Mengenal Open Delta Transformator

Mengenal Open Delta Transformator - Pada sistim listrik tiga phasa,  transformator (trafo) umumnya menggunakan 3 belitan pada setiap sisinya (sisi HV dan sisi LV). Tiga buah belitan pada masing masng sisi trafo tersebut membentuk hubungan bintang (star) segitiga (delta) atau pun zigzag, sehingga  kita mengenal hubungan transformator seperti Star - Delta , Delta - Delta , Star - Star dan lain sebagainya. HAl ini berbeda dengan Transforamtor Open delta yang akan kita bahas pada postingan kali ini.

Sebuah transformator Open Delta, jumlah belitan pada masing masing sisi terdiri dari dua belitan saja, seperti pada gambar berikut ini :


Transforamtor-open-delta

Pada gambar diatas, merupakan hubungan belitan pada sebuah transformator open - delta. Pada masing - masing sisi, terdapat dua belitan yang membentuk hubungan delta dengan belitan keiga yang tidak ada, sehingga deltanya menjadi terbuka, dan karena itu disebut sebagai open - delta.

Selain disebut open - delta, transformator dengan tipe ini sering juga disebut dengan transformator V Connection ( koneksi V), karena kedua belitan membentuk huruf V.

Meskipun hanya memiliki dua belitan pada setiap sisinya, transformator open - delta tetap bisa menyuplai beban tiga phasa dan mentransformasikan suplay tegangan tiga phasa dari sisi HV ke LV.

Penjelasan terkait kemampuan transformator dengan tipe ini untuk menyuplai beban tiga phasa dapat dijelaskan seperti dibawah ini :


Transforamtor-tiga-phasa-to-open-delta

Gambar diatas merupakan transformator tiga phasa dengan hubungan Delta - Delta pada masing - masing sisinya. 

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, transformator open - delta terdiri dari dua belitan pada kedua sisi HV dan LV. Pada gambar diatas, jika belitan berwarna merah (C1 dan C2) dan garis putus - putus berwarna merah kita hilangkan, kita akan mendapati sebuah transformator dengan koneksi Open - Delta.

Mengenai tegangan dan arus serta bagaimana sebuah transformator Open - Delta dapat digunakan pada sistim tiga phasa, dan permasalahan yang akan dihadapi ketika menerapkan koneksi Open - Delta ini dapat dilihat pada penjelasan dibawah ini :




1. Tegangan Pada Transformator Open - Delta

tegangan-pada-transformator-open-delta


Untuk tegangan keluran pada sisi sekunder, transformator open -delta memiliki sudut antar masing - masing phasanya sebesar 120sama dengan transformator tiga phasa pada umumnya.
Hal ini dibuktikan dengan nilai Vca yang didapat dari hasil penjumlahan antara Vab dengan Vbc.
Sama halnya dengan besarnya sudut antra phasa pada arus seperti yang dijelaskan pada gambar dibawah ini.

2. Arus Pada Transformator Open - Delta


arus-pada-transformator-open-delta


Arus pada transformator Open - Delta

3. Derating Pada Transformator Open - Delta
derating-pada-transformator-tiga-phasa

Dikarenakan transformator open - delta hanya memiliki dua belitan disetiap sisinya (HV dan LV) , pastilah kapasitas transformator tersebut tidak sama dengan kapasitas transformator tiga phasa meskipun belitan pada masing - masng transformator tersebut memiliki kapasitas yang sama.

Hal ini dapat dijelaskan pada rumusan gambar diatas, dimana transformator open delta mengalami penurunan kapasitas (derating) sebeasar 57.7%.

Perbandingannya dengan transformator tiga phasa dengan hubungan delta pada belitannya adalah sebagai berikut :



Berikut contoh perhitungan dari transformator open - delta :

Misalkan dua buah transformator phasa tunggal dengan kapasitas 200 kVA , 6300V/ 400 V, terhubung secara Open - Delta, maka kapasitas transformator tersebut menjadi :

Arus pada sisi sekunder masing - masing transformator menjadi :

 IL = 200 kVA / 400 V
IL = 500 A


Daya transformator ketika beropasi sendiri - sendiri :

S = 200 kVA x 2
S = 400 kVA


Daya transformator ketika dioperasikan secara open -delta adalah :

S = √3 x V x IL
S =  √3 x 400 x 500
S = 346 kVA


Sehinga terjadi penurunan kapasitas menjadi :

= ( 346 / 400 ) x 100%
= 86.6 %

86% merupakan penurunan kapasitas apabila transformator tersebut dioperasikan masing -masing.
Apabila transformator tersbut dioperasikan secara tiga phasa menjadi :

S = 200 kVA x 3
S = 600 kVA


Sehingga penurunan kapsitas menjadi :

= ( 346 / 600 ) x 100%
= 57.7 %


Oke, sampai disini dulu penjelasan terkait Transformator open - delta nya.

Mengenal SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI dan MAIFI pada keandalan sistim tenaga listrik

SAIFI, SAIDI , CAIFI, CAIDI dan MAIFI adalah beberapa indeks yang digunakan untuk mengukur keandalan sistem distribusi tenaga listrik. Sebelum kita menjelaskan beberapa indeks tersebut, ada baiknya kita bahas sepintas tentang masalah keandalan sistim distribusi tenaga listrik.

Keandalan sistim distribusi tenaga listrik dapat didefinisikan sebagai kemampuan komponen sistem tenaga listrik untuk mengantarkan listrik ke semua titik konsumsi, dalam kuantitas dan dengan kualitas yang sesuai dengan keinginan konsumen. Dalam hal ini, yang sesuai dengan keinginan konsumen tersebut telah ditetapkan oleh PLN sebagai penyedia tenaga listrik sesuai SLA (Service Level Acceptance) nya. 

Keandalan sistim distribusi tenaga listrik sering diukur dengan indeks outage (indeks gangguan) yang didefinisikan dalam satu standar internasional , yaitu pada standar IEEE 1366. Indeks outage ini didasarkan pada durasi atau lama gangguan aliran listrik dan jumlah gangguan yang terjadi.

Berdasarkan aliran sumber daya listrik, kehandalan sistim tenaga listrik dipengaruhi oleh kehandalan pada ketiga komponen utama yaitu pembangkit tenaga listrik, transmisi dan distribusi. Sedangkan yang berhubungan lansung dengan konsumen, adalah transmisi dan distribusi. 

Hasil survei (di negara maju) menunjukkan bahwa 80-90% pemadaman listrik yang dialami konsumen disebabkan oleh gangguan pada distribusi listrik.

Pemadaman listrik adalah peristiwa yang tidak direncanakan dan memiliki catatan dalam hal frekuensi (jumlah pemadaman) , durasi (lamanya pemadaman) dan jumlah beban (konsumen) yang terpengaruh akaibat gangguan tersebut.

Pemadaman sesaat didefinisikan sebagai pemadaman yang berlangsung kurang dari 5 menit, sesuai dengan waktu yang dibutuhkan untuk pemulihan gangguan yang penanganannya bersifat sementara. 

Pemadaman berkelanjutan berlangsung lebih lama dari 5 menit. Standar IEEE 1366 memberikan definisi untuk indeks outage tersebut. Indeks ini dihitung 
dengan menggunakan rincian gangguan yang dialami konsumen yang dikumpulkan dari data tahun lalu atau beberapa tahun sebelumnya. Definisi beberapa indeks diberikan di bawah ini:
  1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
  2. System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
  3. Consumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
  4. Consumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
  5. Momentary Average Interruption Frequency Index (MAIFI)




System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
SAIFI merupakan nilai Indeks Rata-rata Frekuensi Gangguan Pada Sistem. SAIFI adalah rata-rata jumlah interupsi atau gangguan yang berkelanjutan per konsumen sepanjang tahun. Ini adalah rasio jumlah interupsi atau gangguan tahunan terhadap jumlah konsumen.

SAIFI = (Total jumlah gangguan berkelanjutan dalam setahun) / (Jumlah total konsumen)

System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
SAIDI merupakan nilai Indeks Rata-Rata Durasi atau lamanya gangguan Pada Sistem. SAIDI adalah durasi rata-rata interupsi atau gangguan per konsumen sepanjang tahun. Ini adalah rasio durasi
gangguan tahunan (berkelanjutan) terhadap jumlah konsumen. Jika durasi ditentukan dalam hitungan menit, SAIDI dinyatakan dalam menint gangguan yang dirasakan konsumen.

SAIDI = Total durasi atau lamanya gangguan berkelanjutan dalam setahun / jumlah konsumen

SAIFI & SAIDI merupakan indeks keandalan yang paling banyak digunakan. Survei di Amerika Utara menunjukkan angka SAIFI 1,1 (hal ini menunjukkan 1,1 gangguan / tahun / konsumen) & SAIDI 1,5 jam. 

Singapura dilaporkan memiliki SAIDI 3 menit. Untuk Singapura mungkin ada pengecualian, karena wilayahnya yang kecil dan tidak berbentuk kepulauan serta cenderung datar , sehingga permasalahan transmisi dan distribusi tidak begitu rumit dan komplek.

Consumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
CAIFI  merupakan Indeks Frekuensi Gangguan Rata-Rata bagi Konsumen yang terkena gangguan tersebut. CAIFI adalah rata-rata jumlah gangguan bagi konsumen yang mengalami gangguan sepanjang tahun. Ini merupakan rasio jumlah interupsi tahunan terhadap jumlah konsumen yang terkena gangguan sepanjang tahun. Konsumen hanya dihitung sekali terlepas dari jumlah interupsi.

Berbeda dengan SAIFI , yang menghitung dengan seluruh konsumen, CAIFI hanya menghitung konsumen yang terkena gangguan saja.

CAIFI = Jumlah gangguan berkelanjutan dalam setahun / Jumlah total konsumen yang terkena dampak.


Consumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
CAIDI merupakan Indeks Durasi atau lamany gangguan Rata-Rata bagi  Konsumen yang terkena gangguan tersebut. CAIDI adalah durasi atau lamanya gangguan rata-rata, dihitung berdasarkan jumlah gangguan berkelanjutan dalam setahun. Ini adalah rasio dari total durasi gangguan terhadap jumlah gangguan selama tahun tersebut.

CAIDI = Total durasi gangguan berkelanjutan dalam setahun / jumlah total gangguan.

Bisa juga , CAIDI = SAIDI / SAIFI

Momentary Average Interruption Frequency Index (MAIFI)
MAIFI merupakan Indeks Frekuensi Gangguan Sesaat Rata-rata. MAIFI adalah jumlah rata-rata gangguan sesaat (kurang dari 5 menit) per konsumen sepanjang tahun. Ini adalah rasio jumlah tahunan gangguan sesaat terhadap jumlah konsumen.

MAIFI = (Jumlah total gangguan sesaat dalam setahun) / (Jumlah total konsumen)

Mengenal Infinite Bus

Mengenal Infinite Bus - Pada Jaringan Tenaga Listrik, Infinite Bus merupakan suatu sistem jaringan tenaga listrik yang memiliki tegangan dan frekuensi konstan terlepas dari pengaruh perubahan beban (dinamika beban) yang disuplainya atau yang terkoneksi dengan jaringan tersebut. Dengan demikian, bus infinite haruslah merupakan sistim jaringan dengan daya yang besar sehingga berapapun jumlah daya nyata dan daya reaktif yang disuplainya atau yang bergabung dengannya tidak akan mempengaruhi besarnya tegangan dan frekuensi pada jaringan tersebut , atau dengan kata lain tegangan (voltage) dan frekuensi (frequency) tetap konstan. 




Biasanya untuksuatu sistim jaringan tenaga listrik yang bersifat infinite (bus infinite) akan memiliki lebih dari satu generator atau pembangkit tenaga listrik yang terhubung dan beroperasi secara paralel untuk mengisi bus tersebut. Masing – masing pembangkit tersebut bisa saja berada pada lokasi yang berjauhan. 

Untuk sekumpulan mesin pembangkit yang berada pada lokasi yang sama, dapat dilihat sebagai sebuah mesin pembangkit yang besar. Dan apabila terdapat beberapa lokasi yang terdiri dari beberapa buah pembangkit, dan terhubung pada bus jaringan yang sama dan hanya terpisahkan melalui saluran transmisi dengan reaktansi rendah dapat pula dikelompokan menjadi satu mesin pembangkit yang lebih besar. Dengan bergabungnya beberapa pembangkit tersebut, maka terbentuklah suatu sistim jaringan tenaga listrik yang memiliki kapasitas yang sangat besar. 

Dengan kapasitas sistemnya begitu besar, maka tegangan (voltage) dan frekuensinya akan selalu konstan. Penyambungan ataupun pemutusan satu mesin atau beban pada sistem jaringan tersebut tidak akan mempengaruhi besaran dan fase pada tegangan dan frekuensi. Sistem jaringan akan berperilaku seperti generator besar yang memiliki impedansi internal nol dan inersia rotasi tak terhingga. 


Karakteristik Infinite Bus 
Karakteristik sebuah bus (jaringan tenaga listrik) bisa dikatakan infinite adalah sebagai berikut : 
  • Tegangan pada terminal generator akan selalu konstan ketika beroperasi paralel dan bergabung dengan bus infinite tersebut.
  • Frekuensi akan selalu konstan karena momen inersia rotasi dari total keseluruhan pembangkit yang terhubung pada bus tersebut terlalu besar untuk memungkinkan sebuah mesin yang baru bergabung dengan bus mengubah kecepatan sistem. 
  • Impedansi sinkron dari keseluruhan pembangkit yang terhubung paralel ke bus sangat kecil.


Perilaku mesin pembangkit yang terhubung pada Infinite Bus sangat berbeda dengan operasi sebuah mesin pembangkit yang berdiri sendiri (isolated). 

Dalam operasi yang terisolasi, perubahan besarnya nilai eksitasi akan mengubah besarnya nilai tegangan voltase terminalnya dan faktor daya sistim banyak dipengaruhi oleh beban. Bila pembangkit bekerja secara paralel dengan Infinite Bus , perubahan pada eksitasinya akan mengubah nilai faktor daya mesin namun, perubahan eksitasi tidak akan dapat mengubah besarnya nilai tegangan pada terminal generator. Akan tetap konstan. 

Penjelasan Mengapa Nilai Tegangan dan Frekuensi Pada Infinite Bus Selalu Konstan
Seperti dijelaskan sebelumnya, bus infinite memiliki beberapa buah mesin pembangkit (generator ) yang terhubung paralel dan beropersi pada bus tersebut , seperti paga gambar dibawah ini :

Pembuktian Tegangan Pada Bus Infinite Selalu Konstan, 
Misalkan, sbb : 
  • V adalah besarnya nilai tegangan pada bus infinite 
  • E adalah tegana (induced emf ) pada setiap generator 
  • Zs adalah nilai impedansi synchron dari setiap generator 
  • n adalah jumlah pemangbik yang beroperasi dan terhubung paralel dengan bus infinite 

Rumus dasar untuk tegangan pada terminal generator adalah sbb : 
  • V = E – I.Zs , 

Sehingga apabila sebuah generator beropeasi sendiri (stand alone) , tegangan terminalnya adalah sebesar V yang merupakan hasil pengurangan dari Tegangan emf (E) yang dibangkitkan generator dengan tegangan jatuh pada impedansi generator (Zs) ketika dialiri arus sebesar I, sesuai dengan besarnya daya yang dibangkitkan oleh generator tersebut. 

Sekarang bila generator beroperasi paralel pada sebuah bus infinite maka, rumus tegangan pada terminal stator generator V adalah sebagai berikut : 
  • V = E – I.Zseq 
  • Zseq = Zs / n , 

dimana n adalah jumlah generator yang terhubung dan beroperasi secara paralel untuk mengisi bus infinite tersebut. 
Sebagaimana kita ketahui , nilai Zs masing masing generator biasanya kecil (kecil dari 1). 
Dan ketika jumlah generator yang beroperasi paralel (n) banyak , maka Zseq = Zs/n → 0, nilai Zseq sangat kecil dan mendekati 0, sehingga nilai perkalian I.Zseq juga sangat kecil mendekati 0. 
Oleh karena itu :
  • V = E – 0, sehingga 
  • V = E , makanya tegangan V pada terminal generator akan selalu konstan. 

Pembuktian Frekuensi Pada Bus Infinite Selalu Konstan, 
Nilai Frekuensi pada sebuah generator yang beroperasi sendiri (stand alone) dipengaruhi oleh besarnya gaya inertia (moment inertia) yang disesuaikan dengan besarnya daya yang akan disuplay oleh generator tersebut. Seduai dengan rumus : 
  • Acceleration Alternator = Ta/J 

Dimana :
  • Ta = Acceleration Torsi 
  •  J = Momen Inersia Generator 

Pada saat beroperasi sendiri, accelerating torque sebuah generator harus dijaga agar nilai frekuensi yang dihasilkan generator tidak melebihi batas yang telah ditetapkan misalnya di 50 HZ (+ 2%). 
Pengaturan ini biasanya dilakukan dengan mengatur governor pada mesin pembangkit tersebut.

Ketika beroperasi paralel an terhubung kebus, moment inersia yang mempengaruhi adalah total seluruh moment inersia pembangkit yang terhubung kebus tersebut, sehingga rumus accelerating generator menjadi : 
  • Acceleration Alternator = Ta/(J.n) 

Dimana n adalah jumlah pembangkit yang beroperasi paralel dan terhubung ke bus infinite. 

Semakin banyak pembangkit yang beroperasi paralel maka, nilai acceleration generator akan semakin kecil. Sehingga : 
  • n.J >>>>  (sangat besar)
  • Maka acceleration → 0 (mendekati nilai 0)

Maka dari penjelasan diatas dapat dilihat, jumlah genrator yang dihubungkan secara paralel harus sebesar mungkin untuk mendapatkan tegangan dan frekuensi konstan.

Mengapa Area Switchyard harus pakai batu kerikil

Mengapa Area Switchyard harus pakai batu kerikil ? Jika kita pernah berkunjung kesebuah gardu induk dan memperhatikan area switchyardnya, pastilah terlihat bahwa seluruh permukaan switchyard tersebut ditutupi dengan bebatuan kerikil dengan ukuran kecil. Kenapa harus seperti itu ? Apa tujuannya sehingga permukaan halaman switchyard tersebut mesti ditutupi oleh batu kerikil ? Berikut penjelasan singkat, kenapa dan alasan – alasan penggunaan batu kerikil tersebut.



Bebatuan kerikil tersebut dihamparkan pada area switchyard adalah bertujuan untuk : 
1. Meskipun Gardu Induk dan area switchyard-nya memiliki nilai tahanan pentanahan sangat rendah di kisaran 0,5 sampai 5 ohm, seluruh permukaan tanah juga dilapisi dengan bebatuan kerikil untuk menyediakan lapisan resistansi yang tinggi antara personil yang menginjaknya dengan tanah dibawah kerikil tersebut. Bebatuan kerikil ini berfungsi sebagai isolasi antara kaki personil yang bekerja diareah tersebut terhadap tanah. 

2. Dengan adanya lapisan kerikil pada permukaan switchyard yang menyediakan nilai resistensi yang tinggi tersebut, sehingga ketika terjadi arus gangguan ketanah, arus gangguan akan mengalir lansung ke dalam tanah dan tidak disepanjang area permukaan tanah. Hal ini dapat mengurangi besarnya nilai tegangan pada Touch Potential ataupun Step Potential, yaitu Tegangan Sentuh dan Tegangan Langkah. 

3. Dengan adanya lapisan kerikil pada permukaan tanah genangan minyak yang ditimbulkan pada saat transformator mengalami gangguan (minyak tranfsormator bocor) dapat dicegah.. Dengan adanya bebatuan kerikil ini diharapkan penyebaran api ketika minyak tersebut terbakar dapat dihindari dan tidak menganggu peralatan lain di srea tersebut. 

4. Lapisan kerikil dapat menghambat tumbuhnya rumput dan semak semak pada area switchyard gardu. 

5. Dengan ukuran pada sekitar 20 sampai 25mm, batu kerikil yang digunakan tidak menggangu pergerakan orang dan mobilitas peralatan di halaman gardu (Swtich yard). 6. Fungsi yang paling penting dari lapisan bebatuan kerikil adalah untuk memperkecil ukuran langkah orang yang berjalan diarea tersebut, sehingga juga mengurangi besarnya nilai tegangan langkah (Step Potential).


Dari penjelasan diatas, fungsi utama dari bebatuan kerikil tersebut adalah mengurangi besarnya Touch Potential dan Step Potential. 

Step Potential dan Touch Potential. 

Step Potential atau yang lebih dikenal dengan tegangan langkah adalah tegangan yang timbul antara sepasang kaki dari personil yang berdiri dekat pada objek atau peralatan yang bertegangan yang mengalami gangguan ketanah. Semakin besar jarak antaara kaki seseorang maka semakin tinggi nilai tegangan langkahnya. 


Touch Potensial atau tegangan sentuh adalah tegangan yang timbul antara objek atau peralatan bertegangan yang disentuh oleh sesorang terhadap kakinya ketika terjadi gangguan ketanah. 



Sebagaimana kita ketahui, peralatan digardu induk terutama pada area switchyard pada umunya adalah peralatan bertegangan tinggi. Dan operator maupun personil yang bekerja di gardu Induk, baik melakukan pencatatan maupun pemeliharaan di area switchyard perlu pengamanan terhadap bahaya listrik ketika timbulnya gangguan hubungan singkat ketanah. Dan ancaman yang patut diwaspadai adalah Step Potential dan Touch Potential, karena gangguan tersebut dapat terjadi kapan saja. 

Bebatuan kerikil adalah salah satu cara untuk mencegah personil atau orang di area tersebut dari ancaman bahaya listrik. Dengan demikian, jika kejadian gangguan ketanah pada switchyard, dianjurkan pada personil yang sedang diarea switchyard tersebut untuk tidak terburu-buru lari keluar dari area switchyard. 

Yang sebaiknya dilakukan adalah dengan melangkah pelan-pelan dengan lebar langkah yang kecil untuk keluar dari area switch yard. Karena semakin lebar langkah kaki, maka akan menyebabkan Step Potential semakin tinggi yang mungkin berbahaya bagi keselamatan jiwa.

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding) - Lengkap

Postingan kali ini melengkapi postingan saya terdahulu mengenai Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding). Pada postingan tersebut disebutkan bahwa, jenis pentanahan yang digunakan berdasarkan standar IEEE yang menjadi acuan terhadap sistim pentanahan pada suatu instalasi, terdiri dari 5 yaitu : 

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding)

  1. TN-S (Terre Neutral - Separate) 
  2. TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate) 
  3. TT (Double Terre) 
  4. TN-C (Terre Neutral - Combined) 
  5. IT (Isolated Terre) 

Untuk jenis pentanahan TN-S (Terre Neutral - Separate), TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate) dan TT (Double Terre) telah kita jelaskan pada postingan tersebut. Kali ini kita akan melanjutkan pembahasan untuk jenis pentanahan TN-C (Terre Neutral - Combined) dan IT (Isolated Terre). Sebelum kita lanjutkan ke pembahasan TN-C (Terre Neutral - Combined) dan IT (Isolated Terre) , sedikit kita ulas mengenai pembagian jenis pentanahan ini. 

Pentanahan (Grouding) atau pembumian (Earthing) adalah penamaan dengan maksud yang sama, pada sistim jaringan tenaga listrik tegangan rendah (LV Low Voltage) memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada sisi sekunder dari transformator MV/LV  (Distribusi) dan instalasi pembumian pada sisi peralatan tegangan rendah. Identifikasi jenis sistem pembumian yang diterapkan pada jaringan tenaga listrik tegangan rendah didefinisikan dengan dua huruf, yaitu :

 1. Huruf Pertama, menyatakan koneksi netral transformator, seperti pada gamar dibawah ini :
terre-and-isolated-terre

 Dari gambar diatas terdapat 2 kemungkinan untuk koneksi netral transforamtor ini, yaitu : 

  • Terhubung ke bumi , dilambangkan dengan huruf “T” (Terre)
  • Tidak terhubung dengan bumi (terisolasi), dilambangkan dengan huruf “I” (Isolated)

 2. Huruf Kedua yang menyatakan koneksi frame peralatan dengan bumi, , seperti pada gambar dibawah ini : 
terre-and-Protective-Earthing-Neutral

 Juga terdapat 2 kemungkinan untuk koneksi frame peralatan ini, yaitu : 

  • Terhubung ke bumi , disimbolkan dengan huruf “T” 
  • Terhubung dengan netral instalasi dimana peralatan tersebut terpasang, dilambangkan dengan huruf “N” 

Kombinasi dari kedua huruf ini memberikan tiga sistim konfigurasi pembumian, yaitu : 

  1. Sistim TT: Netral dari transformator dibumikan, dan frame peralatan dibumikan. 
  2. Sistim TN: Netral dari transformator dibumikan, dan frame peralatan dihubungkan kenetral instalasi. 
  3. Sistim IT: Netral dari transformator tidak dibumikan (Isolated), dan frame peralatan dihubungkan kenetral instalasi. 

Sistem TN, seperti dalam IEC 60364 mencakup beberapa sub – system : 

  • Sistem TN-C : Jika N dan konduktor PE terhubung (PEN) 
  • Sistem TN-S : Jika N dan konduktor PE terpisah 
  • Sistem TN-C-S : Gabungan antara TN-C dan TN-S, dalam tingkatan distribusi listrik TN-S diterapkan pada peralatan dibawah peralatan yang menggunakan TN-C, biasanya peralatan setelah power suplay. 
Secara keseluruhan jenis pentanahan ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :
TN-C_TN-S_TT_IT_TN-C_TN-C-S
Sekarang kita kembali kelanjutan postingan Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding)


TN-C (Terre Neutral - Combined) 
Pada sistem TN-C, saluran netral dari peralatan distribusi utama (sumber listrik) terhubung lansung dengan saluran netral konsumen dan frame dari peralatan yang terpasang. 
Dengan sistim ini konduktor netral digunakan sebagai konduktor pelindung dan gabungan antara netral dengan pembumian sisi frame peralatan dikenal sebagai konduktor PEN (Prtective Earthing and Neutral)

TN-C_SYSTEM

Sistem ini tidak diizinkan untuk konduktor kurang dari 10 mm2 atau untuk peralatan portabel. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan maka pada saat yang sama konduktor PEN membawa arus unbalance phasa serta arus harmonisa tingkatan ketiga dan kelipatannya. 

Untuk mengurangi dampak terhadap peralatan dan makhluk hidup disekitar peralatan tersebut, maka pada penerapan sistim TN-C, konduktor PEN harus terhubung kesejumlah batang elektroda untuk pembumian pada instalasi tersebut. 

IT (Isolated Terre) 
Dari huruf pertamanya ( I ) sudah jelas bahwa , pada sistim pembumian dengan jenis IT ini, netral nya isolated (tidak terhubung) dengan bumi. Titik PE tidak terhubung ke saluran netral tetapi lansung dihubungkan ke pembumian. 



Pada penerapannya, titik netral pada sistim IT tidak benar – benar terisolasi dengan bumi, tetapi masih dihubungkan dengan impdedansi Zs yang nilainya sangant tinggi yaitu sekitar 1000 ohm sampai 3000 ohm. Hal ini untuk tujuan membatasi level tegangan over voltage ketika terjadinya ganguan pada sistim tersebut.

IT_SYSTEM_WITH_HIGH_IMPEDANCE

Sistim Pembumian ( System Earthing)

Sistim Pembumian ( System Earthing) -  Pada tegangan medium ataupun tegangan rendah sistem tiga-fasa terdapat tiga buah tegangan fase tunggal yang diukur antara setiap fase dengan titik yang sama yang disebut dengan titik netral atau "netral point". 

Pada keadaan seimbang, setiap fase akan bergeser sebesar 120 ° dengan nilai tegangan per-fase sebesar U / √3. Titik Netral adalah titik pertemuan (simpul) tiga buah belitan. Simpul yang menghubungkan salah satu ujung tiap-tiap belitan tersebut terdapat didalam peralatan, dan pada beberapa peralatan disediakan terminal titik netral sehingga bisa digunakan sebagai bagian dari jaringan distribusi. 

Pada beberapa peratan lain terminal untuk titik netral tidak disediakan sehingga titik netral peralatan tersebut benar-benar terisolasi (isolated) karena tidak bisa diakses. Dikarenakan ada peralatan yang titik netralnya bisa diakses dan ada yang tidak, maka titik netral tersebut ada yang dibumikan dan ada pula yang tidak dibumikan. Dan karena itulah maka sistem pembumian suatu peralatan atau jaringan mengacu kepada ada atau tidaknya hubungan antara titik netral dengan bumi. Dan dikarenakan faktor-faktor tertentu pada jaringan distribusi, titik netral yang yang bisa diakses juga tidak harus dihubungkan ke bumi. 

Untuk titik netral yang dihubungkan ke bumi, hubungannya bisa dilakukan secara langsung dan bisa juga melalui sebuah resistor atau reaktor. Dari hubungan netral dengan bumi, maka sistim pembumian dapat kita bagi atas tiga , yaitu :
  • Solidy ( directly ) Earthed, titik netral lansung dihubungkan ketanah ( bumi )
  • Impedance Earthed, titik netral dihubungkan ketanah ( bumi ) melalui impedansi (resistor atau reactor )
  • Neutral Isolated (Unearthed) , titik netral tidak terhubung ketanah ( bumi ).
Sistem pembumian merupakan bagian yang sangat penting dalam suatu sistim jaringan tenaga listrik. Ketika terjadinya kesalahan isolasi atau terhubungnya phasa dengan bumi, besarnya arus gangguan, tingginya tegangan sentuh ( Touch Voltage ) dan tingginya tegangan lebih ( Over Voltage ) berkaitan erat dengan jenis hubungan titik netral peralatan dengan bumi.

Pada sistim pembumian Solid Eathed, hubungan ini dapat membatasi tingginya tegangan lebih ( Over Voltage ) tetapi ketika terjadinya arus gangguan , maka nilai arus gangguannya akan menjadi sangat besar. 

Di sisi lain, ketika sistim unearthed (isolated earthed) diterapkan, arus gangguan akan lebih kecil ketika terjadi sebuah gangguan. Namun tegangan lebih akan melonjak tinggi. 

Pada beberapa instalasi tenaga listrik, kontinuitas pelayanan energi listrik pada saat terjadi sebuah gangguan insulasi juga dipengaruhi oleh jenis pembumian yang diterapkan pada instalasi tersebut. Ketika terjadi gangguan, kontinuitas pelayanan energi listrik masih terjamin ketika sistim unearthed (Isolaed Earthing) diterapkan pada instalasi tersebut, asalkan keamanan dan keselamatan terhadap peralatan dan orang disekitarnya tetap diperhatikan.


Di sisi lain, bila yang diterapkan adalah solid earthed ataupun low impedansi maka kontinuitas pelayanan penyediaan tenaga listrik akan terganggu. Hal ini disebabkan karena besarnya arus gangguan yang ditimbulkan akan mengoperasikan relay proteksi untuk bekerja.

Pada intinya, sistim pembumian adalah menghubungkan titik netral dengan bumi. Terdapat beberapa cara untuk menghubungkan titik netral tersebut dengan bumi yang disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsi dari instalasi tenaga listrik. Berbagai jenis hubungan titik netral dengan bumi adalah sebagai berikut : 

  • Solid Earthed (Direct), titik netral langsung tehubung dengan bumi ( tanah ) 
  • Unearthed atau Isolated atau High Impedance Earthed , dimana titik netreal tidak terhubung dengan bumi 
  • Resistance Earthing (Resistansi Pembumian), titik netral dihubungkan ke bumi melalaui sebuah resistansi
  • Reactance Earthed (Reaktansi pembumian), titik netral dihubungkan ke bumi melalaui sebuah reaktansi
  • Petersen coil Earthed, titik netral dihubungkan ke bumi melalui sebuah gulungan Petersen. 
Adapun gambar dari masing – masing pembumian tersebut seperti dibawah ini :

1. Solid Earthed




2. Unearthed atau Isolated atau High Impedance Earthed



3. Resistance Earthing





4. Reactance Earthed





5. Petersen coil Earthed





Load Shedding ( Pelepasan Beban )


Apa itu Load  Shedding ?
Load Shedding atau pelepasan beban merupakan metode yang dilakukan oleh penyedia layanan suplai energy listrik untuk mengurangi permintaan beban pada sistim pembangkit listrik untuk waktu sementara dengan mematikan distribusi energi listrik atau melakukan pemadaman sementara pada wilayah tertentu. 

Shutdown atau pemadaman yang disengaja dilakukan pada suatu wilayah tertentu dengan tujuan untuk mencegah kegagalan jaringan sistim pembangkit dan distribusi energy listrik secara keseluruhan.

Kapan Load Shedding Terjadi ?
Load shedding menjadi perlu ketika permintaan kebutuhan listrik pada jaringan wilayah tertentu lebih besar dari kapasitas pasokan listrik yang tersedia. Sehingga pada sisi penyedia suplai layanan energi listrik sangatlah penting untuk menjaga permintaan kebutuhan lstrik berada di bawah kapasitas pasokan. Yang berarti permintaan kebutuhan listrik harus selalu dibawah kapasitas pembangkit yang dapat beroperasi pada saat tersebut. 

Untuk hal tersebut, prognosa kebutuhan beban perlu dilakukan dalam hubungannya dengan sejumlah kriteria lain yang akan mempengaruhi proyeksi beban per jam dan menyeimbangkan permintaan dengan kapasitas pasokan yang tersedia. 

Fungsi ini dilakukan oleh Pusat Pengendalian Beban yang memonitor dinamika permintaan kebutuhan listrik dan ketersediaan pasokan listrik dari pembangkit secara kontiniyu selama 24 jam setiap harinya. Untuk menjaga keseimbangan permintaan dan ketersediaan pasokan listrik, aspek aspek lain yang dapat mempengaruhi permintaan dan pasokan tersebut, seperti kegiatan pemeliharaan baik pada distribusi maupun pada pembangkitan, pelanggan industri besar, kegiatan nasional dan berbagai aspek lainnya yang berpotensi menggangu kestabilan sistim mesti jadi perhatian. 

Load Shedding merupakan pilihan terakhir yang harus dilakukan ketika semua upaya lain untuk menyeimbangkan pasokan dan permintaan gagal, sehingga dapat mencegah shutdown nya seluruh jaringan yang untuk pemulihannya (recovery) akan membutuhkan waktu yang lebih lama. 


Tahapan Load Sheding
Dikarenakan tindakan Load shedding adalah respon mendesak untuk keadaan darurat, maka informasi kepada konsumen akan dilakukannya pemadaman tidak bisa dilakukan. Biasanya Load Shedding dibagi atas beberapa tahap yang akan beroperasi ketika tahapan dibawahnya mengalami kegagalan. Secara umum Load Shedding dibagi menjadi 4 tahap, yaitu : 

  1. Tahap I : Pemadaman untuk sebagian besar perumahan dan beban komersil lainnya, seperti mall, industry kecil, perkantoran dll 
  2. Tahap II : Meliputi Tahap I dan pedamana beban Industri besar 
  3. Tahap III : Meliputi Tahap I, II dan pemadaman seluruh pemakaian pada wilayah tertentu. Pengecualian pada sumber daya strategis nasional, seperti ; pagnkalan militer, pusat pemerintahaan dan lain sebagainya. 
  4. Islands : Merupakan tahap terakhir, dimana jaringan yang sebelumnya terinterkoneksi dipecah menjadi bagian bagian kecil ( pulau – pulau ), sehingga pembangkit yang masih beroperasi hanya melayani wilayah tempat lokasi pembangkit tersebut. 

Untuk sistim yang terintegrasi, load Shedding akan beroperasi secara otomatis ketika frekuensi berada dibawah 4% dari frekeuensi normal dan tegangan dibawah 10% dari tegangan normal. Sehingga ketika Load Shedding tahap 1 aktif, diharapkan frekuensi dan tegangan kembali normal karena beban telah dikurangi sesuai kelompok beban tahap 1. 

Load Shedding tahap 2 akan bereaksi setelah pada setting waktu tertentu nilai frekuensi dan tegangan hasil load Shedding tahap 1 masih dibawah 4% dan 10%. Begitu seterusnya sampai terjadinya sistim Islands. 

Aturan dan pemilihan bebam untuk tiap tahapan Load Shedding biasanya ditetapkan secara nasional dengan pertimbangan khusus seperti kendala teknis dilapangan, kepraktisan dan efektifitas serta sensifitas terhadap dampak ekonomi diwilayah tertentu. 

Load Shedding berbeda dengan pemadaman bergilir, pemadaman bergilir memang sudah direncanakan dari awal sehingga pengaturan pemadamannya dan waktu pemadaman bisa dikondisikan sesuai dengan kebutuhan.

Load Shedding hanya dilaksanakan pada kondisi darurat, dan jarang berkelanjutan berhari hari dan kondisinya tidak terjadi setiap tahun. Kondisi daruratnya adalah ketika sistim sedang beroperasi normal, dan tiba – tiba pasokan untuk memenuhi kebutuhan listrik menjadi berkurang karena gangguan yang muncul baik dari internal, eksternal maupun faktor alam seperti bencana seprerti jalur transmisi putus, atau gangguan pada pembangkit.