Embed Size (px)
DESCRIPTION
isi makalah TTL
Citation preview
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
I. PENDAHULUAN
Transformator dan mesin listrik merupakan perangkat listrik yang sangat penting
untuk diketahui dalam pemanfaatan energi listrik. Transformator berfungsi sebagai
pengubah tegangan listrik, sedangkan mesin listrik adalah pengkonversi energi
mekanik ke energi listrik (generator atau alternator) atau sebaliknya dari energi listrik
ke energi mekanik (motor listrik). Sehubungan dengan prinsip induksi listrik,
pengetahuan akan transformator menjadi penting dalam mempelajari mesin listrik.
Makalah ini akan membahas mpengubahan tegangan 3 vase dan 1 vase yang
terjadi pada perusahaan maupun industri pada umumnya. Hampir seluruh perusahaan
penyedia tenaga listrik menggunakan sistem listrik 3-phase ini. Sistem ini
diperkenalkan dan dipatenkan oleh Nikola Tesla pada tahun 1887 dan 1888. Sistem
ini secara umum lebih ekonomis dalam penghantaran daya listrik, dibanding dengan
sistem 2-phase atau 1-phase, dengan ukuran penghantar yang sama. Karena sistem 3-
phase dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar. Dan juga peralatan listrik
yang besar, seperti motor-motor listrik, lebih powerful dengan sistem ini.
PLN mengaplikasikan sistem 3-phase dalam keseluruhan sistem kelistrikannya,
mulai dari pembangkitan, transmisi daya hingga sistem distribusi. Oh iya, agar lebih
jelas, sistem kelistrikan PLN secara umum dibagi dalam 3 bagian besar :
1. Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik
Terdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar di berbagai tempat,
dengan jenis-jenisnya antara lain yang cukup banyak adalah PLTA
(menggunakan sumber tenaga air), PLTU (menggunakan sumber batubara),
PLTG (menggunakan sumber dari gas alam) dan PLTGU (menggunakan
kombinasi antara gas alam dan uap). Pembangkit-pembangkit tersebut mengubah
sumber-sumber alam tadi menjadi energi listrik.
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 1
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
2. Sistem Transmisi Daya
Energi listrik yang dihasilkan dari berbagai pembangkit tadi harus langsung
disalurkan. Karena energi listrik sebesar itu tidak bisa disimpan dalam baterai.
Karena akan butuh baterai kapasitas besar untuk menyimpan energi sebesar itu
dan menjadi sangat tidak ekonomis. Sebagai gambaran, accu 12Vdc dengan
kapasitas 50Ah akan menyimpan energi listrik maksimal kira-kira 600 Watt
untuk pemakaian penuh selama 1 jam. Sedangkan total pemakaian daya listrik
untuk jawa-bali bisa melebihi 15,000 MW (15,000,000,000 Watt). Jadi….Berapa
besar baterai untuk penyimpanannya?
Untuk itulah suplai energi listrik bersifat harus sesuai dengan permintaan saat itu
juga, tidak ada penyimpanan. Karena itu sistem transmisi daya listrik dibangun
untuk menghubungkan pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar tadi dan
menyalurkan listriknya langsung saat itu juga ke pelanggan-pelanggan listrik.
Saluran penghantarannya dikenal dengan nama SUTT (Saluran Udara Tegangan
Tinggi), SUTET (Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi) dll. Pastinya nggak
asing dech dengan bentuknya yang kaya menara itu ya..
Di Jawa-Bali, sistem transmisi daya listrik ini diatur oleh P3B (Penyaluran dan
Pusat Pengaturan Beban) Jawa-Bali yang berlokasi di daerah Gandul, Cinere,
Bogor.
3. Sistem Distribusi Daya Listrik
Dari sistem transmisi daya tadi, listrik akan sampai ke pelanggan-pelanggannya
(terutama perumahan) dengan terlebih dahulu melalui Gardu Induk dan
kemudian Gardu Distribusi. Gardu Induk mengambil daya listrik dari sistem
transmisi dan menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi yang tersebar ke berbagai
daerah perumahan. Dan di dalam gardu distribusi, terdapat trafo distribusi yang
menyalurkan listrik langsung ke rumah-rumah dengan melewati JTR (Jaringan
Tegangan Rendah), yang biasanya ditopang oleh tiang listrik.
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 2
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
II. ISI
Listrik 3 phase
Listrik 3-phase adalah listrik AC (alternating current) yang menggunakan 3
penghantar yang mempunyai tegangan sama tetapi berbeda dalam sudut phase
sebesar 120 degree. Ada 2 macam hubungan dalam koneksi 3 penghantar
tadi : hubungan bintang (“Y” atau star) dan hubungan delta. Sesuai bentuknya,
yang satu seperti huruf “Y” dan satu lagi seperti simbol “delta”. Tetapi untuk
bahasan ini kita akan lebih banyak membicarakan mengenai hubungan bintang
saja.
Sistem 3-Phase Hubungan Bintang dengan tegangan 380/220V
Gambar diatas adalah contoh sistem 3-phase yang dihubung bintang. Titik
pertemuan dari masing-masing phase disebut dengan titik netral. Titik netral ini
merupakan common dan tidak bertegangan.
Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3-phase ini : Tegangan
antar phase (Vpp : voltage phase to phase atau ada juga yang menggunakan
istilah Voltage line to line) dan tegangan phase ke netral (Vpn : Voltage phase to
netral atau Voltage line to netral). Sistem tegangan yang dipakai pada gambar
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 3
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
diatas adalah yang digunakan PLN pada trafo distribusi JTR (380V/220V),
dengan titik netral ditanahkan.
Pada istilah umum di Indonesia, sistem 3-phase ini lebih familiar dengan nama
sistem R-S-T. karena memang umumnya menggunakan simbol “R”, “S” , “T”
untuk tiap penghantar phasenya serta simbol “N” untuk penghantar netral.
Kita langsung saja pada sistem yang dipakai PLN. Seperti pada gambar tersebut,
di dalam sistem JTR yang langsung ke perumahan, PLN menggunakan tegangan
antar phase 380V dan tegangan phase ke netral sebesar 220V. Rumusnya seperti
ini :
Vpn = Vpp/√3 –> 220V = 380/√3
Listrik 1 phase
Instalasi listrik rumah akan disambungkan dengan salah satu kabel phase dan
netral, maka pelanggan menerima tegangan listrik 220V. Perhatikan pada
gambar dibawah ini :
Sistem Listrik 3-Phase PLN 380/220V pada Jaringan Distribusi Perumahan
Contoh 3-phase hubungan delta bisa dilihat di sisi primer dari trafo diatas
(sebelah kiri). Sedangkan sisi sekunder (sebelah kiri) terhubung bintang.
Hubungan delta pada umumnya tidak mempunyai netral.
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 4
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
Pertanyaan diskusi dan jawaban
Mengapa ada tegangan 380 Volt dan 220 Volt?
Tegangan 380V adalah tegangan dari sistem 3 phase. Katakanlah penghantar
phase-nya adalah R-S-T. Maka 380V diukur dari tegangan antar penghantar
phase, yaitu antara R-S, S-T dan R-T.
Bagaimana dengan tegangan 220V?
Tegangan ini diukur dari sistem 3 phase dengan penghantar Netral. Katakanlah
penghantarnya adalah R-S-T-N. Maka 220V diukur antara R-N, S-N, T-N.
Karena itu sistem 1 phase yang masuk ke instalasi listrik rumah adalah sebesar
220V, karena diambil dari salah satu penghantar phase dengan netralnya.
Secara rumus perhitungan 220V didapat dari 380V/ √3 (atau 1.732)..
PERHITUNGAN RUGI TEGANGAN PADA KABEL 3 Phase
Kerugian tegangan dalam saluran listrik adalah berbanding lurus terhadap panjang saluran dan beban, namun berbanding terbalik terhadap penampang saluran. Kerugian ini harus tetap berada dalam batas-batas tertentu.
Dalam peraturan instalasi listrik, telah ditentukan bahwa rugi tegangan pada suatu titik dari suatu instalasi, tidak boleh melebihi 2% dari tegangan yang dipakai untuk instalasi penerangan dan 5% dari tegangan yang dipakai untuk instalasi tenaga seperti motor listrik dan lain-lain.
Perhitungan-perhitungan menggunakan notasi berikut :
E = Tegangan antara 2 saluran (Volt)
q = Penampang saluran dalam (mm2)
N = Beban (watt)
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 5
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
ev = Rugi tegangan (Volt)
p = Rugi tegangan (%)
L = Panjang saluran (m)
ξ = Daya hantara Jenis saluran, yaitu
Tembaga (Cu) = 56
Alumunium (Al) = 32.7
Besi (Fe) = 7
Untuk saluran bolak-balik tanpa beban induksi, umpamanya untuk beban penerangan (1 phase), kita gunakan rumus-rumus berikut :
Bila Kerugian dinyatakan dalam prosen (p)
……………(1) …………..(2)
Bila Kerugian dinyatakan dalam volt (ev)
…………….(3) ………………(4)
Untuk saluran bolak-balik 3 phase, kita gunakan rumus-rumus berikut :
Bila Kerugian dinyatakan dalam prosen (p)
……………………………………………………………(5)
……………………………………………………………(6)
Bila Kerugian dinyatakan dalam volt (ev)
………………………………………………………………….……(7)
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 6
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
………………………………………………………………….……(8)
Contoh Perhitungan 1
Pada instalasi arus bolak-balik yang panjang 4o m, dipasangkan 12 buah lampu dari 75 Watt (total beban = 12 x 75 = 900 Watt), tegangan 220 Volt. Kerugian yang diperbolehkan = 2%. Hitung penampang kabel instalasi minimum yang dibutuhkan.
Penyelesaian :
Dari Formulasi (1), dapat dihitung :
(kawat tembaga)
Untuk kabel instalasi dapat digunakan kawat tembaga (Cu) 1,5 mm2, sesuai dengan penampang kawat yang ada.
Contoh Perhitungan 2
Suatu motor 3 phase = cos Ø 0,8
Tegangan 380 Volt dengan arus nominal 15,5 ampere. Panjang Saluran 112 meter. Rugi tegangan tidak boleh melebihi 5 volt pada terminal motor.
Hitung penampang saluran yang dibutuhkan.
Penyelesaian :
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 7
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
q = 8,6 mm2
Untuk ini dapat digunakan kabel tembaga (Cu) 10 mm2 (4 x 10 mm2)
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 8
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
Contoh Perhitungan 3
Saluran 3 phase, dengan tegangan 220 volt (phase to neutral) dan dengan beban lampu 20 buah masing-masing 100 watt (total beban = 2000 watt). Panjang saluran 100 meter dan beban terbagi rata pada 3 phase (R-S-T).
Berapa penampang saluran bila kerugian tegangan yang diizinkan hanya 2% atau 4,4 volt?
Penyelesaian :
Dari Formula (8), dapat dihitung
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 9
Tugas 1Teknik Tenaga Listrik
III. DAFTAR PUSTAKA
http://www.instalasilistrikrumah.com/sistem-listrik-3-phase/
http://web.ipb.ac.id/
http://mitra-solusindo.com/sistem-listrik-3-phase/
http://kulilampu.wordpress.com/
http://bayupancoro.wordpress.com/
http://alkesritek.blogspot.com/
http://rendemen.wordpress.com/2011/11/29/perhitungan-rugi-tegangan-pada-kabel/
http://soemarno.org/2008/11/27/frequensi-60hz-atau-50hz-apa-pengaruhnya/
Sapta adi setya pramuji ( 101 03 1081)“[email protected]” 10
