Upload
mayimas
View
211
Download
107
Embed Size (px)
DESCRIPTION
BUKU PLN 1
Citation preview
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Penyusun:
KriteriaDisainEnjineringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrikdisusunoleh:KelompokKerjaStandarKontruksiJaringanDisribusiTenagaListrikdanPusatPenelitianSainsdanTeknologiUniversitasIndonesia
TimPembina:
DirekturOperasiJawaBaliDirekturOperasiIndonesiaBaratDirekturOperasiIndonesiaTimur
TimPengarah:
KepalaDivisiDistribusidanPelayananPelangganJawaBaliKepalaDivisiDistribusidanPelayananPelangganIndonesiaBaratKepalaDivisiDistribusidanPelayananPelangganIndonesiaTimur
KelompokKerjaStandarKontruksiDisribusiJaringanTenagaListrik:
RatnoWibowo,WinayuSiswanto,ParluhutanSamosir,HedyNugroho,AgusBactiarAzis,AdiSubagio,PediSumanto,TumpalHutapea,Gunawan,OMA,HendiePrasetyono,
IMadeLatera,Sumaryono,NovalincePamuso,Riyanto,AntoniusHP,Sunaryo,SugengRijadi,TutunKurnia,JokoPitoyo,Prihadi,
NgurahSuwena,ElphisSinabela,AndhyPrasetyo,KetutBagusDarmayuda,AgusPrasetyo.
Narasumber:
PTPLN(Persero)DistribusiJawaBali,PTPLN(Persero)IndonesiaBarat,PTPLN(Persero)IndonesiaTimur,PTPLN(Persero)JasaEngginering,PTPLN(Persero)
PusatPenelitiandanPengembanganKetenagalistrikan,PTPLN(Persero)PusatPendidikandanPelatihan.
DiterbitkanOleh:
PTPLN(PERSERO)JalanTrunojoyoBlokMI/135,KebayoranBaru
JakartaSelatanPTPLN(Persero) TimPenyusunEdisi1Tahun2010
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
DAFTARISI
DAFTARISIi
DAFTARTABELviii
DAFTARGAMBARx
KATAPENGANTARxii
BAB1PENDAHULUAN 1.1
1.1 LATARBELAKANG 1.1
1.2 TUJUAN 1.2
BAB2PERHITUNGANLISTRIKTERAPAN 2.1
2.1 JATUHTEGANGAN 2.1
2.2 PERHITUNGANJATUHTEGANGAN 2.2
2.2.1 SistemFasaTunggal,COS1 2.22.2.2 SistemFasaTigadengancos 2.3
2.3 PERHITUNGANDENGANMOMENLISTRIK 2.3
2.4 FAKTORDISTRIBUSIBEBAN 2.5
2.5JANGKAUANPELAYANAN 2.6
2.6 KEMAMPUANHANTARARUS/KUATHANTARARUS 2.9
2.6.1 KemampuanHantarArusPenghantarSaluranUdara 2.9
2.6.2 KemampuanHantarArusSaluranKabelBawahTanah 2.10
BAB3PERHITUNGANMEKANIKATERAPAN 3.1
3.1 GAYAGAYAMEKANISPADATIANG 3.1
3.1.1 Jarakantartiang(Jarakgawang) 3.1
3.1.2 Beratpenghantardangayaberatpenghantar 3.2
3.1.3 Gayatarikpadatiang 3.3
3.1.4 Pengaruhangin 3.4
3.1.5 GayaMekanisPadaTiangAwal/Ujung 3.5
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
i
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
3.1.6 GayaMekanisPadaTiangTengah 3.6
3.1.7 GayaMekanisPadaTiangSudut 3.6
3.1.8 Aplikasiperhitungangayamekanis 3.7
3.1.9 PenggunaanHasilPerhitunganDalamKonsepPerencanaan 3.9
3.1.10 MetodeGrafisUntukTiangSudut 3.10
3.1.11 BebanmekanikpadaPalang(crossarm/travers) 3.11
3.1.12 BebanMekanisIsolator 3.12
3.1.13 Andonganpadapermukaanmiring 3.13
3.1.14 PondasiTiangdanStrukturTanah 3.14
3.1.15 Jarakantarpenghantar(conductorspacing) 3.15
3.2 BEBANMEKANISTAMBAHANJARINGANNONELEKTRIKAL 3.16
3.3 CONTOHAPLIKASIPERHITUNGAN 3.17
3.4 PERTIMBANGANPERTIMBANGANAKIBATPENGARUHGAYA
MEKANISAKIBATSALURANNONELEKTRIKALPLN 3.19
BAB4KONSEPDASARKONSTRUKSIJARINGANDISTRIBUSITENAGALISTRIK 4.1
4.1 KONSEPDASARSISTEMTENAGALISTRIK 4.1
4.2 KONFIGURASISISTEMDISTRIBUSI 4.3
4.3 KEANDALANKONTINUITASPENYALURAN 4.8
4.4 SISTEMPEMBUMIAN 4.8
4.4.1 PembumianTransformatorDayaGarduIndukPadaSisiTM 4.9
4.4.2PembumianTransformatorDistribusiPadaSisiTeganganRendah 4.10
4.4.3 PembumianLightningArrester 4.10
4.5 SALURANUDARATEGANGANMENENGAH 4.10
4.5.1 KonsepPerencanaan 4.10
4.5.2 ProteksiJaringan 4.11
4.5.3 MelokalisirTitikGangguan 4.18
4.5.4 KonstruksiSUTM 4.18
4.5.5 PenggunaanTiang 4.19
4.5.6 AreaJangkauanPelayanan 4.19
4.6 SALURANKABELTANAHTEGANGANMENENGAH 4.20
4.6.1 KonsepPerencanaan 4.20PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
ii
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
4.6.2 ProteksiJaringan 4.21
4.6.3 KonstruksiSKTM 4.22
4.6.4 KonsepIsolirGangguan 4.22
4.6.5 AreaJangkauanPelayanan 4.22
4.7 GARDUDISTRIBUSI 4.23
4.7.1 GarduDistribusiPasanganLuar 4.23
4.7.2 GarduDistribusiPasanganDalam 4.24
4.7.2.1 SambunganTeeoff(TO)darisaluranudara 4.25
4.7.2.2 SambunganSaluranKabelTanah 4.25
4.7.2.3 SambunganuntukPemanfaatTeganganMenengah 4.26
4.8 AREAPELAYANANGARDU 4.26
4.8.1 AreaPelayananGarduInduk(ServiceArea) 4.27
4.8.1.1GarduIndukdenganPelayananMurniSKTM 4.27
4.8.1.2GarduIndukdenganPelayananSUTM 4.28
4.8.2 AreaPelayananGarduDistribusi 4.29
4.8.2.1GarduDistribusiTipeBetonDaerahPadatBebanTinggi 4.29
4.8.2.2GarduDistribusiDaerahPadatBebanRendah 4.30
4.9 JARINGANTEGANGANRENDAH 4.30
4.9.1KonstruksiSaluranUdara 4.30
4.9.2KonstruksiSaluranBawahTanah 4.31
4.9.3ProteksiJaringanDanPembumian 4.31
4.10SAMBUNGANTENAGALISTRIK 4.31
4.10.1KonstruksiSaluranUdara 4.32
4.10.2KonstruksiSambunganPelayananTeganganRendahBawahTanah 4.32
4.10.3SambunganPelayananPelangganTeganganMenengah 4.33
4.10.4IntalasiAlatPembatasdanPengukur(APP) 4.33
4.11PARAMETERPARAMETERRANCANGANKONSTRUKSI 4.34
4.11.1ParameterListrik 4.34
4.11.2ParameterLingkungan 4.35
4.11.3ParameterMaterial 4.35
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
iii
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
BAB5KRITERIADESAINKONSTRUKSISALURANUDARATEGANGANMENENGAH 5.1
5.1 TERMINOLOGI 5.1
5.2 KONSTRUKSIDANJARAKANTARTIANG 5.2
5.2.1 PoleSupport(Topangtarik,topangtekan)danfondasitiang 5.2
5.2.2 FondasiTiang 5.4
5.2.3 Konstruksitiang(PoleTopConstruction) 5.4
5.3 KONSTRUKSIPEMBUMIAN 5.11
5.4 KONSTRUKSIFUSEDCUTOUT(FCO) 5.11
5.5 KONSTRUKSIPENGHANTARBUMI(SHIELDWIRE) 5.11
5.6 KONSTRUKSIPENGHANTARNETRALTM 5.12
5.7 KELENGKAPANPENGHANTAR(kabelschoon,TapConnector,JointSleeve) 5.12
5.8 JARAKAMAN(SAFETYDISTANCE) 5.12
5.9 KONSTRUKSIPROTEKSIPETIR 5.13
5.10 KONSTRUKSIKABELPILINTEGANGANMENENGAH 5.13
5.11 SAMBUNGANKABELDENGANSALURANUDARA 5.14
5.12 SAMBUNGANKAWATKONDUKTOR 5.14
5.13 KOMPONENKONSTRUKSIJARINGAN 5.15
BAB6KRITERIADESAINKONSTRUKSISALURANKABELBAWAHTANAH
TEGANGANMENENGAH 6.1
6.1 KONSTRUKSIPENGGELARANKABEL 6.1
6.1.1 Kedalamangaliandanperlindunganmekaniskabel 6.1
6.1.2 Penggelaranlebihdarisatukabel 6.2
6.1.3 Jarakkabeltanahdenganutilitaslain 6.2
6.1.4 Persilangandenganbangunandiatastanah 6.3
6.1.5 Persilangandenganrelkeretaapi 6.3
6.1.6 Persilangandengansaluranairdanbangunanair 6.3
6.1.7 Persilangandenganjalanumum 6.4
6.1.8 TerminasiKabel 6.4
6.1.9 RadiusBelokanKabel 6.4
6.1.10 KabelDuct 6.5
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
iv
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
6.2 TRANSPORTASIDANPENANGANAN(HANDLING)KABEL 6.5
6.2.1 Pengangkutankabel 6.5
6.2.2 PenggelaranKabel 6.5
6.2.3 Penutupanjalandanpenandaanjalur 6.6
6.3 MATERIALSALURANKABELTANAH 6.6
6.3.1 KabelTanah 6.6
6.3.2 BatuPeringatan 6.7
6.3.3 PatokPilotKabeldanMofKabel 6.7
6.3.4 TimahLabel 6.7
6.3.5 Pasirurug 6.7
BAB7KRITERIADESAINKONSTRUKSIGARDUDISTRIBUSI 7.1
7.1 KONSTRUKSIGARDUBETON 7.2
7.1.1 SusunanTataRuang 7.2
7.1.2 InstalasiPHBTM 7.3
7.1.3 InstalasiPHBTR 7.5
7.1.4 InstalasiPembumian 7.6
7.1.5 Transformator 7.7
7.1.6 InstalasiKabelTMdanTR 7.8
7.2 GARDUKIOSMETALCLAD 7.8
7.3 GARDUPORTALDANCANTOL 7.9
7.3.1 KonstruksiGarduPortal 7.9
7.3.1.1 KonstruksiPenopang 7.9
7.3.1.2 KonstruksiPHBTR 7.10
7.3.1.3 KonstruksiPHBTM 7.10
7.3.1.4 ProteksiSurjaPetir 7.13
7.3.1.5 KonstruksiGarduCantol 7.14
7.3.1.6 KonstruksiPembumian 7.15
BAB8KRITERIADISAINJARINGANDISTRIBUSITEGANGANRENDAH 8.1
8.1 SALURANUDARATEGANGANRENDAH(SUTR) 8.1
8.1.1 DesainKonstruksiFasa3dengankabeltwisted 8.3PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
v
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
8.1.2 FungsiKonstruksiFixedDeadEnd(FDE)danAdjustable
DeadEnd(ADE) 8.3
8.1.3 FungsiKonstruksiSuspension 8.4
8.1.4 JenisPenghantar 8.4
8.1.5 PembumianPenghantarNetraldantitikNetralTransformator 8.4
8.1.6 Sambungandansadapan 8.5
8.1.7 JarakantartiangatauGawang(Spon)danandongan(Sag) 8.5
8.1.8 Jarakaman(SafetyDistance) 8.6
8.1.9 JaringdistribusiteganganrendahSistemfasa2 8.6
8.2 SALURANKABELTANAHTEGANGANRENDAH 8.7
8.2.1 JenisKabel 8.8
8.2.2 PerlengkapanHubungBagiTeganganRendahPHBTR 8.9
8.2.3 PenggelaranKabel 8.9
8.2.4 KabelUtamaJaringanTeganganRendah 8.10
BAB9KRITERIADESAINKONSTRUKSISAMBUNGANTENAGALISTRIK 9.1
9.1 SAMBUNGANTENAGALISTRIKTEGANGANRENDAH 9.1
9.1.1 JenisKonstruksiSambunganTenagaListrikTR 9.2
9.1.2 JenisKabel 9.3
9.1.3 AreapelayananSambunganTenagaListrikTeganganRendah 9.4
9.1.4 Jarakaman 9.4
9.1.5 KonstruksiSambunganKabelUdara 9.4
9.1.6 KonstruksiSambunganKabelTanah 9.5
9.1.7 PemasangankotakAPPdanlemariAPP 9.6
9.1.8 InstalasiAPP 9.7
9.2 SAMBUNGANTENAGALISTRIKTEGANGANMENENGAH 9.8
9.2.1 Sambungandenganpembatasrelai 9.8
9.2.2. Sambungandenganpembataspengamanlebur 9.8
9.2.3 Sambungandenganspotload 9.9
9.2.4 InstalasiMeterkWh 9.9
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
vi
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
BAB10PEMBUMIANPADAKONSTRUKSIJARINGANDISTRIBUSI
TENAGALISTRIK 10.1
10.1KONSEPDASARPEMBUMIAN 10.1
10.2PEMBUMIANTITIKNETRALSISISEKUNDERTRANSFORMATOR
TENAGAPADAGARDUINDUK/PEMBANGKIT 10.2
10.2.1Pembumiandengannilaitahananrendah12Ohmdan40Ohm 10.2
10.2.2Pembumiandengannilaitahanansangatrendah(SolidGrounded) 10.3
10.2.3Pembumiandengannilaitahanantinggi 10.3
10.2.4PembumianMengambang 10.4
10.3 PEMBUMIANTITIKNETRALTRANSFORMATORDISTRIBUSI 10.4
10.4PEMBUMIANPADAJARINGDISTRIBUSITEGANGANRENDAH 10.5
10.5PEMBUMIANPADAGARDUDISTRIBUSI 10.5
10.6PEMBUMIANPENGHANTARTANAH(SHIELDWIRE/EARTHWIRE) 10.6
10.7PEMBUMIANLIGHTNINGARRESTER 10.6
BAB11PERHITUNGANTERAPANBEBANTERSAMBUNGTRANSFORMATOR 11.1
11.1 BEBANTERSAMBUNGTRANSFORMATORDISTRIBUSI 11.1
11.2KAPASITASTRANSFORMATOR 11.3
11.3PROTEKSITRANSFORMATORDISTRIBUSI 11.3
11.3.1Proteksihubungsingkatdanbebanlebih 11.3
11.3.2LightningArrester(LA)danSelaBatang 11.4
11.3.3PerlengkapanHubungBagiTeganganrendahPHBTR 11.7
BAB12PENGGUNAANSCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition) 12.1
GLOSARI.1
DAFTARPUSTAKA.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
vii
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
DAFTARTABEL
Tabel2.1. MomenlistrikjaringandistribusiTeganganMenengahSaluranBawahTanahdenganpenghantarkabelberisolasiXLPE,M1%[MW.km]
2.4
Tabel2.2. MomenlistrikjaringandistribusiTeganganMenengahSaluranUdaradenganPenghantarAAAC,M1%[MW.km].
2.5
Tabel2.3. MomenlistrikjaringandistribusiTeganganRendahdenganPenghantarKabelPilinM1%[MW.km].
2.5
Tabel2.4. KHApenghantartakberisolasipadasuhukeliling350C,kecepatanangin0,6m/detik,suhumaksimum800C(dalamkeadaantanpaanginafactorkoreksi0,7).
2.11
Tabel2.5. KHAkabeltanahintitunggalisolasiXLPE,copperscreen,berselubungPVCjeniskabelNAAXSY.
2.11
Tabel2.6. KHAkabeltanahdenganisolasiXLPE,copperscreen,berselubungPVCpadategangan12/20/24kV,padasuhukeliling300Catausuhutanah300C.
2.12
Tabel2.7. Faktorreduksikabelmulticore/singlecoredengankonfigurasiberjajardidalamtanah.
2.12
Tabel2.8. FaktorkoreksiKHAkabelXLPEuntukbeberapamacamtemperatureudara.
2.12
Tabel2.9. KHAkabelpilinTeganganRendahberintiAlumuniumberisolasiXLPEatauPVCpadasuhukeliling300C.
2.13
Tabel2.10. KHAterusmenerusuntukkabeltanahberintitunggalpenghantarTembaga,berisolasidanberselubungPVC,dipasangpadasistemArusSearahdengantegangankerjamaksimum1,8kV;sertauntukkabeltanahberintidua,tigadanempatberpenghantartembaga,berisolasidandenganberselubungPVCyangdipasangpadasistemArusBolakbaliktigafasadanteganganpengenal0,6/1kV(1,2kV),padasuhukeliling300C.
2.14
Tabel3.1. KarakteristikpenghantarKabelPilinintiAlumuniumTeganganRendah(NFAAXT)denganpenggantungjenisAlmelec(breakingcapacity1755daN).
3.5
Tabel3.2. KarakteristikpenghantarAllAlumuniumAlloyConductor(AAAC). 3.5Tabel3.3. KarakteristikpanghantarkabelPilinintiAluminiumTeganganMene
ngah(NAFFXSEYI)3.5
Tabel3.4. TabelGayamekanispadaTiangAwal/Ujung. 3.8Tabel3.5. GayamaksimumpadaTiangSudutjaringandistribusitenagalistrik. 3.8Tabel3.6. KekuatantarikTiangAwal/Ujung(workingload)JTR. 3.9Tabel3.7. KekuatanTarikTiangAwal/Ujung(workingload)JTM. 3.9Tabel3.8. KekuatanTiangSudut(workingload)saluranfasa3konstruksiunder
builtJTM/JTR.3.10
Tabel3.9. KarakteristikPalang. 3.12Tabel3.10. KarakteristikIsolator. 3.12Tabel3.11. KarakteristikteknisIsolatorPayungdanLongRod. 3.13Tabel3.12. DataKlasifikasikondisitanahuntukmembuatberbagaimacam 3.14PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
viii
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
pondasitiang.Tabel3.13. GayaMekanispadaTiangAwal/Ujungsalurankabelfiberoptic. 3.17Tabel3.14. GayamekanismaksimumpadaTiangSudut. 3.17Tabel4.1. KarakteristikSistemPembumian. 4.12Tabel5.1. JarakAman(savetydistance) 5.13Tabel6.1. JarakKabeltanah. 6.2.Tabel6.2. JarakKabeltanahdenganpondasibangunan. 6.3.Tabel6.3. PenggelaranKabeltanahpadapersilangandengansaluranair. 6.4.Tabel7.1. SpesifikasiTeknisPHBTR. 7.5Tabel7.2. InstalasiPembumianpadaGarduDistribusiBeton. 7.6Tabel7.3. PemilihanRatedCurrentHRCfuseTM. 7.7Tabel7.4. SpesifikasiPengamanLebur(NHFuse)TeganganRendah. 7.11Tabel7.5. SpesifikasiFuseCutOut(FCO)danFuseLink(expulsiontype)
TeganganMenengah(PublikasiIECNo.2822NEMA)7.11
Tabel8.1. JeniskonstruksipadatiangjaringandistribusiTeganganRendah. 8.4Tabel8.2. JarakAmanSaluranUdaraKabelPilinterhadapLingkungan. 8.6Tabel9.1. KonstruksiSambunganTenagaListrikTeganganRendah. 9.2Tabel11.1. FaktorKebersamaan. 11.1Tabel11.2. Persentasi(%)impedansiTransformatorfasa3danfasa1. 11.3Tabel11.3. JenisPeleburPembatasArusTransformatorDistribusi. 11.5Tabel11.4. ArusPengenalPeleburLetupan. 11.6Tabel12.1 ContohLayoutdiagramsistemSCADAPLNDistribusiJakartaRaya
danTangerangSaluranKabeltanahTeganganMenengah.12.2
Tabel12.2 ContohLayoutdiagramsistemSCADAPLNDistribusiJakartaRayadanTangerangSaluranUdaraTeganganMenengah.
12.3
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
ix
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
DAFTARGAMBAR
Gambar21 GrafikkemampuanpenyaluranSUTMfasa3bebandiujungu
5%,cos=0,8T=35oCAAAC[IEC.2008].2.7
Gambar21 GrafikkemampuanpenyaluranKabelPilinTeganganRendah(TR)bebandiujungpadasuhu(T)=30oCdancos=0,8.
2.8
Gambar41 PolaSistemTenagaListrik. 4.2Gambar42 PolaJaringanDistribusiDasar. 4.3Gambar43 KonfigurasiTulangIkan(Fishbone). 4.4Gambar44 KonfugurasiKluster(LeapFrog). 4.4Gambar45 KonfigurasiSpindel(SpindleConfiguration). 4.5Gambar46 KonfigurasiFork. 4.5Gambar47 KonfigurasiSpotload(ParallelSpotConfiguration). 4.6Gambar48 KonfigurasiJalajala(Grid,Mesh). 4.6Gambar49 KonfigurasiStrukturGarpu. 4.7Gambar410 KonfigurasiStrukturBunga. 4.7Gambar411 KonfigurasiStrukturRantai. 4.7Gambar412 DiagramProteksiSUTMdengannilaiZ=40Ohm. 4.14Gambar413 DiagramProteksiSUTMdengannilaiZ=500Ohm. 4.15Gambar414 DiagramProteksiSUTMdenganSolidGround(Pembumian
Langsung).4.16
Gambar415 DiagramProteksiSUTMdenganSistemMengambang(tanpapembumian)padaPLTDKecil.
4.17
Gambar416 MonogramSaluranUdaraTeganganMenengah. 4.20Gambar417 BagansatugarisGarduDistribusiPortal. 4.24Gambar418 BagansatugarisGarduDistribusiBeton. 4.25Gambar419 DiagramsambunganTeganganMenengah. 4.26Gambar420 DiagramKondisiAwalGISKTM. 4.26Gambar421 DiagramKondisiAkhirGISKTM. 4.27Gambar422 DiagramKondisiAwaljaringanSUTMdenganmodelKlaster. 4.29Gambar423 DiagramKondisAkhirjaringanSUTMdenganmodelKlaster. 4.29Gambar51 KonstruksiPemasanganPoleSupport. 5.3Gambar52 KonstruksiPemasanganGuyWire. 5.3Gambar53 KonstruksiPemasanganTeeOff. 5.4Gambar54 KonstruksiPemasanganTiangSudutKecil. 5.4Gambar55 KonstruksiPemasanganTiangSudutSedang. 5.8Gambar56 KonstruksiPemasanganTiangSudutBesar. 5.8Gambar57 KonstruksiPemasanganTiangPeregang. 5.10Gambar6 KabeltanahberisolasiXLPE. 6.1Gambar71 Peletakan(layout)PerlengkapanGarduDistribusiBeton. 7.3Gambar72a JenisjenisSambunganpadaRMU. 7.12Gambar72b JenisjenisSambunganpadaRMU. 7.13Gambar81 MonogramJaringanDistribusiTeganganRendahsaluranudara
kabelpilin(twistedcable)fasa3.8.2
Gambar82 MonogramsalurankabelTeganganRendahSKTR. 8.8Gambar83 PHBTR. 8.9PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
x
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
xi
Gambar91 PapanHubungBagi(PHB)TeganganRendah. 9.5Gambar92 SambunganTenagaListrikTeganganRendahSambunganKabel
tanah.9.6
Gambar93 SambunganTenagaListrikTeganganRendahpadaRusunatauRuko. 9.7Gambar94 SambunganTenagaListrikTenggananMenengahdenganPembatas
Relai.9.8
Gambar95 SambunganTenagaListrikTeganganMenengahdenganPembatasPengamanLebur
9.8
Gambar96 SambunganTenagaListrikTeganganMenengahdenganSpotLoad. 9.9Gambar97 PapanHubungBagi(PHB)TeganganMenengah(TM)Sambungan
TenagaListrikTeganganMenengahdenganSpotLoad.9.9
Gambar121
PemasanganLampuFaultIndikator. 12.5
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
xii
KATAPENGANTAR
Dalammembangun instalasi sistem jaringandistribusi tenaga listrikdiPTPLN(Persero)diperlukanKriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik.Kriteriadesainenjiniringdijabarkan secaradetailkedalamStandarKonstruksi JaringanTenagaListrik, supayadapatmenjadiacuandalammembangun instalasi.Selama inikonstruksiinstalasi tenaga listrik di PT PLN (Persero),masihmengacu pada tigamacam StandarKonstruksiDistribusiyangdibuatolehKonsultandarimancanegara.KriteriaDesainEnjiniringKonstruksidanStandarKonstruksiJaringanTenagaListrikyangdibuatolehKonsultanSofrelecdariPerancis,denganpembumiansystemtahananrendah(12dan40)berlakudiJaringanDistribusiDKIJakarta,JawaBarat,BalidansebagianUnit di luar Jawa. Konsultan Chas TMain dari Amerika Serikat, dengan pembumiansystem solid (langsung ke bumi) atau multi grounded common neutral, low andmediumvoltagenetworkberlakudiJawaTengah&DIYdansebagianUnitdiluarjawa.Sedangkan KonsultanNew Jec dari Jepang, dengan pembumian sistem tahanan tinggi(500)berlakudiJawaTimurdansebagianUnitdiluarJawa.Disamping Standar Konstruksi yangmasih berbedabeda, ada halhal lain yang perludiperhatikan, adalah ; pemanfaatan tiang listrik untuk telematika, semakin sulitnyamemperolehlokasitanahgarduyangcukupdantepatsertakemajuanteknologimaterialdistribusitenagalistrik.Untukmencapaiefektifitasdanefisiensidenganpertimbangankeamananlingkungan,PTPLN (Persero) secara bertahap, perlu memperbaruhi Standar Konstruksi yang adasekarang, sehinga menjadi acuan teknik yang sesuai perkembangan teknologi danlingkungan.KriteriaDesain Enjiniring Konstruksi dan Standar Konstruksi JaringanDistribusi TenagaListrik,terdiridari:Buku1.KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik.Buku2.StandarKonstruksiSambunganTenagaListrik.Buku3.StandarKonstruksiJaringanTeganganRendahTenagaListrik.Buku4.StandarKonstruksiGarduDistribusidanGarduHubungTenagaListrik.Buku5.StandarKonstruksiJaringanTeganganMenengahTenagaListrik.Dalamaplikasinya,KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListriktidak boleh dirubah.Apabila ada kebutuhan yang bersifat lokal,Unit Induk setempatboleh membuat Standar Konstruksi khusus, sebagai modifikasi dari buku 2 sampaidenganbuku5,dengancatatantidakmenyimpangdariKriteriaEnjinering,yangadapadabuku1dandilaporkankePLNPusat.Terimakasih.Jakarta,Juli2010.TTDKelompokKerjaStandarKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik.
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
BAB1
PENDAHULUAN
1.1LATARBELAKANG
PT PLN (Persero) memandang perlu peningkatan kualitas sistim kelistrikan di semua
wilayahpelayanannya,dengan tetapmemberikanpenekananpadapelaksanaanempat
programstrategisPLNyaitu:
a. Programpeningkatanpenjualan
b. Programpeningkatanpelayanan
c. ProgrampeningkatanPendapatan
d. ProgrampenurunanRugirugi(losses)
Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas sistim kelistrikan adalah kondisi dari
konstruksi pada Jaringan distribusi tenaga listrik yang meliputi Jaringan Tegangan
Menengah (JTM), Gardu Distribusi, Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dan Sambungan
TenagaLisrik(Rumah/Pelayanan).
DalampelaksanaankonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik,sebagianunitpelaksana
padaPTPLNPersero telahmempunyai standarkonstruksi JaringanTenagaListrikyang
disusunsendirisendiri,halinimengakibatkantimbulnyabeberapastandaryangberbeda
dibeberapa tempat dikarenakan perbedaan sistim dan konsultan serta pelaksana
kontruksi yang berbeda seperti pada PLN Distribusi Jakarta Raya; PLN Distribusi Jawa
BaratdandenganPLNDistribusiJawaTengah&JogyakartadanatauPLNDistribusiJawa
Timur. Standar konstruksi tersebut terdapat keberagaman baik dalam kriteria desain
maupunmodel/strukturkonstruksinyayangdisesuaikandengankondisisistimkelistrikan
setempat, selain itu secara teknis ada yang tidak lengkap, tidak konsisten dalam
penerapannyadanbelum seluruhnyadisesuaikandenganperkembangan teknologidan
tuntutanpelayanan.
Saatinidalampelaksanaanpembangunandanpengembangansistimdistribusipadaunit
unitPLNdiseluruhwilayah indonesiamengacupada salah satu standarenjiniringyang
adapadapengelolaan/standardPLNDistribusiJawaBalitersebut.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.1Hal.1
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Olehkarena itu,perludibuatsuatustandarkonstruksiyangbaikdengankriteriadesain
yang sama danmempertimbangkan perbedaan sistim, perkembangan teknologi serta
tuntutan pelayanan. Dasar rujukan penyusunan standar konstruksi adalah standar
konstruksiyangdisusunkonsultanPLNDistribusi/Wilayahsetempat,standarstandarPLN
terkaitataumencontohdenganapayangtelahdilaksanakandidaerahlain,khususnyadi
pulauJawa.
Kriteria disain standar konstruksi ini akanmenjadi dasar Standar Konstruksi Jaringan
Distribusi yang akan disusun direncanakan dapat ditetapkan untuk digunakan sebagai
tipikal pedoman konstruksi atau acuan dalammelakukan perencanaan, pembangunan
dan perbaikan Jaringan Distribusi tenaga listrik bagi PLN seluruh Indonesia sehingga
diperolehtingkatunjukkerja,keandalandanefisiensipengelolaanassetsistimdistribusi
yangoptimal.
Memperhatikan besarnya lingkup standarisasi kontruksi yang harus dilaksanakan,
pembuatan standar konstruksi sistim distribusi tenaga listrik ini dilakukan secara
bertahap dimana untuk tahap kajian ini dibatasi pada pembuatan standar Enjiniring
KonstruksiJaringanDistribusi.
PenyusunanDetailStandarKonstruksiJaringanDistribusi disusundilaksanakanterpisah
setelahpenetapanprioritasdetailStandarKonstruksiJaringanDistribusi.
1.2TUJUAN
Tujuan dari pekerjaan ini adalah untukmembuat suatu standar enjiniring konstruksi
JaringanDistribusiTenagaListrikyangmemenuhikriteria:
Membuat
Desainyangsama Mengikuti perkembangan teknologi teknik jaringan distribusi dan kelistrikan
terakhir
Selarasdengantuntutanpelayanan DapatdilaksanakansecarakonsistenpadaseluruhunitPLNDistribusi/Wilayahdi
seluruhJawaBalipadakhususnyadanIndonesiapadaumumnya.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.1Hal.2
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.1Hal.3
StandarenjiniringkonstruksiJaringanDistribusitenagalistrikadalahsebagaikriteria
disainenjiniringpadakonstruksiutama jaringanDistribusimeliputipadakonstruksi
Saluran Udara, Kaluran Kabel bawah tanah, Saluran Tenaga Listrik pelanggan baik
TeganganMenengahmaupunTeganganRendahsertaGarduDistribusibaikpasangan
luarmaupunpasangandalam
Penyusunandetail standar konstruksi Jaringandistribusiakandilaksanakanpadapaket
jasakonsultanberikutnya;sehinggapadawaktunyadiharapkantersusunlengkapstandar
enjiniringdandetailkonstruksi jaringanDistribusiyangbakudandiberlakukan se Jawa
Bali/Indonesia.
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
BAB2
PERHITUNGANLISTRIKTERAPAN
2.1 JATUHTEGANGAN
Jatuhteganganmerupakanbesarnyateganganyanghilangpadasuatupenghantar. Jatuh tegangan atau jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum
berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik
denganluaspenampangpenghantar.
Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam % atau dalam besaran Volt.Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh kebijaksanaan perusahaan
kelistrikan.
Perhitungan jatuh tegangan praktis pada batasbatas tertentu dengan hanyamenghitung besarnya tahananmasih dapat dipertimbangkan, namun pada sistem
jaringan khususnya pada sisitem tegangan menengah masalah indukstansi dan
kapasitansinyadiperhitungkankarenanilainyacukupberarti.
PerhitunganPraktisJatuhTeganganuntukkondisiTanpaBebanInduktansi
DefinisisimboldanSatuan
P : bebandalam[Watt]
V : teganganantara2saluran[Volt]
q : penampangsaluran[mm2]
v : jatuhtegangan[volt]u : jatuhtegangan[%]L : panjangsaluran(bukanpanjangpenghantar)[metersirkuit]
I : arusbeban[A]
: konduktivitasbahanpenghantarCu=56;Alumunium=32,7
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.1
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.2
2.2 PERHITUNGANJATUHTEGANGAN
2.2.1 SistemFasaTunggal,COS1JatuhTegangan(dalam%)
UntukbebanP,panjangL;u[%]Besarnyapenampangsaluran,q[mm2]
22
2L I 100 2L P 100 atau q V V
q mu u
m = =
JatuhTegangan(dalamVolt)
2L P 2 L I 2 atau V v
q qv
mm = =
Contoh:
1. BebanP=900watt;u=2%;V=115volt;L=400meter.Maka:
22 22 100 2 400 900 100 48,6 mm
115 2 56L P xq
V u = = =
2. BebanpadatitikP=14A,padatitikQ=16A,vpadaQ=2,5Volt,L1=20meter,L2=16meter(penghantartembaga).
v=v1+v2
2
2
20 30 2 16 16 22,556 56
12,2 16
x x xq q
q mmdiambil q mm
= +=
=
x
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
2.2.2 SistemFasaTigadengancosBiladiketahuibesarnyaarusI,v[volt],maka:
][cos73,1 2mmvILq
=
][cos73,1 voltq
ILv
=
BiladiketahuibesarnyabebanPdalamWatt,maka:
][ 2mmvVPLq
=
Contoh:
1. Saluranarusbolakbalikfasa3L=80meter,P=2000watt;V=190Volt;v=3,8volt;aruspenghantarnetral=0A
296,3568,3190
200080 mmvVPLq =
==
2. BerapajatuhteganganpadasatusaluranL:150meter,I:190Ampere;q=
95mm2,sistemfasa2.cos=0,88
1,73 cos 1,73 150 190 0,8895 56
8,15
L Ivq
Volt
= = =
2.3 PERHITUNGANDENGANMOMENLISTRIK
Perhitunganmomenlistrikuntuksistemfasa3denganterminologisebagaiberikut:
SIMBOL KETERANGAN TR TM
P dayaaktif kW MW
V tegangankerjaantarfasa V kV
R tahananpenghantar ohm/km ohm/km
X reaktansipenghantar ohm/km ohm/km
bedafasa derajat derajat
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.3
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Jatuhteganganrelatif(dalam%)dapatdianggapsamadenganrumus:
[ ][ ]
22
52
tan10 %
tan10 %
u R XsistemTM PLu uu R XsistemTR PLu u
+= = += =
HasilkaliPxLdinamakanmomenlistrikdenganbebanPpadajarakLdarisumbernya.
Jikajatuhtegangandalam%sebesar1%makamomenlistriknyadisebutM1.
PadaTM:M121
100 tanV
R X = +
PadaTR:M1=2
5
110 tan
VR X +
Tabeltabelpadahalamanberikutmemberikandatamomen listrik (M)untukberbagai
hargacos,luaspenampangyaitu: M1adalahmomenlistrikuntuk u =1%
Denganbeberapabatasan:
1. Bebanfasa3seimbangdiujunghantaran
2. Suhu kerja300Cuntukhantaranudaradanberisolasidan200Cuntuk kabelbawah
tanahdanhantaranudaraberisolasi.
3. Reaktansi0,3ohm/kmuntukhantaranudaratidakberisolasidan0,1ohm/kmuntuk
kabeltanahdanhantaranudaraberisolasi
Tabel2.1MomenlistrikjaringandistribusiTeganganMenengahSaluranBawahTanah
denganpenghantarkabelberisolasiXLPE,M1%[MW.km].
Penampang
(mm2)
cos1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,7 0,6
95 11,4 10,2 9,8 9,5 9,2 8,7 8
150 17,3 15,2 14,3 13,63 12,7 12 11
240 29 23,9 21,2 20 18,6 16,6 15
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.4
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Tabel 2.2. Momen listrik jaringan distribusi Tegangan Menengah Saluran Udara
denganPenghantarAAAC,M1%[MW.km].
Penampang
(mm2)
cos1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,7 0,6
35 4 3,6 3,4 3,3 3,2 2,9 2,7
70 7,7 6,3 5,8 5,4 5,2 4,6 4,0
150 12,1 11,5 10 8,9 8 6,8 5,7
240 16,77 15 12,5 10,9 9,7 7,9 6,5
Tabel2.3 MomenlistrikjaringandistribusiTeganganRendahdenganPenghantar
KabelPilinM1%[kW.km].
Penampang
(mm2)
cos1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,7 0,6
3x35xN 1,46 1,44 1,38 1,34 1,34 1,31 1,29
3x50xN 1,94 1,92 1,88 1,82 1,8 1,78 1,75
3x70xN 7,96 2,67 2,64 2,61 2,59 1,56 1,52
2.4FAKTORDISTRIBUSIBEBAN
Distribusibebanpadajaringandapatdinyatakandalambentukmatematisuntukbebandi
ujung penghantar, beban terbagimerata, beban terbagi berat diawal jaringan, beban
terbagibaratdiujung.Denganpengertiansederhanadidapatkanangkafaktordistribusi
bebanpadajarakantaratitikberatbebandengansumber/gardu.
Diagramdistribusibeban Faktordistribusi
1. beban di ujung penghantar besar beban =
kuatpenghantar
Fd=1
2. bebanmeratasepanjangsaluranbesarbeban
=2xkuatpenghantarFd=0,5
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.5
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.6
3. bebanmemberatkeujung
Fd=32
4. bebanmemberatkemuka
Fd=31
Contoh:
Penghantar AAAC dengan beban I Ampere, panjang L kms, u = 5% bebanmeratasepanjangsaluranFd=0,5makapenghantarbolehdibebani2xI (Ampere)atausaluran
diizinkansepanjang2L.
Catatan:BebanpenghantartidakbolehmelampauiKemampuanHantarArusnya(KHA)
2.5JANGKAUANPELAYANAN
Perhitunganjatuhtegangandenganrumuskonvensionaladalah:
( tan3Pv r xV
). = + Volt/km.
Rumus tersebut memberikan hubungan antara jatuh tegangan v, P dan panjangpenghantarL,dengankondisibebanberadapadaujungpenghantar.
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Grafik pada halaman berikutmemberikan gambaran hubungan parameterparameter
tersebut.
Grafikinidapatdigunakansecarasederhanasebagaiberikut:
1. Jikafaktordistribusi=0,5salahsatunilainilaiu,P,Ldapatdapatdikalikandua.2. Jikafaktordistribusi=
31salahsatunilainilaiu,P,Ldapatdikalikantiga.
3. jikafaktordistribusi=32salahsatunilainilaiu,P,Ldapatdikalikansatusetengah.
Catatan:PerludiperhatikanKemampuanHantarArusPenghantaryangdipergunakan.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1 2 876543
Jarak [Km]
35mm2
70mm2 150mm2
240mm2
35 mm2
Limit70 mm2
Limit
Gambar21.GrafikkemampuanpenyaluranSUTM fasa3bebandiujungu5%,cos=0,8T=35oCAAAC[IEC.2008].
MW
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.7
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
5%u =
10%u =Gambar22.GrafikkemampuanpenyaluranKabelPilinTeganganRendah(TR)
bebandiujungpadasuhu(T)=30oCdancos=0,8.
Contohpenggunaannya:
1. Saluranudara20kV fasa3,A3C150mm2cos :0,95daya4MWdenganpanjangsirkuit10kms.
M=4MWx10kms=40MW.kms
TabelmemberikanM1:11,5MW.kms
Jatuhtegangan1
M 40x1% 1% 3,47%M 11,5
u = = = .
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.8
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
2. Saluranudara20kVfasa3,A3C150mm2,L:20kmsdibebani20trafodengandaya
masingmasing250kVA,bebanmeratadancos=0,8.Jatuhteganganrelatifpadatransformatorpalingujungadalah:
S=20x250kVA=5000kVA;cos=0.8P=5000x0,8=4000kW=4MW
Bebanterbagirata:BebanPengganti(P)= 21x4MW=2MW
MomenbebanM=PxL=2x20=40MW.km
MomenM1=8MW.km
Jatuhtegangan(u)= %5%1840%1
1
==xMM
2.6KemampuanHantarArus/KuatHantarArus
KemampuanHantarArus (menurutSNI0402252000)atauKuatHantarArus (menurut
SPLN 704 : 1992) suatu penghantar dibatasi dan ditentukan berdasarkan batasan
batasandariaspek lingkungan,teknismaterialsertabatasanpadakontruksipenghantar
tersebutyaitu:
Temperaturlingkungan Jenispenghantar Temperaturlingkunganawal Temperaturpenghantarakhir Bataskemampuantermisisolasi Faktortiupanangin Faktordisipasipanasmedialingkungan
Apabila terjadi penyimpangan pada ketentuan batasan tersebut diatas maka
KemampuanHantarArus/KuatHantarArus(KHA)penghantarharusdikoreksi
2.6.1KemampuanHantarArusPenghantarSaluranUdara
Jenispenghantarsaluranudara,terdiriatas:
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.9
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
a. PanghantartidakterisolasiAAAC,AAC,ACSR.(ACSRtidaksecaraluasdipergunakan
sebagaipenghantarSaluranUdaraTeganganMenengah)
b. PenghantarberisolasiAAACS,NAAXSEY.(KabelPilinTeganganMenengah).
c. PenghantarLVTC(LowVoltageTwistedCable)NFAAX.
Ketentuan teknis kemampuan hantar arus penghantar pada ambient temperatur 30oC
dalam keadaan tanpa angin. Tabel 2.4 s/d 2.10memberikan kemampuan hantar arus
jenis penghantar Saluran Udara TeganganMenengah dan jangkauan pada beban dan
jatuhtegangantertentu.
2.6.2KemampuanHantarArusSaluranKabelBawahTanah
Kemampuanhantararuskabelbaikjenismulticoremaupunsinglecoredibatasiolehketentuansebagaiberikut:
suhutanah30oC resistancepanasjenistanah1000C,cm/W. digelarsendiri/hanya1kabel suhu penghantarmaksimum 900C untuk kabel dengan isolasi XLPE dan 65o C
untukkabeltanahberisolasiPVC.
Kabeldigelarsedalam70cmdibawahpermukaantanah. Apabila keadaan lingkunganmenyimpangdari ketentuandi atasmaka kuathantar
aruskabelharusdikoreksidenganfaktortertentu.
Tabel pada halaman berikutmemberikan data kemampuan hantar arus kabel baikuntukpemakaianbawahtanahataupunsaluranudara.
Untuk kabel yang dipakai pada saluran udara (contoh NFAAXSEYT) ketentuannyamengikutiketentuanuntuksaluranudara.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.10
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Tabel2.4 KHApenghantar takberisolasipadasuhukeliling350C, kecepatanangin
0,6m/detik, suhumaksimum 800C (dalam keadaan tanpa angin faktor
koreksi0,7)
LuasPenampangNominal(mm2)
Cu AAC AAAC
162535507095150240300
125A175A200A250A310A390A510A700A800A
110A145A180A225A270A340A455A625A710A
105A135A170A210A155A320A425A585A670A
Tabel 2.5 KHA kabel tanah inti tunggal isolasi XLPE, Copper Screen, berselubung PVC
jeniskabelNAAXSY.
Penampangnominal(mm2)
Susunan/KonfigurasiPenggelarankabel
Ditanah200C Diudara300C
1x50
1x70
1x95
1x120
1x150
1x240
165A
237A
282A
320A
353A
457A
145A
211A
252A
787A
320A
421A
180A
240A
328A
378A
425A
573A
155A
229A
278A
320A
363A
483A
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.11
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Tabel2.6KHAkabeltanahdenganisolasiXLPE,copperscreen,berselubungPVCpada
tegangan12/20kV/24kV.padasuhukeliling30oCatausuhutanah300C
Jeniskabel Penampang
nominal
Diudara Didalamtanah
NAAXSEY 95mm2 242A 214A
Multicore 150mm2
240mm2
300mm2
319A
425A
481A
272A
358A
348A
NFAAXSEYT 3x50+N 134A
TwistedCable 3x70+N
3x95+N
3x120+N
163A
203A
234A
Tabel 2.7 Faktor reduksi kabel multi core/single core dengan konfigurasi berjajar
didalamtanah.
Jumlahkabel
Jarak2 3 4 5 6 8 10
a.Bersentuhan 0,79 0,69 0,63 0,58 0,55 0,50 0,46
b.7cm 0,85 0,75 0,68 0,64 0,60 0,56 0,53
c.25cm 0,87 0,79 0,75 0,72 0,69 0,66 0,64
Tabel2.8FaktorkoreksiKHAkabelXLPEuntukbeberapamacamtemperaturudara
TemperaturUdara
(0C)
100 150 200 250 300 350 400 450 500
XLPECable 1,15 1,12 1,08 1,04 1 0,96 0,91 0,87 0,82
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.12
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Tabel2.9 KHAKabelPilinTeganganRendahberintiAlumuniumberisolasiXLPEatauPVC
padasuhukeliling300C.
Jeniskabel Penampangnominal
KHAterusmenerus
Penggunaan
1 2 3 4
NFA2X
3x25+253x35+253x50+353x70+503x95+70
103125154196242
SaluranTeganganRendah
2x10re2x10rm2x16rm4x10re4x10rm4x16rm4x25rm
545472545472102
NFAY
2x10re2x10rm2x16rm4x10re4x10rm4x16rm4x25rm
42425842425875
SaluranTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.13
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab.2Hal.14
Tabel 2.10 KHA terus menerus untuk kabel tanah berinti tunggal penghantar Tembaga,
berisolasi dan berselubung PVC, dipasang pada sistem Arus Searah dengan
tegangankerjamaksimum1,8kV; sertauntukkabel tanahberintidua, tigadan
empat berpenghantar tembaga, berisolasi dan dengan berselubung PVC yang
dipasangpadasistemArusBolakbaliktiga fasadanteganganpengenal0,6/1kV
(1,2kV),padasuhukeliling300C.
Jeniskabel
LuasPenampang
mm2
KHAterusmenerus
Berintitunggal BerintiduaBerintitigadan
empatditanah
[A]diudara
[A]ditanah
[A]diudara
[A]ditanah
[A]diudara
[A]1 2 3 4 5 6 7 8
NYYNYBYNYFGbYNYCYNYCWYNYSYNYCEYNYSEYNYHSYNYKYNYKBYNYKFGBYNYKRGbY
1,52,54
405470
263546
314154
202737
263444
18,52534
61016
90122160
5879105
6892121
486689
567598
436080
253550
206249296
140174212
153187222
118145176
128157185
106131159
7095120
365438499
269331386
272328375
224271314
228275313
202244282
150185240
561637743
442511612
419475550
361412484
353399464
324371436
300400500
8439861125
7078591000
525605
590710
524600
481560
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
BAB3
PERHITUNGANMEKANIKATERAPAN
3.1GAYAGAYAMEKANISPADATIANG
Tiangpada jaringandistribusitenaga listrikberfungsisebagaitumpuanpenghantar,
menerimagayagayamekanisakibat:
1. Beratpenghantardanperalatan
2. Gayatarikdaripenghantar(tensilestrength)
3. Tiupanangin
4. Akibatpenghantarlain
Besarnyagayagayatersebutberbedasesuaidenganfungsitiang(tiangawal/ujung,
tiangtengah,tiangsudut)danluaspenghantar.
Tiang baik tiang besi atau tiang betonmempunyai kekuatan tarik (working load)
sesuaistandardyangberlakusaatiniyaitu160daN,200daN,350daN,500daN,800
daN,1200daNdimanadaNadalahdekaNewtonatausetaradengan1,01kggaya
(massaxgravitasi).
3.1.1 JarakAntarTiang(Jarakgawang)
Tiangdidirikanmengikuti jalur salurandistribusi. Jarakantar tiangdisebutgawang
(span).Terdapatbeberapauraianmengenaipengertiandarispan:
a. Jarakgawangmaksimumadalahjarakgawangterpanjangpadasuatusaluran.
b. Jarakgawangratarataadalahjarakgawangratarataaritmatik
1 2 3 ...
nrata rata
a a a aajumlah gawang+ + + +=
c. Jarak gawang ekivalen (Ruling span) adalah jarak gawang yang diukur
berdasarkanrumus
3 3 3 31 2 3 4
1 2 3
......eq
a a a aaa a a+ + + += + + +
a1,a2,a3.an=jarakmasingmasinggawang
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 1
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 2
atau
1 2( ) jarak gawang terpanjang3 3eq rata rata
a a = +
d. Jarak gawang pemberatan (weighted span) adalah jarak gawang antara dua
titikterendahdaripenghantarpada2jarakgawangberurutan.
3.1.2 BeratPenghantardanGayaBeratPenghantar
Beratpenghantaradalahmassapenghantartiaptiapkm(kg/km)
Gayaberatpenghantar=mxg
dimana: m=massapenghantar[kg]
g=gravitasi[m/s2]
Sag atau andongan adalah jarak antara garis lurus horizontal dengan titik
terendah penghantar. Berat penghantar dihitung berdasarkan panjang
penghantar sebenarnya sebagai fungsi dari jarak andongan dihitung dengan
rumussebagaiberikut:
L=a+28
3sa
dimana:
L=panjangtotalpenghantar[m] a=jarakgawang[m]
s=panjangandongan/sag[m]
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
3.1.3 GayaTarikPadaTiang
Panjangpenghantarpadaduatiang(gawang)berubahubahsebagaiakibat:
a. Perubahantemperaturlingkungan
b. Pengaruhpanasakibatbebanlistrik(I2R)
Sesuaidengansifat logamnya,panjangpenghantarakanmengalamipenyusutan
pada temperatur rendah dan memanjang pada temperatur tinggi (panas)
menurutrumus:
Lt=Lo(1+.t)dimana: Lo=panjangawal Lt=panjangpadat
0C
=koefisienmuaipanjang t=bedatemperaturPada temperatur rendah panjang penghantar menyusut, memberikan gaya
regangan (tensile stress)padapenghantar tersebut,gaya iniakanditeruskanke
tiangtumpunya.Jikagayatersebutmelampauititikbatasbebankerjapenghantar
(ultimatetensilestress)penghantarakanputusatautiangpenyanggahpatahjika
beban kerja tiang terlampaui (working load). Perhitungan batas kekuatan tiang
dihitungpadatemperaturterendah200C(malamhari)dansuhuratarataratadi
sianghari300C.
Besarnyagayareganganadalahsebesar
F= LLAY
0
Newton
dimana: Y=ModulusYoung(elastisitas)[hbar] A=LuasPenampang[m2]
L=Deformasipanjangpenghantar,L=(LtL0)[m]
L0=PanjangAwal[m]
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 3
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
JikaFpadat=200Cadalahnol.Padakeadaantersebut,panjangpenghantarsama
denganjarakgawangsehinggagayagayayangterjadipadatiangadalahFv=0,Fh
= gaya berat penghantar. Dengan kata lain tiang hanya mengalami regangan
akibat gaya berat penghantar sendiri yang pada kondisi ini sama dengan gaya
beratpenghantarpadatitiksagterendahpadasuhurataratasianghari.
Contoh:
1. GayaFhorizontalpadatianguntuka=40meter.
Penghantarkabeltwisted(3x70mm2+N)meter.massa1,01kg/m
FH=mxgdaN
=1,01kgx40mx9,8=396.daN
2. GayaFHorizontalpadatiangjikas=1meter
L=a+ss,8=40+
1,31,8=42,3meter
F=42,3x1,01kg/mx9,8=418,7daN
FH =Fsin=sudutandongan300. =418sin300=345daN.
3.1.4 PengaruhAngin
Pengaruh kekuatan hembus angin di Indonesia diukur sebesar 80 daN/m2 oleh
karenatiang/penghantarbulatdihitung50%nyaatau40daN/m2.
Gayaakibathembusanangininiterarahmendatar(transversal)sebesar
Fangin=40daN/m2x[(diameterxL)+Luaspenampangtiang]
Dalambeberapahalfaktorluaspenampangtiangdiabaikan
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 4
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Tabeltabelberikutmemberikandatakarakteristikmekanisuntukberbagai jenis
penghantardanluaspenghantarnya:
Tabel3.1KarakteristikpenghantarKabelPilinintiAlumuniumTeganganRendah
(NFAAXT)denganpenggantungjenisAlmelec(breakingcapacity1755daN).
PenampangPenghantarNominal[mm2]
PenampangPenggantung
[mm2]
Diametertotal[mm]
Berat(IsolasiXLPE)
[kg/km]
Tahananpada200C/fasa[ohm/km]
3x25 54,6 26 574 1,23x35 54,6 30,00 696 0,8673x50 54,6 33,1 819 0,6413x70 54,6 38,5 1059 0,443
Tabel3.2KarakteristikpenghantarAllAlumuniumAlloyConductor(AAAC)
PenampangPenghantar
[mm2]
DiameterNominal[mm]
Berat[kg/km]
MinimumBreakingLoad
[daN]
Tahananpada200C/fasa[ohm/km]
35 7,5 94 710 1,5050 8,75 126 1755 0,603120 13,75 310 3000 0,357150 15,75 406 4763 0,224240 20,25 670 6775 0,142300 22,50 827 8370 0,115
ModulusYoung(elastisitas)=6000[hbar]
Koefisienekspansi= 23x104per0C
Koefisientahanan= 0.0036per0C
Tabel3.3KarakteristikpanghantarkabelPilinintiAluminiumTeganganMenengah
(NAFFXSEYI)
Luaspenampang
[mm2]
DiameterNominal[mm]
Berat(IsolasiXLPE)[kg/km]
Tahananpada200C/fasa[ohm/km]
Kapasitansi[F/km]
3x50 54,7 2870 0,645 0,183x45 87,2 4340 0,437 0,22
Jenispenggantung :kawatbaja50mm2 Ratedvoltage: 24kV3.1.5 GayaMekanisPadaTiangAwal/Ujung
Jika pada temperature minimal (t = 20o C) masih terdapat Sag, maka gaya
regangan(tensilestress)samadengannol.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 5
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PadakondisidemikiantiangmendapatgayamekanisF:
Akibatmassapenghantarxpanjangjarakgawang=Fm Akibatanginpadapenghantarxpanjangjarakgawang=FamakaF= [daN],(pengaruhtiupananginpadatiangdiabaikan).
3.1.6 GayaMekanisPadaTiangTengah
Tiang tengah dengan deviasi sudut lintasan 0o tidak menerima gaya mekanis
akibatmassapenghantar,karenagayatersebutsalingmenghilangkanpada jarak
gawang/spanyangberdampingan.Namuntetapmenerimagayamekanissebagai
akibattiupanangin.Besarnyakekuatananginadalah40daN/m2.
F=Faxdiameterkabelxpanjangpenghantarantaratitikandonganduagawang
yangberdampingan(weightedspan)
Fa=kekuatanangin40daN/m2
F=gayamekanisakibattiupanangin
3.1.7 GayaMekanisPadaTiangSudut
Tiangsudutadalahtiangdimanadeviasilintasanpenghantarsampaidengan90o.
Jika tiang awal/ujungmemikul gaya sebesar F kg gaya (daN),maka tiang sudut
memikul gaya mekanis F akibat berat/massa penghantar dan tiupan angin
maksimumsebesar.
dimana=sudutdeviasilintasanjaringan
F=gayamekanistiangawal/ujung
RumusgayamekanisTiangSudutsecaramatematisadalah:
F=FaxdxaxCos +2Tsin
dimana:
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 6
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Fa=tekanananginpadaarahbisection[daN/m2]
T=tegangantarikmaksimumpenghantarpadatiang[daN]
d=diameterpenghantar[m]
a=panjangratarataaritmatikdariduagawangyangmembentuksudut
=sudutdeviasilintasan(derajat)
ApabilaF1adalahgayamekanismaksimumpadatiangawal/ujung,dimana
F1=Fakibatmassapenghantar+Fakibathembusanangin,
Makatiangsudutmenerimagayamaksimumsebesar
Fmaks=2F1sin [daN]
3.1.8 AplikasiPerhitunganGayaMekanis
Tabelberikutmemberikanhasilhitungangayamekanikpadatianguntukberbagai
luasdan jenispenghantardanpadaduaposisi tiang, tiang awal/akhirdan tiang
sudut.
Kekuatan tiang (working load)mengikuti standarisasi yang sudah ada yaitu 160
daN,200daN,350daN,500daN,800daN.Untukpanjang9m,11m,12m,13m,
14m,dan15mbaiktiangbesiatautiangbeton.
Tiang mempunyai tingkat keamanan 2, yaitu baru akan gagal fungsi jika gaya
mekanismelebihi2xworkingload(breakingload=2xworkingload).
Kekuatantarikmekanisdihitungpada ikatanpenghantar15cmdibawahpuncak
tiang. Tidak diperhitungkan perbedaanmomen tarik untuk berbagai titik ikatan
penghantarpadatiang (contohunderbuilt). Jikakonstruksiunderbuilt,makagaya
mekanis yang diterima tiang adalah jumlah aljabar gaya mekanis akibat sirkit
penunjangtunggal.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 7
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 8
Tabel3.4TabelGayamekanispadaTiangAwal/Ujung.
No. PenampangPenghantar
[mm2]
Massa[kg/m]
Diameterd[m]
F1massaxg[daN]
F2Resultan[Kg/m]
22
21 FFF +=
[daN]
I JTR 3x35+N 3x50+N 3x70+N
0,670,781,01
0,0310,0340,041
148172223
283137
150175224
II JTMAAAC 3x35 3x70 3x150 3x240
0,280,631,221,88
0,0080,0110,0160,019
62139269414
21,629,745243
65142273480
III JTMAAACS 3x150
1,54
0,017
340
46
343
IV JTMAAACT 3x150
3,23
0,066
712
59
715
Temperatur300C JarakgawangL=45meter,panjangandongan1meter Koefisienmuaipanjang23x1016per0C Tekananangin40daN/m2 Gravitasig=9.8 F1=massaxgx
2L ;F2=tekanananginxdx
2L
Tabel3.5GayamaksimumpadaTiangSudutjaringandistribusitenagalistrik.
No. PenampangPenghantar
[mm2]
GayaMekanisResultanMaksimumF[daN]=300 =450 =600 =900
I JTR 3x35+N 3x50+N 3x70+N
7891116
115134171
150175224
212248317
II JTMAAAC 3x35 3x70 3x150 3x240
3464141248
50109208367
65142273480
92200384678
III JTMAAACS 3x150
172
262
348
485
IV JTMAAACT 3x150
368
545
712
1006
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
F=2F1sin21
Jarakgawang45meter,panjangsag1meter
3.1.9 PenggunaanHasilPerhitunganDalamKonsepPerencanaan
Mengingat perkembangan beban pelanggan dan lainlain, kekuatan hasil
perhitungan dikalikan 2, untuk mengantisipasi penambahan jalur jaringan
distribusidaritiangawalyangsama.
Tabelpadahalamanberikutmemberikanangkakekuatantiangberdasarkanjenis
penghantardansudutlintasan.KhususuntukTiangAkhiratauTiangSudutsejauh
memungkinkan, dipergunakan tiang dengan kekuatan tarik lebih kecil, namun
ditambahkonstruksiTopangTarik(guywire/trekskur).
Tabel3.6KekuatantarikTiangAwal/Ujung(workingload)JTR.
No PenghantarTwistedCable
Kekuatantiang9m[daN] Alternatifpilihan200 350 500 800 1200
1. 3x35+Nmm2 X 2. 3x50+Nmm2 X 200daN+GW3. 3x70+Nmm2 X 200daN+GW
untuktiangujung
GW=GuyWire.Kekuatanangin40daN/m2 jarakgawang45meter, t=200C,dengan
panjangtiang9meter.Sag=0meter
Tabel3.7KekuatanTarikTiangAwal/Ujung(workingload)JTM.
No Penghantar Kekuatantiang[daN] AlternatifPilihan200 350 500 800 1200
1. AAAC3x35mm2 x +GW2. AAAC3x50mm2 x 200daN+GW3. AAAC3x70mm2 x 200daN+GW4. AAAC3x150mm2 x 350daN+GW5. AAAC3x240mm2 2x 350daN+GW6. AAAC2x(3x150)mm2 2x 350daN+GW7. AAAC2x(3x240)mm2 2x 350daN+GW8. AAAC3x150mm2+
LVTC3x70+Nmm2 2x 350daN+GW
9. AAAC3x240mm2+
LVTC3x70+Nmm2 2x 350daN+GW
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 9
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Kekuatanangin40daN/m2 jarakgawang45meter, t=200C,panjang tiang11,12,13,
dan14meter,sag0meter
Tabel3.8KekuatanTiangSudut(workingload)saluranfasa3konstruksiunderbuilt
JTM/JTR.
No. JarakGawang
Penghantar SudutDeviasi
Kekuatan tiang[daN] Alternatifpilihan200 350 500 800 1200
1. 50meter
AAAC.35 mm2
+LVTC 3x70/Nmm2
00 150
150300
30600
600900
XX
2X
X
200daN+GW200daN+GW200daN+GW200daN+GW
2. 50meter
AAAC.70 mm2
+LVTC 3x70/Nmm2
00 150
150300
30600
600900
XX2X2X
+GW200daN+GW200daN+GW200daN+GW
3. 50meter
AAAC.150mm2 +LVTC3x70/Nmm2
00 150
150300
30600
600900
XX
2X
X
+GW+GW350daN+GW350daN+GW
4. 50meter
AAAC.240mm2 +LVTC3x70/Nmm2
00 150
150300
30600
600900
XX2X2X
+GW+GW350daN+GW350daN+GW
5. 50meter
AAAC.150mm2GANDA
00 150
150300
30600
600900
X2X
2X2X
+GW+GW350daN+GW350daN+GW
6. 50meter
AAAC.240mm2GANDA
00 150
150300
30600
600900
XX
2X2X
+GW+GW350daN + GW350daN+GW
7. 90meter
AAAC.240mm2
00 150
150300
30600
600900
X2X
2X2X
+GW350daN+GW350daN+GW350daN+GW
8. 90meter
AAAC.150mm2GANDA
00 150
150300
30600
600900
XX2X
2X
+GW350daN+GW350daN+GW350daN+GW
9. 90meter
AAAC.240mm2
00 150
150300
30600
600900
XX2X
2X
+GW350daN+GW350daN+GW350daN+GW
10. 90meter
AAAC.240mm2GANDA
00 150
150300
30600
600900
XX
2X2X
+GW350daN+GW350daN+GW350daN+GW
GW=GuyWire;2x=tiangganda.Tiangbesi/betonpanjang11,12,13,dan14meter,
tiupanangin40daN/m2t:200C,sag=0meter
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 10
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Catatan : Apabila menggunakan AAAC berisolasi maka berat penghantar akan
bertambah35%,sehinggakekuatanTiangSudutharusditambahdenganpemasangan
guywire.
3.1.10 MetodeGrafisUntukTiangSudut
Perhitunganperhitunganyangdilakukanuntukmenentukankekuatanmekanik
Tiang Sudut kerap kurang aplikatif.Model grafis dapatmembantu tanpa harus
menghitungbesarnyasudutdeviasilintasanjaringan.
Asumsi :Gaya mekanis pada tiang sudut adalah resultan gaya tarik tiang
ujung/awaluntukberbagaipenghantaryangberbeda.
Contoh:
PenghantarFasa3AAAC150mm2sudutdeviasio.Berapaworking loadtiangyangdipilih.
Kekuatan tiangujungAAAC3x150=500daN.Kemudianbuatgambardengan
skala1cm=100daN.Ukurpanjangresultangayamisalnyadiperolehhasil3,5
cm3,5x100=350daNMakabesarnyakuattariktiangsuduttersebutadalah350daN
5 cm = 500 daN
3 x 150 mm2
R
3 x 150 mm 2
5 cm = 500daN3,5 cm = 350 daN
3.1.11 BebanMekanikpadaPalang(crossarm/travers)
Palang(CrossArm)adalahtempatdudukan isolator.Bebanmekanispadapalang
arahhorizontalakibatdarigaya reganganpenghantardanbebanvertikalakibat
beratpenghantar.Umumnyabebanvertikaldiabaikan.Bahanpalangadalahbesi
(ST.38)profilUNPgalvanisdenganpanjangberbeda.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 11
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Tabel3.9.KarakteristikPalang.
Profil Panjang Penyusunanpada DeviasiUNP8 1,6meter TiangTumpu
00150
150300
30600
600900
UNP10 1,8meter TiangTumpu.Tiangawal/akhirUNP10 2meter TiangTumpu,TiangSudut*)UNP15 2,4meter TiangTumpu*),TiangSudut,Awal/AkhirUNP15 2,8meter TiangTumpu,TiangSudut*)Awal/Akhir
Catatan*)dapatmemakaicrossarusgandauntuktiangawal
3.1.12 BebanMekanisIsolator
Terdapat2jenisisolatoryangdipakaisesuaidenganfungsinya:
1. IsolatorTumpu(lineinsulator),terdapatberbagaiistilah:linepostinsulator,post
insulator,insulatorpin.
2. IsolatorRegang(SuspensionInsulator),terdapat2macamyaitu: isolatorpayung
(umbrellainsulator)danlongrodinsulator.
IsolatorTumpu(lineisolator)
Isolatortumpudigunakanuntuktumpuanpenghantargayamekanispadaisolator
iniadalahgayaakibatberatbebanpenghantarpadatiangtumpuataupadatiang
sudut.
Tabel3.10.KarakteristikIsolator.
No. KarakteristikJenisIsolator
LinePost PinPost Pin1.2.3.4.5.6.
TegangankerjamaksimalWithstandvoltage(basah)ImpulsewithstandvoltageMechanicalStrengthCreepagedistanceBerat
24KV65KV125KV1250daN480mm8,34kg
24KV65KV125KV1250daN534mm10kg
22KV75KV125KV850daN583mm6,4kg
Isolatortumpudapatdipakaiuntukkonstruksipada:
SudutLintasan Material00150 Isolatortumputunggal150300 Isolatortumpuganda
Kekuatanmekanisterbesaruntuksudut45odenganpenghantarAAAC3x240mm2
adalahsebesar678daN,kekuatanmekanisisolator1250daN.
Padasudut150300sebesar790daNpada2isolator
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 12
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 13
Isolatorregang(suspensioninsulator)
Isolator peregang dipakai pada kontruksi tiang awal/tiang sudut apabila sudut
elevasilebihbesardari300.
Terdapat2 jenis isolatoryangdipakai,yaitu isolatorpayungdan longroddengan
karakteristiksebagaiberikut:
Tabel3.11.KarakteristikteknisIsolatorPayungdanLongRod.
No. KarakteristikJenisIsolator
Payung LongRod1.2.3.4.5.6.
TegangankerjamaksimalWithstandvoltageImpulsewithstandvoltageCreepagedistanceMechanicalStrengthBerat
24KV65KV110KV295mm27000daN4,7kg
24KV67KV170KV546mm2
7500daN7kg
Untuk tiap1 set isolator jenis suspension terdiriatas2buah/2piring sedangkan
jenis long rod 1 buah. Beban mekanis isolator ini adalah beban mekanis
sebagaimanapadaisolatortiangujung/awal.
3.1.13 AndonganpadaPermukaanMiring
Pada permukaan miring beban mekanis pada tiang tumpu/tengah menjadi
berbedadenganbebanmekanispadabidangmendatar.Rumusterapanparabolik
memberikanhubunganantarajaraktiang,tension,andonganjarakamansebagai
berikut:
2 11 ....[ ]2 8h hS S h
S = + + meter
d=(l2w2hT/2.l.w [meter]
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
dimana:
l:jarakhorizontal[m]
h :perbedaantinggi[m]
S1 :jarakandonganpadagawang[m]
S2 :panjangandonganpadagarishorizontal[m]
S :Jarakgawang[m]
T :reganganpenghantar(daN)
w:beratpenghantar(kg/m)
Pada dasarnya rumus diatas kurang aplikatif sehingga untuk menentukan titik
andongansebaiknyadilakukandenganmemakaitemplate.
3.1.14 PondasiTiangdanStrukturTanah
Pondasi pada dasarnya digunakan pada semua tiang, baik tiang tumpu, tiang
awal/akhir atau tiang sudut. Jenis dari konstruksi pondasi disesuaikan dengan
kondisitanahdimanatiangtersebutakandidirikan.
Tabel 3.12. Data Klasifikasi kondisi tanah untukmembuat berbagaimacam pondasi
tiang.
Kelastanah
TipeTanah
KondisiTanahMaksimumdayadukungTanah
Parameter(C)dansudutgesek0
1 Cohesivegranular
Sangatlunaktanpapasir
1000daN/m2 C:15002500daN/m2:250300
2 CohesiveGranular
Tanahlunak,endapanlumpursedikitpasir
25007500daN/m2 C:25005000daN/m2:300350
3 CohesiveGranular
Tanahkerasberpasircoarsifberpasirgravel(tanahliat)
75001500daN/m2 C:50008000daN/m2:350400
4 CohesiveGranular
Lumpurkeras,endapankeras
15.00030.000daN/m2
C : 800011000daN/m2:400450
5 CohesiveGranular
Lumpursangatkeras,tanahliatkerasberpasir
30.00060.000daN/m2
C : 1100014000daN/m2:450500
6 Rock Batucadas 3.000daN/m2 C : 2000028000daN/m2:9001000
Sumber:CACproyekkelistrikanREIIPTPLN(Persero)
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 14
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Dimensipondasidibuatberdasarkandatadiatas.
3.1.15 JarakantarPenghantar(conductorspacing)
Jarakantarpenghantarharusdiperhitungkanberdasarkan2pertimbangan,yaitu
Pengaruhelektrisakibathubungsingkat KemngkinanPersinggunganantarpenghantar
Jarakantarpenghantarpadatitiktengahgawangmerupakanfungsidari:
1. JarakGawang
2. TinggiSag
Beberaparumusempirisuntukjarakantarpenghantar:
1. D=0,75 s +20000
2V
2. D= s +150V
dimana: s:TinggiSag
V:TeganganKerja(kV)
PanjangPalang(CrossArm)yangdiperlukanadalah:
L = 2 x jarak antar penghantar + 2 x jarak antara titik luar lubang pin isolator
denganujungPalang(10cm)
Contoh:
Span=1meter V=20kV
d=0,75 + =0,77meter
PanjangPalang:
2x0,77+2x10=1,74meter,atauminimalpanjangCrossArm1,8meter.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 15
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
3.2BEBANMEKANISTAMBAHANJARINGANNONELEKTRIKAL
Padabeberapakasus terdapatadanyakabelkabel telematikayang terpasangpada
jaringan listrikPLN. Saluran kabel inimemberikan tambahanbebanmekanispada
tiang awal/ujung dan tiang sudut jaringan listrik PLN, saluran kabel tambahan ini
adalah:
1. Saluran kabel telematika (fiber optik , kabel telekomunikasi, kabel vision, kabel
untukinternetdanlainlain).
2. SaluranudarakabelkontroldariunitpengaturdistribusiPLN.
Pengaruhbebanmekanisdanperhitungannyasamadengansaluranjaringdistribusi
tenaga listrik PLN, yaitu memberikan gaya mekanis akibat regangan penghantar
(tensilestress),beratkabeldan tiupanangin.Komponengayamekanisyangpaling
berbahayaadalahtensilestress,panjangkabeltelekomunikasipadasaattemperatur
udara terendah 200C dan hembusan angin 40 daN/M2 tidakmelebihi jarak antar
tiang (gawang) atau masih terhitung adanya sag/andogan. Tabel berikut
memberikanhasilhitunganpengaruhkabeltersebut
GayaMekanispadatiangawal/ujungsalurankabelfiberoptik
Salurankabelfiberoptik Temperatur200C JarakgawangL=45meter,Panjangandongan1meter Tekananangin40daN/m2 Gravitasig=9.8 F1=massaxgx 2
L ;F2=tekanananginxdx 2L
222
1 FFF +=
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 16
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 17
Tabel3.13.GayaMekanispadaTiangAwal/Ujungsalurankabelfiberoptic.
NoJenis
Penghantar
Massa
[Kg/m]
Diameter
[m]
F1
[daN]
F2
[daN]
22 21 FFF +=[daN]
1
2
3
4
5
6/1T
12/2T
24/2T
48/4T
96/8T
0.239
0.252
0.276
0.283
0.359
12.6x22.7
13.2x23.3
14.4x24.5
14.4x24.5
16.3x26.4
53
57
62
63
73
40
42
44
44
48
66
71
76
77
87
Gayamekanismaksimumpadatiangsudut
KeteranganteknissamadenganTabel3.12
12 /F F sin 2= Tabel3.14.GayamekanismaksimumpadaTiangSudut.
No JenisPenghantarGayaMekanisTiangSudutF[daN]
030= 045= 060= 090= 1
2
3
4
5
6/1T
12/2T
24/2T
48/4T
96/8T
34
36
40
42
46
50
54
58
60
68
66
72
76
78
88
9
101
108
110
112
3.3CONTOHAPLIKASIPERHITUNGAN1. Jaringan tiang9meter,denganpenghantar (3x70+Nmm2), jarakgawang45
metersag1meterworkingloadtiangawal/ujung500daN.
Bebanmekaniktotal :224daN
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Workingloadtiang :500daN
Sisabebanmekanisyangdiizinkan226daN
JikaditambahsaluranTelematika(fiberoptik96/8T)denganbebanmekanispada
tiangujung87daN,sehinggadengansisabebanmekanissebesar226daN,maka
maksimumhanya2salurankabelfiberoptik(2x87daN=174daN)yangdapat
ditambahpadatiangtersebut
Sisaakibatbebanmekanissebesar(226174daN)=52daNdiperkirakandapat
menahanbebanmekanisakibatsambunganpelanggan.
2. JikajaringankabelPilin(twisted)ganda2(3x70+N)mm2
BebanmekanisakibatkabelPilin2x224daN=448daN Bebanakibatfiberoptik1saluran=87daN Totalbebanmekanis=(448daN+87daN)=535daN,kelebihanbebanmekanis
sebesar (535 500) daN = 35 daN, dan akibat beban mekanis sambungan
pelanggan
TiangtersebutharusditambahGuyWire
3. SistemunderbuiltAAAC3x150mm2dankabeltwisted(3x70+N)mm2
Workingloadtiangujung :500daN BebanmekanisAAAC3x150mm2 :273daN Bebanmekaniskabeltwisted(3x70+N) :274daN Sisakekuatanakibatbebanmekanis :0daN
4. Pembebananpadatiangsudut
Sudutlintasan 090= BebanmekanisJTR(3x70+N) :317daN Bebanmekaniskabelfiberoptik96/8T :112daN Total :429daN Workingloadtiangsudut :350daN
Dengan adanyabebanmekanis tambahan tiang sudut tersebutharusditambah
topangtarik(GuyWire)
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 18
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 3 Hal. 19
3.4 PERTIMBANGANPERTIMBANGAN AKIBAT PENGARUH GAYA MEKANIS AKIBATSALURANNONELEKTRIKALPLN
Adanya beban tambahan saluran non elektrikal akibat kebijaksanaan setempat
mungkin tidak dapat dihindari. Namun tiang mempunyai fungsi utama sebagai
penyangga jaringan listrik PLN sendiri, sehingga harus dipertimbangkan
kemungkinanadanyatambahanjaringanlistrikPLNsendiripadatiangtersebut.
Penambahan beban mekanis harus dihitung, namun hendaknya tidak melebihi
working load tiang itu sendiri. Jika ternyatamelebihi sebaiknya diberi tambahan
GuyWire/topangtarik.
Berdasarkan pertimbangan tersebut dan contoh hasil perhitungan penambahan
bebanmekaniskabelfiberoptikatau lainnya,makapenambahansalurannonPLN
padatiang:
1. Harusdihitungakibatbebanmekanisnyaantaralainpondasitiang
2. TidakdiperbolehkanpadasistemSUTMJTR(underbuilt)
3. TidakdiperbolehkanpadasalurangandaJTR
4. Sebaiknyaditambahkantopangtarikpadatiangsudutdantiangujung
5. SebaiknyahanyaadasatujalurtambahankabelnonPLN
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
BAB4
KONSEPDASARKONSTRUKSI
JARINGANDISTRIBUSITENAGALISTRIK
4.1 KONSEPDASARSISTEMTENAGALISTRIK
Suatusistemtenagalistriksecarasederhanaterdiriatas:
a. SistemPembangkit
b. SistemTransmisidanGarduInduk
c. SistemDistribusi
d. SistemSambunganPelayanan
Sistemsisteminisalingberkaitandanmembentuksuatusistemtenagalistrik.
Sistem distribusi adalah sistem yang berfungsimendistribusikan tenaga listrik kepada
parapemanfaat.
Sistemdistribusiterbagi2bagian:
a. SistemDistribusiTeganganMenengah
b. SistemDistribusiTeganganRendah
Sistem Distribusi TeganganMenengahmempunyai tegangan kerja di atas 1 kV dan
setinggitingginya35kV.SistemDistribusiTeganganRendahmempunyaitegangankerja
setinggitingginya1kV.
JarIngan distribusi TeganganMenengah berawal dari Gardu Induk/Pusat Listrik pada
sistemterpisah/isolated.Padabeberapatempatberawaldaripembangkit listrik.Bentuk
jaringandapatberbentukradialatautertutup(radialopenloop).
JaringandistribusiTeganganRendahberbentukradialmurni.
SambunganTenagaListrikadalahbagianpalinghilirdarisistemdistribusi tenaga listrik.
Pada Sambungan Tenaga Listrik tersambung Alat Pembatas dan Pengukur (APP) yang
selanjutnyamenyalurkantenagalistrikkepadapemanfaat.
Konstruksi keempat sistem tersebut dapat berupa SaluranUdara atau Saluran Bawah
Tanahdisesuaikandengan kebijakanmanajemen,masalah kontinuitaspelayanan, jenis
pelanggan,padabebanataspermintaankhususdanmasalahbiayainvestasi.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 1
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Sistem Distribusi TM
Sistem Distribusi
Sistem Transmisi SUTET
Sistem Pembangkit
Sistem Pembangkit
Sistem Transmisi SUTT
Sambungan Pelayanan
Gambar4.1PolaSistemTenagaListrik.
AspekPerencanaanJaringanDistribusi
Jaringandistribusi TeganganMenengah saluranudaradipakaiumumnyauntukdaerah
dengan jangkauan luas, daerah padat beban rendah atau daerahdaerah penyangga
antarakotadandesa.
Biaya investasi Saluran Udara relatifmurah,mudah dalam pembangunannya,mudah
padaaspekpengoperasian,akantetapipadatpemeliharaan.Tingkatkontinuitasrendah
dengankonfigurasisistemumumnyaradial(Fishbone).
Jaringan distribusi TeganganMenengah saluran bawah tanah dipakai umumnya untuk
daerahpadatbebantinggi (bebanpuncak lebihdari2,5MVA/km2dengan luasminimal
10 km2) dengan jangkauan terbatas.Biaya investasimahal, sulit dalam pembangunan,
mudahdalampengoperasiandanpemeliharaan,tingkatkontinuitastinggi.
Pada jaringan dengan saluran bawah tanah selalu direncanakan dalam bentuk loop
gunamenghindaripemadaman(blackout)akibatgangguan.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 2
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Pada sistem distribusi Tegangan Rendah dan Sambungan Tenaga Listrik digunakan
konfigurasi sistem radial murni. Hanya pada pelangganpelanggan tertentu diberikan
pasokanalternatifjikaterjadipemadaman.Konstruksijaringanumumnyasaluranudara.
Pemakaiansaluranbawah tanahumumnyauntukkabeldaya (kabelnaik,opstikkabel),
padadaerahdaeraheksklusifataspermintaankhusus,padadaerahdaerahbisniskhusus
sertaatasdasarkebijakanperencanaanotoritassetempat.
4.2KONFIGURASISISTEMDISTRIBUSISecara umum konfigurasi suatu jaringan tenaga listrik hanya mempunyai 2 konsep
konfigurasi:
1. Jaringanradial
yaitu jaringan yang hanya mempunyai satu pasokan tenaga listrik, jika terjadi
gangguanakanterjadiblackoutataupadampadabagianyangtidakdapatdipasok.
2. Jaringanbentuktertutup
yaitujaringanyangmempunyaialternatifpasokantenagalistrikjikaterjadigangguan.
Sehingga bagian yang mengalami pemadaman (blackout) dapat dikurangi atau
bahkandihindari.
Gambar4.2PolaJaringanDistribusiDasar.
Berdasarkan kedua pola dasar tersebut, dibuat konfigurasikonfigurasi jaringan sesuai
denganmaksudperencanaannyasebagaiberikut:
a. KonfigurasiTulangIkan(FishBone)
Konfigurasi fishbone ini adalah tipikal konfigurasi dari saluran udara Tegangan
Menengah beroperasi radial. Pengurangan luas pemadaman dilakukan dengan
mengisolasi bagian yang terkena gangguan dengan memakai pemisah [Pole Top
Switch (PTS),AirBreakSwitch (ABSW)]dengankoordinasi relaiataudengansystem
SCADA. Pemutus balik otomatis PBO (Automatic Recloser) dipasang pada saluran
utamadansaklarseksiotomatisSSO(AutomaticSectionalizer)padapencabangan.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 3
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Gambar4.3KonfigurasiTulangIkan(Fishbone).
b. KonfigurasiKluster(Cluster/LeapFrog)
KonfigurasisaluranudaraTeganganMenengahyangsudahbertipikalsistemtertutup,
namun beroperasi radial (Radial Open Loop). Saluran bagian tengah merupakan
penyulangcadangandenganluaspenampangpenghantarbesar.
Gambar4.4KonfugurasiKluster(LeapFrog).
c. KonfigurasiSpindel(SpindleConfiguration)
Konfigurasi spindel umumnya dipakai pada saluran kabel bawah tanah. Pada
konfigurasi ini dikenal 2 jenis penyulang yaitu pengulang cadangan (standby atau
express feeder)danpenyulangoperasi (working feeder).Penyulang cadangan tidak
dibebanidanberfungsisebagaibackupsupplyjikaterjadigangguanpadapenyulang
operasi.
Untuk konfigurasi2penyulang,maka faktorpembebananhanya50%.Berdasarkan
konsepSpindel jumlahpenyulangpada1spindeladalah6penyulangoperasidan1
penyulangcadangansehingga faktorpembebanankonfigurasispindelpenuhadalah
85 %. Ujungujung penyulang berakhir pada gardu yang disebut Gardu Hubung
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 4
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
dengan kondisi penyulang operasi NO (Normally Open), kecuali penyulang
cadangandengankondisiNC(NormallyClose).
Gambar4.5KonfigurasiSpindel(SpindleConfiguration).
d. KonfigurasiFork
Konfigurasi ini memungkinkan 1(satu) Gardu Distribusi dipasok dari 2 penyulang
berbeda dengan selangwaktu pemadaman sangat singkat (Short Break Time). Jika
penyulang operasi mengalami gangguan, dapat dipasok dari penyulang cadangan
secaraefektifdalamwaktusangatsingkatdenganmenggunakan fasilitasAutomatic
ChangeOverSwitch(ACOS).PencabangandapatdilakukandengansadapanTeeOff
(TO)dariSaluranUdaraataudariSaluranKabeltanahmelaluiGarduDistribusi.
Gambar4.6KonfigurasiFork.
e. KonfigurasiSpotload(ParallelSpotConfiguration)
Konfigurasi yang terdiri sejumlah penyulang beroperasi paralel dari sumber atau
GarduIndukyangberakhirpadaGarduDistribusi.
Konfigurasi ini dipakai jika beban pelanggan melebihi kemampuan hantar arus
penghantar. Salah satu penyulang berfungsi sebagai penyulang cadangan, guna
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 5
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
mempertahankankontinuitaspenyaluran.Sistemharusdilengkapidengan relearah
(DirectionalRelay)padaGarduHilir(GarduHubung).
Gambar4.7KonfigurasiSpotload(ParallelSpotConfiguration).
f. KonfigurasiJalaJala(Grid,Mesh)
Konfigurasijalajala,memungkinkanpasokantenagalistrikdariberbagaiarahketitik
beban. Rumit dalam proses pengoperasian, umumnya dipakai pada daerah padat
bebantinggidanpelangganpelangganpemakaiankhusus.
Gambar4.8KonfigurasiJalajala(Grid,Mesh).
g. Konfigurasilainlain
Selaindarimodelkonfigurasi jaringanyangumumdikenalsebagaimandiatas, terdapat
beberapamodel struktur jaringan yang dapat dipergunakan sebagai alternatifmodel
modelstrukturjaringan.
StrukturGarpudanBunga
Strukturinidipakaijikapusatbebanberadajauhdaripusatlistrik/GarduInduk.Jaringan
TeganganMenengah (JTM) berfungsi sebagai pemasok,Gardu Hubung sebagaiGardu
Pembagi,PemutusTenaga sebagaipengamandengan releproteksigangguan fasafasa
danfasatanahpadaJTMyangberawaldariGarduHubung.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 6
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Gambar4.9KonfigurasiStrukturGarpu.
Gambar4.10KonfigurasiStrukturBunga.
StrukturRantai
Struktur ini dipakai pada suatu kawasan yang luas dengan pusatpusat beban yang
berjauhansatusamalain.
Gambar4.11KonfigurasiStrukturRantai.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 7
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
4.3KEANDALANKONTINUITASPENYALURANTingkat Keandalan kontinuitas penyaluran bagi pemanfaat tenaga listrik adalah
berapa lamapadamyang terjadidanberapabanyakwaktuyangdiperlukanuntuk
memulihkan penyaluran kembali tenaga listrik. Secara ideal tingkat keandalan
kontinuitaspenyalurandibagiatas5tingkat:
Tingkat1 :Pemadamandalamordebeberapa jam.Umumnyaterjadipadasistem
saluranudaradengankonfigurasiradial.
Tingkat2 : Pemadaman dalam orde kurang dari 1 jam. Mengisolasi penyebab
gangguandanpemulihanpenyalurankurangdari1jam.Umumnyapada
sistemdenganpasokanpenyulangcadanganatausistemloop.
Tingkat3 :Pemadamandalamordebeberapamenit.Umumnyapadasistemyang
mempunyaisistemSCADA.
Tingkat4 :Pemadamandalamordedetik.Umumnyapadasistemdenganfasilitas
automaticswitchingpadasistemfork.
Tingkat5 :Sistemtanpapemadaman.Keadaandimanaselaluadapasokantenaga
listrik, misalnya pada sistem spotload, transformator yang bekerja
parallel.
Keputusan untuk mendesain sistem jaringan berdasarkan tingkat keandalan
penyaluran tersebut adalah faktor utama yangmendasarimemilih suatu bentuk
konfigurasi sistem jaringan distribusi dengan memperhatikan aspek pelayanan
teknis, jenis pelanggan dan biaya. Pada prinsipnya dengan tidakmemperhatikan
bentuk konfigurasi jaringan, desain suatu sistem jaringan adalah sisi hulu
mempunyaitingkatkontinuitasyanglebihtinggidarisisihilir.
Lamawaktu pemulihan penyaluran dapat dipersingkat denganmengurangi akibat
daripenyebabgangguan,misalnyapemakaianPBO,SSO,penghantarberisolasi,tree
guardataumenambahkansistemSCADA
4.4SISTEMPEMBUMIANTerdapatperbedaansistempembumianpadatransformatorutamadiGarduInduk/
sumber pembangkit, namun tidak ada perbedaan sistem pembumian pada
TransformatorDistribusidanJaringanTeganganRendah.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 8
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
4.4.1PembumianTransformatorDayaGarduIndukpadaSisiTeganganMenengah
Lilitan sekunder/sisi TeganganMenengah transformator daya padaGardu Induk
dihubungkansecarabintang(Y).Titiknetrallilitandibumikanmelalui:
a. Pembumiandengantahanan12OhmuntuksistemSKTM.Untukkawasanindustri
yang peka terhadap kedip, nilai Rn dapat lebih besar dari pada 12Ohm untuk
memperkecilkedalamankediptegangan.
b. Pembumiandengantahanan40OhmuntuksistemSUTM,ataucampuranantara
SKTMdanSUTM.
c. Pembumiandengantahanan500OhmuntuksistemSUTM.
d. Pembumianlangsung/solidgrounded
e. Tanpapembumian/sistemmengambang
KarakteristiksistempembumiantersebutdiatasdapatdilihatpadaTabel4.1
Sistem yang menggunakan pembumian dengan nilai tahanan mendekati nol (solid
ground)menyebabkan arus gangguan tanah sangat besar. Kabel tanah yangmemakai
pita tembaga (copper shield) hanya mampu menahan arus gangguan 1000 Ampere
selamasatudetiksehinggatidakdapatdipergunakan.
Sistem SUTM tanpa pembumian pada transformatornya hanya di pakai pada sistem
kelistrikanlistrikdesayangkecil.
Nilai tahanan pembumian transformator pada Gardu Induk membatasi arus hubung
singkatketanahmenjadi1000AuntukR=12Ohm,300AuntukR=40Ohmdan25A
untukR = 500Ohm. Kriterianya adalah kapasitas penyulang atau pusat listrik dibatasi
sebesar 10 MVA, sehingga arus perfasa sebesar 300 A. Besar arus gangguan tanah
dibatasi300ApadaSUTMataucampuranSUTMdanSKTM;sebesar1000ApadaSKTM;
dan sebesar 25 A pada tahanan pentanahan 500Ohm. Pertimbanganmemilih sistem
pembumian tersebut merupakan pertimbangan manajemen perancangan dengan
memperhatikanaspek:
a. Amanterhadapmanusia
b. Cepatnyapemeliharaangangguan/selektifitaspenyulangyangmengalamigangguan.
c. Kerusakanakibathubunganpendek
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 9
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
d. Pengaruhterhadapsistemtelekomunikasi
e. Pertimbangantekniskepadatanbeban.
Faktora,c,dmenghendakiarusgangguanrendah,sedangkanfaktorbmenghendakiarus
gangguanbesar.Untukfaktore,bilakepadatanbebantinggimakasebaiknyadigunakan
SKTMdengantahananpembumianminimal12Ohm.
4.4.2PembumianTransformatorDistribusipadaSisiTeganganRendah.
BagianbagiantranformatorsisiTeganganRendahyangperludibumikanadalah
titik netral lilitan sekunder, bagian konduktif terbuka, badan trafo dan bagian
konduktif ekstra instalasi gardu. Pembumian dilakukan secara langsung (solid
grounded)dengannilaitahananpembumiantidakmelebihi1Ohm.
4.4.3PembumianLightningArrester.
LightningArrester (LA)pada sisiTeganganMenengahGarduDistribusipasangan
luar mempunyai elektroda pembumian tersendiri. Ikatan penyama potensial
dilakukan dengan menghubungkan pembumian LA, pembumian titik netral
transformator, pembumian Bagian Konduktif Terbuka/Ekstra. Konstruksi ikatan
penyamaanpotensialdilakukandibawahtanah.
PadatransformatorjenisCSPfasa1,penghantarpembumianLAdisatukandengan
badantransformator.
4.5 SALURANUDARATEGANGANMENENGAH
4.5.1KonsepPerencanaan
Jaringandistribusitenagalistriksaluranudaraini,terutamauntukdistribusitenaga
listrikyangberoperasisecararadial,dengan jangkauan luas,biayamurah,dengan
keandalankontunuitaspenyaluranminimaltingkat2(lihatsubBab4.3).
Untukmengurangiluasnyadampakpemadamanakibatgangguandipasangfasilitas
faslitasPoleTopSwitch/AirBreakSwitch,PBO,SSO,FCOpadaposisitertentu.
Pemakaian Saluran Udara sebagai sistem distribusi daerah perkotaan dapat
dilakukandenganmemperpendekpanjang salurandandidesainmenjadi struktur
RadialOpenLoop.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 10
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Pemakaianpenghantarberisolasigunamengurangiakibatgangguantidakmenetap
danpemasangankawatpetirdapatmeningkatkantingkatkontinuitaspenyaluran.
Untukperencanaandisuatudaerahbaru,pemilihanPBO,SSO,FCOmerupakansatu
kesatuanyangmemperhatikankoordinasiproteksidanoptimasioperasidistribusi
dansistempembumiantransformatorGarduIndukpadajaringantersebut.
Pada penyulang utama sistem radial, disisi pangkal harus dipasang PBO dengan
setiap percabangan dipasang pemutus FCO khusus untuk sistem dengan
pembumian langsung. Untuk sistem pembumian dengan tahanan tidak
direkomendasikanpenggunaanFCO.
Pada sistem jaringan tertutup (loop) dengan instalasi gardu phisection, seluruh
pemutusmenggunakanSSO.
4.5.2ProteksiJaringan
Tujuan daripada suatu sistem proteksi pada SaluranUdara TeganganMenengah
(SUTM)adalahmengurangi sejauhmungkinpengaruhgangguanpadapenyaluran
tenaga listrik serta memberikan perlindungan yang maksimal bagi operator,
lingkungan dan peralatan dalam hal terjadinya gangguan yang menetap
(permanen).
SistemproteksipadaSUTMmemakai:
A. Relaihubungtanahdanrelaihubungsingkatfasafasauntukkemungkinangangguan
penghantardenganbumidanantarpenghantar.
B. Pemutus Balik Otomatis PBO (Automatic Recloser), Saklar Seksi Otomatis SSO
(AutomaticSectionaizer).PBOdipasangpadasaluranutama,sementaraSSOdipasang
pada saluran pencabangan, sedangkan di Gardu Induk dilengkapi dengan auto
reclosingrelay.
C. LightningArrester (LA) sebagaipelindung kenaikan teganganperalatanakibat surja
petir. LightningArresterdipasangpada tiang awal/tiang akhir, kabel TeeOff (TO)
padajaringandangardutransformatorsertapadaisolatortumpu.
D. Pembumian bagian konduktif terbuka dan bagian konduktif extra pada tiaptiap 4
tiangataupertimbanganlaindengannilaipentanahantidakmelebihi10Ohm.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 11
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
E. Kawat tanah (shield wire) untuk mengurangi gangguan akibat sambaran petir
langsung. Instalasi kawat tanah dapat dipasang pada SUTM di daerah padat petir
yangterbuka.
F. PenggunaanFusedCutOut(FCO)padajaringanpencabangan.
G. PenggunaanSelaTanduk(ArcingHorn)
Pemasangan Pemutus Balik Otomatis (PBO), Saklar Seksi Otomatis (SSO), Pengaman
Lebur dan Pemutus Tenaga (PMT) pada SUTM di pengaruhi oleh nilai tahanan
pembumiansisi20kVtransformatortenagadiGarduInduk.
Tabel4.1KarakteristikSistemPembumian
Tahananpembumian Sisi20kVhuluGarduInduk PadajaringanSUTMhilir
1. Nilaitahanantinggi500Ohm
2. Nilai tahanan rendah 40
Ohm.
Pemutustenagayangdilengkapi:
relaiaruslebihfasafasa relaigangguantanah
terarah
recclosingrelayuntukpengamangangguansesaat.
PemutustenagapadaGarduIndukdilengkapi:
relaiaruslebihfasafasa relaigangguantanah reclosingrelayuntuk
gangguansesaat
SaklarseksiotomatisSSOpadatiaptiapzonaperlindunganyangdipilih.JenisSSOyangdipakaiadalahdenganpenginderategangandanpenyetelanwaktu.KoordinasiOperasiantarSSOdilakukandengankoordinasiwaktu.
PengamanleburpadatitikpercabanganjaringandilengkapidenganSSOdanpengamantransformatordistribusi.
SaklarseksiotomatisSSOpadajaringandarijenispenginderaarusgangguan.KoordinasiantarSSOdilakukandengankoordinasiwaktu..
PengamanleburPL.Sebagaipengamanpadapercabanganjaringanuntukgangguanfasafasadenganelemenleburyangtahansurja(tergantungukuran/KHAKonduktor)dansebagaipengamantransformatordistribusi.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 12
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
3. Pembumianlangsung4. Jaringantanpapembumian
(Pembangkitlistrikpedesaan)
PemutustenagapadaGarduIndukdilengkapi:
relaiaruslebihfasafasa relaigangguantanah reclosingrelayuntuk
gangguansesaatOVR(overvoltagerelay)
PemutusbalikotomatisPBOdipasangpadajaringanutama.JarakantarPBOdisesuaikandengankemampuanpenginderaanPBO,biasanyatidakkurangdari20km.
SaklarseksiotomatisSSOpadasaluranutamaataupencabangandigunakanuntukpembagianzonayanglebihkecil.SSOyangdipergunakanadalahdarijenispenginderaarusgangguandandipasangsesudahPBO
Pengamanleburdigunakansebagaipengamanpercabanganjaringan.
Padajaringan20kVmengambangdenganbesarkapasitaspembangkittertentusebaiknyadipasangpengamanhubungtanahdanantarfasa.
Catatan : Istilah PBO sesuai standar PLN adalah recloser yang terpasang di jaringan;
sedangkan di gardu induk/pusat listrik lebih tepat dipakai istilah rele penutup balik
(reclosingrelay).Haliniagartidakmembingungkan.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 13
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
Monogramsistemproteksidapatdilihatpadagambarberikut:
S
2
1
z
3
45
6
6
6
6
7
711
11
11
8
7
4
4
4
3A
B9
11
12
10
7
7
KeteranganA:SUTMPenyulangAB:SUTMPenyulangB1=Transformatorgarduinduk2=ImpedansiZ(NGR)sisi20kVtransformator
Z=40Ohm3=Pemutustenaga
RelearuslebihRelegangguantanahRelePemutusBalikOtomatis
4=Pembumianbagiankonduktifterbuka5=Penghantartanah(shieldwire):optional6=Pengamanjaringanutama
SaklarSeksiOtomatis(SSO)7=Saklartiang
Pemisah(poletopswitch)Pemutusbeban(loadbreakswitch)
8=PengamanGardutipeTiangFusedCutOut(FCO)
9=GarduDistribusiTipeBeton10=GarduDistribusiTipeTiang11=Lightningarrester
5kApadatiangtengah10kApadatiangujung
12=KabelTMbawahtanah
Gambar4.12DiagramProteksiSUTMdengannilaiZ=40Ohm.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 14
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
S
2
1
z
3
45
6
6
6
9
7
711
11
11
8
7
4
4
4
12
3A
B
11
1314
9
10
7
KeteranganA:SUTMPenyulangAB:SUTMPenyulangB1=Transformatorgarduinduk2=ImpedansiZ(NGR)sisi20kVtransformator
Z=500Ohm3=Pemutustenaga
RelearuslebihRelegangguantanahRelePemutusBalikOtomatis
4=Pembumianbagiankonduktifterbuka5=Penghantartanah(shieldwire):optional6=Pengamanjaringanutama
SaklarSeksiOtomatis(SSO)7=Saklartiang
Pemisah(poletopswitch)Pemutusbeban(loadbreakswitch)
8=FusedCutOut(FCO)9 =PengamanJaringanPencabangan
Saklarseksiotomatis10=GarduDistribusiTipeTiang11=Lightningarrester
5kApadatiangtengah10kApadatiangujung
12=PemutusdenganfasilitasinterlooppenyulangAdanB
13=KabelTMbawahtanah14=GarduDistribusiTipeBeton
Gambar4.13DiagramProteksiSUTMdengannilaiZ=500Ohm.
PTPLN(Persero)Edisi1Tahun2010
Bab. 4 Hal. 15
Buku1:KriteriaDesainEnjiniringKonstruksiJaringanDistribusiTenagaListrik
S
2
1
z
3
45
6
6
6
6
7
711
11
11
8
4
4
4
3A
B
11
12
8
13
10
7
KeteranganA:SUTMPenyulangAB:SUTMPenyulangB1=Transformatorgarduinduk2=ImpedansiZ=0Ohmsisi20kV
transformator3=Pemutustenaga