Daftar Referensi1. Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan

Elektronika Daya, Gramedia Pusaka Utama, Jakarta, 1993.

2. Edward Hughes, Electreical Technology3. Abdul Kadir, Mesin Arus Searah4. Tata, Theory of Alternating Current,

Mc.Graw-Hill5. Fitzgerald, Basic Electrical engineering,

Mc.Graw Hil

Pengenalan tenaga listrikDiagram dasar sistem tenaga listrikJenis – jenis pembangkit tenaga listrik Pusat pembangkit & operasi ekonomisnya Konversi energi elektromekanik Karekteristrik beban,proteksi,notasi dan simbol

Pertemuan 1

PENGENALAN TENAGA LISTRIKTenaga listrik dihasilkan di pusat-pusat pembangkit

tenaga listrik. Keseluruhan proses pembangkitan, transmisi dan distribusi ke pusat-pusat beban disebut dengan sistem tenaga listrik. Secara umum dapat dijabarkan menjadi sistem pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi. Pada subsistem pembangkitan terdapat beberapa sumber tenaga yang digunakan untuk menghasilkan tenaga yaitu diantaranya batubara, minyak, air, panas bumi dan uranium. Sumber tenaga dapat berfungsi menggerakan turbin air, turbin gas, turbin uap, dan disambungkan ke suatu generator AC. Generator AC diputar oleh turbin yang berguna untuk mengkonversi daya mekanis ke energi listrik.

Salah satu yang paling ekonomis,mudah,dan aman untuk mengirimkan energi adalah melalui bentuk energi listrik.Pada pusat pembangkit,sumber daya energi primer seperti bahan bakar fosil ( minyak,gas alam, dan batu bara).hidro,panas bumi,dan nuklir diubah menjadi energi listrik.

Diagram dasar sistem tenaga listrik

Jenis-jenis yang terdapat pada pembangkit tenaga listrik diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Energi Matahari2. PLTGU

Sel surya merupakan alat semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah besar dioda p-n junction yang didalamnya terdapat cahaya matahari yang dapat menciptakan energi listrik yang berguna, pada pengubahan ini disebut dengan efek photovoltaic. Tenaga surya dapat digunakan untuk menghasilkan listrik menggunakan pembangkit tenaga panas surya.

PLTGU merupakan suatu instalasi peralatan yang berfungsi untuk mengubah energi panas (hasil dari pembakaran bahan bakar dan udara) menjadi energi liastrik yang bermanfaat. Sistem PLTGU merupakan penggabungan antara PLTU dengan PLTG. PLTU memanfaatkan energi panas dan uap dari gas buang dari hasil pembakaran di PLTG untuk memanaskan air di HRSG (Heat Recovery Steam Genarator).

3. Pembangkit Listrik Tenaga Air

4. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD),

Pembangkit listrik tenaga air merupakan pembangkit listrik yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik (hidroelektrik). Secara umum, pembangkit listrik tenaga air juga tidak hanya terbatas dari waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk ombak.

Pembangkit listrik tenaga diesel merupakan pembangkit listrik yang mengandalkan energi mekanik yang berupa kecepatan atau putaran,selanjutnya energi mekanis tersebut dirubah menjadi energi listrik dengan menggunakn generator.

Pusat pembangkit & operasi ekonomisnyaPusat pembangkit berfungsi untuk mengkonversikan

sumber daya energi primer menjadi energi listrik. Pusat pembangkit listrik konvensional mencakup :

1. Pusat Listrik Tenaga Uap ( PLTU ).2. Pusat Listrik Tenaga Air ( PLTA ).3. Pusat Listrik Tenaga Gas ( PLTG ).4. Pusat Listrik Tenaga Diesel ( PLTD ).5. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi ( PLTP ).6. Pusat Listrik Tenaga Nuklir ( PLTN ).Disamping pembangkit listrik konvensional

tersebut.Saat ini tengah dikembangkan beberapa teknologi konversi untuk sumberdaya alam energi baru seperti : Biomasa,solar,limbahkayu,angin,gelombanglaut,dan sebagainya.

Pusat pembangkit Listrik tenaga Uap ( PLTU ).Pada pembangkit tenaga listrik ini,bahan bakar

minyak,gas alam, atau batu bara di pakai untuk membangkitkan panas dan uap pada boiler.Uap tersebut kemudian dipakai untuk memutar turbin yang di kopelkan langsung dengan sebuah generator sinkron.hal ini mengakibatkan efisiensi termodinamika suatu turbin uap bernilai lebih kecil dari 50 %.Turbin uap yang modern mempunyai temperatur boiler sekitar 500 sampai 600 oC dan temperatur kondensr antara 20 sampai 30 oC.

boiler

turb

in gene

rator

kondensorpompa

Gambar siklus turbin uap

Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Gas ( PLTG )Seperti juga pada PLTD. PLTG atau Turbin gas merupakan

mesin dengan proses pembakaran dalam ( internal Combustion ). Bahan bakar berupa minyak atau gas alam dibakar di dalam ruang pembakaran ( combustior ). Udara yang memasuki kompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan bakar disemprotkan ke ruang pembakaran untuk melakukan proses pembakaran.Berbeda dengan PLTD,pada PLTG tidak terdapat bagian mesin yang bergerak tranlasi

(bolak-balik) karena itu ia merupakan mesin yang bebas dari getaran.Meskipun temperatur Turbin gas (1000oC) jauh lebih tinggi dari pada temperatur turbin uap ( 538 0C).Namun efisiensi konversi termalnya hanya mencapai 20%-30%.Karena biaya modal yang rendah. Serta biaya bahan bakar yang tinggi.Maka PLTG berfungsi memikul beban puncak.

Tabel 1.1 susunan kapasitas terpasang pembangkit PLN Menurut jenisnya untuk keadaan akhir pelita V ( 1988/89)No Jenis Pembangkit Kapasitas terpasang

( MW ) ( % )

1 PLTA 1989.4 25.6

2 PLTD 1346.6 17.3

3 PLTG 954.0 12.1

4 PLTP 140.0 1.8

5 PLTU : Batu Bara 1330.0 17.1

6 PLTU : Minyak 2036.0 26.1

Total ( MW ) 7787.0 100

KONVERSI ENERGI ELEKTROMEKANIKSalah satu aspek penting dalam sistem tenaga

adalah yang menyangkut konversi energi elektromekanik.yaitu konversi energi dari bentuk mekanik ke listrik dan dari bentuk listrik ke mekanik.

Pada gambar blok sebelah kiri ini menggambarkn sistem pembangkit melelui generator sinkron tiga fasa yang menerima kopel dari poros turbin.Sistem ini berperan untuk mengubah bentuk energi mekanik menjadi energi llistrik.

Sistem pembangkit

konversi energi

mekanik ke listrik

( generator)

Sistem beban:konver

si energi listrik ke mekanik (motor )

Sistem transmisi

SISTEM TENAGA LISTRIK

Gambar generator tempo dulu

•Blok di sebelah kanan pada gambar diatas menggambarkan sistem beban yang mengubah sebagian dari energi listrik menjadi bentuk energi mekanik.Perubahan tersebut berlangsung dalam mesin-mesin berputar yang sering disebut dengan motor.Selain itu listrik juga diperlukan untuk penerangan,pendingin dan pemanasan dalam kehidupan sehari-hari.

Gambar power plant

Karekteristrik beban,proteksi,notasi dan simbol

Karakteristik BebanSistem tenaga listrik dirancang untuk dapat mengirim

energi listrik dengan cara yang effisien dan aman kepada para langganan. Karekteristik dari permintaan energi listrik kadangkala membuat usaha tersebut sulit terpenuhi.

Pertumbuhan rata-rata konsumsi listrik di indonesia pada pelita II dan III masing-masing mencapai 14.1% dan 12.7 % per tahn. Mengingat untuk membangun suatu pusat pembangkit tenag listrik diperlukan waktu 8 sampai 10 thn,maka para perencana sistem harus melihat kemungkinan-kemungkinan perkembangan sistem tenaga 10 sampai 20 thn ke muka. Hal tersebut diperlukan agar tersedia cukup waktu untuk memperkirakan dan memperbaiki perencanaan dalam perspektif jangka panjang. Namun demikian tugas perencana sistem tidak terbatas pada menjamin ketersediaan pembangkitan yang cukup saja,tapi juga harus dapat menentukan :

Saluran Transmisi Tegangan Tinggi PLN kebanyakan mempunyai tegangan 66 KV, 150 KV dan 500 KV. Khusus untuk tegangan 500 KV dalam praktek saat ini disebut sebagai tegangan ekstra tinggi.

Tegangan Distribusi primer yang dipakai PLN adalah : 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 KV.

1. Apakah saluran transmisi yang tersedia beserta pelengkapnya masih cukup mampu untuk membawa tambahan energi listrik yang diperlukan?

2. Apakah keadaan gejala peralihan (transient) akan mengganggu operasi normal sistem.

3. Cara operasi yang paling ekonomis untuk bermacam-macam keadaan pembebanan.

Notasi dan simbolPenggunaan dalam bab teknik tenaga listrik

diusahakan sesederhana mungkin.Untuk harga sesaat besaran arus bolak-balik,digunakan huruf kecil,misalnya i untuk arus kuat dan v untuk tegangan sesaat.

Simbol-Simbol Gambar Listrik a. Lambang Huruf untuk Instrumen Ukur Lambang Huruf untuk Instrumen Ukur

No Lambang Keterangan

1 A ampere

2 V volt

No Lambang Keterangan

3 VA voltampere

4 Var var

5 W watt

6 Wh watt-jam

7 Vah voltampere-jam

8 varh var-jam

9 Ф∆ fluks

10 H Kuat Medan

11 E Gaya gerak Listrik