Pembumian Sistem Tenaga

PEMBUMIAN


            Grounding system adalah suatu perangkat instalasi yang berfungsi untuk melepaskan arus petir kedalam bumi, salah satu kegunaannya untuk melepas muatan arus petir. Standart kelayakan grounding/pembumian harus bisa memiliki nilai Tahanan sebaran/Resistansi maksimal 5 Ohm (Bila di bawah 5 Ohm lebih baik). Material grounding dapat berupa batang tembaga, lempeng tembaga atau kerucut tembaga, semakin luas permukaan material grounding yang di tanam ke tanah maka resistansi akan semakin rendah atau semakin baik. 

Untuk mencapai nilai grounding tersebut, tidak semua areal bisa terpenuhi, karena ada beberapa aspek yang mempengaruhinya, yaitu :

1. Kadar air, bila air tanah dangkal/penghujan maka nilai tahanan sebaran mudah didapatkan.

2. Mineral/Garam, kandungan mineral tanah sangat mempengaruhi tahanan sebaran/resistansi karena jika tanah semakin banyak mengandung logam maka arus petirsemakin mudah menghantarkan.

3. Derajat Keasaman, semakin asam PH tanah maka arus petir semakin mudah menghantarkan.

4. Tekstur tanah, untuk tanah yang bertekstur pasir dan porous akan sulit untuk mendapatkan tahanan sebaran yang baik karena jenis tanah seperti ini air dan mineral akan mudah hanyut.

Grounding system atau pembumian dapat di buat dengan 3 bentuk, diantaranya :

1. Single Grounding

    Yaitu dengan menancapkan sebuah batang logam/pasak biasanya di pasang tegak lurus masuk kedalam tanah

2. Pararel Grounding

     Bila sistem single grounding masih mendapatkan hasil kurang baik, maka perlu di tambahkan material logam arus pelepas ke dalam tanah yang jarak antara batang logam/material minimal 2 Meter dan dihubungkan dengan kabel BC/BCC. Penambahan batang logam/material dapat juga di tanam mendatar dengan kedalaman tertentu, bisa mengelilingi bangunan membentuk cincin atau cakar ayam. Kedua teknik ini bisa di terapkan secara bersamaan dengan acuan tahanan sebaran/resistansi kurang dari 5 Ohm setelah pengukuran dengan Earth Tester Ground

3. Maksimun Grounding

         Yaitu dengan memasukan material grounding berupa lempengan tembaga yang diikat oleh kabel BC, serta dengan pergantian tanah galian di titik grounding tersebut.

Pentanahan titik netral

         Pada saat sistem tenaga listrik masih dalam skala kecil, gangguan hubung singkat ke tanah pada intalasi tenaga listrik tidak merupakan suatu masalah yang besar. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan hubung singkat fasa ke tanah arus gangguan masih relatif kecil (lebih kecil dari 5 Amper), sehingga busur listrik yang timbul pada kontak-kontak antara fasa yang terganggu dan tanah masih dapat padam sendiri.
         Tetapi dengan semakin berkembangnya sistem tenaga listrik baik dalam ukuran jarak (panjang) maupun tegangan, maka bila terjadi gangguan fasa ke tanah arus gangguan yang timbul akan besar dan busur listrik tidak dapat lagi padam dengan sendirinya. Timbulnya gejala-gejala “busur listrik ke tanah (arching ground)” sangat berbahaya karena menimbulkan tegangan lebih transient yang dapat merusak peralatan.

         Apabila hal diatas dibiarkan, maka kontinuitas penyaluran tenaga listrik akan terhenti, yang berarti dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar. Oleh karena itu sistem-sistem tenaga listrik tidak lagi dibuat terapung (floating) yang lajim disebut sistem delta, tetapi titik netralnya ditanahkan melalui tahanan, reaktor dan ditanahkan langsung (solid grounding). Pentanahan itu umumnya dilakukan dengan menghubungkan netral

Adapun tujuan pentanahan titik netral sistem adalah sebagai berikut :

1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.
2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada fasa yang sehat).
3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik.
4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault).
5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan.

Sistem Yang Tidak Ditanahkan (Floating Grounding)

         Suatu sistem dikatakan tidak diketanahkan (floating grounding) atau sistem delta. Jika tidak ada hubungan galvanis antara sistem itu dengan tanah.
Metode Pentanahan Titik Netral
Metode-metode pentanahan titik netral sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut :

-Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding)
-Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding)
-Pentanahan langsung (effective grounding)
-Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah(resonant  grounding) 
-pentanahan dengan kumparan Petersen (Petersen Coil).

Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)

Sistem pentanahan langsung adalah dimana titik netrral sistem dihubungkan langsung dengan tanah, tanpa memasukkan harga suatu impedansi.

  

Pada sistem ini bila terjadi gangguan phasa ke tanah akan selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitu gangguan harus di isolir dengan membuka pemutus daya. Salah satu tujuan pentanahan titik netral secara langsung adalah untuk membatasi tegangan dari fasa-fasa yang tidak terganggu bila terjadi gangguan fasa ke tanah.

Keuntungan :
- Tegangan lebih pada phasa-phasa yang tidak terganggu relatif kecil
- Kerja pemutus daya untuk melokalisir lokasi gangguan dapat dipermudah, sehingga letak gangguan cepat diketahui
- Sederhana dan murah dari segi pemasangan
Kerugian :
- setiap gangguan phasa ke tanah selalu mengakibatkan terputusnya daya
- arus gangguan ke tanah besar, sehingga akan dapat membahayakan makhluk hidup didekatnya dan  kerusakan peralatan listrik yang dilaluinya

Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan (resistance grounding)

           Pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) dimaksud adalah suatu sistem yang mempunyai titik netral dihubungkan dengan tanah melalui tahanan (resistor).
Pada umumnya nilai tahanan pentanahan lebih tinggi dari pada reaktansi sistem pada tempat dimana tahanan itu dipasang. Sebagai akibatnya besar arus gangguan fasa ke tanah pertama-tama dibatasi oleh tahanan itu sendiri. Dengan demikian pada tahanan itu akan timbul rugi daya selama terjadi gangguan fasa ke tanah.
Secara umum harga tahanan yang ditetapkan pada hubung netral adalah :
R = Ohm

dimana :
R = Tahanan ( Ohm )
Ef = Tegangan fasa ke netral
I = Arus beban penuh dalam Ampere dari transformator.
                
                Dengan memilih harga tahanan yang tepat, arus gangguan ketanah dapat dibatasi sehingga harganya hampir sama bila gangguan terjadi disegala tempat didalam sistem bila tidak terdapat titik pentanahan lainnya. Dalam menentukan nilai tahanan pentanahan akan menentukan besarnya arus gangguan tanah.
Besarnya tahanan pentanahan pada sistem tenaga listrik (contohnya di PLN P3B Jawa Bali Region Jabar), adalah sebagai berikut :
 -Sistem 70 kV sebesar  62 Ohm
 -Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm atau 42 Ohm.

Jenis pentanahan (Resistor) yang dipakai adalah Resistor jenis logam (metalic resistor) atau Resistor jenis batang karbon  (Arang),bisa di lihat pada gambar di bawah ini:

 Resistor jenis logam (metalic resistor)

 Resistor jenis batang karbon  (Arang)

pentanahan titik netral melalui tahanan (resistance grounding) mempunyai keuntungan dan kerugian yaitu :

- Keuntungan :
* Besar arus gangguan tanah dapat diperkecil
* Bahaya gradient voltage lebih kecil karena arus gangguan tanah kecil.
* Mengurangi kerusakan peralatan listrik akibat arus gangguan yang melaluinya.

- Kerugian :
* Timbulnya rugi-rugi daya pada tahanan pentanahan selama terjadinya gangguan fasa ke tanah.
* Karena arus gangguan ke tanah relatif kecil, kepekaan rele pengaman menjadi berkurang dan 
   lokasi gangguan tidak cepat diketahui.

Transformator Pentanahan

              Bila pada suatu sistem tenaga listrik tidak terdapat titik netral, sedangkan sistem itu harus diketanahkan, maka sistem itu dapat ditanahkan dengan menambahkan “Transformator Pentanahan” (grounding transformer), contoh gambar pemasangan Trafo Pentanahan seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Contoh Pemasangan Trafo Pentanahan

Transformator pentanahan itu dapat terdiri dari transformator Zig-zag atau transformator bintang-segitiga (Y-Δ). Trafo pentanahan yang paling umum digunakan adalah transformator zig-zag tanpa belitan sekunder.

PENTANAHAN/PEMBUMIAN PERALATAN

Pengertian Pentanahan Peralatan


            Pentanahan peralatan adalah pentanahan bagian dari peralatan yang pada kerja normal tidak dilalui arus. Bila terjadi hubung singkat suatu penghantar dengan suatu peralatan, maka akan terjadi beda potensial (tegangan), yang dimaksud peralatan disini adalah bagian-bagian yang bersifat konduktif yang pada keadaan normal tidak bertegangan seperti bodi trafo, bodi PMT, bodi PMS, bodi motor listrik, dudukan Batere dan sebagainya. Bila seseorang berdiri ditanah dan memegang peralatan yang bertegangan, maka akan ada arus yang mengalir melalui tubuh orang tersebut yang dapat membahayakan. 

Untuk menghindari hal ini maka peralatan tersebut perlu ditanahkan. Pentanahan yang demikian disebut Pentanahan peralatan.

sebagai contoh pemasangan pentanahan peralatan lihat gambar di bawah ini:

Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan

Pentanahan peralatan merupakan hal yang sangat penting dan perlu diperhatikan, baik pada pembangunan Gardu Induk, Pusat-pusat listrik, Industri-industri bahkan rumah tinggal juga perlu dilengkapi dengan sistem pentanahan ini.

Tujuan pentanahan peralatan dapat dipormulasikan sebagai berikut :
1. Untuk mencegah terjadinya tegangan kejut listrik yang berbahaya bagi manusia dalam daerah itu
2. Untuk memungkinkan timbulnya arus tertentu baik besarnya maupun lamanya dalam keadaan gangguan tanah tanpa menimbulkan kebakaran atau ledakan pada bangunan atau isinya.
3. Untuk memperbaiki penampilan (performance) dari sistem.
Tahanan Jenis Tanah
 
Harga tahanan jenis tanah pada daerah kedalaman yang terbatas tergantung dari beberapa faktor, yaitu :
Jenis tanah = tanah liat, berpasir, berbatu, dll
- Lapisan tanah = berlapis-lapis dengan tahanan jenis berlainan atau uniform.
- Kelembaban tanah
- Temperatur.
 
              Harga tahanan jenis selalu bervariasi sesuai dengan keadaan pada saat pengukuran. Makin tinggi suhu makin tinggi tahanan jenisnya. Sebaliknya makin lembab tanah itu makin rendah tahanan jenisnya. Secara umum harga-harga tahanan jenis ini diperlihatkan pada tabel berikut ini :
Tahanan Jenis Tanah

 NO                                       JENIS TANAH                   TAHANAN JENIS TANAH(OHM M)

1                                              Tanah  rawa                                                  30

2                                     Tanah liat atau Tanah ladang                                100

3                                               Pasir Basah                                                 200

4                                              Kerikil Basah                                               500

5                                      Pasir dan Kerikil Kering                                      1000

6                                             Tanah Berbatu                                               3000

                      Sering dicoba untuk merubah komposisi kimia tanah dengan memberikan garam pada tanah dekat elektroda pentanahan dengan maksud untuk mendapatkan tahanan jenis tanah yang rendah. Cara ini hanya baik untuk sementara sebab proses penggaraman harus dilakukan secara priodik, sedikitnya enam bulan sekali. Dengan memberi air atau membasahi tanah juga dapat mengubah tahanan jenis tanah.

Sumber: http://iqbalsenoelectro.blogspot.com/2013/12/normal-0-false-false-false-in-x-none-x.html

Read More

Konversi Energi

ENERGI DAN KONVERSI

Pengertian konversi energi adalah perubahan bentuk energi dari yang satu menjadi bentuk energi lain.Hukum konservasi energi mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan (dibuat) ataupun di musnahkan akan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya.

SUMBER-SUMBER ENERGI KONVERSI.
Evolusi industri yang dimulai dari penemuan mesin uap oleh James Watt, ini adalah contoh konversi energi dari energi batubara menjadi energi gerak mesin uap. Pada kehidupan sehari-hari misalnya energi lisrtik diubah menjadi energi cahaya lampu atau panasnya heater, dinginnya AC (air conditioner) atau menjadi energi gerak motor listrik dan lain sebagainya. Pada masa sekarang memang peranan energi listrik ini cukup luas dan lebih mudah meng-konversi energi listrik ini menjadi bentuk energi lain. Energi listrik sendiri adalah produk konversi energi dari energi lain seperti energi kinetik air terjun, energi uap/panas bumi, energi minyak diesel, energi batubara dan lain sebagainya.Minyak, batubara termasuk energi yang tidak terbarukan karena sumber energi ini terbatas dan suatu saat akan habis. Energi matahari misalnya dikonversi dengan solar cell, disimpan kedalam batere penyimpan dan inverter DC/AC disebut energi terbarukan karena sumbernya melimpah dan selalu tersedia. Walaupun suatu saat akan redup juga dan saat itu dunia kiamat.

Energi Panas Laut.
Konversi energi panas laut adalah sistem konversi energi yang terjadi akibat perbedaan suhu di permukaan dan di bawah laut menjadi energi listrik. Potensi terbesar konversi energi panas laut untuk pembangkitan listrik terletak di khatulistiwa. Soalnya, sepanjang tahun di daerah khatulistiwa suhu permukaan laut berkisar antara 25-30°C, sedangkan suhu di bawah laut turun 5-7°C pada kedalaman lebih dari 500 meter. Terdapat dua siklus konversi energi panas laut, yaitu siklus Rankine terbuka dan siklus Rankine tertutup. Sebagai pembangkit tenaga listrik, konversi energi panas laut siklus Rankine terbuka memerlukan diameter turbin sangat besar untuk menghasilkan daya lebih besar dari 1MW, sedangkan komponen yang tersedia belum memungkinkan untuk menghasilkan daya sebesar itu, alternatif lain yaitu siklus Rankine tertutup dengan fluida kerja amonia atau freon. Berdasarkan letak penempatan pompa kalor, konversi energi panas laut dapat diklasifikasikan menjadi tiga tipe, konversi energi panas laut landasan darat, konversi energi panas laut terapung landasan permanen, dan konversi energi panas laut terapung kapal.

Konversi energi panas laut landasan darat alat utamanya terletak di darat, hanya sebagian kecil peralatan yang menjorok ke laut. Kelebihan sistem ini adalah dayanya lebih stabil dan pemeliharaannya lebih mudah. Kekurangan sistem jenis ini membutuhkan keadaan pantai yang curam, agar tidak memerlukan pipa air dingin yang panjang. Status teknologi konversi energi panas laut jenis ini baru pada tahap percontohan dengan kapasitas 100 W dan dengan fluida kerja freon yang dilakukan oleh TEPSCO-Jepang, dengan lokasi percontohan di Kepulauan Nauru. Selain itu dibangun pusat penelitian dan pengembangan konversi energi panas laut landasan darat (STF) yang terletak di Hawaii. Untuk konversi energi panas laut terapung landasan permanen, diperlukan sistem penambat dan sistem transmisi bawah laut, sehingga permasalahan utamanya pada sistem penambat dan teknologi transmisi bawah laut yang mahal. Jenis ini masih dalam taraf penelitian dan pengembangan.

Konversi energi panas laut terapung kapal beroperasi dengan bebas karena dibangun di atas kapal. Biasanya energi listrik yang dihasilkan untuk memproduksi berbagai bahan yaitu amonia, hidrogen, methanol, dan lain-lain. Status teknologi konversi energi panas laut jenis ini baru taraf percontohan, dengan nama pembangkit Mini OTEC yang berkapasitas 50 kW dengan lokasi percontohan di laut Hawaii. Mini OTEC menghasilkan daya bersih 10 kW sampai 15 kW. Selain itu, pada tempat yang sama beroperasi konversi energi panas laut dengan nama OTEC1 dengan kapasitas 1 MW. Perkembangan teknologi konversi energi panas laut di Indonesia baru mencapai status penelitian, dengan jenis konversi energi panas laut landasan darat dan dengan kapasitas 100 kW, lokasi di Bali Utara. Secara umum kendala pada teknologi konversi energi panas laut adalah efisiensi pemompaan yang masih rendah, korosi pipa, bahan pipa air dingin, dan biofouling, yang semuanya menyangkut investasi. Selain itu kajian sumber daya kelautan masih terbatas terhadap langkah pengembangan konversi energi panas laut.

Energi pasang surut
Tidak kurang dari 100 lokasi di dunia yang dinilai sebagai tempat yang cocok bagi pembangunan pembangkit energi pasang surut. Sistem pemanfaatan energi pasang surut pada dasarnya dibedakan menjadi dua yaitu kolam tunggal dan kolam ganda. Pada sistem pertama energi pasang surut dimanfaatkan hanya pada perioda air surut (ebb period) atau pada perioda air naik (flood time). Sedangkan sistem yang kedua adalah kolam ganda kedua perioda baik sewaktu air pasang maupun air surut energinya dimanfaatkan. Turbin dan saluran terletak dalam satu bendungan (dam) yang memisahkan kolam dan laut. Sewaktu air pasang permukaan air di kolam sama dengan permukaan laut. Sewaktu air mulai surut terjadilah perbedaan tinggi air (head) antara kolam dan laut yang menyebabkan air mulai mengalir ke arah laut dan memutar turbin. Pada sistem kolam ganda turbin akan berkerja dalam dua arah aliran. Kedua kolam dipisahkan oleh satu bendungan (dam) yang didalamnya terdapat turbin dua arah, masing-masing kolam memiliki saluran yang menghubungkan dengan
laut. Meskipun turbin bekerja terus-menerus tetapi kecepatannya bervariasi, selain dengan perbedaan tinggi permukaan air di kolam dan permukaan laut. Perbedaan tinggi antara permukaan air di kolam dan permukaan air laut di tempat- tempat energi pasang surut berkisar beberapa meter sampai 13 meter. Penelitian pemanfaatan energi pasang surut telah dilakukan oleh beberapa negara; Perancis, Rusia, Amerika Serikat,
dan Kanada sejak tahun 1920. Sete- lah lebih dari 40 tahun-tahun 1966- pembangkit energi listrik berkekuatan 240 MW yang digerakan oleh tenaga pasang surut berhasil dibangun oleh Perancis di pantai Estuari Rance. Di Rusia ada proyek energi pasang surut dengan kapasitas 2176 MW di Bay of Fundy.
Berdasarkan estimasi kasar jumlah energi pasang surut di samudera seluruh dunia adalah 3.106 MW. Khusus untuk Indonesia beberapa daerah yang mempunyai potensi energi pasang surut adalah Bagan Siapi-api, yang pasang surutnya mencapai 7 meter, Teluk Palu yang ini struktur geologinya merupakan patahan (Palu Graben) sehingga memungkinkan gejala pasang surut, Teluk Bima di Sumbawa (Nusa Tenggara Barat), Kalimantan Barat, Papua, dan Pantai Selatan Pulau Jawa.Mekanisme pusat listrik energi pasang surut tergantung pada beberapa faktor: arah angin, kecepatan, lamanya bertiup, dan luas daerah yang dipengaruhi. Oleh karena itu, di dalam penelitian mengenai energi ini faktor meteorologi/geofisika menjadi kuncinya. Pada pemanfaatan energi ini diperlukan daerah yang cukup luas untuk menampung air laut (reservoir area). Namun, sisi positifnya adalah tidak menimbulkan polutan bahan-bahan beracun baik ke air maupun udara.

Energi gelombang
Gelombang laut merupakan salah satu bentuk energi yang bisa dimanfaatkan dengan mengetahui tinggi gelombang, panjang gelombang, dan periode waktunya. Ada empat teknologi energi gelombang yaitu sistem rakit Cockerell, tabung tegak Kayser, pelampung Salter, dan tabung Masuda. Sistem rakit Cockerell berbentuk untaian rakit-rakit yang saling dihubungkan dengan engsel-engsel dan sistem ini bergerak naik turun mengikuti gelombang laut. Gerakan relatif rakit-rakit menggerakkan pompa hidrolik yang berada di
antara dua rakit. Sistem tabung tegak Kayser menggunakan pelampung yang bergerak naik turun dalam tabung karena adanya tekanan air. Gerakan relatif antara pelampung dan tabung menimbulkan tekanan hidrolik yang dapat diubah menjadi energi listrik. Sistem Pelampung Salter memanfaatkan gerakan relatif antara bagian/pembungkus luar (external hull) dan bandul didalamnya (internal pendulum) untuk diubah menjadi energi listrik. Pada sistem tabung Masuda metodenya adalah memanfaatkan gerak gelombang laut masuk ke dalam ruang bawah dalam pelampung dan menimbulkan gerakan perpindahan udara di bagian ruangan atas dalam pelampung. Gerakan perpindahan udara ini dapat menggerakkan turbin udara.
Negara-negara maju seperti Amerika Serikat, Inggris, Jepang, Finlandia, dan Belanda, banyak menaruh perhatian pada energi ini. Lokasi potensial untuk membangun sistem energi gelombang adalah di laut lepas, daerah lintang sedang dan di perairan pantai. Energi gelombang bisa dikembangkan di Indonesia di laut selatan Pulau Jawa dan Pulau Sumatera.

Fuel cell merupakan suatu pembangkit listrik mini mengkonversi energi kimia langsung menjadi energi listrik tanpa melalui proses pembakaran, sehingga efiesiensinya tinggi dan sangat ramah lingkungan.
Struktur fuelcell sama dengan baterai yang umum, ada elektroda (anoda dan katoda) dengan bahan elektrolit. Prinsip kerja sederhananya seperti berikut, bahan bakar (hanya istilah saja karena tidak terjadi pembakaran, dalam hal ini yang paling sering digunakan adalah hydrogen) dialirkan anoda (elektroda negative) dari fuelcell. Disisi lain, oksidan (paling sering dipilih oksigen karena berlimpah di udara kita) juga dialirkan ke katoda (elektroda positif) dari fuelcell. Akibatnya reaksi kimia akan terjadi pada elektroda fuelcell sehingga muatan mengalir melalui elektrolit dan arus akan mengalir ke beban yang terhubung ke fuelcell. ..Energi listrik telah terbangkitkan langsung dari energi kimia…!!! Apabila hidrogen dan oksigen yang dipilih sebagai bahan bakar dan oksidan, maka ’limbah’nya adalah airsehingga fuelcell sangat ramah lingkungan, polusinya saja berguna.
Tegangan yang dibangkitkan oleh satu buah fuelcell biasanya sangat kecil. Untuk dapat memakai fuelcell pada keperluan yang umum sehari-hari, fuelcell harus disusun serial beberapa unit fuelcell untuk mendapatkan tegangan yang lebih besar dan aplikatif.
Walaupun fuelcell mirip dengan baterai yang umum kita tahu, tetapi terdapat beberapa perbedaan yang utama antara fuelcell dengan baterai. Baterai dapat menyimpan energi didalamnya dan akan habis jika terhubung ke beban. Sedangkan fuelcell adalah pengkonversi energi yang bahan bakar (hidrogen) dan oksidannya (oksigen) terus-menerus dialirkan kedalamnya, dengan kata lain fuelcell dapat menghasilkan energi listrik selama masih ada bahan bakar dan oksidan yang masih tersedia.

Read More

Stabilitas dan Keandalan

KONSEP DASAR KESTABILAN SISTEM TENAGA LISTRIK 

Kestabilan suatu peralatan atau sistem secara umum dapat didefenisikan sebagai probabilitas suatu alat atau sistem untuk menyelenggarakan tujuannya secara cukup untuk periode waktu tertentu dan kondisi operasi tertentu ". 
Dari defenisi diatas untuk melakukan analisa kestabilan terhadap keandalan suatu system maka  terdapat empat unsur yang penting di analisa. 
Ø  Probabilitas 
Ø  Kecukupan performance 
Ø  Waktu 
Ø  Kondisi operasi Untuk kepentingan konsumen dalam penyaluran listrik yang handal, factor utama yang dijadikan tolok ukur adalah frekuensi dari gangguan, durasi dari tiap gangguan dan harga suatu tempat konsumen atas suplay listrik pada saat suplay tidak tersedia. 
Faktor yang Mempengaruhi Keandalan Sistem Distribusi 
Keandalan sebuah sistem distribusi pada dasarnya ditentukan oleh hal‑hal sebagai berikut : 
Ø  Konfigurasi dari sistem distribusi 
Ø  Keandalan masing – masing komponen   yang    menyusun sistem distribusi tersebut. 
Ø  Pengaturan operasi saluran distribusi             
Sistem distribusi dengan konfigurasi tertentu dapat lebih andal dari sistem distribusi konfigurasi lain, walaupun masing‑masing mempunyai komponen yang sama. Makin andal suatu konfigurasi, maka biayanya juga semakin mahal. Hal ini misalnya dapat dilihat pada sistem konfigurasi radial dan sistem konfigurasi spindle, dimana sistem konfigurasi spindle lebih andal, karena dilengkapi dengan gardu hubung dan express feeder sehingga memungkinkan gardu distribusi salah satu feeder disuplai oleh express feeder, tetapi dengan sendirinya investasi yang harus ditanamkan lebih mahal yaitu untuk biaya gardu hubung dan express feeder terse but. Sedangkan keandalan dari masing ‑ masing komponen distribusi tersebut dapat dilihat dari kegagalan yang terjadi dari komponen itu sendiri. 
Terjadinya kegagalan komponen distribusi dapat disebabkan oleh beberapa faktor yang antara lain 
a) Faktor dalam yaitu kegagalan yang terjadi karena kondisi komponen itu sendiri seperti sarnbungan kabel yang tidak sernpurna, isolasi buruk dan lain‑lain. 
b) Faktor luar : yaitu kegagalan yang terjadi diluar seperti tingginya kelembaban pada gardu, pencemaran udara, dan lain‑lain. 
Disamping hal‑hal yang tersebut diatas tadi, ada pula faktor‑faktor diluar sistem distribusi yaitu terjadinya gangguan pada transmisi sehingga akan mempengaruhi keandalan sistem distribusi yang telah mempunyai keandalan yang tinggi sekalipun. 
Parameter Keandalan Sistem Distribusi 
Untuk menentukan keandalan sebuah sistem distribusi tenaga listrik, terlebih dahulu memahami beberapa pengertian dasar yang berkaitan dengan keandalan yaitu gangguan pemutusan daya dan laju kegagalan. 
Gangguan 
Menggambarkan keadaan suatu komponen pada saat komponen itu tidak dapat melaksanakan fungsinya disebabkan adanya beberapa kejadian yang berhubungan secara langsung dengan komponen itu. 
Suatu gangguan pada sistem. distribusi dapat menyebabkan pemutusan pelayanan dalam waktu singkat maupun lama tergantung konfigurasi sistem distribusi yang bersangkutan. 
Gangguan ini. dapat dibedakan atas tiga bagian yaitu gangguan paksa transient, gangguan paksa menetap dan gangguan terjadual. 
Ø  Gangguan paksa transient adalah gangguan komponen yang penyebabnya dapat diatasi segera. oleh komponen itu sendiri, sehingga kornponen yang gagal tersebut segera berfungsi kembali. Waktu pemutusan pelayanan terjadi relatif singkat. 
Ø  Gangguan paksa menetap adalah gangguan pada komponen yang penyebabnya tidak dapat dengan segera diatasi oleh komponen itu sendiri, tetapi harus diperbaiki atau diganti untuk mengembalikan fungsinya yang semula. Waktu pemulihan akibat gangguan ini cukup lama. 
Ø  Gangguan terjadwal adalah gangguan yang disebabkan oleh komponen sistem yang sengaja dilepas dari pelayanan pada periode waktu yang telah ditentukan. Misalnya rehabilitasi atau pemasangan komponen baru. Gangguan jenis ini masih dapat ditunda, diluar keadaan ini disebut gangguan paksa. 
Pemutusan daya 
Adalah terhentinya penyaluran catu daya pada konsumen atau fasilitas lainnya yang diakibatkan satu atau lebih komponen yang terganggu dari konfigurasi sistem 
Laju kegagalan 
Adalah banyaknya kegagalan yang terjadi persatuan waktu, biasanya dalam kegagalan pertahun 
LAJU KEGAGALAN KOMPONEN SISTEM             
Setiap komponen pada dasarnya mengikuti pola kecepatan/laju kegagalan standar terhadap waktu.
(1). Daerah kegagalan awal (debugging) Pada saat sistem atau komponen listrik mulai dioperasikan, angka kegagalannya cukup besar. Ini disebabkan karena kesalahan perencanaan atau kurang telitinya pemasangan sistem atau komponen listrik.  Kegagalan     ini akan  menurun dengan bertambahnya waktu, sedangkan kegagalan terbesar adalah pada saat sistem atau komponen dicoba. 
(2). Daerah operasi normal Pada daerah ini laju kegagalan adalah konstan dan kegagalan yang terjadi berlangsung secara acak. Untuk, komponen‑komponen elektromekanis, daerah ini relatif pendek dibanding dengan komponen elektronik. Pada pembahasan selanjutnya daerah inilah yang akan dilakukan perhitungan keandalan 
(3). Daerah kegagalan akhir ( wear out) Pada daerah ini diperlihatkan kegagalan yang membesar dibanding dengan umur operasinya. Hal ini disebabkan karena semakin tuanya umur sistem atau komponen listrik. Komponen‑komponen sistem tenaga listrik seperti : motor, generator, transformator dan lain‑lain dapat dijaga agar berada pada daerah kerja normal dengan umur ekonomis yang panjang. Hal ini dapat dilakukan dengan cara pemeliharaan secara teratur dan teliti, dimana elemen‑elemen mekanik serta isolasi isolasi yang ada tidak berada pada daerah, yang jenuh sebelum elemen‑elemen itu diganti. 
Dalam studi untuk menghitung keandalan sistem distribusi tenaga listrik ini diambil parameter-­parameter pendukung lainnya yaitu :
Ø  Laju kegagalan 
Ø  Lama kegagalan 
Ø  Waktu pemutusan pelayanan waktu perbaikan

Read More

Sistem Proteksi dan Rele

Dasar-Dasar Sistem Proteksi

Keandalan dan kemampuan suatu sistem tenaga listrik dalam melayani konsumen sangat tergantung pada sistem proteksi yang digunakan. Oleh sebab itu dalam perencangan suatu sistem tenaga listrik, perlu dipertimbangkan kondisi-kondisi gangguan yang mungkin terjadi pada sistem, melalui analisa gangguan.

Dari hasil analisa gangguan, dapat ditentukan sistem proteksi yang akan digunakan, seperti: spesifikasi switchgear, rating circuit breaker (CB) serta penetapan besaran-besaran yang menentukan bekerjanya suatu relay (setting relay) untuk keperluan proteksi.

Artikel ini akan membahas tentang karakter serta gangguan-gangguan dan sistem proteksi yang digunakan pada sistem tenaga listrik yang meliputi: generator,transformer, jaringan dan busbar.

Definisi Sistem Proteksi

proteksi sistem tenaga listrik adalah sistem proteksi yang dipasang pada peralatan-peralatan listrik suatu sistem tenaga listrik, misalnya generator, transformator, jaringan dan lain-lain, terhadap kondisi abnormal operasi sistem itu sendiri.

Kondisi abnormal itu dapat berupa antara lain: hubung singkat, tegangan lebih,beban lebih, frekuensi sistem rendah, asinkron dan lain-lain

Dengan kata lain sistem proteksi itu bermanfaat untuk:
1. menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan-peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem). Semakin cepat reaksi perangkat proteksi yang digunakan maka akan semakin sedikit pengaruh gangguan kepada kemungkinan kerusakan alat.
2. cepat melokalisir luas daerah yang mengalami gangguan, menjadi sekecil mungkin.
3. dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen dan juga mutu listrik yang baik.
4. mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik.

Pengetahuan mengenai arus-arus yang timbul dari berbagai tipe gangguan pada suatu lokasi merupakan hal yang sangat esensial bagi pengoperasian sistem proteksi secara efektif. Jika terjadi gangguan pada sistem, para operator yang merasakan adanya gangguan tersebut diharapkan segera dapat mengoperasikan circuit-circuit Breaker yang tepat untuk mengeluarkan sistem yang terganggu atau memisahkan pembangkit dari jaringan yang terganggu. Sangat sulit bagi seorang operator untuk mengawasi gangguan-gangguan yang mungkin terjadi dan menentukan CB mana yang dioperasikan untuk mengisolir gangguan tersebut secara manual.

Mengingat arus gangguan yang cukup besar, maka perlu secepat mungkin dilakukan proteksi. Hal ini perlu suatu peralatan yang digunakan untuk mendeteksi keadaan-keadaan yang tidak normal tersebut dan selanjutnya menginstruksikan circuit breaker yang tepat untuk bekerja memutuskan rangkaian atau sistem yang terganggu. Dan peralatan tersebut kita kenal dengan relay.

Ringkasnya proteksi dan tripping otomatik circuit-circuit yang berhubungan, mempunyai dua fungsi pokok:
1. Mengisolir peralatan yang terganggu, agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa.
2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (over heating), pengaruh gaya-gaya mekanik dst.

"Koordinasi antara relay dan circuit breaker(CB) dalam mengamati dan memutuskan gangguan disebut sebagai sistem proteksi".

Banyak hal yang harus dipertimbangkan dalam mempertahankan arus kerja maksimum yang aman. Jika arus kerja bertambah melampaui batas aman yang ditentukan dan tidak ada proteksi atau jika proteksi tidak memadai atau tidak efektif, maka keadaan tidak normal dan akan mengakibatkan kerusakan isolasi. Pertambahan arus yang berkelebihan menyebabkan rugi-rugi daya pada konduktor akan berkelebihan pula, sedangkan pengaruh pemanasan adalah sebanding dengan kwadrat dari arus:

H = 1kwadrat.R.t Joules

Dimana;
H = panas yang dihasilkan (Joule)
I = arus listrik (ampere)
R = tahanan konduktor (ohm)
t = waktu atau lamanya arus yang mengalir (detik)

Proteksi harus sanggup menghentikan arus gangguan sebelum arus tersebut naik mencapai harga yang berbahaya. Proteksi dapat dilakukan dengan Sekering atau Circuit Breaker.

Proteksi juga harus sanggup menghilangkan gangguan tanpa merusak peralatan proteksi itu sendiri. Untuk ini pemilihan peralatan proteksi harus sesuai dengan kapasitas arus hubung singkat “breaking capacity” atau Repturing Capacity.

Disamping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Sekering atau circuit breaker harus sanggup dilalui arus nominal secara terus menerus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating).
2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan peralatan bekerja.
3. Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi cukup lama, sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar.
4. Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi.
5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap beroperasi.

Proteksi overload dikembangkan jika dalam semua hal rangkaian listrik diputuskan sebelum terjadi overheating. Jadi disini overload action relatif lebih lama dan mempunyai fungsi inverse terhadap kwadrat dari arus.

Proteksi gangguan hubung singkat dikembangkan jika action dari sekering atau circuit breaker cukup cepat untuk membuka rangkaian sebelum arus dapat mencapai harga yang dapat merusak akibat overheating, arcing atau ketegangan mekanik.

Persyaratan Kualitas Sistem Proteksi

Ada beberapa persyaratan yang sangat perlu diperhatikan dalam suatu perencanaan sistem proteksi yang efektif, yaitu:
a). Selektivitas dan Diskriminasi
Efektivitas suatu sistem proteksi dapat dilihat dari kesanggupan sistem dalam mengisolir bagian yang mengalami gangguan saja.
b). Stabilitas
Sifat yang tetap inoperatif apabila gangguan-gangguan terjadi diluar zona yang melindungi (gangguan luar).
c). Kecepatan Operasi
Sifat ini lebih jelas, semakin lama arus gangguan terus mengalir, semakin besar kemungkinan kerusakan pada peralatan. Hal yang paling penting adalah perlunya membuka bagian-bagian yang terganggu sebelum generator-generator yang dihubungkan sinkron kehilangan sinkronisasi dengan sistem. Waktu pembebasan gangguan yang tipikal dalam sistem-sistem tegangan tinggi adalah 140 ms. Dimana dimasa mendatang waktu ini hendak dipersingkat menjadi 80 ms sehingga memerlukan relay dengan kecepatan yang sangat tinggi (very high speed relaying).
d). Sensitivitas (kepekaan)
Yaitu besarnya arus gangguan agar alat bekerja. Harga ini dapat dinyatakan dengan besarnya arus dalam jaringan aktual (arus primer) atau sebagai prosentase dari arus sekunder (trafo arus).
e). Pertimbangan ekonomis
Dalam sistem distribusi aspek ekonomis hampir mengatasi aspek teknis, oleh karena jumlah feeder, trafo dan sebagainya yang begitu banyak, asal saja persyaratan keamanan yang pokok dipenuhi. Dalam suatu sistem transmisi justru aspek teknis yang penting. Proteksi relatif mahal, namun demikian pula sistem atau peralatan yang dilindungi dan jaminan terhadap kelangsungan peralatan sistem adalah vital.
Biasanya digunakan dua sistem proteksi yang terpisah, yaitu proteksi primer atau proteksi utama dan proteksi pendukung (back up).
f). Realiabilitas (keandalan)
Sifat ini jelas, penyebab utama dari “outage” rangkaian adalah tidak bekerjanya proteksi sebagaimana mestinya (mal operation).
g) Proteksi Pendukung
Proteksi pendukung (back up) merupakan susunan yang sepenuhnya terpisah dan yang bekerja untuk mengeluarkan bagian yang terganggu apabila proteksi utama tidak bekerja (fail). Sistem pendukung ini sedapat mungkin indenpenden seperti halnya proteksi utama, memiliki trafo-trafo dan rele-rele tersendiri. Seringkali hanya triping CB dan trafo -trafo tegangan yang dimiliki bersama oleh keduanya. Tiap-tiap sistem proteksi utama melindungi suatu area atau zona sistem daya tertentu. Ada kemungkinan suatu daerah kecil diantara zo na -zona yang berdekatan misalnya antara trafo-trafo arus dan circuit breaker-circuit breaker tidak dilindungi. Dalam keadaan seperti ini sistem back up (yang dinamakan, remote back up) akan memberikan perlindungan karena berlapis dengan zona-zona utama.

Pada sistem distribusi aplikasi back up digunakan tidak seluas dalam sistem tansmisi,cukup jika hanya mencakup titik-titik strategis saja. Remote back up akan bereaksi lambat dan biasanya memutus lebih banyak dari yang diperlukan untuk mengeluarkan bagian yang terganggu.

Komponen-Komponen Sistem Proteksi

Secara umum, komponen-komponen sistem proteksi terdiri dari:
1. Circuit Breaker, CB (Sakelar Pemutus, PMT)
2. Relay
3. Trafo arus (Current Transformer, CT)
4. Trafo tegangan (Potential Transformer, PT)
5. Kabel kontrol
6. Catu daya, Supplay (batere)

Rangkuman

Proteksi dan automatic tripping Circuit Breaker (CB) dibutuhkan untuk:
1. Mengisolir peralatan yang terganggu agar bagian-bagian yang lainnya tetap beroperasi seperti biasa.
2. Membatasi kerusakan peralatan akibat panas lebih (overheating), pengaruh gaya mekanik dan sebagainya.

Proteksi harus dapat menghilangkan dengan cepat arus yang dapat
mengakibatkan panas yang berkelebihan akibat gangguan
H = Ikwadrat.R×t Joules

Peralatan proteksi selain sekering adalah peralatan yang dibentuk dalam suatu sistem koodinasi relay dan circuit breaker

Peralatan proteksi dipilih berdasarkan kapasitas arus hubung singkat ‘Breaking capacity’ atau ‘Repturing Capcity’.

Selain itu peralatan proteksi harus memenuhi persyaratan, sebagai berikut:
1. Selektivitas dan Diskriminasi
2. Stabilitas
3. Kecepatan operasi
4. Sensitivitas (kepekaan).
5. Pertimbangan eko nomis.
6. Realibilitas (keandalan).
7. Proteksi pendukung (back up protection)

Read More

Keamanan dan Keselamatan Kerja

Utamakan Keamanan dan Keselamatan Kerja dalam Reparasi Elektronika

Dalam mereparasi barang-barang elektronika maupun peralatan rumah tangga, tentu kita harus memperhatikan beberapa hal yang harus kita waspadai saat pengerjaannya. Oleh sebab itulah kita wajib mengutamakan Keamanan dan Keselamatan Kerja (K3) dalam memperbaiki maupun merakit barang elektronika. Jadi setelah anda membaca dan ingin mempraktekkan apa yang sudah dipublikasikan di blog ini maupun yang lainnya, maka saya pribadi menekankan beberapa hal yang perlu dilakukan demi keamaanan dan menghindari segala bentuk kecelakaan kerja. Hal ini karena banyak sekali ancaman bahaya kesehatan yang bisa saja terjadi tanpa kita sadari. Terutama bagi pemula dan belum berpengalaman dibidangnya.

Berikut ini adalah beberapa hal untuk menghindari kecelakaan kerja saat merakit dan mereparasi barang Elektronika.

Biasakan berdo'a sebelum dan sesudah mereparasi atau perakitan.

Hal ini bertujuan agar kita tidak sombong, sok tahu, sok pintar dan sebagainya sehingga membuat kita lupa diri dan tidak ingat siapa yang memberikan ilmu kepada kita. Selain itu juga bertujuan agar kita lebih mendekatkan diri kepada Tuhan YME. 

Dalam keadaan sehat dan tidak ada catatan kesehatan yang buruk

Saat bekerja pastikan anda dalam keadaan sehat dan tidak ada catatan kesehatan yang menimbulkan terjadinya hal buruk saat bekerja. Misalnya alergi debu, Jantung lemah, Buta warna, Mata minus, Tidak dalam keadaan stress, trauma dan sebagainya.

Gunakan pakaian khusus praktek.

Saat bekerja pergunakanlah pakaian dan perlengkapan khusus untuk kerja, misalnya 

1. Baju yang memiliki isolator yang bagus, tidak mudah terbakar, ringan dan enak dipakai.
2. Memakai Sandal atau sepatu memiliki penghantar listrik yang sangat buruk, seperti sandal atau sepatu karet.
3. Menggunakan kacamata khusus praktek jika diperlukan.
4. Menggunakan sarung tangan, jika berhubungan dengan barang yang mengandung bahan kimia berbahaya dan sebagainya.

Pergunakan peralatan kerja yang berkualitas baik, tidak cacat atau rusak.

Dengan menggunakan perlatan kerja yang memiliki kualitas bagus, maka pekerjaan akan lebih mudah dan terhindar dari bahaya kecelakaan kerja.  Misalnya kita gunakan obeng yang memiliki isolator buruk, maka bahaya tersengat listrik bisa terjadi. Selain itu kerusakan pada peralatan bisa menimbulkan kesalahpahaman dalam mereparasi elektronika.

Tempat kerja yang memadai

Pastikan tempat kerja yang bagus seperti:

1. Instalasi listrik memadai
2. Ruangan yang luas dan fentilasi udara yang baik.
3. Meja kerja dan tempat duduk sesuai standar.

Konsentrasi dalam bekerja

Ketelitian dan keseriusan dalam menangani kerusakan maupun perakitan adalah hal utama agar barang yang kita servis cepat selesai dan normal kembali. Tidak bergurau, bercanda, iseng-iseng dan sebagainya. Dengan begitu kita lebih waspada saat bekerja.

Tidak sendiri saat bekerja

Sebaiknya saat bekerja tidak dilakukan sendiri, akan tetapi ada orang dewasa yang menemani. Hal ini bertujuan agar ada pertolongan jika terjadi sesuatu hal yang tidak kita inginkan.

Tersedia kotak P3K

Jika terjadi sesuatu yang tidak kita inginkan, kita cepat bisa memberikan pertolongan pertama pada kecelakaan, sehingga tidak menjadi lebih parah.

Bersihkan dan Rapikan tempat kerja

Setelah selesai bekerja, jangan ditinggal begitu saja, terutama jika ada solder atau perlatan listrik lainnya yang belum dicabut kabel stekernya dari arus listrik. Selain itu agar kita tidak lupa menaruh peralatan atau komponen saat dibutuhkan.

Read More