SOAL TEKNIK LISTRIK

1. Jelaskan Klasifikasi Gardu Listrik?

Klasifikasi Gardu Listrik dibedakan menurut dua hal :

1.      Menurut lokasinya

Didalam sistem tenaga listrik,fungsi dan tegangannya (Extra tinggi,tinggi,menengah dan rendah) maka gardu listrik dapat dibagi:

a.       Gardu Induk
Gardu Induk dapat dibagi menjadi :

·         Gardu Induk Tegangan Ekstra tinggi ( GITET )
Yaitu Gardu listrik yang mendapat daya dari saluran Transmisi Tegangan Ekstra Tinggi atau Saluran Udara tegangan Tinggi untuk kemudian menyalurkannya ke GITET atau GITT lain melalui SUTET atau SUTT lain.

·         Gardu Induk Tegangan Tinggi ( GITT )
yaitu Gardu Listrik yang mendapat daya dari Saluran Transmisi Tegangan Ekstra Tinggi,saluran Transmisi Tegangan Tinggi untuk kemudian menyalurkannya ke daerah beban melalui penyaluran distribusi.

b.      Gardu Distribusi
Adalah Gardu Listrik yang mendapat daya dari Saluran Distribusi Primer (penyulang untuk kemudian menyalurkannya ke saluran tegangan rendah).

2.      Menurut penempatan peralatannya.
Menurut penempatan peralatannya gardu Listrik dapat dibagi sebagai berikut:

a.       Gardu Induk Pasangan Dalam
Yaitu gardu listrik dimana semua peralatannya (switchgear,isolator,dsb)dipasang didalam gedung/ruangan tertutup.

b.      Gardu Induk Pasangan Luar
yaitu gardu listrik dimana semua/sebagian besar peralatannya ditempatkan diluar/ruang terbuka.

2. Kebijaksanaan pemilihan dan karakteristik ?
 

Jika transformator 3-fasa dibandingkan dengan 3 buah transformator 1-fasa yang kapasitasnya sama, maka akan ternyata bahwa berat transformator 3-fasa kira-kira 80% dari berat transformator 1-fasa. Transformator 3-fasa juga lebih menguntungkan dalam hal pondasi, pengawatan (wiring) dan ruang yang diperlukan. Jika transformator cadangan diperlukan maka dalam hal transformator 1-fasa, cukup ditambahkan satu trafo 1-fasa saja, sehingga terdapat 4 buah trafo 1-fasa; jadi sangat ekonomis. Namun jika dalm suatu GI terdapat banyak trafo, maka trafo 3-fasa lebih menguntungkan. Trafo 3-fasa lebih menguntungkan karena adanya peningkatan dalam keandalan transformator, dan makin kuatnya hubungan timbal balik. Dari sistem tenaga. Oleh karena itu, sekarang ini trafi 3-fasalah yang banyak dipake. Untuk kelas 500 kV, trafo 1-fasa yang dipakai kare sulitnya pengangkutan. Untuk menanggulangi masalh pengangkutan dipakai trafo 3-fasa khusus, yang dapat diangkut dalam keadaan 1-fasa dan yang kemudian dihubungkan menjadi 3-fasa di dalam minyak, dengan bushingnya dipasang ditempat.

Tentang hubungan trafo dikenal hubungan Y-Y-△, △ - △, Y - △, △-Y. Hubungan Y     menguntungkan untuk trafo dengan isolasi yang dikurangi (reduced insulation) pada titik netral, pembumian titi netral, pemasangan pengubah tap berbeban (on-load tap-changer), dan sebagainya. Liltan dengan hubungan Y umum dipakaiuntuk kelas lebih dari 100 kV. Dalam hubungan Y – Y, ditambahkan hubungan △ sebagai gulungan tersier untuk mnyerap arus harmonis ketiga dan untuk pemakain sendiri atau alat pengubah fasa. Disamping itu ada pula hubungan V dengan dua transformator 1-fasa. Ini adalah hubungan △ - △ yang dikurangi 1-fasa, yang dipakai bila diharapkan kenaikan beban dalam waktu dekat. Ini dipakai pula sebagai tindakan sementara dalam keadaan darurat. Tetapi koefisien penggunaannya rendah dan jarang dipakai karena member jatuh tegangan yang tidak seimbang. Jika tegangan antar fasa dinyatakan dengan E dan arus lilitan trafo dinyatakan dengan I, maka daya dalam hubungan V adalah EI. Karena jumlah daya trafo dalam hubungan V hanyalah 58%nya. Karena kapasitas trafo adalah 2EI, maka koefisien penggunannya adalah:

Dipandang dari segi fluktuasi tegangan, daya reaktif yang induktif dan stabilitas sistim, dikehendaki tegangan impedans(impedance voltage) yang kecil; tetapi dipandang dari segi pembatasan arus hubung-singkat, dikehendaki tegangan  impedansi yang besar. Dari segi perencanaan (design), jika transformator dibuat untuk impedansi tinggi, maka tembaganya akan  lebih berat, sedang untuk impedansi rendah, besinya yang lelih berat. Jadi yang paling ekonomis adalah mengambil  harga di antara keduanya. Pada umumnya diambil suatu harga standar, seperti Tabel dibawah.

Gbr. l5 menunjukkan nilai perkiraan dari effisiensit transformator minyak l-fasa dan 3-fasa, 50 Hz, untuk setiap tegangan dan kapasitas serta faktor daya 1,0 pada beban penuh. 

 

Pada umumnya dapat dikatakan bahwa berat transformator sebanding dengan pangkat dari kapasitasnya C. Contohnya, untuk transformator 50 Hz dengan pendinginan sendiri (seif-cooled) keadaan sebenarnya adalah seperti ditunjukkan dalam Gambar 16. Untuk kapasitas kecil, beratnya sebanding dengan kira-kira pangkat 0,75 dari kapasitasnya, sedang untuk kapasitas besar, sebanding dengan pangkat 0,6-0,65.

3.Apa yang dimaksud Oto-Transformator dan Keuntungannya?

Oto-Transformator

Transformator yang lilitan primer dan sekundernya mempunyai bagian yang bersamaan seperti Gbr 17 dibawah ini . disebut oto-transformator

Secara umum dapat dikatakan bahwa oto-transformalor mempunyai kelebihan dibandingkan dengan transformator biasa karena:

Ø  Harga lebih murah

Ø  Efisiensinya lebih tinggi

Ø  Regulasinya lebih baik

Ø  Ukurannya lebih kecil

Ø  Arus pembangkitannya lebih kecil.

4. Bagaimana Cara Mengubah Tegangan Transformator?

Ada dua cara untuk mengubah tegangan transformator (periksa Gbr.l8):

(a) memasang transformator dengan pengubah tap (tap changer) berbeban di mana pada salah satu atau kedua sisi lilitan transformator tadi dibuat tap (penyadap) dan perbandingan transformasinya diubah oleh pengubah tap berbeban; atau dengan

(b) memasang.pengatur tegangan berbeban (on load voltage regulator) secara seri dan terpisah dari trafo utama. Keduanya mempunyai mekanisme yang dapat mngubah tap dalam keadaan transformator berbeban. Dulu ketika keandalan dari pengubah penyadap berbeban masih rendah dan masih sering harus diperiksa serta dipelihara maka pengatur tegangan berbeban dipasang terpisah dari transformator utama, agar supaya pada waktu diadakan pemeriksaan, transformator utama dapat bekerja terus tanpa (by pass) pengatur tegangan itu. Tetapi sekarang, karena keandalannya sudah baik, kebanyakan dipakai transformator dengan peubah tap berbeban sebagai pennganti pengatur tegangan berbeban yang terpisah.

5. Bagaimana Sistem Pendinginan Pada Transformator?

Berbagai sistim pendinginan ditunjukkan dalam Tabel 4.

6. Jelaskan Macam-macam alat pengubah fasa?

                  Alat pengubah fasa diklasifikasi sebagai berikut:

Ø      Kondensator putar

Ø      Kapasitor Shunt

Ø      Reactor shunt

 
Kondensator Sinkron

Perbandingan kapasitas fasa terbelakang (lagging) dan kapasitas fasa terdahulu (leading) biasanya sekitar 0.5 - 0,8. Tetapi untuk mencegah penguatar sendiri (self excitat;n) pada waktu percobaan pemuatan (charging test) saluran transmisi yang panjang diperlukan kondensator sinkron dengan kapasitas fasa terbelakang yang besar dan yang mempunyai perbandingan kapasitas 1,0. Makin besar kapasitas fasa terbelakangnya, makin besar pula perbandingan hubwrg-singkatnl'a (shortcircuit ratio). Contohnya dapat diIhat pada Tabel 7. Jika sebuah saluran transmisi yang panjang dicoba diberi tegangan dengan kondensator sinkron, maka mungkin terjadipenguatan sendiri oleh arus pemuat dari saluran transmisi itu-

Untuk mencegah kejadian ini, perbandingan hubung-singkat harus memenuhi rumus:

Kapasitor Shunt

Sebagai unit, ada kapasitor l-fasa dan kapasitor 3-fasa. Pada saluran distribusi dapat dipakai kapasitor 3-fasa. Jika tegangan sistim tinggi dan kapasitasnya besar, kapasitor l-fasa dihubungkan secara bintang. Sekarang, kapasitor unit sampai I.667 kVA telah dibuat di Jepang.

Biasanya frekwensi harmonis yang ganjil, yakni harmonis ketiga, kelima da-n ketujuh, sel,alu ada pada sistim tenaga. Karena impedansi sistim adalah induktif untuk frekwensi setinggi ini, maka impedansi dari susunan kapasitor itu hendaknya induktif pula. Jika ia kapasitif, maka akan terjadi resonansi parallel, sehingga akan mengalir arus harmonik yang besar yang bersirkulasi antara sistim dan susunan kapasitor itu.

Reaktor Shunt

Ada dua macam reaktor shunt: reaktor berinti besi dengan celah udara, dan reactor , berinti udara. Dibandingkan dengan transformator, getaran dan suara dengungnya lebih besar. Oleh karena itu pada umumnya kepadatan fluks inti besinya dibuat rendah, dengan tidak mengabaikan segi ekonominya. selain itu dipakai tanki tahan suara (sound proof) yang berdinding rangkap. Untuk pendinginan pada umumnya dipakai pendinginan sendiri dengan minyak yang dipaksa ( forced oil self cooling), tetapi untuk kapasitas yang lebih besar dari 40- MVA dipakai pendinginan dengan minyak dipompa dan udara ditiup (forced oil cooling with forced air cooler). Kadang-kadang pendiigin udara dipasang terpisah dari tanki supaya reaktor tidak bergetar.

7. Jelaskan klasifikasi dan besarnya tegangan abnormal?

Tegangan abnormal di klasifikasikan ke dalam beberapa macam yakni

1. Gelombang sambaran petir

a.Sambaran langsung

    langsung mengenai ril dan peralatan G.I . Menyebabkan tegangan lebih (overvoltage) sangat tinggi tidak mungkin ditahan oleh isolasi yang ada)

b.Sambaran induksi

    terjadi bila awan petir (thunder could) ada di atas peralatan yang berisolasi sehingga menginduksi muatan listrik dalam jumlah besar dengan polaritas yang berlawanan dengan awan petir itu

c.Sambaran dekat

  gelombang berjalan yang datang ke gardu listrik dari sanbaran petir pada salutran transmisi pada titik yang jaraknya hanya beberapa kilometer dari gardu induk

2.  Tegangan abnormal dengan frekuensi rendah

a.tegangan akibat efek ferranti

b.tegangan akibat beban lepas (load rejection)

c.penguatan generator sendiri

d.kenaikan tegangan dari fasa yang sehat pada waktu ada gangguan 1-fasa ke tanah pada sistem

e.tegangan abnormal karena lepas sinkron

f.tegangan abnormal pada waktu hilang gangguan 1-fasa ke tanah pada sistem dengan pembumian Petersen

g.tegangan abnormal yang disebabkan oleh harmonis dari rangkaian yang terganggu/ karena kejenuhan inti transformator

      3.     Surja Penghubung

                Mekanisme pokok dari terjadinya surja hubung adalah sebagai berikut:

a.Peristiwa pukulan kembali (restriking phenomena) di dalam pemutusan arus kapasitif dari saluran transmisi tanpa beban atau kapasitor tenaga

b.Peristiwa terpotongnya arus pembangkitan pada transformator tenaga

c.Penutupan kembali dengan cepat (high speed reclosing)

d.Pemutusan arus gangguan

e.Penutupan yang tidak serentak pada saklar pemutus tenaga 3 fasa

8.            Jelaskan tujuan dari pengawasan di dalam gardu listrik?

Tujuan dari pengawasan gardu listrik atau G.I adalah untuk mendapatkan gambaran keadaan operasi sistem tenaga listrik dan kondisi peralatan agar fluktuasi abnormal pada sistem dan peralatan yang diketahui

*cat.G.I=Gardu Induk