KONFIGURASI SALURAN TRANSMISI DAN JENIS-JENIS KONDUKTOR

 A. Pengertian Saluran Transmisi Tenaga Listrik 

Transmisi tenaga listrik merupakan proses penyaluran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga substation distribution sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik melalui suatu bahan konduktor (Joko Pramono,2010). 

Saluran transmisi dalam suatu sistem tenaga listrik adalah saluran pemindah / transfer tenaga listrik dari suatu daerah (dapat merupakan power station, gardu induk) ke daerah lain (dapat merupakan Gardu induk) dengan jarak yang cukup jauh dengan tegangan tertentu. 

Saluran Transmisi merupakan media yang digunakan untuk mentransmisikan tenaga listrik dari Generator Station/ Pembangkit Listrik sampai distribution station hingga sampai pada konsumer pengguna listrik. Tenaga listrik di transmisikan oleh suatu bahan konduktor yang mengalirkan tipe Saluran Transmisi Listrik. Pada sistem tenaga listrik, jarak antara pembangkit dengan beban yang cukup jauh akan menimbukan adanya penurunan kualitas tegangan yang diakibatkan pada saluran yang mengalami drop tegangan. Dengan demikian sebuah saluran transmisi harus memiliki berbagai komponen untuk menjada kestabilan kualitas listrik hingga sampai kepada konsumen.

Penyaluran tenaga listrik pada transmisi menggunakan arus bolak-balik (AC) ataupun juga dengan arus searah (DC). Penggunaan arus bolak balik yaitu dengan sistem tiga-fasa atau dengan empat-fasa (Joko Pramono, dkk 2010).

 

Gambar 1. Sistem Tiga Fasa dan Empat Fasa

Saluran transmisi tenaga listrik berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit tenaga listrik ke pusat beban, saluran transmisi tenaga listrik dapat diklasifikasikan menjadi beberapa hal, antara lain: Sistem hubungan saluran, sistem tegangan saluran, jenis arus yang melalui saluran dan letak saluran.

Saluran Transmisi dengan menggunakan sistem arus bolak-balik tiga fasa merupakan sistem yang banyak digunakan, mengingat kelebihan sebagai berikut : 

a. Mudah pembangkitannya, 

b. Mudah pengubahan tegangannya,

c. Dapat menghasilkan medan magnet putar, 

d. Dengan sistem tiga fasa, daya yang disalurkan lebih besar dan nilai sesaatnya konstan. 

B. Jenis – Jenis Saluran Transmisi 

Berdasarkan kapasitas yang dilalukan (tegangannya), saluran transmisi dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV

Pada umumnya saluran transmisi di Indonesia digunakan pada pembangkit dengan kapastas 500 kV. Dimana tujuannya adalah agar drop tegangan dari penampang kawat dapat direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh operasional yang efektif dan efisien.  Akan tetapi terdapat permasalahan mendasar dalam pembangunan SUTET ialah konstruksi tiang (tower) yang besar dan tinggi, memerlukan tanah yang luas, memerlukan isolator yang banyak, sehingga memerlukan biaya besar. Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan.

2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT)

Pada saluran transmisi ini memiliki tegangan operasi antara 30kV sampai 150kV. Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau doble sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya diganti oleh tanah sebagai saluran kembali. Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing phasa terdiri dari dua atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut Bundle Conductor. Jarak terjauh yang paling efektif dari.

3. Saluran Kabel Tegangan Tinggi

Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. Kategori saluran seperti ini adalah favorit untuk pemasangan didalam kota, karena berada didalam tanah maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun tetap memiliki kekurangan, antara lain mahal dalam instalasi dan investasi serta sulitnya menentukan titik gangguan dan perbaikkannya.

Berdasarkan pemasangannya, saluran transmisi dibagi menjadi dua kategori, yaitu: 

1. Saluran Udara (Overhead Lines) 

saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antara menara atau tiang transmisi. 

Keuntungan dari saluran transmisi udara antara lain : 

a. Mudah dalam perbaikan 

b. mudah dalam perawatan 

c. mudah dalam mengetahui letak gangguan 

d. Lebih murah 

Kerugian : 

a. karena berada diruang terbuka, maka cuaca sangat berpengaruh terhadap kehandalannya, dengan kata lain mudah terjadi gangguan dari luar, seperti gangguan hubungan singkat, gangguan tegangan bila tersambar petir, dan gangguan lainnya. 

b. Dari segi estetika/keindahan kurang, sehungga saluran transmisi bukan pilihan yang ideal untuk transmisi di dalam kota.

 

Gambar 1. Saluran Listrik Udara Tegangan Tinggi

2. Saluran kabel bawah tanah (underground cable) 

Saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. Kategori saluran seperti ini adalah favorit untuk pemasangan didalam kota, karena berada didalam tanah maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun tetap memiliki kekurangan, antara lain mahal dalam instalasi dan investasi serta sulitnya menentukan titik gangguan dan perbaikkannya.

 

Gambar 2. Saluran Listrik Bawah Tanah

3. Saluran Isolasi Gas 

Saluran Isolasi Gas (Gas Insulated Line/GIL) adalah Saluran yang diisolasi dengan gas, misalnya: gas SF6, seperti gambar Karena mahal dan resiko terhadap lingkungan sangat tinggi maka saluran ini jarang digunakan. 

 

Gambar 3. saluran listrik isolasi gas

Menurut jenis arus yang disalurkan melalui saluran transmisi dikenal sistem saluran Transmisi arus bolak balik (transmisi AC) dan saluran Transmisi arus searah (transmisi DC)

Saluran transmisi arus bolak balik mempunyai keuntungan yaitu:

a. Tegangan dapat diatur / dirubah dengan mudah dengan memasang transformator penaik tegangan atau penurun tegangan. 

b. Perawatan gardu induknya mudah dan lebih murah. 

Saluran transmisi arus bolak-balik mempunyai kekurangan yaitu: 

a. Jarak antara konduktor lebih besar untuk menghilangkan kerugian korona dan untuk mempertinggi isolasinya. 

b. Memerlukan material untuk jaringan lebih banyak.

c. K ontruksi saluran lebih sulit / rumit.

d. Induktansi, kapasitansi sangat mempengaruhi terhadap pengaturan tegangan. 

e. Lebih mudah timbul korona (suatu proses konduksi gas di sekitar konduktor akibat terjadinya ionisasi dari molekul udara di sekeliling konduktor tersebut)

f. Generatornya harus disinkronkan terlebih dahulu sebelum dioperasikan paralel dengan jaringan yang lain. 

g. Kecepatan putar rotor generator harus dikontrol dengan teliti

Penyaluran tegangan listrik melalui saluran transmisi arus searah akan lebih menguntungkan dibanding dengan transmisi arus bolak-balik, dengan alasan bahwa pada transmisi DC: 

a. Hanya membutuhkan dua konduktor karena tanah dapat dipakai sebagai konduktor kembalinya arus, sehingga pemakaian material saluran lebih sedikit. 

b. Tidak mengalami persoalan induktansi, kapasitansi, pergeseran fasa dan surja. 

c. Tidak mengalami adanya skin efect, jadi saluran penampang konduktor penuh digunakan (dialiri arus secara merata). 

d. Dibanding dengan sistem AC pada tegangan kerja yang sama, maka potensial stress pada isolasi adalah lebih kecil ( 1 / 2 nya ).  

e. Untuk beban dan tegangan sisi terima yang sama pengaturan tegangan pada transmisi sistem sistem DC lebih baik. 

f. Tidak ada masalah stabilitas pada transmisi jarak jauh

C. Konduktor (kawat Penghantar)

Kawat penghantar adalah komponen yang memegang peranan penting dalam menyalurkan tenaga listrik dari satu tempat ke tempat yang lain. Pada saluran transmisi udara biasanya kawat penghantar yang digunakan adalah kawat penghantar telanjang (bare wire). Kawat konduktor untuk saluran transmisi tegangan tinggi ini selalu tanpa pelindung/isolasi, hanya menggunakan isolasi udara. Jenis Konduktor yang dipakai adalah Tembaga (cu), Alumunium (Al) dan Baja (steel)

Kawat penghantar yang banyak digunakan pada saluran transmisi di Indonesia adalah penghantar aluminium yang terdiri dari berbagai jenis dengan kode sebagai berikut:

• AC (All-Alumunium Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium.

• AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran    alumunium.

• ACSR (Alumunium Conductor Steel-Reinforced) Conductor, Steel-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium berinti kawat baja.

• ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium. 

1. Klasifikasi kawat penghantar menurut kontruksinya. 

a. Kawat penghantar padat (solid conductor). 

Kawat penghantar padat adalah kawat tunggal yang padat (tidak berongga) dan berpenampang bulat. Jenis kawat penghantar ini hanya dipakai untuk penampang-penampang yang kecil, karena kawat penghantar yang berpenampang besar sukar ditangani dan kurang luwes (fleksibel). 

b. Kawat penghantar berlilit (stranded conductor). 

Kawat penghantar berlilit adalah beberapa kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya secara berlapis dan konsentris. 

Apabila diperlukan penampang yang besar maka digunakan 7 s/d 61 kawat padat. Tiap-tiap kawat padat merupakan kawat komponen dari kawat penghantar berlilit, apabila kawat kawat komponen itu sama garis tengahnya maka persamaan-persamaan berikut berlaku : 

N = 3 n ( 1+ n ) + 1 D = d ( 1 + 2 n ) A = a N 

Keterangan : 

N – jumlah kawat komponen 

n – jumlah lapisan kawat komponen 

D – garis tengah luar dari kawat penghantar berlilit 

d – garis tengah kawat komponen 

A – luas penampang kawat berlilit 

a – luas penampang kawat komponen 

c. Kawat penghantar rongga (hollow conductor) Kawat penghantar berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar. 

2. Klasifikasi kawat penghantar menurut bahannya. 

a. Kawat penghantar logam biasa 

Kawat logam biasa dibuat dari logam-logam biasa seperti tembaga, aluminium, dan sebagainya. Kawat logam biasa mempunyai konduktifitas yang tinggi meskipun kuat tarik tidak cukup tinggi. 

b. Kawat penghantar logam campuran 

Kawat penghantar logam campuran adalah penghantar dari tembaga tau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain untuk menaikkan kekuatan mekanisnya.Kawat penghantar logam campuran yang sering digunakan adalah : 

• kawat tembaga campuran 

• kawat aluminium campuran 

kawat penghantar tembaga campuran konduktifitasnya lebih rendah dari kawat tembaga murni, tetapi kuat tariknya lebih tinggi, sehingga cocok untuk penggunaan pada lebar gawang / span yang lebih besar. Kawat aluminium campuran mempunyai kekuatan mekanis yang lebih tinggi dari kawat aluminium murni. 

c. Kawat penghantar logam paduan. 

Kawat penghantar logam paduan adalah penghantar yang terbuat dari dua jenis logam atau lebih yang dipadukan secara tekanan, peleburan, atau pengelasan. Contohnya : 

• kawat baja berlapis tembaga. 

• kawat baja berlapis aluminium 

Kawat baja berlapis tembaga mempunyai kekuatan mekanis yang lebih besar dan biasanya dipakai untuk lebar gawang yang besar atau sebagai kawat tanah. Kawat baja berlapis aluminium mempunyai kekuatan mekanis yang besar, tetapi konduktifitasnya lebih kecil dibandintgkan dengan kawat baja berlapis tembaga meskipun lebih ringan. Kawat campuran aluminium ini dipakai untuk lebar gawang yang besar dan untuk kawat tanah. 

d. Kawat penghantar lilit campuran 

Kawat penghantar lilit campuran adalah kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih. Kawat lilit campuran yang paling banyak digunakan adalah ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) dimana terdiri dari inti baja (sebagai penguat mekanis) dan lapisan-lapisan terdiri dari kawat aluminium.

 

Gambar 4. Konstrruksi Kawat Penghantar ACSR