Tag Archives: arus kuat

DEFINISI TEGANGAN, ARUS, DAN DAYA LISTRIK

BERIKUT DEFINISI RINGKAS YANG MEMBAHAS TENTANG TEGANGAN, ARUS, DAN DAYA LISTRIK

TEGANGAN LISTRIK (VOLTAGE)

Definisi
Tegangan listrik atau yang lebih dikenal sebagai beda potensial listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. Tegangan listrik merupakan ukuran beda potensial yang mampu membangkitkan medan listrik sehingga menyebabkan timbulnya arus listrik dalam sebuak konduktor listrik.
Berdasarkan ukuran perbedaan potensialnya, tegangan listrik memiliki empat tingkatan:

Tegangan ekstra rendah (extra low Voltage)

Tegangan rendah (low Voltage)

Tegangan tinggi (high Voltage)

Tegangan ekstra tinggi (extra high Voltage)

Simbol (rumus)

Sesuai dengan definisi di atas, bahwa tegangan merupakan perbedaan potensial antara dua titik, yang bisa didefinisikan sebagai jumlah kerja yang diperlukan untuk memindahkan arus dari satu titik ke titik lainnya, maka rumus dasar tegangan antara 2 titik adalah:

V– Vb = ∫E . dI

Dimana Va = potensial di titik a; Vb = potensial di titik b; E = medan listrik, dan I = arus listrik.
Berdasarkan penerapannya, beda potensial ada pada arus listrik searah (DC) dan arus listrik bolak- balik (AC). Pada arus searah:

V = √(P.R)

V = I . R

dimana V = tegangan; P = daya; R = hambatan; dan I = arus.
Sedangkan pada arus bolak-balik:
dimana V = tegangan (Volt); I = arus (Ampere); P = daya (Watt); R = hambatan (Ohm); Z = impedansi; dan ф adalah beda fase antara I dan V.

Satuan (unit)
Tegangan listrik memiliki satuan Volt. Simbol untuk tegangan listrik adalah V. namun dalam referensi-referensi akademis lebih sering digunakan simbol E untuk menyebutkan tegangan listrik. Hal ini dilakukan agar tidak tertukar dengan simbol satuan tegangan (Volt) yang juga disimbolkan dengan V.

ARUS LISTRIK (ELECTRIC CURRENT)
Definisi
Arus listrik merupakan aliran muatan listrik. Aliran ini berupa aliran elektron atau aliran ion. Aliran ini harus melalui media penghantar listrik yang biasa disebut sebagai konduktor. Konduktor yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah kabel logam.
Ketika dua ujung kabel disambungkan pada sumber tegangan, misalnya baterai, maka elektron akan mengalir melalui kabel penghantar dari kutub negatif menuju kutub positif baterai. Aliran elektron inilah yang disebut sebagai aliran listrik.

Simbol (rumus)
Arus listrik didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik (elektron) yang mengalir melalui konduktor dalam tiap satuan waktu. Untuk aliran yang kontinu (steady), arus listrik dirumuskan dalam persamaan berikut:

Dimana I = arus listrik (Ampere) ; Q = jumlah muatan listrik yag mengalir (Coulomb); t = waktu (sekon).
Satuan (unit)
Satuan untuk besaran arus listrik dalam system (SI) adalah Ampere (A) atau Coulomb/sekon. 1 Coulomb sendiri setara dengan 6.242 × 1018 elektron yang mengalir per detik.

DAYA LISTRIK (ELECTRIC POWER)
Definisi
Daya listrik adalah besar energi listrik yang ditransfer oleh suatu rangkaian listrik tertutup. Daya listrik sebagai bentuk energi listrik yang mampu diubah oleh alat-alat pengubah energi menjadi berbagai bentuk energi lain, misalnya energi gerak, energi panas, energi suara, dan energi cahaya. Selain itu, daya listrik ini juga mampu disimpan dalam bentuk energi kimia. Baik itu dalam bentuk kering (baterai) maupun dalam bentuk basah (aki).

Simbol (rumus)
Daya merupakan jumlah energi listrik yang mengalir dalam setiap satuan waktu (detik). Sehingga formula daya listrik bisa dituliskan sebagai berikut:
P=W/t
Dimana

P = daya (Watt atau Joule/sekon);

W = energi listrik (Joule);

t = waktu (sekon).

Karena W=V×I×t atau W=I^2×R×t atau W=V^2/R×t, jika W disubstitusi, maka persamaan daya listrik akan menjadi:
P=V×I atau
P=I^2×R atau
P=V^2/R
dimana P = daya (Watt), V = tegangan (Volt), I = kuat arus (Ampere), dan R = hambatan (Ohm).

Satuan (unit)
Satuan dari daya dalam SI adalah Joule/sekon atau Watt.

 

referensi;

http://rohimibnuahmad.wordpress.com

Gardu Distribusi Listrik

Sekilas Tentang Gardu Distribusi

Sekilas Tentang Gardu Distribusi

Gardu Distribusi adalah bangunan gardu transformator yang menyuplai kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan dengan Tegangan Rendah. Gardu Distribusi merupakan kumpulan/gabungan dari perlengkapan hubung bagi Tegangan Rendah. Jenis perlengkapan hubung bagi Tegangan Rendah pada Gardu Distribusi berbeda sesuai dengan jenis konstruksi gardunya.

 

diagram satu garis gardu distribusiDiagram satu garis gardu distribusi

Jenis konstruksi gardu dibedakan atas 2 jenis :

  • Gardu Distribusi konstruksi pasangan luar. Umumnya disebut Gardu Portal (Konstruksi 2 tiang), Gardu Cantol (Konstruksi 1 tiang) dengan kapasitas transformator terbatas.
  • Gardu Distribusi pasangan dalam. Umumnya disebut gardu beton (Masonry Wall Distribution Substation) dengan kapasitas transformator besar.
Pemeliharaan Gardu DistribusiPemeliharaan Gardu Distribusi

Gardu Distribusi Pasangan Luar
Gardu Distribusi pasangan luar merupakan gardu yang memiliki trafo dan PHB terpasang pada tiang jaringan dengan kapasitas transformator terbatas. Konstruksi Gardu Distribusi pasangan luar tipe Portal terdiri atas Fused Cut Out (FCO) sebagai pengaman hubung singkat trafo dengan elemen pelebur/ fuse link type expulsion dan Lightning Arrester (LA) sebagai sarana pencegah naiknya tegangan pada transformator akibat surja petir. Elekroda pembumian dipasang pada masing-masing lightning arrester dan pembumian titik netral transformator sisi Tegangan Rendah. Kedua elekroda pembumian tersebut dihubungkan dengan penghantar yang berfungsi sebagai ikatan penyama potensial yang digelar di bawah tanah.

Diagram satu garis Gardu Distribusi PortalDiagram satu garis Gardu Distribusi Portal

Pada Gardu Distribusi tipe cantol, transformator yang terpasang adalah jenis Completely Self Protected Transformer (CSP). Perlengkapan perlindungan transformator tambahan adalah lightning arrester. Pada transformator tipe CSP fasa 1, penghantar pembumian arrester dihubung langsung dengan badan transformator. Konstruksi pembumian sama dengan gardu portal. Perlengkapan hubung bagi Tegangan Rendah maksimum 2 jurusan dengan saklar pemisah pada sisi masuk dan pengaman lebur (type NH, NT) sebagai pengaman jurusan. Semua bagian konduktif terbuka dihubungkan dengan pembumian sisi Tegangan Rendah. Nilai pengenal LA 5 kA untuk posisi di tengan jaringan dan 10 kA untuk posisi pada akhir jaringan. Nilai tahanan pembumian tidak melebihi 1 Ohm.

Diagram satu garis Gardu Distribusi BetonDiagram satu garis Gardu Distribusi Beton

Gardu Distribusi pasangan dalam merupakan gardu yang memiliki trafo dan PHB terpasang di dalam sebuah gedung beton dengan kapasitas transformator yang besar. Gardu Distribusi pasangan dalam adalah gardu konstruksi beton dengan kapasitas transformator besar, dipakai untuk daerah padat beban tinggi dengan kontruksi instalasi yang berbeda dengan gardu pasangan luar. Gardu beton dipasok dari baik jaringan saluran udara ataupun saluran kabel tanah.
Refferensi :
http://modalholong.wordpress.com

Aside

1 Tiang Saluran Tegangan Rendah 1-1 Jenis Tiang Pada umumnya tiang listrik yang sekarang digunakan pada SUTR terbuat dari beton bertulang dan tiang besi. Tiang kayu sudah jarang digunakan karena daya tahannya (umumnya) relatif pendek dan memerlukan pemeliharaan khusus. Sedang tiang besi jarang … Continue reading

Klasifikasi Saluran Transmisi Listrik Berdasarkan Tegangan

Klasifikasi Saluran Transmisi Berdasarkan TeganganKlasifikasi Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan

Selama ini ada pemahaman bahwa yang dimaksud transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dengan menggunakan tegangan tinggi saja. Bahkan ada yang memahami bahwa transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dengan menggunakan tegangan tinggi dan melalui saluran udara (over head line). Namun sebenarnya, transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, yang besaran tegangannya adalah Tegangan Ultra Tinggi (UHV), Tegangan Ekstra Tinggi (EHV), Tegangan Tinggi (HV), Tegangan Menengah (MHV), dan Tegangan Rendah (LV).
Sedangkan Transmisi Tegangan Tinggi, adalah:

  • Berfungsi menyalurkan energi listrik dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya.
  • Terdiri dari konduktor yang direntangkan antara tiang-tiang (tower) melalui isolator-isolator, dengan sistem tegangan tinggi.
  • Standar tegangan tinggi yang berlaku di Indonesia adalah : 30 KV, 70 KV dan 150 KV.

Beberapa hal yang perlu diketahui:

  • Transmisi 30 KV dan 70 KV yang ada di Indonesia, secara berangsur-angsur mulai ditiadakan (tidak digunakan).
  • Transmisi 70 KV dan 150 KV ada di Pulau Jawa dan Pulau lainnya di Indonesia. Sedangkan transmisi 275 KV dikembangkan di Sumatera.
  • Transmisi 500 KV ada di Pulau Jawa.

Di Indonesia, kosntruksi transmisi terdiri dari :

  • Menggunakan kabel udara dan kabel tanah, untuk tegangan rendah, tegangan menengah dan tegangan tinggi.
  • Menggunakan kabel udara untuktegangan tingg dan tegangan ekstra tinggi.

Berikut ini disampaikan pembahasan tentang transmisi ditinjau dari klasifikasi tegangannya:
1. SALURAN UDARA TEGANGAN EKSTRA TINGGI (SUTET) 200 KV – 500 KV

  • Pada umumnya digunakan pada pembangkitan dengan kapasitas di atas 500 MW.
  • Tujuannya adalah agar drop tegangan dan penampang kawat dapat direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh operasional yang efektif dan efisien.
  • Permasalahan mendasar pembangunan SUTET adalah: konstruksi tiang (tower) yang besar dan tinggi, memerlukan tapak tanah yang luas, memerlukan isolator yang banyak, sehingga pembangunannya membutuhkan biaya yang besar.
  • Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan, antara lain: Timbulnya protes dari masyarakat yang menentang pembangunan SUTET, Permintaan ganti rugi tanah untuk tapak tower yang terlalu tinggi tinggi, Adanya permintaan ganti rugi sepanjang jalur SUTET dan lain sebagainya.
  • Pembangunan transmisi ini cukup efektif untuk jarak 100 km sampai dengan 500 km.

 

Saluran UdaraTegangan Ekstra TinggiSaluran UdaraTegangan Ekstra Tinggi

2. SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT) 30 KV – 150 KV

  • Tegangan operasi antara 30 KV sampai dengan 150 KV.
  • Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau double sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya digantikan oleh tanah sebagai saluran kembali.
  • Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing phasa terdiri dari dua atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut Bundle Conductor.
  • Jika transmisi ini beroperasi secara parsial, jarak terjauh yang paling efektif adalah 100 km.
  • Jika jarak transmisi lebih dari 100 km maka tegangan jatuh (drop voltaje) terlalu besar, sehingga tegangan diujung transmisi menjadi rendah.
  • Untuk mengatasi hal tersebut maka sistem transmisi dihubungkan secara ring system atau interconnection system. Ini sudah diterapkan di Pulau Jawa dan akan dikembangkan di Pulau-pulau besar lainnya di Indonesia.

3. SALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI (SKTT) 30 KV – 150 KV

SKTT dipasang di kota-kota besar di Indonesia (khususnya di Pulau Jawa), dengan beberapa pertimbangan :

  • Di tengah kota besar tidak memungkinkan dipasang SUTT, karena sangat sulit mendapatkan tanah untuk tapak tower.
  • Untuk Ruang Bebas juga sangat sulit dan pasti timbul protes dari masyarakat, karena padat bangunan dan banyak gedung-gedung tinggi.
  • Pertimbangan keamanan dan estetika.
  • Adanya permintaan dan pertumbuhan beban yang sangat tinggi.

Jenis kabel yang digunakan:

  • Kabel yang berisolasi (berbahan) Poly Etheline atau kabel jenis Cross Link Poly Etheline (XLPE).
  • Kabel yang isolasinya berbahan kertas yang diperkuat dengan minyak (oil paper impregnated).

Inti (core) kabel dan pertimbangan pemilihan:

  • Single core dengan penampang 240 mm2 – 300 mm2 tiap core.
  • Three core dengan penampang 240 mm2 – 800 mm2 tiap core.
  • Pertimbangan fabrikasi.
  • Pertimbangan pemasangan di lapangan.

Kelemahan SKTT:

  • Memerlukan biaya yang lebih besar jika dibanding SUTT.
  • Pada saat proses pembangunan memerlukan koordinasi dan penanganan yang kompleks, karena harus melibatkan banyak pihak, misal : pemerintah kota (Pemkot) sampai dengan jajaran terbawah, PDAM, Telkom, Perum Gas, Dinas Perhubungan, Kepolisian, dan lain-lain.

Panjang SKTT pada tiap haspel (cable drum), maksimum 300 meter. Untuk desain dan pesanan khusus, misalnya untuk kabel laut, bisa dibuat tanpa sambungan sesuai kebutuhan.
Pada saat ini di Indonesia telah terpasang SKTT bawah laut (Sub Marine Cable) dengan tegangan operasi 150 KV, yaitu:

  • Sub marine cable 150 KV Gresik – Tajungan (Jawa – Madura).
  • Sub marine cable 150 KV Ketapang – Gilimanuk (Jawa – Bali).

Beberapa hal yang perlu diketahui:

  • Sub marine cable ini ternyata rawan timbul gangguan.
  • Direncanakan akan didibangun sub marine cable Jawa – Sumatera.
  • Untuk Jawa – Madura, saat ini sedang dibangun SKTT 150 KV yang dipasang (diletakkan) di atas Jembatan Suramadu.

4. SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 6 KV – 30 KV

  • Di Indonesia, pada umumnya tegangan operasi SUTM adalah 6 KV dan 20 KV. Namun secara berangsur-angsur tegangan operasi 6 KV dihilangkan dan saat ini hampir semuanya menggunakan tegangan operasi 20 KV.
  • Transmisi SUTM digunakan pada jaringan tingkat tiga, yaitu jaringan distribusi yang menghubungkan dari Gardu Induk, Penyulang (Feeder), SUTM, Gardu Distribusi, sampai dengan ke Instalasi Pemanfaatan (Pelanggan/ Konsumen).
  • Berdasarkan sistem pentanahan titik netral trafo, efektifitas penyalurannya hanya pada jarak (panjang) antara 15 km sampai dengan 20 km. Jika transmisi lebih dari jarak tersebut, efektifitasnya menurun, karena relay pengaman tidak bisa bekerja secara selektif.
  • Dengan mempertimbangkan berbagai kondisi yang ada (kemampuan likuiditas atau keuangan, kondisi geografis dan lain-lain) transmisi SUTM di Indonesia melebihi kondisi ideal di atas.

 

Saluran Udara Tegangan MenengahSaluran Udara Tegangan Menengah

5. SALURAN KABEL TEGANGAN MENENGAH (SKTM) 6 KV – 20 KV

Ditinjau dari segi fungsi , transmisi SKTM memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTM. Perbedaan mendasar adalah, SKTM ditanam di dalam tanah.
Beberapa pertimbangan pembangunan transmisi SKTM adalah:

  • Kondisi setempat yang tidak memungkinkan dibangun SUTM.
  • Kesulitan mendapatkan ruang bebas (ROW), karena berada di tengah kota dan pemukiman padat.
  • Pertimbangan segi estetika.

 

Saluran Kabel Tegangan MenengahSaluran Kabel Tegangan Menengah

Beberapa hal yang perlu diketahui:

  • Pembangunan transmisi SKTM lebih mahal dan lebih rumit, karena harga kabel yang jauh lebih mahal dibanding penghantar udara dan dalam pelaksanaan pembangunan harus melibatkan serta berkoordinasi dengan banyak pihak.
  • Pada saat pelaksanaan pembangunan transmisi SKTM sering menimbulkan masalah, khususnya terjadinya kemacetan lalu lintas.
  • Jika terjadi gangguan, penanganan (perbaikan) transmisi SKTM relatif sulit dan memerlukan waktu yang lebih lama jika dibandingkan SUTM.
  • Hampir seluruh (sebagian besar) transmisi SKTM telah terpasang di wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi DKI Jakarta & Tangerang.

6. SALURAN UDARA TEGANGAN RENDAH (SUTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

Transmisi SUTR adalah bagian hilir dari sistem tenaga listrik pada tegangan distribusi di bawah 1000 Volt, yang langsung memasok kebutuhan listrik tegangan rendah ke konsumen. Di Indonesia, tegangan operasi transmisi SUTR saat ini adalah 220/ 380 Volt.
Radius operasi jaringan distribusi tegangan rendah dibatasi oleh:

  • Susut tegangan yang disyaratkan.
  • Luas penghantar jaringan.
  • Distribusi pelanggan sepanjang jalur jaringan distribusi.
  • Sifat daerah pelayanan (desa, kota, dan lain-lain).
  • susut tegangan yang diijinkan adalah + 5% dan – 10 %, dengan radius pelayanan berkisar 350 meter.

Saat ini transmisi SUTR pada umumnya menggunakan penghantar Low Voltage Twisted Cable (LVTC).
7. SALURAN KABEL TEGANGAN RENDAH (SKTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

Ditinjau dari segi fungsi, transmisi SKTR memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTR. Perbedaan mendasar adalah SKTR di tanam didalam di dalam tanah. Jika menggunakan SUTR sebenarnya dari segi jarak aman/ ruang bebas (ROW) tidak ada masalah, karena SUTR menggunakan penghantar berisolasi.
Penggunaan SKTR karena mempertimbangkan:

  • Sistem transmisi tegangan menengah yang ada, misalnya karena menggunakan transmisi SKTM.
  • Faktor estetika.

Oleh karenanya transmisi SKTR pada umumnya dipasang di daerah perkotaan, terutama di tengah-tengah kota yang padat bangunan dan membutuhkan aspek estetika.
Dibanding transmisi SUTR, transmisi SKTR memiliki beberapa kelemahan, antara
lain:

  • Biaya investasi mahal.
  • Pada saat pembangunan sering menimbulkan masalah.
  • Jika terjadi gangguan, perbaikan lebih sulit dan memerlukan waktu relatif lama untuk perbaikannya.

 

Refferensi:

ilmulistrik.com