Pembangkitan Tenaga Listrik

Sistem Tenaga Listrik dibagi menjadi tiga garis besar, yaitu pembangkitan tenaga listrik, transmisi tenaga listrik dan distribusi tenaga listrik. Pada bagian pembangkitan listrik akan didapati banyak jenis sesuai dengan kebutuhan dan kecocokan lokasi pembangkit tersebut berdiri. Pembangkit tenaga listrik ini sendiri diklasifikasikan menjadi dua berdasarkan pemanfaatan panas dalam pengoperasiannya, yaitu thermal dan non-thermal.

Pembangkit thermal adalah pembangkit yang menggunakan panas dalam proses membangkitkan tenaga listrik. Pembangkit thermal yang terdapat di Indonesia adalah sebagai berikut:

• Pembangkit Listrik Tenaga Uap- Batubara (PLTU)- Coal Fired Power Plant (CFPP)
• Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)- Gas Turbine Power Plant (GTPP)
• Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)- Diesel Engine Power Plant (DEPP)
• Pembangkit Listrik Tenaga Gas Dan Uap (PLTGU)- Combined Cycle Power Plant (CCPP)
• 
• Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG)- Gas Engine Power Plant (GEPP)
• Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)- Geothermal Power Plant (GPP)

Sedangkan pembangkit non-thermal merupakan pembangkit tenaga listrik yang memanfaatkan energy alternative (non-thermal) dalam proses pembangkitannya. Pembangkit listrik yang termasuk dalam pembangkit non-thermal adalah sebagai berikut:

•  Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)- Hydro Power Plant (HPP)
•  Pembangkit Listik Tenaga Surya (PLTS)- Solar Cell Power Plant (SCPP)
• Pembangkit Listrik Tenaga Angin Atau Bayu (PLTB)- Wind Turbine Power Plant (WTPP)

Untuk negara Indonesia pusat listrik yang digunakan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG)-Gas Engine Power Plant (GEPP). Hal ini disebabkan karena keuntungan yang didapatkan jika dibandingkan dengan jenis pusat listrik lainnya. Keuntungan tersebut adalah sebagai berikut:

• Ketersediaan bahan bakar gas alam (natural gas), yang dari segi ekonomi lebih baik dibandingkan dengan bahan bakar (HSD/MFO/LFO)
•  Kapasitas unit pembangkitan yang bisa disesuaikan dengan kebutuhan
•  Pengerjaan, pengoperasian dan pemeliharaan yang relative sederhana

Bisa digunakan untuk pemasok daya saat beban puncak (peaker)

Pada sebuah PLTMG, sistemnya tidak terlalu rumit. Terdiri dari satu bagian utama (main equipment), yang berupa mesin dan pelengkap (engine and auxiliary) dan sistem pendukung (balance of plant-BoP).

Motor Listrik, Prinsip dan Komponennya

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. energi mekanik ini biasanya digunakan untuk memutar impeller, pompa, kipas angin atau fan, menggerakan kompresor, mengangkat bahan dan lain-lain. pengaplikasian motor listrik dalam rumah tangga yaitu dalam kipas angin, mixer, blender, bor listrik dan lain-lain. motor listrik dalam industri sering disebut sebagai kuda kerja karena 70% beban listrik total dipakai dalam pengoperasian motor listrik.

Motor Listrik

Prinsip Kerja Motor Listrik

Prinsip gaya lorentz diterapkan dalam motor listrik. gaya lorentz atau gaya magentik adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet. persamaan yang digunakan adalah

dengan F adalah gaya (N), B adalah medan magnet (Tesla), q adalah muatan listrik dan v adalah arah kecepatan muatan (m/s).

Motor listrik terdiri dari beberapa komponen yaitu:

a. Magnet yang berfungsi untuk menghasilkan medan magentik. semakin besar kekuatan medan magnetik yang diberikan maka putaran yang dihasilkan akan semakin besar.

b.Baterai digunakan untuk menghasilkan arus listrik, semakin besar arus listrik yang masuk maka makin besar putaran motornya

c. Sikat berfungsi menghubungkan atus dari baterai ke komutator dari kumparan.

d. Komutator berfungsi mengubah arah arus yang mengalir pada kumparan agar putaran motor dapat terjadi (tidak bergerak bolak-balik).

Gardu Induk dan Komponennya.

Gardu induk merupakan suatu sistem Instalasi listrik yang terdiri dari beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi penghubung listrik dari jaringan transmisi ke jaringan distribusi perimer. Perlengkapan peralatan listrik tersebut antara lain:

1. Busbar atau Rel
Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. Ada beberapa jenis konfigurasi busbar yang digunakan saat ini, antara lain:

- Sistem cincin atau ring, semua rel/busbar yang ada tersambung satu sama lain dan membentuk seperti ring/cicin.
 

Gambar 1. Sistem Cincin atau ring

- Busbar Tunggal atau Single busbar, semua perlengkapan peralatan listrik dihubungkan hanya pada satu / single busbar pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk diujung atau akhir dari suatu transmisi.

Gambar 2. Sistem busbar tunggal atau single busbar

- Busbar Ganda atau double busbar, Adalah gardu induk yang mempunyai dua / double busbar . Sistem ini sangat umum, hamper semua gardu induk menggunakan sistem ini karena sangat efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan.

Gambar 3. Sistem Busbar Ganda atau double Busbar.

- Busbar satu setengah atau one half busbar, gardu induk dengan konfigurasi seperti ini mempunyai dua busbar juga sama seperti pada busbar ganda, tapi konfigurasi busbar seperti ini dipakai pada Gardu induk Pembangkitan dan gardu induk yang sangat besar, karena sangat efektif dalam segi operasional dan dapat mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem. Sistem ini menggunakan 3 buah PMT didalam satu diagonal yang terpasang secara seri.

Gambar 4. Sistem Busbar satu setengah atau one half busbar.

2. Ligthning Arrester
biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge) maupun oleh surja hubung ( Switching Surge ).

3. Transformator instrument atau Transformator ukur
Untuk proses pengukuran digardu induk diperlukan tranformator instrumen. Tranformator instrument ini dibagi atas dua kelompok yaitu:

- Transformator Tegangan, adalah trafo satu fasa yang menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi.

- Transformator arus, digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus yang mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan untuk arus yang mengalir besar, maka harus dilakukan pengukuran secara tidak langsung dengan menggunakan trafo arus (sebutan untuk trafo pengukuran arus yang besar). Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.

- Transformator Bantu (Auxilliary Transformator), trafo yang digunakan untuk membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Dan merupakan pasokan utama untuk alat-alat bantu seperti motor-motor listrik 3 fasa yang digunakan pada motor pompa sirkulasi minyak trafo beserta motor motor kipas pendingin. Yang paling penting adalah sebagai pemasok utama sumber tenaga cadangan seperti sumber DC, dimana sumber DC ini merupakan sumber utama jika terjadi gangguan dan sebagai pasokan tenaga untuk proteksi sehingga proteksi tetap bekerja walaupun tidak ada pasokan arus AC.

Transformator bantu sering disebut sebagai trafo pemakaian sendiri sebab selain fungsi utama diatas, juga digunakan untuk penerangan, sumber untuk sistim sirkulasi pada ruang baterai, sumber pengggerak mesin pendingin (Air Conditioner) karena beberapa proteksi yang menggunakan elektronika/digital diperlukan temperatur ruangan dengan temperatur antara 20ºC -28ºC.

Untuk mengopimalkan pembagian sumber tenaga dari transformator bantu adalah pembagian beban yang masing-masing mempunyai proteksi sesuai dengan kapasitasnya masing-masing. Juga diperlukan pembagi sumber DC untuk kesetiap fungsi dan bay yang menggunakan sumber DC sebagai penggerak utamanya. Untuk itu disetiap gardu induk tersedia panel distribusi AC dan DC.

4. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS)
Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban. Mengenai Sakelar pemisah akan dibahas pada postingan selanjutnya.

5. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB)
Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). Pada waktu menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi dengan media peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6. 

6. Sakelar Pentanahan
Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk menghilangkan/mentanahkan tegangan induksi pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem. Sakelar Pentanahan ini dibuka dan ditutup hanya apabila sistem dalam keadaan tidak bertegangan (PMS dan PMT sudah membuka)

7. Kompensator
Kompensator didalam sistem Penyaluran tenaga Listrik disebut pula alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator, dengan mengatur daya reaktif atau dapat pula dipakai untuk menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor daya. Alat tersebut ada yang berputar dan ada yang stationer, yang berputar adalah kondensator sinkron dan kondensator asinkron, sedangkan yang stationer adalah kondensator statis atau kapasitor shunt dan reaktor shunt.

8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi
Data yang diterima SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) interface dari berbagai masukan (sensor, alat ukur, relay, dan lain lain) baik berupa data digital dan data analog dan dirubah dalam bentuk data frekwensi tinggi (50 kHz sampai dengan 500 kHz) yang kemudian ditransmisikan bersama tenaga listrik tegangan tinggi. Data frekwensi tinggi yang dikirimkan tidak bersifat kontinyu tetapi secara paket per satuan waktu. Dengan kata lain berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi data serta tele proteksi dengan memanfaatkan penghantarnya dan bukan tegangan yang terdapat pada penghantar tersebut. Oleh sebab itu bila penghantar tak bertegangan maka Power Line Carrier (PLC) akan tetap berfungsi asalkan penghantar tersebut tidak terputus. Dengan demikian diperlukan peralatan yang berfungsi memasukkan dan mengeluarkan sinyal informasi dari energi listrik di ujung-ujung penghantar. Materi ini akan dibahas lebih lanjut pada artikel selanjutnya.

9. Rele Proteksi dan Papan Alarm (Announciator)
Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan dan membatasi daerah yang terganggu sekecil mungkin. Kesemua manfaat tersebut akan memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu dan keandalan yang tinggi. Sedangkan papan alarm atau announciator adalah sederetan nama-nama jenis gangguan yang dilengkapi dengan lampu dan suara sirine pada saat terjadi gangguan, sehingga memudahkan petugas untuk mengetahui rele proteksi yang bekerja dan jenis gangguan yang terjadi.

source:http://dunia-listrik.blogspot.co.id

Rangkaian RLC

Rangkaian RLC ialah rangkaian elektronik yang terdiri dari komponen resistor, induktor, dan kapasitor, yang dihubungkan dengan cara seri atau paralel. Mengapa di namakan RLC, sebab nama ini jadi simbol listrik yang biasa digunakan untuk ketahanan, induktansi dan kapasitansi dari masing-masing komponen. Rangkaian ini membentuk osilator harmonik dan akan beresonansi hanya didalam cara yang sama sebagai rangkaian LC.
Resistor merupakan komponen yang sering digunakan dalam sirkuit maupun rangkaian listrik, resistor berfungsi sebagai resistansi/hambatan yang mampu mengatur tegangan dan arus listrik rangkaian. Induktor atau Coil memiliki fungsi yang cukup banyak seperti menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (filter) frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik, meneruskan arus searah dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan. Kapasitor atau disebut juga dengan Kondensator adalam komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasistansinya adalah Farad.

Rangkaian RLC-Resistor Induktor Kapasitor

Perbedaan dari rangkaian RLC ini tampak dari resistor, yang dimana tiap-tiap osilasi yang timbul di sirkuit akan mati dari waktu ke waktu bila tidak terus berjalan sesuai dengan sumber. Hal ini merupakan dampak dari resistor yang disebut peredam. resistensi dari beberapa resistor tidak bisa di hindari di sirkuit nyata, apalagi bila resistor tidak dengan spesial dimasukkan sebagai komponen. Sebuah sirkuit LC murni adalah salah satu hal ideal yang betul-betul cuma ada didalam teori.

Untuk rangkaian RLC seri yang memakai arus AC, maka arus listrik akan memperoleh hambatan dari R, L dan C. hambatan tersebut biasanya dinamakan dengan impedansi (Z). impedansi adalah kombinasi secara vektor dari XL, XC dan XR yang besarannya dilihat dari satuan z.

Ada beraneka macam type RLC untuk sirkuit ini. sehingga rangkaian ini sangat banyak dipakai didalam berbagai type rangkaian osilator. Rangkaian yang paling penting adalah untuk tuning, misalnya di penerima radio atau televisi, dimana dipakai untuk memilih rentang frekuensi yang sempit dari gelombang radio ambien.

Rangkaian RLC ini sering kali di sebut sebagai sirkuit yang disetel. sebuah Rangkaian RLC bisa digunakan sebagai band-pass filter atau band-stop filter dan tuning aplikasi, umpamanya contoh band-pass filter. filter RLC digambarkan sebagai sirkuit order kedua, yang bermakna bahwa tiap-tiap tegangan atau arus pada rangkaian bisa digambarkan dengan persamaan diferensial orde kedua didalam analisis rangkaian.

Tiga elemen penting dalam rangkaian ini bisa di gabungkan didalam sejumlah cara yang berlainan. Ketiga elemen yang di susun dengan cara seri atau dengan cara paralel adalah rangkaian yang simpel didalam perencanaan dan yang mudah untuk dianalisa.

source:http://komponenelektronika.org

Perbedaan Arus AC dan DC

AC adalah singkatan Alternating Current yang artinya arus bolak-balik sedangkan DC adalah singkatan Direct Current yang artinya arus searah. Kedua istilah itu perlu diketahui dan dipahami sebelum lebih jauh memperdalam pengetahuan di bidang elektronika dan listrik. AC dan DC adalah jenis tegangan atau arus listrik dengan karakteristik, sifat, dan bentuk gelombang yang berbeda, namun satuan dan besaran-besarannya sama yaitu: Volt (V) untuk satuan tegangan, Ampere (A) untuk satuan arus, dan Watt (W) untuk satuan daya.  Jika suatu alat menggunakan sumber tegangan AC, maka arus yang mengalir pada perangkat tersebut adalah arus AC, demikian juga jika suatu alat menggunakan sumber listrik DC, maka arus yang mengalir adalah arus DC. Untuk melihat perbedaan bentuk gelombang antara tegangan AC dan DC dapat digunakan alat ukur Oscilloscope.

Arah aliran arus dalam peralatan listrik antara AC dan DC

Oscilloscope yang dilengkapi dengan tabung sinar katoda berfungsi untuk memproyeksikan sinyal listrik ke layar tabung katoda menjadi bentuk gelombang yang dapat dilihat, diamati, dan dipelajari. Seiring kemajuan teknologi, kini Oscilloscope sudah dalam bentuk perangkat digital dengan fitur yang lebih lengkap dan lebih sempurna. Dengan bantuan oscilloscope, hal-hal berikut ini dapat kita lakukan:

• Melihat dan mengamati bentuk gelombang listrik
• Mengukur tegangan peak to peak (puncak ke puncak)
• Dapat melihat suatu distorsi gelombang listrik
• Dapat melihat lebar fulsa, periode, dan waktu dari dua sinyal
• Mengukur frekwensi gelombang listrik

Tegangan dan Arus DC (Searah)

Tegangan DC memiliki polaritas yang tetap yakni positif (+), nol (0), dan negatif (-).  Tegangan DC tidak memiliki phase dan arus yang  mengalir pun selalu dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah yakni dari positif ke negatif, dari positif ke nol, atau dari nol ke negatif karena polaritas nol lebih tinggi dari polaritas negatif. Dalam prakteknya, polaritas negatif umunya menggunakan warna kabel merah sedangkan negatif menggunakan kabel berwarna hitam.

Contoh Sumber Tegangan DC (Searah):

• Battery (Accu/Accumulator/Aki) cair yang mengandung asam H2So4
• Battery Kering
• Solar Cell
• Power Supply atau Adaptor

Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan DC (Searah):

Kamera Digital,Telpon Seluler, Handycam, MP3/ MP4 Player, Lampu Senter, Lampu Emergency, Kalkulator, Remote Control, Mainan Anak, Pointer (untuk presentasi), Wireless Mouse, Jam Tangan dan Jam Dinding.

Tegangan dan Arus AC (Bolak-balik)

Berbeda dengan tegangan DC, tegangan AC memiliki dua polaritas yang berubah-ubah dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah dalam satuan waktu. Dengan demikian tegangan AC memiliki phase dan frekuensi misalnya 60 Hz (60 cycle per detik) dan 50 Hz (50 Cycle per detik). Polaritas tersebut diukur dari titik Netral (N) atau Ground (GND).

Berdasarkan penggunaan jumlah phase-nya tegangan AC terdiri dari satu phase yaitu Phase, Neutral, dan Ground, kedua adalah tegangan AC tiga phase yang terdiri dari Phase R, Phase S, Phase T, Neutral, dan Ground. Dalam perkabelan listrik, polaritas tegangan AC dibedakan dengan warna kabel. Biru utuk Phase, Hitam untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground.

Bentuk gelombang arus bolak balik

Contoh Sumber Tegangan AC

• PLN dengan bermacam pembangkit listrik misalnya PLTA dan PLTU. Besarnya tegangan AC dari PLN di Indonesia adalah sekitar 220Volt – 240 Volt dengan frekuensi 60 Hz.
• Output Transformator Step Down pada rangkaian power supply
• Output dari motor generator.

Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC:

Motor Listrik, Televisi, Kulkas (Lemari Pendingin), Pompa Air, Bor Listrik, UPS , interupable Power Supply), EPS (Emergency Power Source), Stabilizer Tegangan, Lampu-lampu Penerangan, Lampu Lalu-lintas, Komputer PC, Gergaji Mesin, Sugu Listrik, Mesin Fotokopi
Mesin Bubut, Kipas Angin.

Perbedaan AC dan DC paling mendasar adalah bentuk gelombang dan polaritas sehingga sifat dan karakterisitk peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC akan berbeda dengan peralatan yang menggunakan sumber tegangan DC. Perangkat yang menggunakan sumber tegangan AC akan menghasilkan arus AC dan perangkat yang menggunakan tegangan DC akan menghasilkan arus DC kecuali drancang dengan sistem khusus untuk mengkonversi tegangan.

source:http://www.elektronika123.com