Gardu induk merupakan suatu sistem instalasi listrik yang
terdiri dari beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi penghubung
listrik dari jaringan transmisi ke jaringan distribusi primer.
One Line Diagram Gardu Induk
Kita akan membahas satu per satu perlengakapan sistem tenaga
listrik yang terdapat pada gardu induk seperti pada one line diagram di atas.
1. Lightning Arrester
Lightning arrester terletak di bagian paling depan dari
sebuah gardu induk karena peralatan ini memegang peranan penting seba- gai
pengaman utama terhadap trafo dari tegangan surja yang terjadi ketika terjadi
sambaran petir. Sambaran petir pada jaringan hantaran udara sistem tenaga
listrik merupakan suntikan muatan listrik yang menimbulkan kenaikan tegangan
sesaat yang cukup besar pada jaringan. Agar tegangan lebih tersebut tidak
merusak isolasi peralatan pada jaringan, maka dipasang pelindung yang akan
mengalirkan surja petir tersebut ke tanah.
2. Line Switch
Line switch merupakan peralatan yang digunakan untuk
menghubungkan atau memutus saluran pada incoming trafo. Saat pengoperasian
normal, line switch dalam keadaan close, sedangkan saat akan dilakukan
perbaikan maka line switch diopen agar tidak ada lagi arus yang mengalir ke CB.
3. Ground Switch
Ground switch merupakan peralatan yang digunakan sebagai
pengaman ketika dilakukan perbaikan pada peralatan yang ada di gardu induk.
Saat pengoperasian normal, ground switch dalam keadaan open, sedangkan saat
akan dilakukan perbaikan, maka ground switch diclose agar tidak ada arus sisa
yang mengalir pada peralatan.
4. Busbar
Busbar merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo
tenaga, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel tegangan tinggi dan
peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan daya listrik. Ada
beberapa jenis konfigurasi busbar yang digunakan saat ini, yakni:
a. Single Busbar
Ini adalah susunan busbar yang sederhana dan paling murah. Namun memiliki
keterbatasan operasi. Apabila ada kerusakan pada busbar, maka seluruh pusat
listrik harus dipadamkan untuk dapat melakukan perbaikan.
b. Double Busbar dengan 1 Breaker
Busbar ganda umumnya dilengkapi dengan saklar pemutus dan saklar pemisah yang
berfungsi untuk menghubungkan busbar 1 dan busbar 2. Kedua busbar tersebut
dapat dihubungkan terpisah ataupun paralel dengan cara menutup atau membuka
pemutus tenaga kopel. Dengan cara demikian fleksibilitas operasi akan
terpenuhi, terutama pada saat ada gangguan.
c. Double Busbar dengan 2 Breaker
Susunan busbar seperti ini berupa busbar ganda yang didukung dengan 2 buah
pemutus tenaga. Pemindahan beban dari busbar 1 ke busbar 2 dapat dilakukan
tanpa pemadaman dengan menutup pemutus tegangan yang dituju dan kemudian
membuka pemutus tenaga yang ditinggalkan. Harus dipastikan pada saat pengerjaan
fasa dan tegangan kedua rel sama.
d. Double Busbar dengan 1½ Breaker
Susunan busbar model ini cukup rumit namun memiliki keefisienan dan
fleksibilitas tinggi. Hal ini dikarenakan busbar ganda didukung dengan 3 buah
pemutus tenaga diantara dua busbar tersebut. Dengan susunan busbar seperti ini
apabila terdapat gangguan, sistem masih dapat menyalurkan daya secara penuh.
5. Coupling Capacitor Potential Device (CCPD)
CCPD merupakan alat yang digunakan untuk mengukur tegangan
sistem yang tinggi, biasanya mempunyai rating 230kV/115V,115kV/115V,
134kV/66.7V dan 66.7kV/66.7V.
6. Disconnecting Switch (DS) atau Pemisah (PMS)
Disconnecting switch merupakan peralatan pada sistem tenaga
listrik yang berfungsi sebagai saklar pemisah yang dapat memutus dan menyambung
rangkaian dengan arus yang rendah (±5A), biasa dipakai ketika dilakukan
perawatan atau perbaikan. DS hanya boleh dioperasikan tanpa arus. Berdasarkan
posisinya, DS dibagi menjadi 3 macam yaitu DS jaringan, DS bus, dan DS trafo.
Pada DS terdapat mekanisme interlocking yang berfungsi untuk mengamankan
pembukaan dan penutupan DS.
7. Pemutus Tenaga / Circuit Breaker
Circuit breaker adalah peralatan sistem tenaga yang
berfungsi untuk memutuskan hubungan antara sisi sumber tenaga listrik dan sisi
beban yang dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi gangguan atau secara
manual ketika dilakukan perawatan atau perbaikan. Ketika kontak dipisahkan,
beda potensial di antara kontak tersebut menimbulkan medan elektrik di antara
kontak tersebut. Medan elektrik ini akan menimbulkan ionisasi yang
mengakibatkan terjadinya perpindahan elektron bebas ke sisi beban sehingga
muatan akan terus berpindah ke sisi beban dan arus tetap mengalir. Karena hal
ini menimbulkan emisi termis yang cukup besar, maka timbul busur api (arc) di
antara kontak PMT tersebut. Agar tidak mengganggu kestabilan sistem, maka arc
tersebut harus segera dipadamkan. Berdasarkan metode dalam pemadaman arc
tersebut, PMT dibagi menjadi beberapa jenis yaitu :
a. Air Circuit Breaker
Air Circuit Braker
Jenis ini menggunakan metode yang paling sederhana, yaitu memperpanjang
lintasan arc. Karena efek pemanjangan lintasan ini diharapkan arc dapat segera
dipadamkan. Biasanya dipakai untuk indoor (dalam switchgear) untuk level
tegangan 4.16kV dan 13.8kV.
b. Oil Circuit Breaker
Pada CB jenis ini, ketika kontak terbuka, arc akan terjadi dengan media sekitar
berupa minyak sehingga minyak menguap dan menimbulkan gelembung gas yang
menyelubungi arc di antara kontak. Gelembung ini membuat minyak terdekomposisi
sehingga menimbulkan gas hidrogen yang menghambat arc. Dengan adanya
media minyak ini, diharapkan arc dapat segera dipadamkan. Secara fisik
bentuknya paling besar diantara jenis CB yang lain dan dicirikan dengan adanya
tangki-tangki yang di dalamnya terdapat minyak.
c. SF6 Circuit Breaker
Saat kontak terbuka dan arc muncul, gas SF6 bertekanan tinggi ditiupkan
di antara kontak untuk menyingkirkan partikel bermuatan dari sela antara kedua
kontak sehingga membuat arc semakin cepat padam. Gas SF6 dipilih karena sifat
gas ini yang merupakan bahan isolasi dan pendingin yang baik.
d. Vacuum Circuit Breaker
Pada CB jenis ini kontak ditempatkan pada suatu bilik yang vakum. Tidak
boleh terjadi kebocoran sedikitpun pada bilik ini. PMT jenis ini umumnya tidak
menggunakan kontak yang bergerak secara mekanik seperti kontak yang lain.
Kontak mekanik akan menyebabkan pergeseran kontak yang memungkinkan terjadinya
kebocoran. Pada CB vakum, pemadaman arc dilakukan dengan memperpanjang lintasan
serta menghilangkan molekul udara yang dapat mengalami ionisasi.
8. Circuit Switcher (C/S)
Merupakan jenis breaker yang hanya mempunyai kemampuan untuk
memutuskan arus, baik dalam kondisi gangguan ataupun dalam kondisi normal, tapi
tidak mempunyai kemampuan untuk menutup rangkaian listrik secara otomatis
(reclosing). Sehingga circuit switcher hanya dipakai untuk proteksi peralatan
yang tidak mengizinkan untuk reclose jika ada gangguan, misalnya untuk proteksi
trafo daya.
9. Trafo Daya (Power Transformer)
Trafo daya berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik
dengan merubah besaran tegangannya, dengan frekuensi tetap. Trafo berfungsi
sebagai penurun (step-down) ataupun penaik (step-up) tegangan dan arus. Hal ini
berdasar kepada kebutuhan, untuk saluran transmisi dibutuhkan trafo jenis
step-up untuk menaikan tegangan dan menurunkan arus dikarenakan dalam
pentransmisiannya tenaga listrik melewati penghatar yang berjarak cukup jauh
sehingga memiliki hambatan yang cukup besar. Penaikan tegangan dan penurunan
arus dimaksudkan untuk mengurangi losses selama proses pentransmisian.
Sebaliknya pada distribusi dibutuhkan trafo step-down untuk menurunkan tegangan
sitem ke tegangan distribusi dan juga menaikkan arus listrik.
10. Voltage Regulator
Voltage regulator pada dasarnya adalah transformator yang
memiliki belitan satu belitan untuk primer dan sekunder yang tergolong
autotransformer. Karena mekanisme dasarnya dari transformer, voltage regulator
bekerja menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan tegangan yang
dibutuhkan pengguna, apakah lebih baik tinggi atau rendah. Daya yang disalurkan
dari pusat pembangkit dapat mengalami penurunan tegangan akibat rugi-rugi yang
dihasilkan sepanjang kawat penghantar pada transmisi atau distribusi, dapat
pula mengalami kenaikan tegangan akibat lepasnya beban. Hal ini dapat
mengakibatkan kerusakan pada jaringan atau pada benda lain. Penaikan tegangan
oleh voltage regulator tidak akan mengakibatkan kenaikan faktor daya, hal ini
berbeda apabila menggunakan kapasitor. Keuntungan memakai VR ialah apabila VR
rusak maka trafo masih tetap berfungsi dan masih dapat menyalurkan daya ke
feeder, tetapi apabila tidak menggunakan VR melainkan memakai on load tap
changer (OLTC) pada trafo, jika OLTC rusak maka trafo pun ikut terkena
imbasnya, dan harus segera diperbaiki seluruhnya sekaligus.
11. Current Transformer
Current transformer (CT) atau trafo arus adalah peralatan
pada sistem tenaga listrik yang berupa trafo yang digunakan untuk pengukuran
arus yang besarnya ratusan hingga ribuan ampere dan arus yang mengalir pada
jaringan tegangan tinggi. CT digunakan untuk menurunkan arus berdasarkan rasio
tertentu yang dimiliki trafo arus menurut spesifikasinya yang digunakan untuk
pengukuran arus.
12. Potential Transformer
PT digunakan untuk mengukur tegangan sistem yang yang
levelnya di bawah CCPD yang mempunyai rating 48kV/120V, 14.4kV/120V dan
13,8kV/120V.
|
Current Transformer dan Potential Transformer
|
13. Relay Proteksi
Relay proteksi merupakan peralatan yang digunakan sebagai
sensing dari adanya gangguan. Relay memegang peranan yang sangat penting dalam
menjamin kehandalan sistem tenaga listrik. Di substation, relay yang digunakan
bermacam-macam diantaranya:
• 50 – Instantaneous Overcurrent Relay
• 51 – AC Inverse Time Overcurrent Relay
• 59 – Overvoltage Relay
• 63 – Pressure Switch
• 86 – Lockout Relay
• 87 – Differential Protective Relay
Berbagai jenis relay di substation terkumpul di panel relay.
14. Baterai atau catu daya DC
Pada gardu induk diperlukan adanya catu daya DC atau baterai
yang handal untuk beroperasinya relay proteksi dan kontrol CB. Catu daya DC
terdiri atas baterai dan charger, yang dipasang dan dirawat secara benar.