PENCEGAHAN GANGGUAN LISTRIK

A. PENCEGAHAN GANGGUAN 

Sistem tenaga listrik dikatakan baik apabila dapat mencatu dan menyalurkan tenaga listrik ke konsumen dengan tingkat keandalan yang tinggi. Keandalan di sini meliputi kelangsungan, stabilitas, dan harga per KWH yang terjangkau oleh konsumen. Pemadaman listrik sering terjadi akibat gangguan yang tidak bisa diatasi oleh system pengamannya. Keadaan ini akan sangat mengganggu kelangsungan penyaluran tenaga listrik. Naik turunnya kondisi tegangan dan catu daya listrik pun bisa merusakkan perlatan listrik. 

Sebagaimana dijelaskan di muka, ada beberapa jenis gangguan pada saluran tenaga listrik yang memang tidak semuanya bisa dihindarkan. Untuk itu perlu dicari upaya pencegahan agar bisa memperkecil kerusakan pada peralatan listrik, terutama pada manusia akibat adanya gangguan. Menurut J. Soekarto (1985), pencegahan pada gangguan pada system tenaga listrik bisa dikategorikan menjadi 2 langkah sebagai berikut. 

1. Usaha Memperkecil Terjadinya Gangguan 

Cara yang ditempuh, antara lain 

•  membuat isolasi yang baik untuk semua peralatan; 
• membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan dan penangkal petir (arrester); 
• membuat kawat tanah dan membuat tahanan tanah pada kaki menara sekecil mungkin, serta selalu mengadakan pengecekan; 
• membuat perencanaan yang baik untuk mengurangi pengaruh luar mekanis dan mengurangi atau menghindarkan sebab-sebab gangguan karena binatang, polusi, kontaminasi, dan lain-lainnya; 
• pemasangan yang baik, artinya pada saat pemasangan harus mengikuti peraturan-peraturan yang baku; 
• menghindari kemungkinan kesalahan operasi, yaitu dengan membuat prosedur tata cara operasional (standing operational procedur) dan membuat jadwal pemeliharaan rutin; 
• memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk melindungi terhadap sambaran petir; 
• memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah kerusakan pada peralatan akibat sambaran petir. 

2. Usaha Mengurangi Kerusakan Akibat Gangguan 

Beberapa cara untuk mengurangi pengaruh akibat gangguan, antara lain sebagai berikut. 

• Megurangi akibat gangguan, misalnya dengan membatasi arus hubung singkat, caranya dengan menghindari konsentrasi pembangkitan atau dengan memakai impedansi pembatas arus, pemasangan tahanan, atau reaktansi untuk sistem pentanahannya sehingga arus gangguan satu fase terbatas. Pemakaian peralatan yang tahan atau andal terhadap terjadinya arus hubung singkat. 
• Secepatnya memisahkan bagian sistem yang terganggu dengan memakai pengaman lebur atau dengan relai pengaman dan pemutus beban dengan kapasitas pemutusan yang memadai; 
• Merencanakan agar bagian sistem yang terganggu bila harus dipisahkan dari sistem tidak akan mengganggu operasi sistem secara keseluruhan atau penyaluran tenaga listrik ke konsumen tidak terganggu. 

Hal ini bisa dilakukan, misalnya dengan

1) memakai saluran ganda atau saluran yang membentuk ring; 

2) memakai penutup balik otomatis; 

3) memakai generator cadangan atau pembangkitan siap pakai. 

d. Mempertahankan stabilitas sistem selama terjadi gangguan, yaitu dengan memakai pengatur tegangan 

    otomatis yang cepat dan karakteristik kestabilan generator yang memadai. 

e. Membuat data/pengamatan gangguan yang sistematis dan efektif, misalnya dengan menggunakan alat 

    pencabut gangguan untuk mengambil langkah-langkah pencegahan lebih lanjut. 

B. DAERAH PENGAMAN 

Di dalam pengaman sistem tenaga listrik, seluruh komponen harus diamankan dengan tetap menekankan selektivitas kerja peralatan/relai pengaman. Untuk mencapai hal ini, system tenaga listrik dibagi menjadi daerah-daerah (zona) pengamanan. 

Setiap daerah pengaman pada umumnya terdiri atas satu atau lebih elemen sistem tenaga listrik. Misalnya generator, bus bar, transformator, saluran udara, dan lain-lain. Agar seluruh sistem tenaga listrik dapat diamankan, maka harus ada daerah yang tumpang-tindih (overlap). Artinya ada elemen sistem yang diamankan oleh dua daerah pengamanan. 

Setiap daerah pengaman dijaga oleh relai yang sesuai dengan karakteristik peralatan yang diamankan. Pada umumnya yang menjadi pembatas pengamanan antarderah pengamanan ialah trafo arus yang mencatu ke relai. Agar daerah pengamanan tumpang-tindih, maka trafo arus A untuk mengamankan daerah B, sedangkan trafo arus B untuk mengamankan daerah A. Jika terjadi gangguan pada daerah yang tumpang-tindih maka banyak pemutus beban yang bekerja. Hal ini lebih baik dan lebih aman daripada ada daerah kosong yang tidak teramankan. 

C. PENGAMAN UTAMA DAN CADANGAN 

Untuk mengatasi adanya kegagalan kerja dari sistem pengaman, maka pengamanan sistem tenaga listrik dibuat berlapis menjadi dua kelompok, yaitu pengaman utama dan pengaman cadangan. Pengaman utama akan segera bekerja jika terjadi gangguan, sedangkan pengaman cadangan akan bekerja jika pengaman utama gagal bekerja. Kegagalan kerja dari sistem pengaman disebabkan oleh salah satu elemen pengaman tersebut. 

1. Pengaman Utama 

Daerah pengamanan seperti diuraikan sebelumnya memberikan gambaran tentang tugas dari pengaman utama. Untuk relai cepat dan pemutus beban cepat, waktu mulainya terjadinya gangguan sampai selesainya pembukaan pemutus beban maksimum 100 ms, yaitu terdiri dari waktu kerja relai 20-40 ms dan waktu pembukaan pemutus beban 40-60 ms. 

Pada pengamanan jenis tertentu, misalnya pengamanan dengan relai arus lebih, waktu kerjanya justru diperlambat untuk mendapatkan selektivitas karena terjadi pengamanan yang tumpang-tindih dengan seksi berikutnya. Relai ini bertugas selain sebagai pengaman utama pada daerahnya dan juga sekaligus merupakan pengaman cadangan pada seksi berikutnya. 

Elemen-elemen pengaman utama terdiri atas relai, trafo tegangan, baterai (catu daya), kumparan trip, dan pemutus tenaga. Kegagalan kerja pada elemen-elemen pengaman utama dapat dikelompokkan sebagai berikut. 

• Kegagalan pada relainya sendiri. 
• Kegagalan catu arus dan atau catu tegangan ke relai. Hal ini dapat disebabkan kerusakan trafo arus atau trafo tegangannya. Bisa juga rangkaian catu ke relai dari trafo tersebut terbuka atau terhubung singkat. 
• Kegagalan sistem catu arus searah untuk triping pemutus beban. Hal ini disebabkan baterai lemah karena kurang perawatan, terbuka, atau terhubung singkatnya arus searah. 
• Kegagalan pada pemutus tenaga. Kegagalan ini dapat disebabkan karena kumparan trip tidak menerima catu, terjadi kerusakan mekanis, atau kegagalan pemutusan arus karena besarnya arus hubung singkat melampaui kemampuan dari pemutus bebannya. 

Di samping kegagalan di atas, pada pengaman tumpang-tindih (Gambar 2.5) dapat juga terjadi gangguan pada titik x. gangguan itu dapat terjadi antara batas daerah pengaman A dengan pemutus bebannya atau pengaman daerah telah bekerja dan membuka pemutus tenaganya, tetapi gangguan tersebut belum hilang dari sistem. Hal tersebut terjadi karena relai pengaman daerah A tidak mendeteksinya, sehingga masih terdapat daerah mati. 

2. Gangguan Cadangan 

Kegagalan pada pengaman utama atau adanya daerah mati tersebut diatasi dengan menggunakan pengaman cadangan. Pengaman cadangan umumnya mempunyai perlambatan waktu untuk memberikan kesempatan pengaman utama bekerja lebih dahulu. Jika pengaman utama gagal, maka pengaman cadangan bekerja. 

Jenis pengaman cadangan ada dua, yaitu pengaman cadangan setempat (local back up) dan pengaman cadangan jauh (remote back up). 

a. Pengaman Cadangan Setempat 

Pengaman cadangan setempat merupakan sistem pengaman yang bekerja jika pengaman utamanya gagal bekerja. Akan tetapi, jika pengamanannya masih gagal karena pemutus beban gagal bekerja, maka relai tersebut akan memberikan perintah untuk membuka semua pemutus beban yang ada kaitannya dengan pemutus beban tersebut. 

Sistem pengaman cadangan setempat umumnya digunakan pada sistem tenaga listrik dengan tegangan ekstra tinggi. Dalam hal ini relai cadangan mempunyai kecepatan sama dengan pengaman utamanya, karena sistem ini mempunyai pengaman ganda. Disebut pengaman ganda, sebab trafo arus, baterai, maupun kumparan trip semuanya ganda. Di Indonesia untuk sistem dengan tegangan tinggi, yaitu tegangan 150 KV dan 70 KV, biasanya pengaman cadangannya hanya berupa relai cadangan. 

b. Pengaman Cadangan Jauh 

Pengaman cadangan jauh merupakan pengaman yang digunakan untuk mengantisipasi adanya kegagalan kerja pengaman di daerah tertentu. Dalam hal ini suatu gangguan pada daerah tertentu akan dihilangkan atau dipisahkan oleh pengaman dari tempat lain berikutnya (cadangan jauh). 

Pengaman cadangan jauh yang banyak dipakai adalah pengaman dengan relai arus lebih dan pengaman dengan relai jarak. Pengaman cadangan jauh kurang memadai untuk sistem yang besar, antara lain karena dapat gagal bekerja dan dapat terjadi triping yang tidak diharapkan. 

D. SOAL-SOAL LATIHAN 

1. Mengapa pengaman sangat esensial dalam sistem tenaga listrik? 
2. Apa keuntungan dan kelemahan dari sistem interkoneksi tenaga listrik jika dibandingkan dengan sistem tenaga listrik konvensional? 
3. Apa perbedaan fungsi pengaman untuk sistem tenaga listrik yang terhubung secara interkoneksi dan sistem tenaga listrik noninterkoneksi? 
4. Dengan melihat berbagai kemungkinan gangguan pada sistem tenaga listrik, apa usaha-usaha yang harus dilakukan untuk mencegah adanya bahaya yang ditimbulkan? 
5. Apakah pengaman cadangan harus selalu ada pada sistem tenaga listrik? Jalaskan.