Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA SISTEM DISTRIBUSI DAN TRANSFORMATOR Siswo Wardoyo, S.T., M.Eng. 0812 28 98593 FB: doyok1978@yahoo.com Siswo Wardoyo UNTIRTA Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2012/2013- Genap 1

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA SISTEM TENAGA LISTRIK No Pembangkit Pemasok Total Jawa Tengah Indonesia Power PJB Swasta Kapasitas Terpasang % 1. 2. 3. 4. 5. 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 2.450 515 2.398 8.450 671 5.991 875 318 300 55 1.036 60 13,26 3,55 8,20 17,29 6,86 8.924 6.496 2.965 18.385 1.769 9,62 Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 3

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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 sumber-sumber 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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 sarana-sarana 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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 pusat-pusat 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA TRANSFORMASI ENERGI Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 20

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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 menurunkan tegangan listrik Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 23

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA PERSAMAAN TRANSFORMATOR Pada transformator ideal berlaku persamaan: Np Vp Is Ns Vs 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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 = Pp Ps η = X 100 % Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 27

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA Contoh soal 1: Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 28

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 29

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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% 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 η Pp = Vp . Ip 10 = 100 . Ip Ip = 0,1 A Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 31

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA Latihan : 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 : Fluks ketika B = 3 Wb/m2 Tegangan yang diinduksikan pada kawat Arus yang mengalir pada kawat Arah arus induksi Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 32

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 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 ? Siswo Wardoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UNTIRTA 2010/2011- Genap 33

Thank You ! Makan Durian Sama Kekasih Cukup Sekian Terimakasih TEKNIK ANTARMUKA Thank You ! Wassalam..!!!! Makan Durian Sama Kekasih Cukup Sekian Terimakasih