gangguan tenaga listrik

Macam-macam Gangguan

I. Gangguan Beban Lebih

Beban lebih mungkin tidak tepat disebut sebagai gangguan. Namun karena beban lebih adalah suatu keadaan abnormal yang apabila dibiarkan terus berlangsung dapat membahayakan peralatan, jadi harus diamankan, maka beban lebih harus ikut ditinjau.

Beban lebih dapat terjadi pada trafo atau pada saluran karena beban yang dipasoknya terus meningkat, atau karena adanya maneuver atau perubahan aliran beban di jaringan setelah adanya gangguan. Beban lebih dapat mengakibatkan pemanasan yang berlebihan yang selanjutnya panas yang berlebihan itu dapat mempercepat proses penuaan atau memperpendek umur peralatan listrik.

II. Gangguan Hubung Singkat (Short Circuit)

Hubung singkat / short circuit adalah salah satu gangguan yg bisa terjadi di sistem tenaga listrik. Defenisi hubung singkat menurut IEC 60909 adalah, hubungan konduksi sengaja atau tidak sengaja melalui hambatan atau impedansi yg cukup rendah antara dua atau lebih titik yg dalam keadaan normalnya mempunyai beda potensial.

Penyebab dari hubung singkat diantaranya adalah:

1. Hubungan kontak langsung dengan konduktor bertegangan
2. Temperatur berlebih karena adanya arus berlebih / overload
3. Pelepasan / discharge elektron yg merusak karena tegangan berlebih
4. Busur / arcing karena pengembunan bersama dengan udara, terutama pada isolator

Akibat dari hubung singkat diantaranya adalah:

1. Membahayakan keselamatan manusia
2. Putusnya suplai tenaga listrik
3. Kerusakan peralatan listrik karena peningkatan tekanan termal dan mekanis yg akhirnya tidak bisa ditoleransi oleh peralatan listrik

Jenis-jenis hubung singkat diantaranya:

A. Hubung singkat simetri

Hubung singkat ini terjadi pada sistem 3 fasa saja. Hubung singkat ini terjadi pada ketiga konduktor berarus terhubung singkat secara bersamaan. Jenis hubung singkat simetri hanya untuk hubung singkat 3 fasa dengan atau tanpa ke tanah. Hanya 5% dari total kejadian gangguan hubung singkat adalah hubung singkat 3 fasa.

B. Hubung singkat  tidak simetri

Hubung singkat ini terjadi pada sistem 1 dan 3 fasa. Hubung singkat ini terjadi di antara konduktor berarus dengan atau tanpa ke tanah.

Hubung singkat tidak simetri ini dibagi menjadi

1. Fasa ke fasa tanpa ke tanah
2. Fasa ke fasa dengan ke tanah
3. Fasa ke tanah (80% dari total gangguan hubung singkat)

Diagram hubung singkat ditunjukkan seperti dibawah:

Gambar hubung singlkt: a. 3 Fasa b. Fasa ke fasa c. Fasa-fasa ke tanah d. Fasa ke tanah

Perhitungan arus hubung singkat bisa menggunakan beberapa metode:

1. Metode impedansi
2. Metode komposisi
3. Metode konvensional
4. Metode komponen simetri

Sedangkan menurut standard, terbagi atas 2 yaitu:

1. IEEE
2. IEC

III. Gangguan Tegangan Lebih

Tegangan lebih dapat dibedakan sebagai berikut :

• Tegangan lebih dengan power frequency
• Tegangan lebih transient

Tegangan lebih transient dapat dibedakan :

• Surja Petir (Lightning surge)
• Surja Hubung (Switching surge)

Timbulnya tegangan lebih dengan power frequency, dapat terjadi karena :

• Kehilangan beban atau penurunan beban di jaringan akibat switching,  karena gangguan atau karena maneuver.
• Gangguan pada AVR (Automatic Voltage Regulator) pada generator atau pada on load tap changer dari trafo.
• Over speed pada generator karena kehilangan beban.

IV. Gangguan Kurangnya Daya

Kekurangan daya dapat terjadi karena tripnya unit pembangkit (akibat gangguan di prime movernya atau di generator) atau gangguan hubung singkat di jaringan yang menyebabkan kerjanya relay dan circuit breakernya yang berakibat terlepasnya suatu pusat pembangkit dari sistem. Jika kemampuan atau tingkat pembebanan pusat atau unit pembangkit yang hilang atau terlepas tersebut melampaui spinning reverse system, maka pusat-pusat pembangkit yang masih ada akan mengalami pembebanan yang berkelebihan sehingga frequency akan merosot terus, yang bila tidak diamankan akan mengakibatkan tripnya unit pembangkit lain (cascading) yang selanjutnya dapat berakibat runtuhnya (collapse) sistem (pemadaman total).

V. Gangguan Ketidakstabilan (Instability)

Gangguan hubung singkat atau kehilangan pembangkit dapat menimbulkan ayunan daya (power swing) atau yang lebih hebat dapat menyebabkan unit-unit pembangkit lepas sinkron (out of synchronism). Power swing dapat menyebabkan relay pengaman salah kerja yang selanjutnya menyebabkan gangguan yang lebih luas. Lepas sinkron dapat mengakibatkan berkurangnya pembangkit karena tripnya unit pembangkit tersebut atau terpisahnya sistem, yang selanjutnya dapat menyebabkan gangguan yang lebih luas bahkan runtuh (collapse).

Upaya Mengatasi Gangguan

Dalam sistem tenaga listrik, upaya untuk mengatasi gangguan dapat dilakukan dengan cara :

I. Mengurangi Terjadinya Gangguan

Gangguan tidak dapat dicegah sama sekali, tapi dapat dikurangi kemungkinan terjadinya sebagai berikut :

• Peralatan yang dapat diandalkan adalah peralatan yang minimum memenuhi persyaratan standart yang dibuktikan dengan type test, dan yang telah terbukti keandalannya dari pengalaman. Penggunaan peralatan di bawah mutu standart akan merupakan sumber gangguan.
• Penentuan spesifikasi yang tepat dan design yang baik sehingga semua peralatan tahan terhadap kondisi kerja normal maupun dalam keadaan gangguan, baik secara elektris, thermis maupun mekanis.
• Pemasangan yang benar sesuai dengan design, spesifikasi dan petunjuk dari pabrik.
• Penggunaan kawat tanah pada SUTT/SUTET dengan tahanan pentanahan kaki tiang yang rendah. Untuk pemeriksaan dan pemeliharaan, maka konduktor pentanahannya harus dapat dilepas dari kaki tiangnya.
• Penebangan atau pemangkasan pohon-pohon yang berdekatan dengan kawat fasa SUTM dan SUTT harus dilakukan secara periodik. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan tidak hanya jaraknya dalam keadaan tidak ada angin, melainkan juga dalam keadaan pohon-pohon tersebut ketika ditiup angin.
• Penggunaan kawat atau kabel udara berisolasi untuk SUTM harus dipilih dan digunakan secara selektif.
• Operasi dan pemeliharaan yang baik.
• Menghilangkan atau mengurangi penyebab gangguan atau kerusakan melalui penyelidikan.

II. Mengurangi Akibat Gangguan

Menghilangkan gangguan sama sekali dalam suatu sistem tenaga listrik merupakan usaha yang tidak mungkin dapat dilakukan. Oleh karena itu maka usaha yang dapat dilakukan adalah mengurangi akibat kerusakan yang ditimbulkannya. Usaha-usaha yang dapat dilakukan adalah :

• Mengurangi besarnya arus gangguan. Untuk mengurangi arus gangguan dapat dilakukan dengan cara : menghindari konsentrasi pembangkitan (mengurangi short circuit level) menggunakan reaktor dan menggunakan tahanan untuk pentanahan netralnya.
• Penggunaan lighting arrester dan penentuan tingkat dasar isolasi (BIL) dengan koordinasi isolasi yang tepat.
• Melepaskan bagian sistem yang terganggu dengan menggunakan circuit breaker dan relay pengaman.
• Mengurangi akibat pelepasan bagian sistem yang terganggu dengan cara :

1. Penggunaan jenis relay yang tepat dan penyetelan relay yang selektif agar bagian yang terlepas sekecil mungkin.
2. Penggunaan saluran double.
3. Penggunaan automatic reclosing.
4. Penggunaan sectionalizer pada JTM.
5. Penggunaan spindle pada JTM atau setidak-tidaknya ada titik pertemuan antar saluran sehingga ketika ada kerusakan atau pemeliharaan tersedia alternative supply untuk maneuver.
6. Penggunaan peralatan cadangan.

• Penggunaan pola load shedding dan sistem splitting untuk mengurangi akibat kehilangan pembangkit.
• Penggunaan relay dan circuit breaker yang cepat dan AVR dengan response yang cepat pula untuk menghindari atau mengurangi kemungkinan gangguan instability (lepas sinkron).