Gardu Induk : Pengertian, Fungsi, Jenis-jenis dan Alat-alat

 Pada tulisan ini, penulis akan membahas mengenai apa itu Gardu Induk. Pembahasan kali ini akan meliputi 3 hal penting yang perlu diketahui mengenai Gardu Induk atau biasa disebut GI ini. Mulai dari pengertian, fungsi, jenis-jenis hingga pada alat-alat yang membangun Gardu Induk sendiri.

 

1.      PENGERTIAN

Mulai dari pengertian, secara sederhana pengertian dari Gardu induk sendiri merupakan salah satu instalasi yang terdiri dari berbagai peralatan listrik yang dirancang untuk secara sederhana menjadi bagian dari sistem pembangkitan, transmisi dan distribusi energi listrik.

2.      Fungsi Gardu Induk

Gardu induk memiliki banyak fungsi, diantara fungsi-fungsinya yaitu sebagai berikut.

1.      Mentransformasikan atau mengirimkan daya listrik dengan variasi sebagai berikut.

• Dari tegangan ekstra tinggi(TET) ke tegangan tinggi(TT) (500 KV/150 KV).
• Dari tegangan tinggi(TT) ke tegangan yang lebih rendah(TR) (150 KV/ 70 KV).
• Dari tegangan tinggi(TT) ke tegangan menengah(TM) (150 KV/ 20 KV, 70 KV/20 KV).
• Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50 Hertz).

2.      Sebagai tempat untuk melakukan controlling dan monitoring seperti pengukuran, pengawasan hingga pengamanan ketika terjadi sesuatu atau masalah pada aliran listrik yang menyuplai beban di lingkungan masyarakat.

3.      Pengaturan pelayanan beban ke gardu induk-gardu induk lain melalui tegangan tinggi dan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelah melalui proses penurunan tegangan melalui penyulang-penyulang (feeder- feeder) tegangan menengah yang ada di gardu induk.

4.      Untuk sarana telekomunikasi (pada umumnya untuk internal PLN), yang kita kenal dengan istilah SCADA.

5.      Fungsi utama dari gardu induk :

Ø  Untuk mengatur aliran daya listrik dari saluran transmisi ke saluran transmisi lainnya yang kemudian didistribusikan ke konsumen

Ø  Sebagai tempat control

Ø  Sebagai pengaman operasi system

Ø  Sebagai tempat untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi

 

3.      Jenis Gardu Induk

Jenis Gardu Induk bisa dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu :

• Berdasarkan besaran tegangannya.
• Berdasarkan pemasangan peralatan
• Berdasarkan fungsinya.
• Berdasarkan isolasi yang digunakan.
• Bedasarkan sistem (busbar).

3.1  Berdasarkan besaran tegangannya

terdiri dari :

• Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET) 275 KV, 500 KV.

• Gardu Induk Tegangan Tinggi (GI) 150 KV dan 70 KV.

3.2  Berdasarkan Pemasangan Peralatan

·         Gardu Induk Pasangan Luar :

Sebagian besar komponen adalah gardu induk yang terletak di luar gedung, kecuali komponen kontrol, sistem proteksi, sistem kontrol, dan komponen bantu lainnya yang terletak di dalam gedung. Gardu induk jenis ini biasa disebut gardu induk konvensional.

Sebagian besar gardu induk di Indonesia adalah gardu konvensional. Beberapa daerah padat penduduk dan kota-kota besar di Jawa menggunakan gardu induk berisolasi gas atau gardu induk dengan pasangan internal yang disebut gas-insulated switchgear (GIS).

·         Gardu Induk Pasangan Dalam :

Gardu induk yang tempat hampir semua komponennya (switchgear, busbar, isolator, komponen kontrol, komponen kontrol, kabinet kontrol, dll.) dipasang di dalam gedung. Kecuali trafo daya, biasanya dipasang di luar gedung. Jenis gardu ini biasa disebut Gas Insulated Substation (GIS). GIS adalah jenis pengembangan gardu induk yang biasa dibangun di perkotaan dan daerah padat penduduk di mana pembebasan lahan sulit dilakukan.

·         Gardu Induk Kombinasi Pasangan Luar dan Pasangan Dalam

Gabungan pasangan eksternal dan pasangan internal gardu induk Sebuah gardu di mana komponen switchgear terletak di dalam gedung dan beberapa komponen switchgear terletak di luar gedung, misalnya yaitu gantry (tie line) dan kabel tegangan tinggi (SUTT) sebelum memasuki switchgear. Trafo daya juga berada di luar Gedung.

3.3  Berdasarkan Fungsinya

·         Gardu Induk Penaik Tegangan

Gardu induk penaik tegangan merupakan gardu induk dengan fungsi utamanya yaitu menaikkan tegangan pembangkit (dari generator) menjadi tegangan sistem yang akan digunakan untuk beban. Gardu induk ini biasanya akan berada di lokasi dekat dengan pembangkit langsung, karena output voltage yang dihasilkan pada pembangkit terbatas dan akan mengalami rugi-rugi Ketika ditransmisikan pada jarak yang jauh, maka dibutuhkanlah gardu induk ini sebagai penaik tegangan agar efisiensi transmisi atau penyaluran ke masyarakat lebih tinggi.

·         Gardu Induk Penurun Tegangan

Gardu induk penurun tegangan merupakan gardu induk dengan fungsi utamanya yaitu menurunkan tegangan dari saluran transmisi yang merupaka tegangan ektra tinggi atau tegangan tinggi, menjadi tegangan menengah atau tegangan rendah. Hal ini dilakukan agar tegangan listrik dapat didistribusikan kepada masyarakat. Gardu induk ini biasanya akan terletak di daerah dekat pemukiman masyarakat atau dekat dengan pusat-pusat beban.

·         Gardu Induk Pengatur Tegangan

Gardu induk jenis ini biasanya terletak cukup jauh dari tempat pembangkit, hal ini ditujukan untuk megatur tegangan listrik yang jatuh (voltage drop) karena proses penyaluran atau transmisi yang menyebabkan rugi-rugi. Oleh karena itu, pada gardu induk ini biasanya diperlukan alat untuk menaikkan tegangan seperti capacitor bank, sehingga tegangan akan tetap dalam keadaan normal.

·         Gardu Induk Pengatur Beban

Gardu induk jenis ini biasanya memiliki beban motor yang terpasang untuk keadaan tertentu sebagai pembangkit tenaga listrk, motor yang akan berubah fungsi menjadi generator dan akan menjadi sebaliknya ketika pada keadaan tertentu.

·         Gardu Induk Distribusi

Gardu induk jenis ini merupakan gardu induk yang akan menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem atau tegangan transmisi ke tegangan distribusi (untuk ke beban).

3.4  Berdasarkan Isolasi Yang digunakan

·         Gardu Induk yang menggunakan isolasi udara

Gardu induk ini merupakan gardu induk yang memanfaatkan udara sebagai isolanya, jadi udara akan menjadi isolasi pada bagian yang bertegangan satu dengan bagian yang bertegangan lainnya. Gardu induk ini biasanya merupakan jenis gardu induk konvensional (seperti gambar 1) yang membutuhkan tempat yang luas.

Gambar 1 : Gardu induk konvensional

·         Gardu Induk yang menggunakan isolasi gas SF 6 :

Gardu induk ini merupakan gardu induk yang memanfaatkan gas SF 6 sebagai isolanya, jadi udara akan menjadi isolasi pada bagian yang bertegangan satu dengan bagian yang bertegangan lainnya. Gardu induk ini biasanya disebut dengan GIS atau Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear yang hanya butuh tempat kecil atau tidak seluas gardu konvensional.

3.5  Berdasarkan Sistem Rel Busbar

Rel (busbar) adalah titik pertemuan antara trafo daya dengan komponen listrik lainnya, biasanya digunakan untuk menerima dan menyalurkan listrik. Gardu induk yang dibagi berdasarkan system ini dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu sebagai berikut.

·         Gardu Induk sistem ring busbar

Gardu Induk sistem ring busbar Adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. Pada gardu induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu dengan lainnya dan membentuk ring (cincin).

        Gambar 2: Sistem Cincin atau ring

·           Gardu Induk sistem single busbar

Gardu induk sistem single busbar adalah gardu induk yang mempunyai satu (single) busbar. Pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung (akhir) dari suatu sistem transmisi. Single line diagram gardu sistem single busbar, lihat gambar 2.

Gambar 3 : Single line diagram gardu induk single busbar .

·           Gardu Induk sistem double busbar

Gardu induk sistem double busbar adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem (manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak digunakan.Single line diagram gardu induk sistem double busbar, lihat gambar 3.

Gambar 4 : Single line diagram gardu induk sistem double busbar.

 

·           Gardu Induk sistem satu setengah (on half) busbar

Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Pada umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi operasional, gardu induk ini sangat efektif, karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem (manuver system). Sistem ini menggunakan 3 buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang secara deret (seri). Single line diagram, lihat gambar 4.

Gambar 5 : Single line diagram gardu induk satu setengah busbar

 

4.      Peralatan Pada Gardu Induk

·         Ligthning Arrester

Ligthning arrester biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge) maupun oleh surja hubung (Switching Surge).

·         Rail (busbar)

Berfungsi sebagai titik pertemuan/hubungan trafo-trafo tenaga, SUTT-SUTT dan peraltan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga/daya listrik. Bahan dari rail umumnya terbuat dari bahan tembaga (bar copper, atau hollow konduktor), ACSR : almalec atau alumunim (busbar alumunium atau hollw conductor).

·         Trafo tenaga

Trafo tenaga berfungsi menyalurkan tenaga/daya dari tegangan tinggi atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan).

·         Transformator instrument atau Transformator ukur

Untuk proses pengukuran digardu induk diperlukan tranformator instrumen. Tranformator instrument ini dibagi atas dua kelompok yaitu:

·         Tansformator Tegangan

Transformator Tegangan adalah trafo satu fasa yang menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi.

Gambar 6 : TransformatorTegangan

·         Transformator arus

Transformator Arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus yang mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan untuk arus yang mengalir besar, maka harus dilakukan pengukuran secara tidak langsung dengan menggunakan trafo arus (sebutan untuk trafo pengukuran arus yang besar). Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.

Gambar 7 : Transformator Arus

 

·         Transformator Bantu (Auxilliary Transformator)

Trafo yang digunakan untuk membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Dan merupakan pasokan utama untuk alat-alat bantu seperti motor-motor listrik 3 fasa yang digunakan pada motor pompa sirkulasi minyak trafo beserta motor motor kipas pendingin. Yang paling penting adalah sebagai pemasok utama sumber tenaga cadangan seperti sumber DC, dimana sumber DC ini merupakan sumber utama jika terjadi gangguan dan sebagai pasokan tenaga untuk proteksi sehingga proteksi tetap bekerja walaupun tidak ada pasokan arus AC.

Transformator bantu sering disebut sebagai trafo pemakaian sendiri sebab selain fungsi utama diatas, juga digunakan untuk penerangan, sumber untuk sistim sirkulasi pada ruang baterai, sumber pengggerak mesin pendingin (Air Conditioner) karena beberapa proteksi yang menggunakan elektronika/digital diperlukan temperatur ruangan dengan temperatur antara 20ºC -28ºC.

Untuk mengopimalkan pembagian sumber tenaga dari transformator bantu adalah pembagian beban yang masing-masing mempunyai proteksi sesuai dengan kapasitasnya masing-masing. Juga diperlukan pembagi sumber DC untuk kesetiap fungsi dan bay yang menggunakan sumber DC sebagai penggerak utamanya. Untuk itu disetiap gardu induk tersedia panel distribusi AC dan DC.

 

 

·         Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS)

Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban.

 

·         Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB)

Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). Pada waktu menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi dengan media peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6.

 

·         Sakelar Pentanahan

Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk menghilangkan/mentanahkan tegangan induksi pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem. Sakelar Pentanahan ini dibuka dan ditutup hanya apabila sistem dalam keadaan tidak bertegangan (PMS dan PMT sudah membuka).

 

·         Kompensator

Kompensator didalam sistem Penyaluran tenaga Listrik disebut pula alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator, dengan mengatur daya reaktif atau dapat pula dipakai untuk menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor daya. Alat tersebut ada yang berputar dan ada yang stationer, yang berputar adalah kondensator sinkron dan kondensator asinkron, sedangkan yang stationer adalah kondensator statis atau kapasitor shunt dan reaktor shunt.

 

·         Peralatan SCADA dan Telekomunikasi

Data yang diterima SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) interface dari berbagai masukan (sensor, alat ukur, relay, dan lain lain) baik berupa data digital dan data analog dan dirubah dalam bentuk data frekwensi tinggi (50 kHz sampai dengan 500 kHz) yang kemudian ditransmisikan bersama tenaga listrik tegangan tinggi. Data frekwensi tinggi yang dikirimkan tidak bersifat kontinyu tetapi secara paket per satuan waktu. Dengan kata lain berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi data serta tele proteksi dengan memanfaatkan penghantarnya dan bukan tegangan yang terdapat pada penghantar tersebut. Oleh sebab itu bila penghantar tak bertegangan maka Power Line Carrier (PLC) akan tetap berfungsi asalkan penghantar tersebut tidak terputus. Dengan demikian diperlukan peralatan yang berfungsi memasukkan dan mengeluarkan sinyal informasi dari energi listrik di ujung-ujung penghantar.

 

·         Rele Proteksi dan Papan Alarm (Announciator)

Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan dan membatasi daerah yang terganggu sekecil mungkin. Kesemua manfaat tersebut akan memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu dan keandalan yang tinggi. Sedangkan papan alarm atau announciator adalah sederetan nama-nama jenis gangguan yang dilengkapi dengan lampu dan suara sirine pada saat terjadi gangguan, sehingga memudahkan petugas untuk mengetahui rele proteksi yang bekerja dan jenis gangguan yang terjadi.

 

Sumber:

Ir Sulasno. 1990. Pusat Pembangkit Tenaga Listrik.Sw April. Semarang

http://dunialistrik.blogspot.com

http://switchyard-electric.blogspot.co.id/2011/04/konsep-dasar-gardu-induk.html

 

Oleh    : Fikri Saefudin

NIM    : I0720024

Prodi Teknik Elektro Universitas Sebelas Maret