Gardu Induk Listrik 20 KV

 GARDU INDUK SISI 20KV
Gardu Induk sisi 20KV merupakan instalasi system penyaluran tenaga listrik dengan tegangan menengah (20.000 Volt)  ke pusat - pusat beban. Di dalamnya terdapat cubicle/panel bagi yaitu panel In comming, Out going,Kopel, Panel Pengukuran dan panel Trafo Pemakaian Sendiri. Panel In comming disuplay dari out put  Trafo Tenaga (sisi  Sekunder)  yang berfungsi mentranformasikan tegangan tinggi menjadi tegangan menengah. Panel In Comming merupakan Induk dari Out Going. Panel Kopel berfungsi untuk memaralel/menghubungkan dua sumber atau trafo yang berbeda. Panel Out Going yang berfungsi menghubung dan memutus sumber ke gardu distribusi/pelanggan. Panel pengukuran berfungsi untuk mengukur energi listrik yang berisi peralatan ukur serta suplay trafo tegangan (VT). Panel Trafo Pemakaian Sendiri (PS) biasanya menggunakan LBS/Load Breaker Swicth yang berfungsi untuk menghubung dan memutus sumber Trafo PS.

Type  Cell Gardu Induk sisi 20KV
1.       Open  type/konvensional
Cel kubikel terbuka, konstruksi busbar rell terlihat dan biasa terpasang di atas .Menggunakan sekat tembok sebagi pembatas cel yang satu dengan cel lainnya. Cel kubikel terbuka memungkinkan binatang masuk sehingga menyebabkan gangguan yang mengganggu system.
2.       Close type
Cel kubikel tertutup plat panel,  busbar rell tidak terlihat dan pemasangannya ada yang di atas dan ada yang dibawah. Sekat plat sebagai pembatas cel yang satu dengan cel lainnya. Karena semuannya tertutup sehingga binatang tidak bisa masuk dalam cel kubikel sehingga aman. Namun tidak menutup kemungkinan binatang dapat masuk dalam cel bila lalai menutup lobang lobang cable in door.

CUBICLE
Cubicle merupakan seperangkat panel hubung bagi dengan tegangannya 20.000 Volt yang dipasang dalam gardu induk berfungsi sebagai pembagi, pemutus, penghubung, pengontrol dan proteksi system penyaluran tenaga listrik ke pusat pusat beban.


Compartemen Rell
Berfungsi sebagai tempat kedudukan busbar/rell. Dilengkapi dengan isolator penyangga yang berfungsi untuk menyangga kedudukan rell agar kuat.

Compartemen  Lemari Control
Berfungsi sebagai pusat terminal control, sumber dc dan peralatan pendukung seperti Ampermeter, Relay Proteksi, Kwhmeter tombol close/open dan juga pusat wirring control. Panel ini sering disebut dengan lemari LV (Low Voltage) karena tegangannya yang ada adalah tegangan rendah.


Pemisah Rell
Berfungsi untuk membuka dan menutup aliran listrik tanpa beban kontak penghubung Pemisah Rell tidak  dilengkapi dengan media peredam busur api.

Pemutus Tenaga PMT/CB
Berfungsi untuk membuka dan menutup aliran listrik dalam keadaan berbeban atau tidak berbeban, termasuk memutus pada saat terjadi gangguan hubung singkat. Kontak penghubung PMT dilengkapi dengan media peredam busur api. Closing Coil berfungsi menggerakkan mekanik untuk menghubung/close kontak utama PMT, sedangkan tripyng coil berfungsi menggerakkan mekanik untuk membuka/open kontak utama PMT. Motor berfungsi untuk mengisi pegas/spring charge mekanik PMT yang siap dieksekusi closing coil/tripyng coil. Motor dalam PMT ada yang sumber powernya AC 220 V atau ada juga yang menggunakan DC 110 V.

Pemisah Kabel
Berfungsi untuk membuka dan menutup aliran listrik tanpa beban, kontak penghubung Pemisah cabel  tidak  dilengkapi dengan media peredam busur api.

Compartemen Kabel
Sebagai ruang tempat kedudukan cabel in door.

Trafo Arus
Trafo Arus (CT) merupakan alat pendukung yang digunakan dalam instalasi Gardu Induk Sisi 20 KV. Alat ini untuk mendukung dalam pengukuran arus yaitu sebagai pengukuran dan sebagai proteksi terhadap arus lebih. Trafo arus ini berfungsi untuk menurunkan arus yang bekerja/mengalir berdasarkan prinsip induksi elektromagnet, yaitu timbulnya arus dalam suatu sirkit listrik (sisi sekunder) akibat dari pengaruh sirkit yang lain (sisi primer) secara fisik tidak saling berhubungan  dalam rangkaian tertutup. Peristiwa ini terjadi  karena  adanya perpotongan garis medan magnet yang berubah – ubah memotong penghantar tersebut.
Fungsi
1.       Mentransformasikan besaran arus dari nilai arus yang besar ke arus yang kecil digunakan untuk pengukuran dan proteksi. Arus primer ke arus sekunder yang digunakan untuk pengukuran yaitu Ampermeter dan KWhmeter serta untuk proteksi yaitu relay proteksi.
2.       Sebagai isolasi antara sisi tegangan yang diukur/diproteksi dengan alat ukurnya atau alat proteksinya.

Trafo Tegangan
Trafo Tegangan merupakan suatu peralatan listrik yang digunakan dalam instalasi Gardu Induk Sisi 20kV. Alat ini membantu dalam pengukuran tegangan dan digunakan untuk pengukuran tegangan pada KWhmeter. Alat ini juga membantu dalam system proteksi yaitu untuk relay UFR (Under Frekwensi Relay) mendeteksi frekwensi dari tegangan tersebut.
Fungsi
1.       Mentranformasikan besaran tegangan dari nilai tegangan yang besar ke tegangan yang kecil digunakan untuk pengukuran dan proteksi.
2.       Sebagai isolasi antara sisi tegangan yang diukur/diproteksi dengan alat ukurnya atau alat proteksinya.

Pemanas (Heater)
Merupakan alat pemanas berfungsi untuk memanaskan ruang terminal kabel dalam kubikel agar kelembabannya terjaga. Keadaan ini diharapkan dapat mengurangi efek corona pada terminal kubikel tersebut. Corona  akan menyebabkan turunnya kualitas isolasi/breakdown peralatan. Sehingga apabila ada kenaikan tegangan/arus akibat gangguan, maka titik lemah dari isolasi ini akan terancam untuk rusak/meledak/terbakar.

PROTEKSI GARU INDUK SISI 20KV
Proteksi dalam system Gardu Induk sisi 20KV adalah untuk mengamankan peralatan/system sehingga kerugian akibat gangguan dapat dihindari atau dikurangi menjadi sekecil mungkin dengan cara:
1.       Mendeteksi adanya gangguan / keadaan abnoramal lainnya yang dapat membahayakan peralatan / system.
Contoh :
2.       Melepaskan / memisahkan bagian system yang terganggu atau yang mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan instalasi yang dilalui arus gangguan dapat dibatasi seminimal mungkin dan bagian system lainnya tetap dapat beroperasi.
Fungsi proteksi
1.       Merasakan dan melokalisir bagian yang terganggu secepatnya.
2.       Mengurangi kerusakan yang lebih parah dari peralatan yang terganggu.
3.       Mengurangi pengaruh gangguan terhadap bagian yang lain tidak terganggu di dalam system tersebut.
4.       Mencegah meluasnya gangguan untuk menjamin keandalan penjualan tenaga listrik.
5.       Memperkecil bahaya bagi manusia.
Komponen proteksi
1.       Komponen utama
a.       Relay proteksi
b.      Sumber relay proteksi
2.       Komponen bantu
a.       CT
b.      Relay bantu
c.       Tripyng coil
Syarat alat proteksi
1.       Selektif
Yaitu selektif terhadap mana arus beban dan mana arus gangguan.
2.       Sensitive
Yaitu peka terhadap arus gangguan sesuai seting.
3.       Cepat
Yaitu bekerja cepat sesuai seting sehingga bagian yang terganggu tidak meluas.
4.       Andal
Yaitu dalam keadaan normal tidak boleh bekerja tetapi harus pasti dapat bekerja bila diperlukan.
5.       Ekonomis
Yaitu persyaratan pokok proteksi dapat terpenuhi sehingga system yang dilindungi dapat terjamin kelangsungannya beroperasi.

Prinsip kerja relay OCR & GFR

Apabila relay proteksi merasakan arus gangguan maka dengaan segera kontak trip relay bekerja (yang tadinya NO menjadi NC) sehingga memberi suplay pada tripyng coil. Tripyng coil bekerja menggerakkan mekanik open PMT sehingga membuka kontak utama PMT. Proses ini berlangsung sangat cepat (bebepapa detik) tujuannya segera mengisolasi daerah yang terganggu, namun bila relay proteksi tidak bekerja maka gangguan akan meluas yang menyebabkan kerugian.

Kegagalan kerja proteksi dapat disebabkan oleh :
1.       Relay rusak
2.       Seting relay tidak benar
3.       Power suplay dc tidak ada/ hilang
4.       Gangguan pada mekanis tripyng/pegas macet
5.       Kegagalam PMT memutus arus gangguan (media pemutus) gas habis
6.       Trafo arus tidak jenuh pada arus gangguan
7.       Kesalahan pengawatan wirring tripyng


TRANSAKSI ENERGI GARDU INDUK SISI 20KV
                Energy Listrik yang di distribusikan ke pelanggan di ukur dengan menggunakan alat pengukur yaitu KWhmeter, KVarhmeter. KWhmeter berfungsi untuk mengukur energy aktif/daya aktif sedangkan KVarhmeter mengukur energy reaktif/daya reaktif. Alat ukur tersebut merupakan meter yang digunakan sebagai alat transaksi jual beli energy listrik dengan pelanggan.

Jenis KWH :
1.       Elektromekanik
Prinsip kerja yaitu Meter berdasarkan prinsip elektro mekanik. Arus dan tegangan listrik menimbulkan gaya gerak listrik yang menggerakkan / memutar piringan pada porosnya. Putaran poros piringan diteruskan melalui roda-roda gigi ke drum register.
Register atau pencatat berfungsi untuk mencatat atau menghitung energi yang terpakai oleh pelanggan.
Kumparan tegangan berfungsi untuk membangkitkan fluks tegangan.
Kumparan arus berfungsi untuk membangkitkan fluks arus.
Magnet permanen berfumgsi sebagai pengereman dan menahan putaran ikutan dari piringan alumunium.
 Piringan alumunium adalah sebagai tempat integrasi fluks tegangan dan fluks arus serta terjadinya arus foucault sehingga timbul momen putar pada piringan.
Kotak terminal yaitu sebagai tempat penyambungan kabel.

2.       Elektronik
Prinsip kerja yaitu besaran arus maupun tegangan per fasa diubah senilai dengan level sinyal oleh sensor arus dan tegangan, selanjutnya arus dan tegangan analog per fasa diubah menjadi sinyal digital dan nantinya akan diproses untuk mendapatkan besaran seperti arus, tegangan, daya aktif, daya reaktif factor daya selanjutnya nilai besaran tersebut dapat disimpan dalam memory yang ada dalam Kwh Elektronik tersebut.
Pada relay elektronik ini akan lebih mudah dalam mengecek kesalahan wiring CT dan VT sehingga kemungkinan kesalahan dalam perhitungan energi yang terpakai tidak terjadi. Meter jenis ini banyak digunakan karena memang keunggulannya dibanding dengan meter elektromekanik. Meter elektronik sudah diprogram dengan komputer menggunakan tiga tarif yaitu WBP/Waktu beban Puncak            (18.00 – 20.00), LWBP 1/Luar Waktu Beban Puncak 1 (20.00 – 06.00) dan LWBP 2/Luar Waktu Beban Puncak 2 (06.00– 18.00).
Sistem Pengawatan
Menggunakan system Pengawatan Tak Langsung
Gambar: Pengawatan Kwhmeter


TRAFO PEMAKAIAN SENDIRI
Trafo Pemakaian Sendiri (PS) merupakan trafo step down (penurun tegangan) yaitu dari tegangan menengah (20.000Volt) menjadi tegangan rendah (380Volt). Trafo ini di sebut trafo PS karena fungsinya yaitu untuk suplay keperluan Gardu Induk itu sendiri.              
Fungsi
Sebagai sumber tegangan yang digunakan untuk kebutuhan intern gardu induk yaitu untuk suplay power penerangan, peralatan tenaga/motor penggerak, peralatan control, rectifier, alat pendingin serta peralatan lain yang membutuhkan sumber tegangan.
Pengaman Lebur Trafo PS
Pengaman lebur tegangan menengah atau disebut Fuse TM merupakan alat proteksi yang berfungsi sebagai pengaman pada sistem instalasi Trafo Pemakaian Sendiri terhadap arus beban lebih/overload dan arus gangguan yang terjadi. Prinsip kerja yaitu bila arus melewati pengaman lebur melebihi nilai arus rating nominal maka elemen lebur akan panas dan terus miningkat hingga mencapai titik leburnya. Nilai arus rating pengaman lebur yang digunakan di sesuaikan dengan arus dari daya trafo Pemakaian Sendiri.

SUMBER  DC
Sumber pasokan DC 110 volt pada instalasi Gardu Induk digunakan untuk keperluan peralatan bantu, antara lain :
1.       Rangkaian control ( Close/Open CB,DS )
2.       Sistem Proteksi ( Relay proteksi, rangkaian triping/closing )
3.       Sistem Signaling ( Indikator-indikator )
4.       General ( Umum )
Ada dua sumber DC yang digunakan dalam instalasi Gardu Induk yaitu rectifier dan aki/baterai. Sumber utama yang digunakan yaitu Rectifier namun apabila Trafo PS padam maka Baterai langsung memback-up sumber DC, sehingga peralatan bantu dapat terus bekerja.
Rectifier
Rectifier adalah suatu rangkaian alat listrik untuk mengubah arus listrik bolak –balik (AC) menjadi arus searah ( dc )yang berfungsi untuk suplai DC dan mengisi batere agar kapasitasnya tetap terjaga penuh sehingga kehandalan sumber DC pada Gardu Induk terjamin.Maka Rectifier tersebut harus selalu ON dan selalu tersambung ke batere.
Aki/Baterai
Batere adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversible, artinya di dalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia.

KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA
Dalam suatu pekerjaan yang utama adalah keselamatan kerja, karena kesalamatan akan memberikan rasa aman, nyaman dan bahagia pada setiap pekerja. Sehinnga pekerjaan dapat dilaksanakan dengan hasil yang maksimal. Lingkungan kerja dalam Gardu Induk sisi 20kv sangat berbahaya karena berhadapan dengan tegangan 20.000 volt. Tegangan listrik tidak terlihat dan tidak berbau tetapi dapat dirasakan. Bahaya akibat tegangan listrik terhadap manusia yaitu kejutan
Bahaya akibat tegangan listrik di dalam lingkungan kerja Gardu Induk sisi 20kv tidak dapat kita hilangkan tetapi dapat kita kendalikan ,Maka penggunaan alat pelindung diri sangatlah diperlukan.

Dasar Hukum
Sumber hukum yang paling mendasar tentang keselamatan kerja di Indonesia ialah undang undang    No. 1 Tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja. Undang undang ini di buat dengan menimbang :
a.       Bahwa setiap tenaga kerja berhak mendapat perlindungan atas keselamatannya dalam melakukan pekerjaan untuk kesejahteraan hidup dan meningkatkan produksi serta produktivitas nasional.
b.      Bahwa setiap orang lainnya yang berada di tempat kerja perlu terjamin pula keselamatannya.
c.       Bahwa setiap sumber produksi perlu dipakai dan dipergunakan secara aman dan effisien.
d.      Bahwa berhubung dengan itu perlu diadakan segala daya-upaya untuk membina norma-norma perlindungan kerja.
e.      Bahwa pembinaan norma-norma itu perlu diwujudkan dalam Undang-undang yang memuat ketentuan-ketentuan umum tentang keselamatan kerja yang sesuai dengan perkembangan masyarakat, industrialisasi, teknik dan teknologi.
Tujuan
1. Mewujudkan masyarakat dan lingkungan kerja yang aman, sehat dan sejahtera
2. Menjamin kehandalan instalasi listrik sesuai tujuan penggunaannya
3. Mencegah timbulnya bahaya akibat listrik.
Alat Keselamatan Kerja (Alat Pelindung Diri/APD)
1.       Pakaian kerja/Wearpack
Memberikan perlindungan atau proteksi terhadap anggota badan dari bahaya listrik dan panas.
2.       Pelindung Kepala (Helm)
Melindungi kepala dari benturan atau kejatuhan benda dari atas.
3.       Pelindung Tangan (Sarung tangan)
Melindungi tangan dan lengan terhadap debu/kotoran dan bahaya benturan benda keras.
Sarung tangan tahan tegangan
Melindungi tangan dan lengan terhadap bahaya listrik.
4.       Pelindung Kaki (Sepatu)
Melindungi kaki dan sebagai isolasi.
Sepatu tahan tegangan
Melindungi kaki dan sebagai isolasi dari bahaya listrik.