Transcript Pertemuan 4 - jurusan teknik elektro

SISTEM DISTRIBUSI
“ Add your company slogan ”
DAN TRANSFORMATOR
Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng.
0812 28 98593
FB: [email protected]
LOGO
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2012/2013- Genap
1
SISTEM TENAGA LISTRIK
Sistem Tenaga Listrik :
Sekumpulan Pusat Listrik
dan Gardu Induk (Pusat
Beban) yang satu sama
lain dihubungkan oleh
Jaringan Transmisi
sehingga merupakan
sebuah kesatuan
interkoneksi
Sistem Tenaga listrik
terbagi dalam tiga sub
system :
 Sistem Pembangkitan
 Sistem Transmisi
 Sistem Distribusi
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
2
SISTEM TENAGA LISTRIK
Pemasok
Jawa Tengah
Total
No
1.
2.
3.
4.
5.
Pembangkit
Indonesia
Power
PJB
Swasta
%
Kapasitas
Terpasang
PLTA (MW)
PLTU (MW)
PLTG (MW)
PLTGU (MW)
PLTP (MW)
1.112
3.900
570
2.982
360
1.286
2.100
101
3.009
0
0
2.450
0
0
515
2.398
8.450
671
5.991
875
318
300
55
1.036
60
13,26
3,55
8,20
17,29
6,86
Total
8.924
6.496
2.965
18.385
1.769
9,62
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
3
SISTEM TENAGA LISTRIK
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
4
SISTEM PENYALURAN
TENAGA LISTIK
Jaringan Transmisi 500 Kv terbentang di Jateng
dijalur sebelah utara terhubung ke GI 500/150
KV Ungaran dari / ke GI Krian di Jatim & GI
Bandung Selatan di Jabar, serta di Jalur
sebelah selatan terhubung di GI 500/150 KV
Pedan dari /ke GI Kediri Baru di Jatim dan
rencana ke GI Tasikmalaya di Jabar.
Sedangkan untuk Transmisi 150 KV tersebar di
jalur dari / ke GI Bojonegoro di Jatim dan GI
Sunyaragi di Jabar dan di jalur Selatan dari / ke
GI Ngawi di Jatim dan GI Banjar di Jabar.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
5
SISTEM PEMBANGKIT TENAGA
LISTRIK
Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik berfungsi
membangkitkan energi listrik melalui berbagai
macam pembangkit tenaga listrik.
Pada Pembangkit Tenaga Listrik ini sumbersumber energi alam dirubah oleh penggerak
mula menjadi energi mekanis yang berupa
kecepatan atau putaran, selanjutnya energi
mekanis tersbut di rubah menjadi energi listrik
oleh generator.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
6
SISTEM PEMBANGKIT TENAGA
LISTRIK
Sumber-sumber energi alam dapat berupa :
Bahan bakar yang berasal dari fossil :
batubara, minyak bumi, gas alam
Bahan galian : uranium, thorium
Tenaga air, yang penting adalah tinggi jatuh air
dan debitnya
Tenaga angin, daerah pantai dan pegunungan
Tenaga matahari
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
7
SISTEM TRANSMISI
 Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan
tenaga listrik dari pusat pembangkit ke pusat
beban melalui saluran transmisi.
 Saluran transmisi akan mengalami rugi-rugi
tenaga, maka untuk mengatasi hal tersebut
tenaga yang akan dikirim dari pusat
pembangkit ke pusat beban harus
ditransmisikan dengan tegangan tinggi
maupun tegangan ekstra tinggi.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
8
SISTEM DISTRIBUSI
Sistem Distribusi berfungsi mendistribusikan
tenaga listrik ke konsumen yang berupa
pabrik, industri, perumahan dan sebagainya.
Transmisi tenaga dengan tegangan tinggi
maupun ekstra tinggi pada saluran transmisi
di rubah pada gardu induk menjadi tegangan
menengah atau tegangan distribusi primer,
yang selanjutnya diturunkan lagi menjadi
tegangan untuk konsumen
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
9
TEGANGAN PENYALURAN
 Saluran Transmisi Tegangan Tinggi PLN
kebanyakan mempunyai tegangan 66 KV,
150 KV dan 500 KV. Khusus untuk tegangan
500 KV dalam praktek saat ini disebut
sebagai tegangan ekstra tinggi.
 Tegangan Distribusi primer yang dipakai PLN
adalah : 20 KV, 12 KV dan 6 KV.
Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa
tegangan distribusi primer PLN yang
berkembang adalah 20 KV
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
10
KONDISI KELISTRIKAN
INDONESIA
 Saluran Jaringan Transmisi Daya Listrik yang
dikelola : Transmisi Tegangan Tinggi dan
Ekstra Tinggi berjumlah 19.516 km
 Jaringan Tegangan Menengah 154.254 km
 Jaringan Tegangan Rendah 222.546 km
 Gardu Induk Terpasang 34.687 MVA
 Gardu Distribusi 28.627 MVA
 Kapasitas listrik terpasang dan yang belum
terpasang tersebut memerlukan saranasarana penyaluran yang handal untuk sampai
kepada konsumen, khusus di pulau Jawa
tulang punggung penyaluran adalah sistem
transmisi 500 kV
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
11
SUMBER ENERGI
TENAGA LISTRIK
Tenaga listrik dibangkitkan dan dibangun di
pusat-pusat listrik. Menurut asal dan sumber
dari mana tenaga listrik ini dibuat, maka dapat
dikenal :

Energi alam yang berasal dari fossil seperti batu
bara, minyak bumi dan gas alam akan
menghasilkan pembangkit thermal berupa Pusat
Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat Listrik Tenaga
Gas (PLTG), Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD),
Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB).

Energi Alam yang berupa bahan galian seperti
uranium dan thorium akan menghasilkan
pembangkit thermal seperti Pusat Listrik Tenaga
Nuklir (PLTN)
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
12
SUMBER ENERGI
TENAGA LISTRIK

Energi alam yang berasal dari air terjun maupun
aliran sungai akan menghasilkanpembangkit
hidro berupa Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)

Energi alam berupa tenaga angin, tenaga pasang
naik dan pasang surut air laut masih belum
termanfaatkan dengan baik

Energi alam yang berasal dari tenaga matahari
masih dikembangkan terus, sehingga belum
dipasarkan secara komersial.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
13
PENGGOLONGAN PTL
Sistem Pembangkitan tenaga listrik pada umumnya
dapat dikategorikan hanya dua macam pembangkit
yakni :
Pembangkit listrik tenaga thermal; seperti PLTU, PLTG,
PLTD, PLTPB, dan PLTN
Pembangkit listrik tenaga hydro, seperti : PLTA
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
14
BERBAGAI PENGGOLONGAN PTL
Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari
pusat-pusat pembanngkit tenaga listrik yang jauh dari pusatpusat beban, dan juga untuk saluran interkoneksi antara
system tenaga listrik yang satu dengan system tenaga listrik
yang lain, yang pada dasarnya dapat dikategorikan menjadi :
•
•
Pembangkit Berdasarkan arus terdiri dari saluran
transmisi arus bolak-balik dan saluran transmisi arus
searah.
Berdasarkan tegangan terdiri dari saluran tegangan
rendah, saluran tegangan menengah, saluran tegangan
tinggi, dan saluran ekstra tinggi, yang masing-masing
mengikuti standar tertentu.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
15
SISTEM PEMBANGKITAN
•
Berdasarkan penempatan terdiri dari saluran udara dan
saluran bawah tanah.
•
Berdasarkan jarak terdiri dari saluran transmisi jarak
pendek sekitar sampai dengan 50 mil saluran transmisi
jarak menengah antara 50 mil sampai dengan 150 mil
dan saluran transmisi jarak jauh lebih dari 150 mil.
•
Berdasarkan karakteristiknya saluran transmisi
mempunyai parameter yang terdiri dari resistans,
induktans, kapasitans dan konduktans.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
16
SISTEM DISTRIBUSI
Sistem distribusi tenaga listrik berfungsi untuk membagi tenaga listrik ke
konsumen baik pabrik, industri, komersial dan umum untuk kebutuhan
tenaga listrik perumahan yang dapat di klasifikasikan menjadi :
•
Berbagai tipe saluran distrbusi yang terdiri dari :
– Menurut arus, searah dan bolak-balik
– Menurut besar tegangan yang dipakai
– Menurut frekuensi yang dipakai
– Menurut jenis konstruksi yang dipakai
– Menurut beban, penerangan, komersial dan industri
– Menurut bentuk sambungan, 3 fasa 3 kawat, 3 fasa 4
kawat, fasa tunggal
– Menurut hubungan rangkaian, radial, tertutup (loop), dan
jaringan jala (network)
– Menurut sistem pentanahan titik netralnya
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
17
SISTEM DISTRIBUSI
•
•
Berdasarkan peralatan terdiri dari tiang penyangga,
penghantar, isolator, dan trafo distribusi
Berdasarkan pengamanan gangguan sistem distribusi :
– Pengamanan terhadap arus lebih dapat
mempergunakan pengamanan lebur, penutup balik
otomatis dan pemutus tenaga untuk distribusi
saluran udara; pengaman lebur dan pemutus
tenaga untuk saluran distribusi bawah tanah.
– Pengaman terhadap gangguan tegangan lebih,
untuk saluran distribusi udara memakai arester
atau penangkal petir
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
18
TRANSFORMATOR
 Tranformasi Energi
 Transformator
 Prinsip Kerja Transformator
 Jenis-Jenis Transformator
 Efisiensi Transformator
 Hitung-hitungan Transformator
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
19
TRANSFORMASI ENERGI
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
20
TRANSFORMATOR
Transformator atau
transformer atau
trafo adalah
komponen
elektromagnet yang
dapat mengubah
taraf suatu tegangan
AC ke taraf yang lain.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 21
PRINSIP KERJA TRANSFORMATOR
Arus bolak-balik menyebabkan
terjadinya perubahan medan
magnet pada kumparan primer.
Perubahan medan magnetik pada
kumparan sekunder
menghasilkan ggl induksi.
Perubahan medan magnet pada
kumparan primer diteruskan oleh inti
besi lunak ke kumparan sekunder.
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 22
JENIS-JENIS TRANSFORMATOR
Trafo ada dua jenis,
yaitu:
Trafo Step-Up dan
Trafo Step-Down
Trafo Step-Up
digunakan untuk
menaikan tegangan
listrik
Trafo Step-Down
digunakan untuk
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
23
STEP-UP TRANSFORMATOR
Trafo ini memiliki ciri :
Lilitan kumparan primer
lebih sedikit dari pada
lilitan kumparan
sekunder
Tegangan primer lebih
kecil dari tegangan
sekunder
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
24
STEP-DOWN TRANSFORMATOR
Trafo ini memiliki Ciri:
Lilitan kumparan
primer lebih banyak
dari lilitan kumparan
sekunder
Tegangan primer
lebih tinggi dari
tegangan sekunder
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
25
PERSAMAAN TRANSFORMATOR
Pada transformator ideal
berlaku persamaan:
Np
Ns
Vp
=
Vs
Is
=
Ip
N = jumlah lilitan
V = tegangan (volt)
I = Kuat arus (A)
S/P = Sekunder atau Primer
Daya yang masuk ke
trafo sama dengan
daya yang keluar dari
trafo Pp = Ps
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
26
EFISIENSI TRANSFORMATOR
Pada kenyataannya setiap penggunaan trafo
tidak pernah didapat daya yang masuk sama
dengan daya yang keluar.
Daya listrik yang dikeluarkan oleh trafo selalu
lebih kecil dari daya listrik yang masuk kedalam
trafo
Pp > Ps
Np Is
Ns = Ip
Ps
X 100 %
η=
Pp
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
27
Contoh soal 1:
28
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
28
29
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
29
Contoh 2
Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan 10 : 2 dihubungkan
ke sumber listrik 100V untuk mennyalakan sebuah lampu 25 W.
Hitunglah tegangan listrik yang diserap oleh lampu dan kuat
arus yang masuk kedalam trafo!
Diket: Np:Ns = 10:2
Vp = 100 V
Ps = 25 W
Dit. Vs = …
Ip = …
Jawab:
Np:Ns =Vp:Vs
10:2 = 100:Vs
Vs = 20 V
Pp = Ps
Vp . Ip = Ps
100 . Ip = 25
Ip = 0,25 A
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
30
Contoh 3
Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan kumparan 10:1 dihubung-kan ke
listrik 100 V untuk menyalakan sebuah lampu 10 W. Jika efisiensi trafo 75
%, berapakah arus listrik pada kumparan primer?
Diket: Np:Ns = 10:1
Vp = 100 V
Ps = 7,5W
= 75%
η
Dit Ip = …
Jawab:
η = (Ps/Pp)X100 %
75 % = 7,5/Pp X 100%
0,75 = 7,5/Pp
Pp = 7,7/0,75 = 10 W
Pp = Vp . Ip
10 = 100 . Ip
Ip = 0,1 A
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
31
Latihan :
1. Suatu kumparan terdiri sari 100 lilitan mempunyai
hambatan 2 ohm. Tiap lilitan berjari-jari 2 cm.
Kumparan ini ditembus oleh medan nmagnetik dalam
arah 370 dengan garis normal kumparan. Jika medan
tersebut berubah secara linier dari 0 sampai 3 Wb/m2
dalam waktu 0,4 detik, hitunglah :
a) Fluks ketika B = 3 Wb/m2
b) Tegangan yang diinduksikan pada kawat
c) Arus yang mengalir pada kawat
d) Arah arus induksi
32
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
32
2. Sumber tegangan 120 V dihubungkan dengan
kumparan primer suatu transformator sehingga
mengalir arus sebesar 0,2 A pada kumparan
tersebut. Kumparan sekunder dengan
hambatan 10 ohm terdapat arus yang mengalir
sebesar 2 A.
a. Hitung berapa daya yang disupplai pada
transformator (input) ?
b. Berapa panas yang timbul pada hambatan
10 ohm?
c. Berapa efisiensi transformator ?
33
Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap
33
TEKNIK ANTARMUKA
“ Add your company slogan ”
Wassalam..!!!!
LOGO