Sistem Distribusi Tenaga Listrik 4 (Gardu Distribusi)

Gardu Distribusi

Gardu listrik pada dasarnya adalah rangkaian dari suatu perlengkapan hubung bagi ;

a). PHB tegangan menengah;
b). PHB tegangan rendah.

Masing-masing dilengkapi gawai-gawai kendali dengan komponen proteksinya.
Jenis-jenis gardu listrik atau gardu distribusi didesain berdasarkan maksud dan tujuan penggunaannya sesuai dengan peraturan Pemda setempat, yaitu:

1. Gardu Distribusi konstruksi beton (Gardu Beton);
2. Gardu Distribusi konstruksi metal clad (Gardu besi);
3. a. Gardu Distribusi tipe tiang portal,
   b. Distribusi tipe tiang cantol (Gardu Tiang);
4. a. Gardu Distribusi mobil tipe kios,
   b. Gardu Distribusi mobil tipe trailer (Gardu Mobil).

Komponen-komponen gardu:

1. PHB sisi tegangan rendah;
2. PHB pemisah saklar daya);
3. PHB pengaman transformator);
4. PHB sisi tegangan rendah;
5. Pengaman tegangan rendah;
6. Sistem pembumian;
7. alat-alat indikator.

Instalasi perlengkapan hubung bagi tegangan rendah berupa PHB TR atau rak TR terdiri atas 3 bagian, yaitu :

1. Sirkit masuk + sakelar;
2. Rel pembagi;
3. Sirkit keluar + pengaman lebur maksimum 8 sirkit

Spesifikasi mengikuti kapasitas transformator distribusi yang dipakai. Instalasi kabel daya dan kabel kontrol, yaitu KHA kabel daya antara kubikel ke transformator minimal 125 % arus beban nominal transformator. Pada beban konstruksi memakai kubikel TM single core Cu : 3 x 1 x 25 mm² atau 3x1x35mm² . Antara transformator dengan Rak TR memakai kabel daya dengan KHA 125 % arus nominal. Pada beberapa instalasi memakai kabel inti tunggal masingmasing kabel perfasa, Cu 2 x 3 x 1 x 240 mm² + 1 x 240 mm².

Instalasi lain yang ada pada gardu distribusi adalah Instalasi penerangan, terdiri dari;

1. Instalasi alat pembatas dan pengukur;
2. Inststalasi kabel scada untuk kubikel dengan motor kontrol;
3. Instalasi pengaman pelanggan untuk APP pelanggan tegangan menengah

Prosedur uji laik instalasi gardu; Sebelum dioperasikan instalasi gardu distribusi harus dilakukan uji laik yang meliputi :

1. Uji verifikasi rencana

-  Meneliti kesesuaian hasil pelaksanaan dengan rancangan bahan referensi adalah persyaratanpersyaratan teknis pada rancangan surat perintah kerja.
-  Meneliti kesesuaian spesifikasi teknis dengan material yang terpasang.

2. Uji fisik hasil pelaksanaan.

-  Meneliti apakah hasil pelaksanaan telah memenuhi persyaratan fisik hasil pekerjaan (kokoh, tidak goyang) tekukan, belokan kabel clan lain-lain.
-  Meneliti mekanisme kerja peralatan.
-  Meneliti kebenaran pengkabelan, pengawatan instalasi listrik.
-  Meneliti kekencangan ikatan-ikatan mur, baut, konektor dan lain-lain.
-  Meniliti kabel-kabel instalasi tidak menahan beban mekanik selain beban sendiri.
-  Meneliti pengkabelan (wiring) instalasi kontrol.

3. Uji Ketahanan Isolasi

-  Uji ketahanan isolasi dengan alat megger pada tiap antar fasa clan fasa tanah (referensi PUIL 1 volt = 1 kilo ohm) pada sisi TM clan TR.
-  Uji dilakukan juga pada transformator.

4. Uji ketahanan Impulse

Melakukan uji withstand test 50 k J per 1 menit.

5. Uji Power Frekuensi ....

Melakukan uji tegangan 24 kV selama 15 menit.

6. Uji alat proteksi

- Uji fisik pengaman lebur dengan multi meter
- Uji Rak proteksi (jika ada)

7. Uji alat-alat kontrol

- Setelah dioperasikan uji unjuk kerja alat-alat kontrol (lampu, voltmeter, ampere meter) : Hasil uji laik didokumenkan untuk izin operasional.

8. Instalasi untuk pelanggan tegangan menengah, hanya ditambah:

- Satu sel kubikel transformator tegangan
- Satu sel kubikel sambungan pelanggan dengan fasilitas:
- Circuit breaker yang bekerja etas dater batas arus nominal.

Daya tersambung pelanggan.

- Transformator arus.
- Satu sel kubikel untuk sambungan kabel milik pelanggan
- Satu set alat ukur ( KWH meter, KVARH meter)
- Satu set relai pembatas beban.

9. Spesifikasi teknis den ketentuan instalasinya same dengan ketentuan instalasi sel kubikel lain.

10. Uji opersional dilaksanakan dengan tambahan, uji untuk kerja circuit breaker den relai pembatas pelanggan.

1. Gardu Beton

Yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari beton (campuran pasir, batu dan semen). Gardu beton termasuk `gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan trafo distribusi terletak di dalam bangunan beton. Dalam pembangunannya semua peralatan tersebut di disain dan diinstalasi di lokasi sesuai dengan ukuran bangunan gardu. Gambar 3-37 memperlihatkan sebuah gardu distribusi konstruksi beton.

Ketentuan teknis komponen gardu beton, komponen tegangan menengah (contoh rujukan PHB tegangan menengah), yaitu; a) Tegangan perencanaan 25 kV; b) Power frekuensi withstand voltage 50 kV untuk 1 enit; c) Impulse withstand voltage 125 kV; d) Arus nominal 400A; e) Arus nominal transformator 50A; f) Arus hubung singkat dalam 1 detik 12,5 kA; g) Short circuit making current 31,5 kA. Komponen tegangan rendah (contoh rujukan PHB tegangan rendah), yaitu;

a. Tegangan perencanaan 414 Volt(fasa-fasa);
b. Power frekuensi withstand 3 kV untuk 1 menit test fasa-fasa;
c. Impulse withstand voltage 20 kV;
d. Arus perencanaan rel/busbar 800 A, 1.200 A, 1.800 A;
e. Arus perencanaan sirkit keluar 400A;
f. Test ketahanan tegangan rendah.

Harga Efektif (RMS)

Rel (Waktu 0,5 detik)  Peak

800 A              16 kA                32 kA 

1200 A        25 kA      52 kA   

1800           32 kA             72 kA

2. Gardu metal clad (Gardu besi)

Yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari besi. Gardu besi termasuk gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan trafo distribusi terletak di dalam bangunan besi. Semua peralatan tersebut sudah di instalasi di dalam bangunan besi, sehingga dalam pembangunan nya pelaksana pekerjaan tinggal menyiapkan pondasinya saja. Gambar 2-36 memperlihatkan sebuah gardu distribusi berupa gardu besi berbentuk kios.

3. Gardu Tiang Tipe Portal.

Gardu Tiang, yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya/penyangganya terbuat dari tiang. Dalam hal ini trafo distribusi terletak di bagian atas tiang. Karena trafo distribusi terletak pada bagian atas tiang, maka gardu tiang hanya dapat melayani daya listrik terbatas, mengingat berat trafo yang relatif tinggi, sehingga tidak mungkin menempatkan trafo berkapasitas besar di bagian atas tiang (± 5 meter di atas tanah). Untuk gardu tiang dengan trafo satu fasa kapasitas yang ada maksimum 50 KVA, sedang gardu tiang dengan trafo tiga fasa kapasitas maksimum 160 KVA (200 kVA). Trafo tiga fasa untuk gradu tiang ada dua macam, yaitu trafo 1x3 fasa dan trafo 3x1fasa. Gambar 3-39 memperlihatkan sebuah gardu distribusi tiang tipe portal lengkap dengan perlengkapan proteksinya dan panel distribusi tegangan rendah yang terletak di bagian bawah tiang (tengah).

Bangunan fisik Gardu Portal
Gardu portal adalah gardu listrik tipe terbuka (outdoor) yang memakai konstruksi tiang/menara kedudukan transformator minimal 3 meter diatas platform. Umumnya memakai tiang beton ukuran 2x500 daN.

Perlengkapan peralatan terdiri atas :

• Fuse cut out
• Arrester lighting
• Transformer type 250, 315, 400 WA
• Satu lemari PHB tegangan rendah maksimal 4 jurusan
• Isolator tumpu atau gantung
• Sistem pentanahan

Lemari PHB TR dipasang minimal 1,2 meter diatas permukaan tanah atau 1,5 meter pada daerah yang sering terkena banjir. Pada beberapa tempat gardu portal juga dipasang trafo arus untuk pengukuran alat ukurpelanggan-pelanggan tegangan rendah.

4. Gardu Tiang Tipe Cantol.

1. Bangunan fisik Gardu tipe Cantol

• Gardu cantol adalah type.gardu listrik dengan transformator yang dicantolkan pada tiang listrik besamya kekuatan tiang minimal 500 daN.
• Instalasi gardu dapat berupa :

• 1 Cut out fused
• 1 lighting arrester.
• 1 panel PHB tegangan rendah dengan 2 jurusan atau transformator completely self protected (CSP - Transformator)

2. Sambungan Gardu Tiang Tipe Cantol

• Gardu cantol 1 fasa dengan transformator CSP (completely self protected) untuk pelayanan satu fasa.
• Untuk pelayanan sistem 3 fasa memakai 3 buah trafo 1 fasa dengan titik netral di gabungkan dari tiap-tiap transformator menjadi satu.
• Instalasi dalam PHB terbagi atas 6 bagian utama.

• Instalasi switch gear tegangan menengah
• Instalasi switch gear tegangan rendah
• Instalasi transformator
• Instalasi kabel tenaga dan kabel kontrol
• Instalasi pembumian
• Bangunan fisik gardu.

Instalasi Pembumian

• Instalasi pembumian pada gardu berdasarkan ketentuan yang diberlakukan setempat. Tujuan utamanya adalah mendapatkan nilai pentanahan elektroda maksimum 1 Ohm
• Jenis-jenis Elektroda

Contoh

Instalasi pembumian di PT. PLN Distribusi Jakarta Raya & Tangerang kabel 1 x 50 mm2 Cu digelar dibawah fondasi melingkar tertutup. Pada beberapa titik tiap-tiap 1 meter dikeluarkan sebagai terminal pembumian. Kabel ini berfungsi juga sebagai ikatan penyama potensial.

Contoh

Penggunaan elektroda batang pada gardu distribusi:

• Memakai elektroda dengan kedalaman 3-6 meter.
• Jarak tanam minimal 2 meter atau sejarak 1 x panjang elektroda.
• Pada terminal keluar harus diberi bak kontrol untuk melakukan pengukuran tahanan tanah.

Ikatan Pembumian

• Semua bagian-bagian konduktif terbuka clan bagian konduktif extra pada gardu dihubungkan dengan penghantar ke ikatan penyama potensial pembumian.
• Titik netral sistem tegangan rendah pada terminal netral transformator, pada Rak PNB-TR dibumikan, dihubungkan pada elektroda pembumian.
• Klem pengikat harus terbuat dari bahan tahan korosi minimal memakai baut ukuran 10 mm².

Keterangan

• Elektroda pembumian grid CU 1 x 50 mm2 digelar di bawah ponclasi gardu.
• Pada titik-titik tertentu dikeluarkan setinggi 30 cm untuk terminal pembumian.
• Penghantar terminal memakai CU 1 x 16 mm2 untuk BKT. CU 1 x 50 mm2 untuk Netral Transformator BKT, Transformator dan Rak TR.

Konstruksi penunjang.

• Beberapa konstruksi penunjang terdapat pada kelengkapan konstruksi gardu yang kebutuhannya disesuaikan setempat.
• Kabel Tray harus terbuat dari bahan anti korosif untuk ' keperluan tiap-tiap 3 meter jalur kabel.
• Klem kabel untuk memperkuat dudukan kabel pada ikatan dinamis atau kabel tray bisa terbuat dari kayu (Support cable).
• bolt clamp
• Spice plate - plate bar
• Collar- penjepit kabel pada Rak TR/TM.
• Fisser ukuran 10 mm2 panjang 60 mm2, 120 mm2
• Insulating bolt, baut dilapisi nilon, makrolon.
• Insulating slim, bahan bakelit, nilon, makrolon.
• Terminal hubung, plat dibawah sel TM.
• Clampping connector 0 9 mm2, 13 mm2, 17 mm2.
• T- connector lunimog-clamp terbuat dari Cu.
• Angle clamp connector (knee-konektor)
• Connecting blok terbuat dari tembaga
• Straight clamp connector

Untuk konstruksi pemasangan contoh pada standard konstruksi instalasi gardu PT. PLN (Persero).

5. Gardu Mobil

Yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya berupa sebuah mobil (diletakkan diatas mobil), sehingga bisa dipindah-pindah sesuai dengan tempat yang membutuhkan. Oleh karenanya gardu mobil ini pada umumnya untuk pemakaian sementara(darurat), yaitu untuk mengatasi kebutuhan daya yang sifatnya temporer. Secara umum ada dua jenis gardu mobil, yaitu pertama gardu mobil jenis pasangan dalam (mobil boks) dimana semua peralatan gardu berada di dalam bangunan besi yang mirip dengan gardu besi. Kedua, gardu mobil jenis pasangan luar, yaitu gardu yang berada diatas mobil trailer, sehingga bentuk pisiknya lebih panjang dan semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan trafo distribusi tampak dari luar. Gambar 2-44 memperlihatkan sebuah gardu distribusi berupa gardu mobil pasangan luar berada diatas trailer. Gardu distribusi jenis trailer ini umumnya berkapasitas lebih besar daripada yang jenis mobil. Hal ini bisa dilihat dari konstruksi peralatan penghubung yang digunakan.

Pada setiap gardu distribusi umumnya terdiri dari empat ruang (bagian) yaitu, bagian penyambungan/pemutusan sisi tegangan tinggi, bagian pengukuran sisi tegangan tinggi, bagian trafo distribusi dan bagian panel sisi tegangan rendah.

Keterangan gambar:

1. Saklar pemisah           6. Pengubah tap                     11. Saklar Pemisah
2. Penyalur Petir              7. Pemutus                              12. Poros berganda
3. Pemutus                      8. Kotak kontrol                       13. Gudang peralatan
4. Isolator                         9. Trafo bantu
5. Transformator              10. Baterai Nikad

Pada gardu beton dan gardu metal bagian-bagian tersebut tersekat satu dengan lainnya, sedang pada gardu tiang panel distribusi tegangan rendah diletakkan pada bagian bawah tiang. Pada gardu distribusi, sistem pengaman yang digunakan umumnya berupa arrester untuk mengantipasi tegangan lebih (over voltage), kawat tanah (ground wire) untuk melindungi saluran fasa dari sambaran petir dan sistem pentanahan untuk menetralisir muatan lebih, serta sekring pada sisi tegangan tinggi (fuse cut out) untuk memutus rangkaian jika terjadi arus lebih (beban lebih).

Secara visual "Fuse Cut Out" ini dari bawah (jauh) tampak sedang on atau off. Arrester dipasang di bagian luar gardu distribusi, yaitu pada SUTM tempat penyam-bungan ke gardu distribusi. "Fuse cut out" dipasang dekat arrester atau bisa juga dipasang di dalam gardu, jika jarak antara titik penyambungan dan gardu distribusi relatif jauh dan saluran cabang menuju gardu distribusi menggunakan kabel tanah. Untuk gardu tiang dan gardu mobil"Fuse Cut Out" di pasang pada bagian atas tiang terdekat (titik jumper).

Suhadi dkk (2008), Teknik Distribusi Tenaga Listrik

 

Baca juga : Pemanfaatan, Kualitas dan Sistem Tenaga Listrik , Saluran Udara Tegangan Tinggi (bagian-bagian & aksesorisnya), Transmisi Energi Listrik Berdasarkan Tegangan, Sistem Distribusi Tenaga Listrik - 2 (Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik)

---