III. Perancangan Subtransmisi dan Gardu Induk Distribusi

1. III. Perancangan Subtransmisi dan Gardu Induk Distribusi III.1 PENDAHULUAN Secara umum sistem distribusi adalah bagian dari sistem listrik antara sumber daya besar dan sakelar pelayanan konsumen. Sistem distribusi terdiri dari komponen berikut : 1. Sistem Subtransmisi 2. Gardu induk distribusi 3. Saluran primer atau distribusi 4. Transformator distribusi 5. Sirkit sekunder 6. Sambungan konsumen (service drops) III.2 SUBTRANSMISI 1. Sistem Radial 2. Sistem Radial yang Diperbaiki Gambar 2, 3, 4, 5. 3. Sistem Loop 4. Sistem Grid

7. III.3 GARDU INDUK Gardu Induk tipik terdiri dari peralatan berikut : (1) power transformers, (2) circuit breakers, (3) disconnecting switches,(4) station buses and insulators, (5) current-limiting reactors,(6) shunt reactors, (7) current transformers, (8) potential transformers, (9) capacitor voltage transformers,(10) coupling capacitors, (11) series capacitors, (12) shunt capacitors, (13) grounding system,(14) lightning arresters and/or gaps, (15) line traps, (16) protective relays, (17) station batteries, dan (18) peralatan lainnya.

8. III.4 SKEMA REL GARDU INDUK 1. Single Bus 2. Double bus – double breaker 3. Main and transfer bus 4. Double bus – single breaker Gambar: 6, 7, 8

11. III.5Lokasi Gardu Induk • Lokasi gardu induk ditentukan oleh: • level tegangan, • pertimbangan regulasi tegangan, • biaya subtransmisi, • biaya gardu induk, dan • biaya saluran primer, • saluran utama dan • transformator distribusi

13. Pemilihan lokasi gardu induk yang ideal, beberapa aturan yang harus diperhatikan: 1. Lokasi gardu induk sedekat mungkin dengan pusat beban dari daerah pelayanan. 2. Lokasi gardu induk dimana regulasi tegangannya dapat diperoleh tanpa pengukuran yang berlebihan. 3. Pemilihan lokasi gardu induk memiliki jalan masuk sendiri untuk saluran subtransmisi dan saluran keluar primer dan juga untuk pertumbuhan mendatang. 4. Lokasi gardu induk yang dipilih hendaknya mempunyai daerah yang cukup untuk perluasan gardu induk mendatang. 5. Lokasi gardu induk yang dipilih hendaknya tidak bertentangan dengan peraturan penggunaan tanah, peraturan daerah dan tetangga. 6. Lokasi gardu induk yang dipilih hendaknya membantu untuk mengurangi jumlah konsumen yang terpengaruh akibat gangguan 7. Pertimbangan lain, seperti adaptasi, darurat dll.

14. III.6 RATING GARDU INDUK DISTRIBUSI Tambahan kapasitas yang diperlukan dari sistem dengan bertambahnya kerapatan beban dapat dicapai dengan : 1. Daerah pelayanan dari gardu induk tersebut tetap dan naikkankapasitasnya 2. Atau kembangkan gardu induk baru dan karena itu rating darigardu yang ada tetap Adalah hal yang membantu untuk memisalkan bahwa perobahan sistem: 1. Pada kerapatan beban untuk perencanaan distribusi jangka pendek 2. Pada kenaikan kerapatan beban untuk perencanaan jangka panjang

15. III.6.1 Persen susut tegangan dari titik pencatu a ke ujung dari lateral terakhir pada c adalah (Gambar 9) :

16. % VDac = % VDab + % VDbc . Pada Gambar 9, setiap saluran melayani beban total : S4 = A4x D kVA dimana : S4 = kVA beban yang dilayani oleh satu dari ke 4 saluran yang keluar dari titik catu a A4 = daerah yang dilayani oleh satu dari ke 4 saluran yang keluar dari titik catu a, mi2. D = keraptan beban, kVA/mi2. Karena: Maka :

17. Misalkan beban terdistribusi uniform, misalnya bebannya sama dan jarak transformator distribusisama, susut tegangan pada saluran primer utama adalah : Besar harga S4 diganti maka: Persamaan diatas dimisalkan bahwa beban total atau lump-sum berlokasi pada titik pada saluran utama pada jarak of 2/3 x l4 , dari titik pencatu a.

18. III.6.2 Persen susut tegangan dari titik pencatu a ke ujung dari lateral terakhir pada c adalah (Gambar 10) :

19. dimana : A6 = daerah yang dilayani oleh satu dari ke 6 saluran yang keluar dari titi catu , mi2. l6 = ukuran linear dari daerah pelayanan saluran primer, mi Setiap saluran melayani beban total : Maka :

20. Seperti sebelumnya bahwa beban total atau lump-sum berlokasi pada titik pada saluran utama pada jarak 2/3 x l6 , dari titik pencatu a, oleh karena itu susust tegangan pada saluran utama adalah : Besar harga S4 diganti maka:

21. III.7 KASUS UMUM: DAERAH PELAYANAN GARDU INDUK DENGAN n SALURAN PRIMER (Gambar 11).

22. dS = D dA kVA dimana : dS = beban yang berbeda dilayani oleh saluran dalam daerah yang berbeda dA kVA D = kerapatan beban, kVA/mi2 dA = daerah pelayanan yang berbeda dari saluran, mi2

23. atau, karena

24. III.8.1 PERBANDINGAN BENTUK 4 DAN 6 SALURAN Dengan kata lain, untuk daerah gardu induk distribusi bentuk bujur sangkar dilayani oleh 4 saluran primer, yaitu n = 4, daerah yang dilayani oleh salah satu dari 4 saluran adalah : Total daerah yang dilayani oleh ke 4 saluran adalah: kVA beban yang dilayani oleh salah satu dari saluran adalah:

25. Maka total kVA beban yang dilayani oleh ke4 saluran adalah: Persen susut tegangan di saluran utama adalah: Arus beban di saluran utama pada titik a adalah: atau

26. III.8.1 PERBANDINGAN BENTUK 4 DAN 6 SALURAN Dengan kata lain, untuk daerah gardu induk distribusi bentuk hexagonal dilayani oleh 6 saluran primer, yaitu n = 6, daerah yang dilayani oleh salah satu dari 6 saluran adalah : Total daerah yang dilayani oleh ke 6 saluran adalah: kVA beban yang dilayani oleh salah satu dari saluran adalah : Maka total kVA beban yang dilayani oleh ke 6 saluran adalah : Persen susut tegangan di saluran utama adalah :

27. Arus beban di saluran utama pada titik a adalah :

28. III.8.1 PERBANDINGAN BENTUK 4 DAN 6 SALURAN • Hubungan antara daerah pelayanan dari bentuk 4 dan 6 saluran • dapat diperoleh atas dua pemisalan : • Panas sirkit saluran dibatasi dan • (2) Susut tegangan sirkit saluran dibatasi 1. Panas sirkit saluran dibatasi. Untuk ukuran konduktor tertentudan susut tegangan diabaikan. I4 = I6

29. TA6 = 1.50 x TA4 Maka 6 saluran dapat dibebani 1,5 x 4 saluran.

30. 2. Susut tegangan sirkit saluran dibatasi. I4 = 0.833 x I6 %VD4= %VD6 TA6 = 1.25 x TA4 Maka 6 saluran dapat dibebani 1,25 x 4 saluran, jika susut tegangan dibatasi.