Gardu Induk

Switchyard Gardu Induk

Setelah sebelumnya kita telah membahas tentang sistem Transmisi Tenaga Listrik (Disini) sekarang saya akan membahas salah satu komponen penting dalam penyaluran listrik yaitu Gardu Induk atau stasiun transmisi dimana dalam gardu induk listrik di transformasikan juga diatur tegangannya apabila terjadi drop tegangan atau tegangan turun akibat saluran yang panjang. Gardu induk bisa di ibaratkan sebagai stasiun atau terminal dalam transportasi listrik.

Gardu induk memiliki peranan penting dalam sistem transmisi, gardu induk mempunyai beberapa fungsi diantaranya adalah,

  1. Mentransformasikan tegangan (sebagai penaik dan penurun tegangan)
  2. Untuk mengatur aliran daya listrik dari saluran transmisi ke saluran transmisi lainnya yang kemudian didistribusikan ke konsumen
  3. Pengukur, Pengawas Operasi serta pengaman sistem tenaga listrik
  4. Pengaturan pelayanan beban ke Gardu Induk lain dan ke Gardu Distribusi
  5. Sebagai tempat untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi
  6. Sarana telekomunikasi

Fungsi utama dari gardu induk adalah untuk mentransformasikan tegangan, jadi di gardu induk ini atau saya sebut GI  berfungsi untuk menaikan tegangan dari pembangkitan, karena untuk penyaluran listrik membutuhkan tegangan yang besar agar tidak terjadi rugi daya, sedangkan pembangkitan hanya bisa membangkitkan listrik sekitar 6 – 20 kV dan itu harus dinaikkan agar tidak habis (drop) dalam perjalananya. Setelah melalui penyaluran dengan tegangan tinggi pada sisi transmisi, tegangan harus diturunkan kembali pada tegangan standar yang bisa dipakai oleh konsumen untuk dapat dipakai oleh pelanggan. Jadi GI ini ibarat stasiun-stasiun listrik maka dari itu disebut substation.

Jadi secara sederhana saya jelaskan seperti ini :

Pembangkitan — (tegangan dinaikan) —> Transmisi — (tegangan diturunkan) —> Distribusi

Nah pada proses tegangan dinaikan dan diturunkan pada proses diatas diperlukan Gardu Induk. Sedangkan untuk proses penurunan tegangan dari Distribusi —- (tegangan diturunkan -sesuai standar yang dipakai masyarakat-)—> Konsumen. Proses ini dilakukan di Gardu Distribusi yang akan saya ulas dalam postingan selanjutnya.

Jenis-jenis Gardu Induk

Jenis Gardu induk bisa dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu :

  1. Berdasarkan besaran tegangannya
  2. Berdasarkan pemasangan peralatan
  3. Berdasarkan fungsinya
  4. Berdasarkan isolasi yang digunakan
  5. Berdasarkan sistem rel (busbar)

Berdasarkan besar tegangan  ada GI 70 kV, 150 kV dan 500 kV. Kode di PLN untuk GI 70 kV adalah GI “4”, 150 kV adalah GI “5”, dan GI 500 kV adalah GI “7”. Berdasarkan pemasangan  peralatan ada GI pasangan luar dan GI pasangan dalam, GI pasangan luar adalah GI konvensional yang membutuhkan lahan yang luas karena ada switcyard di luar, sedangkan GI pasangan dalam dalah GI GIS (Gas Insulated Substation) dimana kompartemennya atau penyalurannya ada di dalam gedung (tidak di switchyard dan tidak ada switchyard, disebut switchgear) kecuali transformer atau trafo nya, dan dilindungi oleh gas SF6. Berdasarkan sistem rel ada GI 1 breaker, 1 setengah breaker, single busbar, double busbar dan lain-lain.

Gardu Induk berdasarkan Rel / Busbar

Busbar atau rel adalah titik pertemuan/hubungan trafo-trafo tenaga, SUTT, SKTT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. Berdasarkan busbar gardu induk dibagi menjadi:

  1. Gardu Induk dengan sistem ring busbar
  2. Gardu Induk dengan busbar tunggal / single busbar
  3. Gardu Induk dengan busbar ganda / double busbar
  4. Gardu Induk dengan satu setengah / one half busbar

Ruang di Gardu Induk

Di Gardu induk ada beberapa ruangan yang mempunyai fungsinya masing-masing diantaranya adalah

  1. Switchyard, berupa lahan terbuka (pada GI konvensional) tempat dimana semua alat kelistrikan seperti Pemutus Tenaga (PMT), Pemisah (PMS), Lighnting Arrester (LA), Current Transformer (CT), Potensial Transformer (PT) hingga transformer atau trafo daya disimpan, maka dari itu wilayah switchyard GI adalah wilayah terbatas dan terlarang untuk umum karena berbahaya jika sembarangan dimasuki oleh orang awam.
  2. Control Room atau Ruang kontrol, dilihat dari namanya saja kita pasti sudah tau fungsinya yaitu untuk mengkontrol atau mengendalikan semua yang ada di gardu induk diantaranya adalah mengendalikan kompartemen yang ada di Switchyard, seperti membuka tutup PMT dan PMS dan lain-lain. Walau sebenarnya untuk mekanisme SOP pembebasan tegangan dan beban dengan membuka PMT/PMS ada tersendiri yang bisa dilakukan oleh PLN pengaturan beban. Selain itu biasanya di ruang kontrol ada operator GI yang menjaga dan mengawasi apabila terjadi sesuatu juga dilengkapi dengan sarana komunikasi.
  3. Ruang Proteksi, adalah ruang dimana terdapat relai-relai proteksi, apa sih relai itu? relai adalah proteksi atau pengaman peralatan listrik, ada banyak jenis relai sesuai dengan kegunaan fungsinya, contoh OCR atau Over Current Relay yaitu untuk melindungi peralatan dari arus lebih lalu ada Ground Fault Relay (GFR) melindungi dari gangguan arus tanah atau grounding, ada Distance Relay, Differential Relay dan masih banyak lagi sesuai fungsinya masing-masing, relai berfungsi dengan membaca arus yang sudah diturunkan oleh CT, jika terjadi penyimpangan arus atau tegangan maka relai yang bersangkutan akan bekerja dan membuka PMT yang bersangkutan (yang terjadi gangguan).
  4. Ruang Baterai dan Ruang Inverter (Ruang DC), dalam ruang ini ada terdapat beberapa baterai atau sumber listrik dengan arus DC. Sumber arus DC ini berfungsi sebagai sumber arus bagi relai karena relai memerlukan sumber daya DC, sedangkan sumber arus listrik di GI yang dihasilkan adalah arus AC, dan Inverter diperlukan untuk merubah arus AC ke DC yang dipakai dan dihasilkan GI untuk mengisi baterai atau sumber DC.
  5. Ruang Cell 20 kV, dari namanya pada ruangan ini adalah ruangan dengan tegangan menengah 20 kV dimana pada ruangan ini jaringan listrik dari trafo penurun tegangan ke 20 kV atau biasa disebut trafo distribusi masuk ke ruangan ini dan biasanya membentuk rel untuk membagi-bagi jaringan ke beberapa penyulang atau feeder. Pada ruangan ini terdapat kubikel-kubikel yang masing-masing kubikel terdapat PMT, relai proteksi, meter untuk pembacaan dari satu penyulang.

Kompartemen utama pada Gardu Induk

Transformer Daya yang ada di Gardu Induk
Transformer Daya yang ada di Gardu Induk
  1. Transformer (Trafo) Transformer adalah komponen utama yang harus ada dalam gardu induk karena fungsi gardu induk yang utama adalah untuk menurunkan dan menaikan tegangan dan trafo adalah komponen yang berfungsi untuk menurunkan dan menaikan tegangan. Trafo berfungsi merubah besaran tegangannya, sedangkan frekuensinya tetap. Tranformator daya juga berfungsi untuk pengaturan tegangan.Transformator daya dilengkapi dengan trafo pentanahan yang berfungsi untuk mendapatkan titik neutral dari trafo daya. Peralatan ini disebut Neutral Current Transformer (NCT). Perlengkapan lainnya adalah pentanahan trafo, yang disebut Neutral Grounding Resistance (NGR).

    Gambar Pemutus Tenaga 150 kV
    Gambar Pemutus Tenaga 150 kV
  2. Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker : Berfungsi sebagai pemutus tenaga listrik dalam keadaan berbeban. PMT ini adalah MCB (yang biasa ada di kWh meter di rumah kita) dalam ukuran besar. PMT sebagai pemutus tenaga listrik dan sebagai pengaman apabila terjadi gangguan listrik maka akan diputus hubungan listriknya agar gangguan listrik tidak menjalar ke peralatan lain yang tidak mengalami gangguan. PMT dapat dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan.Karena  pada  saat  bekerja,  PMT mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada PMT dilengkapi dengan pemadam busur api. Pemadam busur api yang ada dalam PMT biasanya bisa berupa : Minyak, Vacum/ Hampa Udara,  Gas SF6.

    Gambar PMS 150 kV
    Gambar PMS 150 kV
  3. Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch : Berfungsi sebagai pemisah peralatan listrik dari peralatan listrik yang bertegangan. PMS ini bekerja dalam keadaan tidak berbeban. Dalam gardu induk, PMS terpasang di beberapa titik. Karena PMS dioperasikan saat keadaan tidak berbeban, maka jiga akan dioperasikan pastikan instalasi listrik sudah dimatikan oleh PMT.

    Lightning Arrester pada Gardu Induk
    Lightning Arrester pada Gardu Induk
  4. Lightning Arrester (LA) : Berfungsi sebagai penagkap petir, agar petir bisa segera di bumikan agar tidak merusak peralatan listrik yang lain. Pada saat kondisi normal LA bekerja sebagai isolator, sedangkan pada kondisi tegangan berlebih akibat petir LA bekerja sebagai konduktor yang menghantarkan tegangan lebih ketanah.

    Gambar CT dalam gardu induk (ditunjukan tanda panah)
    Gambar CT dalam gardu induk (ditunjukan tanda panah)
  5. Trafo Arus (Current Transformer -CT-) dan Trafo Tegangan (Potensial Transformer -PT) : Kedua trafo ini baik CT maupun PT berfungsi sebagai trafo untuk pengukuran dan proteksi. CT berfungsi menurunkan arus, karena arus yang mengalir pada instalasi Gardu Induk besar sedangkan untuk pengukuran oleh kWh atau alat listrik lain memerlukan arus yang kecil tidak terlalu besar. Maka digunakanlah CT agar arus yang masuk pada alat ukur tidak besar, namun tetap dibaca oleh alat ukur dengan arus sebenarnya karena sudah di rasiokan. Begitu juga dengan PT untuk menurunkan tegangan yang diperlukan dalam alat ukur atau alat proteksi.
  6. Relai Proteksi : Berfungsi sebagai sistem pengaman. Relai terdiri dari berbagai macam yaitu Distance Relai, Differensial Relai, Over Current Relai dan lain-lain, berfungsi sebagai mana namanya. Contohnya OCR berfungsi untuk mendeteksi arus lebih, dengan membaca arus yang masuk ke relai (dengan sebelumnya sudah dikecilkan arusnya oleh CT) dan relai akan bekerja dengan mematikan PMT untuk pengamanan. Jadi bisa dikatakan relai ini sebagai alat inderanya dari peralatan di Gardu Induk. Arus yang masuk ke relai bukan arus sebenarnya yang terlalu besar tapi arus yang sudah dikecilkan oleh CT bergitupun tegangannya.
  7. Trafo Pemakaian Sendiri (PS) yaitu trafo yang digunakan untuk mentransformasikan daya ke daya standar pelanggan untuk digunakan di lingkungan gardu induk itu sendiri.

Nah itu adalah bagian-bagian dari Gardu Induk yang merupakan sebagian dari sistem penyaluran listrik. Untuk materi-materi selanjutnya akan di posting kan pada postingan selanjutnya.

Terimakasih.