Sistem Tenaga Listrik

Prinsip kerja dari sistem tenaga listrik di mulai dari bagian pembangkitan kemudian disalurkan melalui sistem jaringan transmisi pada gardu induk dan dari gardu induk disalurkan serta dibagi-bagi kepada pelanggan melalui saluran distribusi.

Sistem Pembangkit Tenaga Listrik

Pada pembangkitan tenaga listrik terdapat proses pengubahan sumber energi primer menjadi energi listrik. Proses pengubahan sumber energi baik konvensional maupun non konvensional dapat dilihat pada gambar 1. Masing-masing jenis pembangkit tenaga listrik mempunyai prinsip kerja yang berbeda, sesuai dengan penggerak mulanya (prime mover). Satu hal yang sama pada pembangkit tenaga listrik adalah semuanya berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan cara mengubah potensi energi mekanik yang berasal dari air, uap, gas, panas bumi, nuklir, kombinasinya. Fluida yang berupa, uap, gas atau air digunakan untuk menggerakan atau memutar turbin yang porosnya dikopel dengan generator, sehingga sistem ini menghasilkan energi listrik. Khusus pada pembangkit listrik tenaga diesel, prinsip kerjanya sedikit berbeda dengan jenis pembangkit lainnya, yaitu jika pengubahan potensi energi mekanik dari dari sumber energi primer tetapi pada PLTD menggunakan diesel atau motor berbahan bakar solar.

Sistem Transmisi Tenaga Listrik

Transmisi merupakan penyaluran energi dari tempat satu ke tempat yang lain. Transmisi merupakan bagian dari komponen sitem tenaga listrik yang paling mendukung karena merupakan komponen penyalur energi listrik dari pembangkit ke distribusi. Penyaluran tenaga listrik ini mempunyai peranan penting dalam menyuplai tenaga listrik ke konsumen, hal ini dikarenakan apabila terjadi gangguan pada penyaluran tenaga listrik maka dapat mengakibatkan kerugian baik pada konsumen maupun pada PLN sendiri. Dalam sistem tenaga listrik terdapat dua kategori saluran transmisi, yaitu :

1.Saluran Udara (overhead line)

Menyalurkan tenaga listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada tiang-tiang transmisi dengan perantaraan isolator-isolator.

2. Saluran bawah tanah ( underground line )

Menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang ditanam di bawah permukaan tanah. Untuk tegangan transmisi di Indonesia, pemerintah telah menyeragamkan deretan tegangan yaitu :

• Tegangan Nominal : 6 kV, 20 kV, 30 kV
• High Voltage : 70 kV – 150 kV
• Tegangan Ekstra tinggi (EHV = Extra High Voltage) : 500 kV – 750 kV
• Ultra High Voltage (UHV) : diatas 750 kV

Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Bagian dari sistem tenaga listrik yang bertugas menyalurkan listrik dari sistem transmisi ke konsumen akhir, seperti rumah tangga, industri, dan perkantoran. Sistem ini merupakan tahap terakhir dalam rantai penyaluran energi listrik, setelah proses pembangkitan (pembangkit listrik) dan transmisi (penyaluran jarak jauh).

Gardu Induk

Bagian dari suatu sistem tenaga yang dipusatkan pada suatu tempat berisi saluran transmisi dan distribusi, perlengkapan hubung bagi, transformator, dan peralatan pengaman serta peralatan kontrol. Gardu induk merupakan salah satu komponen utama dalam suatu proses penyaluran tenaga listrik dari pembangkit ke konsumen (beban). Fungsi utama dari gardu induk adalah untuk mengatur aliran daya listrik dari saluran transmisi yang satu kesaluran transmisi yang lain, mendistribusikannya ke konsumen, sebagai tempat untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi, sebagai tempat kontrol dan pengaman operasi sistem.

Klasifikasi Gardu Induk

Berdasarkan jenis konstruksi letak pemasangannya Gardu Induk (GI) dibedakan atas:

1. ) Gardu Induk Jenis Pasangan Luar
   yaitu Gardu Induk ini terdiri dari peralatan tinggi pasangan luar, misalnya transformator, perlatan penghubung (switch gear) dan lain sebagainya, yang mempunyai peralatan kontrol pasangan dalam seperti meja penghubung (Switch Board) dan batere. Gardu induk untuk transmisi yang mempunyai kondensator pasangan dalam dan sisi tersier trafo utama dan trafo pasangan dalam, pada umumnya disebut juga sebagai jenis pasangan luar. Jenis pasangan luar memerlukan tanah yang luas namun biaya konstruksinya murah dan pendinginannya mudah. Karena itu Gardu Induk jenis ini biasanya dipasang dipinggir kota dimana harga tanah masih murah.
2. Gardu Induk Jenis Pasangan Dalam
   yaitu Gardu Induk jernis pasangan dalam ini, baik peralatan tegangan tinggi seperti trafo utama peralatan penghubung dan kotrolnya seperti meja penghubung dan sebagainya terpasang didalam. Meskipun ada sejumlah kecil peralatan terpasang diluar. Gardu Induk ini disebut juga sebagai jenis pasangan dalam. Bila sebagian dari peralatan tegangan tingginya di bawah tanah, Gardu Induk itu dapat disebut jenis pasangan setengah bawah tanah (semi under ground type). Jenis pasangan dalam dipakai dipusat kota, di mana harga tanah mahal dan didaerah pantai dimana ada pengaruh kontaminasi garam. Disamping itu jenis ini mungkin dipakai untuk menjaga keselarasan dengan daerah sekitarnya, juga untuk menghindari kebakaran dan gangguan suara.
3. Gardu Induk Jenis Setengah Pasangan Luar
   yaitu Gardu Induk jenis ini sebagian dari peralatan tegangan tingginya terpasang didalam gedung. Gardu Induk ini disebut juga Gardu Induk jenis setengah pasangan dalam. Untuk Gardu Induk jenis ini dipakai bermacam – macam corak dengan pertimbangan – pertimbangan ekonomis, pencegahan kontaminasi garam, pencegahan gangguan suara, pencegahan kebakaran dan sebagainya.
4. Gardu Induk Jenis Pasangan Bawah Tanah
   yaitu hampir semua peralatan pada Gardu Induk ini terpasang dalam bangunan bawah tanah. Alat pendinginnya biasanya terletak diatas tanah. Kadang – kadang ruang kontrolnya juga terletak diatas tanah. Dipusat kota dimana tanah sukar didapat, jenis pasangan bawah tanah ini dipakai, misalnya dibagian kota yang sangat ramai, dijalan – jalan pertokoan dan dijalan – jalan dengan gedung – gedung bertingkat tinggi. Kebanyakan Gardu Induk ini dibangun dibawah jalan raya.
5. Gardu Induk Jenis Mobil
   yaitu Gardu induk jenis ini dilengkapi dengan peralatan diatas kereta hela (trailer) atau semacam truk. Gardu Induk jenis mobil ini dipakai dalam keadaan ada gangguan disuatu Gardu Induk lain guna pencegahan beban lebih berkala dan guna pemakaian sementara ditempat pembangunan tenaga listrik. Gardu Induk ini tidak dipakai secara luas melainkan sebagai transformator atau peralatan penghubung yang mudah dipindah – pindah diatas atau peralatan penghubung yang mudah dipindah – pindah diatas kereta hela atau truk untuk memenuhi kebutuhan dalam keadaan darurat.

Jaringan Distribusi Primer  atau  Jaringan Tegangan Menengah (JTM)

Jaringan distribusi tegangan menengah yang menyalurkan daya listrik hingga transformator distribusi. Jaringan distribusi primer dilayani langsung oleh dari gardu induk dan atau dari pusat pembangkit.

1. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)
   Saluran Udara Tegangan menengah (SUTM) adalah sebagai kontruksi termurah untuk penyaluran tenaga listrik pada daya yang sama. Kontruksi ini terbanyak digunakan untuk konsumen jaringan tegangan menengah yang di gunakan di Indonesia. Ciri utama jaringan ini adalah penggunaan peghantar telanjang yang di topang dengan isolator pada tiang besi atau  beton. Penghantar yang digunakan pada saluran udara tegangan menengah (SUTM) ini adalah konduktor dengan bahan utama tembaga (CU) atau alumunium (AI) yang di pipilin bulat padat. Penggunaan penghantar telanjang, dengan sendirinya harus di perhatikan sector yang terkait dengan keselamatan ketenagalistrikan seperti jarak aman dan minimum. Jarak aman adalah jarak antara bagian aktif dan netral dari jaringan terhadap benda-benda di sekelilingnya baik secara mekanis atau elektromagnetis yang tidak memberikan pengaruh membahayakan. Jarak aman minimum adalah 60 cm kecuali terhadap jaringan telekomunikasi. Jarak aman terhadap telekomunikasi minimal 2,5 meter.
2. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM)
   Saluran Kabel tanah Tegangan Menengah (SKTM) adalah kontruksi yang aman dan handal untuk mendistribusikan tenaga listrik Tegangan Menengah, tetapi relative lebih mahal untuk penyaluran daya yang sama. Keadaan ini di memungkinkan dengan keadaan kontruksi isolasi penghantar per fase dan pelindung mekanis yang di persyaratkan. Pada rentang biaya yang di perlukan, kontruksi di tanam langsung adalah termurah apabila di bandingkan dengan penggunaan conduit atau bahkan tunneling (terowongan beton) Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah (SKTM) sebagai jaringan utama pendistribusian tenaga listrik adalah sebagai upaya utama peningkatan kuwalitas pendistribusian. Dibandingkan dengan SUTM, peggunaan SKTM akan memperkecil resiko kegagalan operasi akibat faktor eksternal dan meningkatkan keamanan ketenagalistrikan , yang termasuk dalam kelompok SKTM adalah:1.) SKTM bawah tanah – Underground MV Cable

   2.)SKTM laut – Submarine MV Cable.

Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) dan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) memiliki kesamaan dan perbedaan yaitu , untuk kesamaannya digunakan pada jaringan 20kV, pada jaringan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) menggunakan penghantar telanjang yang sudah dipilin bulat padat dengan bahan utama tembaga (CU) atau alumunium (AI). Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah (SKTM) menggunakan isolasi penghantar per fase dengan bahan utama tembaga (CU) atau alumunium (AI) dengan pelindung mekanis yang di persyaratkan. Dari segi biaya penghantar untuk saluran udara tegangan menengah lebih terjangkau.

Perbedaan Saluran Udara Tegangan Menengah dengan Saluran Kabel tegangan menengah. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) dari segi keandalan, lebih handal dan aman jika di bandingkan dengan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) Karena akan memperkecil resiko kegagalan operasi akibat faktor eksternal seperti flashover karena sambaran petir, flashover akibat ranting pohon, ataupun gangguan akibat binatang liar yang dapat menyebabkan gangguan tiga fasa, dua fasa, satu fasa tanah maupun dua fasa tanah dan juga dapat lebih meningkatkan keamanan ketenagalistrikan karena kontruksinya yang di tanam di bawah tanah. Selain itu karena keduanya memiliki jenis kontruksi yang berbeda sehingga keduanya memiliki proses penyelenggaraan kontruksi yang berbeda pula dan jaringan Saluran Udara Tegangan Menengah proses penyelenggaraan kontruksinya lebih sederhana di bandingkan Saluran Kabel Tegangan Menengah.

Jaringan Distribusi Sekunder  atau  Jaringan Tegangan Rendah (JTR)

Jaringan distribusi sekunder berfungsi untuk menyalurkan atau  menghubungkan sisi tegangan rendah transformator distribusi ke konsumen mengunakan jaringan hantaran udara 3 fasa 4 kawat dengan tegangan distribusi sekunder 127 atau  220 Volt atau 220 atau  380 Volt, kecuali untuk daerah-daerah khusus dengan pertimbangan keindahan, keselamatan dan keandalan yang tinggi dipergunakan sistem kabel bawah tanah.Berdasarkan konfigurasi jaringan, maka sistem jaringan distribusi dapat dikelompokkan menjadi 3 macam, yaitu:

1. Sistem Jaringan Distribusi Radial
2. Sistem Jaringan Distribusi Loop
3. Sistem Jaringan Distribusi Spindel