STUDI ANALISIS PEMILIHAN TEGANGAN OPTIMAL UNTUK SALURAN TRANSMISI DAYA LISTRIK Oleh : Ir.Sulasno, Ir.Tejo Sukmadi,MT, A.

Fauzi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik #$$% Universitas i!one"oro Abstrak Determining of the transmission voltage is represents very important factor in power transmission. By optimal electrical power transmission which include the appropriate voltage, it will be obtained the effective and efficient system. According to Alfred Still that the optimal value of power transmission voltage could be determined with relationship between voltage with power is delivered and the length of transmission line. But, in the real application determining of the optimal transmission voltage is also influenced by the equipments cost factor, such as conductor cost. This final assignment will determine the voltage of transmission line from an individual generation, such as uses empirical equation of Alfred Still. Beside of that, it is also used the voltage equation in which the losses and cost factor are not neglected. In the calculation of the voltage that uses the equation with economic factor, the value of transmission voltage is closer to the !" and A"SI standard than technical equation, such as Alfred Still equation. Alfred Still equation is used for determining the transmission voltage technically, because it neglects the cost factor. I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakan alam !en&aluran tena"a listrik untuk mem!eroleh nilai ekonomis dan teknis &an" tin""i, maka !enentuan te"an"an saluran transmisi &an" o!timal meru!akan 'aktor &an" san"at !entin". Seirin" den"an menin"katn&a (ia&a !eralatan listrik te"an"an tin""i dan ke(utuhan akan o!timalisasi !en&aluran da&a listrik maka !emilihan te"an"an transmisi &an" o!timal san"at di(utuhkan. A!a(ila te"an"an transmisi dinaikkan maka ru"i)ru"i transmisi menurun dan da&a "una *e'isiensi+ !en&aluran da&a listrik akan menin"kat. Akan teta!i den"an menaikkan te"an"an transmisi (erarti akan menin"katkan isolasi dan (ia&a !eralatan. ,emilihan te"an"an transmisi &an" o!timum da!at !ula ditentukan den"an men""unakan hu(un"anantara te"an"an den"an da&a &an" disalurkan dan !anjan" saluran transmisi. -erdasarkan dua !arameter terse(ut Alfred Still menuliskan !ersamaan empiris untuk menentukan nilai te"an"an. ,ersamaan em!iris ini meru!akan salah satu latar (elakan" !enulisan tu"as akhir ini. ,en""unaan !en"hantar &an" ke.il di(atasi oleh kemam!uan !en&aluran arusn&a, sedan"kan !ertim(an"an ekonomis !en"hantar &an" ke.il (erarti (ia&a investasi transmisi semakin rendah. emikian ju"a den"an sistem te"an"an, semakin tin""i te"an"an transmisi, maka ru"i da&a &an" dise(a(kan oleh tahanan semakin ke.il. Akan teta!i (ia&a investasi transmisi menjadi le(ih (esar karena mem(utuhkan isolator &an" le(ih kuat. Oleh karena itu di!erlukan o!timasi untuk menentukan te"an"an transmisi &an" o!timal a"ar di!eroleh sistem transmisi &an" handal dan ekonomis. ,emilihan te"an"an transmisi dilakukan den"an mem!erhitun"kan !ula da&a &an" disalurkan, jarak !en&aluran, (ia&a untuk te"an"an tertentu dan sistem te"an"an &an" sesuai den"an standarisasi &an" (erlaku. Selain itu, !enentuan te"an"an harus ju"a disesuaikan den"an standarisasi !eralatan &an" ada. 1.!. Tu"uan ,en&usunan tu"as akhir ini (ertujuan untuk menda!atkan te"an"an o!timal !ada saluran transmisi &an" mem!erhitun"kan 'aktor teknis dan ekonomis !ada !en&aluran da&a listrik tertentu den"an men""unakan rumus)rumus te"an"an &an" telah ditentukan dalam tu"as akhir ini, salah satun&a adalah rumus em!iris Alfred Still. 1.#. Bata$an Ma$alah /an" dimaksud den"an !emilihan te"an"an dalam tu"as akhir ini adalah !emilihan te"an"an transmisi &an" o!timal dari !em(an"kit terpisah *!em(an"kit &an" men&u!lai satu !usat (e(an dan tidak terhu(un" den"an jarin"an interkoneksi+ men""unakan (e(era!a !ersamaan te"an"an den"an (atasan masalah se(a"ai (erikut : 0. ,arameter (ia&a transmisi din&atakan dalam US ollar *0 US 1 2!0$.$$$,$$+ #. alam tu"as akhir ini tidak mem(ahas !ondasi to3er, desi"n to3er dan desi"n isolator. 4. 5onduktor sejenis untuk satu kali !erhitun"an te"an"an. 6. Faktor (e(an dan !ersentasi (ia&a !emeliharaan (erdasarkan data statistik ,78 tahun #$$6. 9. :ariasi jenis konduktor &an" di"unakan, (esar (ia&a s!esi'ikasi transmisi dan variasi da&a dalam tu"as akhir ini

%.

(erdasarkan re'erensi dari Supreme $able %anufacturing $orp *,T. SU;A;O+ dan ,78)Enjinirin" *,78)E+ Jakarta. Standard &an" menjadi a.uan nilai te"an"an adalah S,78)0 < 0==9 dan American "ational Standards Institute *A8SI+.

IS

IP Z

IR

VS

Y/2

Y/2

VR

II. Saluran Tran$%&$& Da'a L&$tr&k !.1 Kla$&$(&ka$& Saluran Tran$%&$& Berda$arkan Pan"an Saluran a. Saluran Transmisi ,endek ,anjan" saluran transmisi !endek kuran" dari A$ km. >am(ar #.0 menunjukkan dia"ram !en""anti dari saluran transmisi !endek.
IS R Z jX IR

>am(ar #.4. ia"ram !en""anti saluran transmisi menen"ah nominal ?

@u(un"an te"an"an dan arus:

&S = &# + I ' B I = I # + &# '( & S 0 &# + 'I # = + # ( I s = I + &S #

( #
*#.6+

I =I

+
#

& ( 0 '( & 'I ( + + +

AC

VS

VR

ZL

>am(ar #.0. ia"ram !en""anti saluran transmisi !endek

'( + '( I # *#.9+ & # + 0 I S = ( + # 6

@u(un"an te"an"an dan arus adalah:

&S = &# + 'I # I S = I#

*#.0+

b. Saluran Transmisi Menen"ah Saluran transmisi menen"ah da!at di"am(arkan den"an nominal T *(intan"+ dan *delta+. ,anjan" saluran transmisi menen"ah A$ km sam!ai den"an #9$ km.
IS Z/2 Z/2 IR

>am(ar #.6. ia"ram !en""anti saluran transmisi !anjan"

@u(un"an te"an"an dan arus :

VS

VP

&# = &S .osh '( l I S ') sinh I # = I S .osh '( l &S

'( l *#.%+

') sinh '( l

*#.C+

>am(ar #.#. ia"ram !en""anti saluran transmisi menen"ah nominal T

@u(un"an te"an"an dan arus se(a"ai (erikut:

!.! Kla$&(&ka$& Saluran Tran$%&$& Berda$arkan Te an an Ker"a i Indonesia te"an"an transmisi &an" di"unakan adalah C$k:, 09$ k:, #69k:, #C9k: dan 9$$ k:. i ne"ara)ne"ara maju, terutama dalam (idan" transmisi, se!erti Amerika, 2usia dan ;anada, nilai te"an"an transmisi men.a!ai 0$$$ k:, maka di ne"ara) ne"ara terse(ut klasi'ikasi saluran transmisi (erdasarkan te"an"ann&a adalah: te"an"an tin""i sam!ai den"an 04A k:, te"an"an ekstra tin""i **+tra ,igh &oltage, antara ##$ k: D C%9 k: dan te"an"an ultra tin""i *-ltra ,igh &oltage+ di atas C%9 k:.

&S = &# + I #

' ' +I S # #

' I S = I #& ( = I # + & # + I # #

'( ' ( I # &S = 0 + & # + ' + 6 # I S = (&# + 0 + ' #

*#.#+

I #

*#.4+

Ta(el #.0. Standar te"an"an transmisi ,78

Kategori Teg. tinggi Teg. Ekstra Tinggi

Rating Tegangan (kV) di atas 35 kV 245 kV di atas 245 765 kV

transmisi. 8amun, te"an"an saluran &an" semakin tin""i da!at men"aki(atkan ru"i korona. #.1 Penentuan te an an )erda$arkan da'a natural Untuk ka3at !anjan":

Ta(el #.#. Standar te"an"an transmisi A8SI

Kategori Teg. tinggi

Teg. Ekstra Tinggi

Rating Tegangan (kV) Nominal Maksim m 34.5 36.5 46 4!.3 6" 72.5 ##5 #2# #6# #6" 23$ 342 345 362 4$$ 5$$ 55$ 765 !$$ ##$$ #2$$

&S = &# .osh l + ' ) I # sinh l I S = I # .osh l + &# ' ) sinh l

*4.0+ *4.#+

# &# &S .os &# .os l . + ' $ sin ' $ sin l l

& # & S sin ' $ sin l

*4.4+

8ilai

&# = &S = &

maksimum di!eroleh jika # dan ujun" (e(an ditutu!

Teg. %ltra Tinggi

den"an tahanan &an" sama den"an im!edansi surja dari saluran. 8ilai & # ' $ dise(ut da&a natural. Sehin""a
#

"

& = '$

*4.6+ *4.9+

!.! Kla$&(&ka$& Saluran Tran$%&$& Berda$arkan (un $& dala% *+era$& -erdasarkan 'un"sin&a dalam o!erasi, saluran transmisi serin" di(eri nama transmisi, sub/ transmisi dan distribusi. !.# Ka,at Pen hantar 5a3at !en"hantar &an" (an&ak di"unakan !ada saluran transmisi di Indonesia adalah !en"hantar aluminium &an" terdiri dari (er(a"ai jenis den"an kode se(a"ai (erikut: 0+AA; *All Aluminium $onductor+, &aitu ka3at !en"hantar &an" seluruhn&a ter(uat dari aluminium. #+AAA; *All Aluminium Alloy $onductor+, &aitu ka3at !en"hantar &an" seluruhn&a ter(uat dari .am!uran aluminium. 4+ A;S2 *Aluminium $onductor Steel #einforced+, &aitu ka3at !en"hantar aluminium (erinti ka3at (aja. 6+ A;A2 *Aluminium $onductor Alloy #einforced+, ka3at !en"hantar aluminium &a" di!erkuat den"an lo"am .am!uran. Jenis !en"hantar &an" di"unakan dalam tu"as kahir ini diantaran&a O:E *A;S2B # # 4#C.=9mm +, EE-2A *A;S2B 6A6.9mm +, # 2A5E *A;S2B 6%A.4=mm +, >A88ET *A;S2B 4=#.CC+ dan A;S2 *4A$<9$B 640.9 # mm +. III. Per$a%aan Te an an Se.ara teknis, untuk menin"katkan e'isiensi !en&aluran da&a listrik da!at dilakukan den"an menaikkan te"an"an

& = .
"

'$

-esar im!edansi untuk saluran udara adalah mendekati nilai 6$$ Ohm, maka:
& =
"

# ,9

*)&+

*4.%+

alam tu"as akhir ini, !ersamaan 4.9 dise(ut se(a"ai #umus 0. #.! Penentuan te an an %en unakan +er$a%aan e%+&r&$ Alfred Still ,emilihan te"an"an transmisi &an" o!timum da!at !ula ditentukan den"an men""unakan hu(un"anantara te"an"an den"an da&a &an" disalurkan dan !anjan" saluran transmisi. -erdasarkan kedua !arameter terse(ut, Alfred Still merumuskan:
& = 9 ,9
& = 9 ,9

l+
l +

0$$
S 09$

*4.C+ *4.A+

, dalam )1, S dalam )&A dan l dalam mile. Untuk selanjutn&a !ersamaan 4.C dise(ut se(a"ai #umus Alfred Still A dan !ersamaan 4.A dise(ut se(a"ai #umus Alfred Still B. #.# Anal&$&$ tekno-ekonomis #.#.1 B&a'a &n-e$ta$& Ada (e(era!a 'aktor &an" mem!en"aruhi (esarn&a (ia&a investasi suatu saluran transmisi, &aitu: 0. Faktor (ia&a setem!at &an" (esarn&a tidak ter"antun" !ada (esaran listrik, se!erti u!ah kerja dan (ia&a !em(e(asan tanah. ,ada