MAKALAH BAHAN LISTRIK

INSTALASI SALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI (PAPER INSULATION IN OIL-FILLED CABLE) INTI TUNGGAL 150 KV PADA

GIS SIMPANG LIMA PT. PLN (PERSERO) P3B JB REGION JAWA TENGAH DAN DIY UPT SEMARANG

Disusun Oleh :

RENGGANIS KUMALASARI

21060112083001

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM DIPLOMA III FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2012

ABSTRAK

Kebutuhan tenaga listrik di kota Semarang yang merupakan salah satu kota besar di Jawa Tengah harus diimbangi dengan penyediaan tenaga listrik yang memadai baik dari segi kualitas dan kuantitas. Untuk memenuhi kuantitas daya yang dibutuhkan di pusat kota, usaha yang dilakukan adalah dengan dibangunnya Gardu Induk di dalam kota yaitu GIS Simpang Lima. Karena Karena terbatasnya lahan untuk penyaluran daya antar Gardu Induk maka digunakan SKTT dengan pemakaian jenis kabel berisolasi kertasberisi minyak bertekanan inti tunggal 150kV (Paper Insulation In Oil-Filled Cable) dari Taihan Electric Wire CO.,LTD untuk saluran transmisi bawah tanah, karena kabel tersebut memiliki karakteristik listrik yang bagus.

Biaya pembangunan saluran transmisi kabel bawah tanah lebih besar bila dibandingkan dengan biaya pembangunan saluran transmisi udara. Saluran transmisi bawah tanah juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan dalam instalasinya,seperti temperatur tanah, hambatan thermal dari tanah dan kedalaman penanaman kabel serta perlu diperhatikan faktor internal dalam kabel itu sendiri seperti tekanan minyak pengisolasi,nilai dielektrik tiap lapisan serta faktor faktor lain yang mempengaruhi kualitas SKTT menyalurkan daya.

Kata Kunci : SKTT, Paper Insulation In Oil-Filled Cable, 150Kv

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

PLN sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk menyediakan energi listrik

seoptimal mungkin untuk konsumen. Daya yang mula mula dibangkitkan dari pusat-

pusat pembangkit listrik akan disalurkan melalui saluran transmisi kemudian

dilanjutkan ke saluran distribusi dan dihubungkan ke konsumen. Penyaluran daya

tersebut dapat dilakukan melalui saluran udara ,saluran kabel bawah tanah, dan

saluran bawah laut. Dalam sistem penyaluran daya ini hakekatnya harus memiliki

kualitas yang baik agar daya yang diterima disisi konsumen dapat pula dijaga

kualitasnya..Salah satu komponen sistem penyaluran daya yang mungkin memiliki

potensi besar terhadap adanya rugi – rugi daya adalah pada sisi konduktor saluran itu

sendiri Pemeliharaan konduktor saluran pada hakekatnya adalah untuk mendapatkan

kepastian atau jaminan bahwa sistem yang dipelihara akan berfungsi secara optimal,

meningkatkan umur teknisnya, dan keamanan bagi personil. Dengan demikian

keberhasilan suatu pemeliharan konduktor saluran ditentukan oleh keberhasilan dalam

pengumpulan data-data aspek perencanaan, perkiraan serta kualitas peralatan

penyaluran dalam jangka panjang, menengah dan jangka pendek.

I.2 TUJUAN

Tujuan dari ditulisnya makalah ini adalah :

a. Mengetahui sistem transmisi kabel tegangan tinggi 150kV di wilayah kerja PT

PLN (Persero) P3B JB REGION JATENG & DIY UPT Semarang

b. Mengetahui berbagai macam peralatan tegangan tinggi pada sistem transmisi di

wilayah kerja PT PLN (Persero) P3B JB REGION JATENG & DIY UPT

Semarang

c. Mengetahui sistem pemeliharaan saluran kabel bawah tanah di wilayah kerja PT

PLN (Persero) P3B JB REGION JATENG & DIY UPT Semarang

I.3 PEMBATASAN MASALAH

Dalam penulisan laporan kerja praktek ini penulis membatasi tentang kabel berisolasi

kertas berisi minyak bertekanan inti tunggal 150kV dan instalasi SKTT GIS Simpang

Lima serta pemeliharaan pada SKTT.

1

II. DASAR TEORI

Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Kemampuan hantar sebuah

kabel listrik ditentukan oleh KHA (kemampuan hantar arus) yang dimilikinya, sebab

parameter hantaran listrik ditentukan dalam satuan Ampere. Kemampuan hantar arus

ditentukan oleh luas penampang konduktor yang berada dalam kabel listrik, adapun ketentuan

mengenai KHA kabel listrik diatur dalam spesifikasi SPLN.

II.1 Fungsi Dasar Kabel

a. Media penghantar energi listrik

b. Memudahkan instalasi kelistrikan

c. Keamanan instalasi listrik

II.2 Rod, Wire, Konduktor, dan Kabel\

ROD WIRE KONDUKTOR KABEL

1 2 3

1 : Drawing (membentuk diameter yang dituju).

2 : Stranding (menggabungkan beberapa wire konduktor sehingga kabel menjadi

Fleksibel.

3 : Extrude (membungkus kabel dengan isolasi sehingga kabel aman bagi pengguna).

III. SISTEM INSTALASI SKTT PADA GIS 150 kV SIMPANG LIMA

III.1 Kabel Minyak Bertekanan

Kabel minyak ini dikenal sebagai OF (Oil Filled) Underground Cables. Kabel ini

menggunakan isolasi yang terbuat dari jenis isolasi padat berupa kertas yang diresapi

dengan minyak untuk membuang kelembaban serta udara, karena itulah dinamakan

kabel minyak. Penghantarnya berupa Holow Conductor atau konduktor berongga,

minyak yang digunakan dapat bertekanan rendah atau bertekanan tinggi. Makin tinggi

tekanan minyaknya kekuatan medan listrik yang dapat ditahan makin tinggi. Kuat

medan listrik yang dapat ditahan oleh kabel jenis ini berkisar antara 11-20KV/mm

untuk kertas selulosa. Kabel ini paling banyak digunakan pada saluran transmisi

tegangan tinggi dan ekstra tinggi, bahkan sampai tegangan 750kV. Untuk tegangan

searah kuat medan listrik tertinggi yang dapat ditahan oleh isolasinya ± 30kV/mm dan

2

dapat dipakai hingga tegangan 500 kV. Kabel bawah tanah berisi minyak tekanan

rendah dapat dipakai untuk tegangan sampai 525 kV. Kabel minyak bertekanan yang

digunakan pada SKTT antara GIS Simpang Lima menuju GIS Kalisari serta antara

GIS Simpang Lima menuju GI Pandean Lamper adalah kabel berinti tunggal yang

ditengahnya diisikan minyak bertekanan dan diisolasi oleh bahan kertas kraft yang

berlapis, kabel yang digunakan merupakan produksi dari Taihan Electric Wire.

3.2 Konstruksi Kabel

Gambar 3.1 Penampang Kabel

Pada jenis kabel ini digunakan sarung dengan bahan Lead Alloy, jika dilakukan

pengukuran ketebalan tiap lapisan secara spesifik maka didapatkan data sebagai

berikut :

Gambar 3.2 Penampang Melintang Kabel

3

Luas penampang tembaga adalah 240mm2 terdiri dari 6 segmen dan tiap segmennya

terdapat 39strand, selanjutnya 39 kawat akan dipilin untuk membentuk sebuah

konduktor yang akan digunakan sebagai penghantar pada kabel, dengan kata lain

konduktor yang ada pada kabel tersusun atas sejumlah kawat yang dipilin tergantung

dengan luas penampang yang ingin dibentuk, dan luas penampang kabel ini berkaitan

dengan besarnya tegangan yang akan disalurkan, dan luas penampang kabel ini

berkaitan dengan besarnya tegangan yang akan disalurkan pada saluran transmisi.

Semakin besar tegangan yang akan disalurkan,semakin banyak jumlah kawat yang

dipilin, semakin besar pula luas penampang konduktor yang dihasilkan. Konduktor

yang dipilin memiliki kelebihan dibandingkan dengan konduktor padat, yaitu

konduktor menjadi lebih fleksibel sehingga memudahkan dalam proses instalasi atau

pemasangan kabel, terutama pada jalur transmisi yang berbelok. Setelah proses

pemilinan atau stranding kemudian konduktor diproses extrude, yaitu pelapisan

konduktor dengan isolasi. Pada saluran antara GIS Simpang Lima dan GIS Kalisari

digunakan SKTT sepanjang 2,656 km, sedangkan pada saluran antara GIS Simpang

Lima dan GI Pandean Lamper digunakan SKTT sepanjang 3,185 km. Jadi total SKTT

yang digunakan adalah 5,841 km. Kabel yang dipasang pada tahun 1993 memiliki

bentuk sebagai berikut.

3.3 Sistem Instalasi SKTT

Pada sistem Instalasi SKTT ada beberapa subsistem yang penting untuk menjadi

perhatian, antara lain :

3.3.1 Terminasi

Komponen terminasi merupakan sambungan kabel menuju peralatan lain (GIS, Cable

Head). Terminasi/Sealing End dilengkapi dengan seal yang tertutup rapat, dan

terpisah secara fisik antara ujung konduktor dan selubung logam (sheath). Isolasi

bagian luar umumnya terbuat dari porselin yang tahan cuaca. Sealing end dirancang

tahan terhadap tegangan uji kabel, tetapi harus mempunyai tegangan impulse yang

tinggi. Terminasi kabel three core spliter box digunakan untuk memisahkan dari

single core menjadi three core, dipasang pada sealing end. Sealing end jenis minyak

didesign mampu menahan tekanan minyak yang tinggi. Susunan seperti ini untuk

4

memudahkan saat pemeliharaan tanpa harus melepas kabel dan memudahkan

pemeriksaan minyak pada boks kabel.

3.3.2 Sambungan ( Jointing)

Joint digunakan untuk menyambung 2 buah ujung kabel.ada beberapa tipe, antara

lain:

Sambungan Lurus (Straight Joint)

Sambungan Henti (Stop Joint)

3.3.3 Kanal Kabel

Sebagai media saluran kabel tanah berbentuk terowongan yang melintasi jalan raya,

rel kereta atau yang melalui sungai kecil biasanya menggunakan cable duct. Cable

duct terbuat dari beton atau baja yang mempunyai kekuatan mekanis yang berfungsi

melindung tekanan dari beban yang melintas diatas cable duct.

Gambar 3.3 Cable Duct

3.3.4 Jembatan Kabel

Jembatan kabel berfungsi untuk sarana penopang kabel yang melintasi sungai atau

jembatan, Jembatan kabel ini terbuat dari beton atau baja dimana pada kedua

ujungnya diberi rambu-rambu pengaman.

3.3.5 Sistem Pentanahan

Sistem pentanahan memiliki fungsi utama menghilangkan arus selubung logam yang

diakibatkan oleh induksi pada konduktor yang dapat menimbulkan rugi panas.

5

3.3.6 Sistem Pendingin

Subsistem pendingin berfungsi sebagai pendingin konduktor dalam mentransfer daya.

Minyak yang bersirkulasi melalui pipa minyak, dalam hal ini digunakan sebagai

media penyerap panas.

3.3.7 Sistem Pengaman Kabel

Sub Sistem Pengaman Kabel terdiri dari rangkaian proteksi yang digabung dengan

alat penunjuk tekanan minyak kabel.

3.4 Rute SKTT GI Pandean Lamper – GIS Simpang Lima – GIS Kalisari

Pada saluran kabel bawah tanah perlu sebuah desain awal dan perancangan sistem yang

relatif lebih kompleks dibandingkan SUTT ataupun SUTET. Faktor lingkungan seperti

elevasi tanah dan daerah penanaman kabel juga perlu diperhatikan untuk mendapatkan hasil

yang baik untuk sebuah sistem SKTT. Pada Saluran Kabel bawah tanah didalam kota seperti

saluran GIS Kalisari – GIS Simpang Lima – GI Pandean Lamper harus memiliki data

perancangan tepat untuk mendapatkan rugi – rugi daya dan tegangan yang kecil serta faktor

elevasi tanah yang berpengaruh terhadap setting tekanan minyak pendingin kabel.

Keseluruhan panjang instalasi SKTT 150kV adalah 5,841 km dan seluruh saluran

menggunakan Kabel minyak bertekanan berisolasi kertas berinti tunggal dengan luas

penampang konduktor 240mm2.

IV. PROSEDUR PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN SKTT

4.1 Pedoman Pemeliharaan SKTT

Pemeliharaan SKTT menjadi penting dalam menunjang kualitas dan kehandalan penyediaan

tenaga listrik kepada konsumen. Kegiatan pemeliharaan ditujukan untuk menjaga agar

kondisi peralatan dapat terjaga dengan baik dan tetap handal. Efektifitas dan efisiensi

kegiatan pemeliharaan dapat dilihat dari:

- Peningkatkan reliability, avaibility dan efficiency SKTT

- Perpanjangan umur SKTT

- Perpanjangan interval overhaul (pemeliharaan besar) pada SKTT

6

- Pengurangan resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan pada SKTT

- Peningkatan safety

- Pengurangan lama waktu padam

- Waktu pemulihan yang efektif

Biaya pemeliharaan yang efisien/ekonomis

Gambar 4.1 Maintenance Method

4.2 Metode Evaluasi Hasil Pemeliharaan SKTT

Metode evaluasi hasil pemeliharaan SKTT mengacu pada alur pengambilan keputusan seperti

pada gambar di atas. Proses pengambilan keputusan tersebut meliputi 3 (tiga) tahapan utama,

yaitu :

Gambar 4.2 Alur pengambilan keputusan evaluasi hasil pemeliharaan SKTT

7

1. Evaluasi Level 1

Merupakan tahap awal metode evaluasi hasil pemeliharaan SKTT. Pelaksanaan

Evaluasi Level 1 menggunakan input hasil pemeliharaan rutin SKTT meliputi

kegiatan In Service Visual Inspection dan In Service Visual Measurement sifatnya

mingguan yaitu Ground patrol dan 5 (lima) tahunan penggantian Katoda pengaman

SKTT. Tahapan ini menghasilkan Kondisi Awal SKTT (Early warning) dan

Rekomendasi pelaksanaan inspeksi lanjut & pemeliharaan.

2. Evaluasi Level 2

Adalah tahap lanjutan metode evaluasi hasil pemeliharaan SKTT Pelaksanaan

Evaluasi Level 2 menggunakan input Kondisi Awal SKTT (Early warning) dan

Rekomendasi pelaksanaan inspeksi lanjut & pemeliharaan dari Evaluasi Level 1

ditambah dengan hasil pemeliharaan In Service 5 Measurement dan Shutdown

Testing / Measurement. Tahapan ini menghasilkan Penilaian Prediksi Kondisi

Umur SKTT (Life prediction) dan Rekomendasi pelaksanaan inspeksi lanjut &

pemeliharaan.

3. Evaluasi Level 3

Merupakan tahap akhir metode evaluasi hasil pemeliharaan SKTT . Pelaksanaan

Evaluasi Level 3 menggunakan input Penilaian Prediksi Kondisi Umur SKTT (Life

prediction) dan Rekomendasi pelaksanaan inspeksi lanjut & pemeliharaan dari

Evaluasi Level 2 ditambah dengan Evaluasi Resiko yang meliputi Keandalan sistem,

keamanan & lingkungan dan Faktor ekonomi, sosial & politik serta Perkembangan

teknologi terkini. Tahapan ini menghasilkan Rekomendasi tindak lanjut yang

berupa Program perpanjangan umur SKTT & SKLT dan Rencana

pengembangan aset (Life extension program & Asset development plan) seperti

Retrofit, Refurbish, Replacement ataupun Reinvestment.

4.3 Standar Evaluasi Hasil Pemeliharaan SKTT

Standar adalah acuan yang digunakan dalam mengevaluasi hasil pemeliharaan untuk dapat

menentukan kondisi peralatan yang dipelihara. Standar yang ada berpedoman kepada :

8

instruction manual dari pabrik, standar-standar internasional maupun nasional ( IEC, IEEE,

CIGRE, ANSI, SPLN, SNI dll ) dan pengalaman serta observasi / pengamatan operasi di

lapangan.

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Kemampuan

hantar sebuah kabel listrik ditentukan oleh KHA (kemampuan hantar arus)

yang dimilikinya.

2. Kabel minyak dikenal sebagai OF (Oil Filled) Underground Cables. Kabel ini

menggunakan isolasi yang terbuat dari jenis isolasi padat berupa kertas yang

diresapi dengan minyak untuk membuang kelembaban serta udara.

3. Instalasi SKTT antara lain terminasi, sambungan (jointing), kanal kabel,

jembatan kabel, sistem pentanahan ,sistem pendingin, sistem pengaman kabel.

4. Panjang saluran antara GIS Kalisari – GIS Simpang Lima adalah 2,656 km

dengan 5 titik sambungan atau join box.

5. Panjang saluran antara GI Pandean Lamper – GIS Simpang Lima adalah 3,185

km dengan 5 titik sambungan atau join box.

6. Pemeliharaan SKTT menjadi penting dalam menunjuang kualitas dan

kehandalan penyediaan tenaga listrik kepada konsumen.

7. Metode evaluasi hasil pemeliharaan SKTT mengacu pada alur pengambilan

keputusa meliputi 3 (tiga) tahapan utama

8. Standar adalah acuan yang digunakan dalam mengevaluasi hasil pemeliharaan

untuk dapat menentukan kondisi peralatan yang dipelihara berpedoman

kepada : instruction manual dari pabrik, standar-standar internasional maupun

9

nasional ( IEC, IEEE, CIGRE, ANSI, SPLN, SNI dll ) dan pengalaman serta

observasi / pengamatan operasi di lapangan.

5.2 Saran

Adapun saran yang kami sampaikan dalam laporan ini, meliputi :

1. Kabel isolasi minyak bertekanan membutuhkan intalasi yang relatif rumit,

sehingga perlu dibutuhkan perencanaan subtitusi kabel yang lebih sederhana

seperti jenis XLPE.

2. Pengecekan kualitas Anti Corotion Covering (ACC) dan Cabel Covering

Protection Unit (CCPU) harus benar benar dilakukan dengan membuka tiap

joint box untuk menjaga kualitas sistem transmisi SKTT.

3. Data spesifik kabel dan sistem pentanahan serta sistem Cross bonding perlu

disimpan untuk dapat dilakukan evaluasi ulang sistem SKTT agar didapat

optimasi sistem.

DAFTAR PUSTAKA

1. Buku Panduan Pemeliharaan Saluran Kabel Tanah dan Kabel Laut Tegangan Tinggi :

PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa – Bali.

2. Team PLN Sektor Jakarta.O & M Gas Insulated Substation : Perusahaan Umum 6

Listrik Negara Pembangkitan dan Penyaluran Jawa Bagian Barat

3. Kiameh, Philip. 2002. Power Generation Handbook. McGraw-Hill.

4. As Built Drawing .Java – Bali Power Transmission Project Category 6;150 kV

Underground Cables.

5. http://ecplaza.net/eparts/product/10000005_10003710/oil-filled-power-cable

power.html

6. Petunjuk Pengoperasian Gardu Induk Simpang Lima UPT Semarang.

10