tanah.

Grounding System pada Saluran Transmisi (Power Line currier) / PLC

Kawat tanah atau grounding wires juga disebut kawat pelindung shield wires digunakan sebagai pelindung penghantar atau kawat phase terhadap sambaran petir. Sistem pentanahan ini dipasang diatas kawat fasa. Pada umumnya kawat pelindung ini berbahan baja yang lebih murah tetapi tidak jarang dignakan ACSR

Prinsip kerja sistem transmisi yaitu tegangan keluaran dari transformator pembangkit listrik dinaikkan menggunakan transformator step up, pada umumnya tegangan generator < 50 kV, tegangan tersebut dinaikkan ke tegangan tinggi 150 KV atau tegangan ekstra tinggi 500KV. Tegangan tersebut disalurkan sepanjang saluran transmisi yang berjarak raturan kilometer membentang dari barat ke timur dan sebaliknya. Tegangan kemudian diturunkan ke tegangan menengah 20 KV pada Gardu Induk untuk selanjutnya didistribusikan ke konsumen.

Di Indonesia sistem saluran transmisi yang ada dikelola oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN). untuk penyaluran atau transmisi pada sistem interkoneksi Jawa-Bali, unit induk PLN yang menanganinya terbagi menjadi 3 unit induk untuk penyaluran dan satu unit induk untuk pengaturan beban. Unit induk penyaluran yaitu,

1. PLN Transmisi Jawa Bagian Barat (TJBB), yang menangani penyaluran di Banten dan Jakarta bertempat di Cawang, Jakarta
2. PLN Transmisi Jawa Bagian Tengah (TJBT), yang menangani penyaluran di Jawa Barat, Jawa Tengah dan Yogyakarta bertempat di Bandung, Jawa Barat
3. PLN Transmisi Jawa Bagian Timur dan Bali (TJBTB), yang menangani penyaluran di Jawa Timur dan Bali bertempat di Sidoarjo, Jawa Timur

sedangkan untuk unit induk pengaturan beban oleh PLN Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali (P2B JB) yang berfungsi untuk mengatur beban Jawa Bali, berpusat di Gandul, Jakarta yang biasa disebut Jawa Bali Control Center (JCC) yang dibawahnya terbagi dalam lima regional Area Pengaturan Beban (APB) meliputi:

1. PLN Area Pengaturan Beban Jakarta dan Banten, berkedudukan di Cawang, Jakarta (Region Control Center / RCC Cawang)
2. PLN Area Pengaturan Beban Jawa Barat, berkedudukan di Bandung (Region Control Center / RCC Cigereleng)
3. PLN Area Pengaturan Beban Jawa Tengah dan DIY, berkedudukan di Semarang (Region Control Center / RCC Ungaran)
4. PLN Area Pengaturan Beban Jawa Timur, berkedudukan di Sidoarjo (Region Control Center / RCC Waru)
5. PLN Area Pengaturan Beban Bali, berkedudukan di Denpasar (Region Control Center / RCC Bali)