SISTEM PENYALURAN TENAGA LISTRIK

SISTEM PENYALURAN TENAGA LISTRIK

            Bagian-bagian yang terpenting untuk penyaluran tenaga lsitrik antaran lain sebagai berikut :

1.      Sumber Tenaga Listrik

Disini sumber tenaga untuk system jaringan yang kecil diambil dari pembangkit-pembangkit listrik ( misalnya, PLTA, PLTD dll ).

Untuk Sistem jaringan yang besar sumber tenaga listrik diambil; dari Gardu Induk, karena pada Gardu Induk tempat terkumpulnya tenaga listrik dari pembangkit-pembangkit listrik.

2.      Jaringan Distribusi Tegangan Tinggi

Disini dibagi menjadi dua macam :

a.       Teganan Tinggi ( 30 Kv, 70 Kv, 150 Kv )

b.      Tegangan Menengah  ( 6 Kv, 20 Kv )

Jaringan Tegangan Tinggi  ini dipakai untuk menghubungkan antara Gardu Induk dengan Gardu Induk; Pembangkit dengan Gardu Induk.

Jaringan Tegangan Menengah untuk menghubungkan dari Gardu Induk ke Gardu Bagi.

3.      Gardu Induk

Hasil tenaga listrik dari pembangkit-pembangkit dikumpulkan pada Gardu Induk, dari Gardu Induk ini tenaga listrik akan dibagi-bagikan ke Gardu Induk lain atau ke Gardu Hubung.

4.      Gardu Hubung

Tenaga listrik yang ada di Gardu Induk dibagi-bagikan ke Gardu Hubung, disini Gardu Hubung berfungsi membagi-bagikan ke Gardu Distribusi, biasanya dengan tegangan menengah.

5.      Gardu Distrubusi

Tegangan menengah dari Gardu Hubungan tersebut sebelum dibagikan ke konsumen diturunkan lebih dahulu di Gardu Distribusi.

6.      Jaring Distribusi Tegangan Rendah

Tegangannya sama dengan tegangan pada konsumen / pamakai.

Jaringan ini untuk menyalurkan tenaga listrik dari Gardu Pembagi ke Pemakai / Konsumen.

JENIS DAN KEGUNAAN KABEL

Penjelasan Kabel Listrik

Kabel listrik adalah salah satu media untuk menyalurkan arus listrik yang umumnya terbuat dari bahan isolator dan konduktor. Konduktor dapat terbuat dari logam tembaga, aluminiun, atau logam lain yang berfungsi sebagai media penghantar (conductor) energi listrik, sedangkan isolator berfungsi untuk melindungi kabel bersentuhan dengan kabel lain atau dengan manusia. Isolator dapat terbuat dari karet atau plastik, tergatung jenis kabel listrik dan pabrik pembuatnya

Saat ini ada beberapa jenis kabel listrik yang diproduksi perusahaan-perusahan sesuai dengan fungsinya. Jumlah, warna, dan isolator yang digunakan pun cukup beragam. Pemahaman dasar tentang jenis kabel listrik ini perlu dikuasai sebelum memperdalam pengetahuan di bidang listrik dan elektronika. Ini dimaksudkan agar ketika merancang instalasi perkabelan listrik atau membuat wiring rangkaian elektronika, kabel yang digunakan akan tepat guna. Tidak terlalu besar, tidak terlalu kecil, dan yang jelas sesuai dengan kebutuhan. Contoh sederhana, ketika sahabat memasang antena televisi, tentu kabel yang digunakan adalah kabel antena coaxial, jika menggunakan kabel listrik NYY atau NYAF, maka sinyal televisi tidak akan tertangkap dengan sempurna meskipun harga kabel tersebut jauh lebih mahal. Contoh lain, untuk menjalankan pompa listrik 220 Volt/500 Watt digunakan kabel listrik jenis NYY atau NGA karena jika menggunakan kabel LAN (UTP) atau kabel coaxial, kemungkinan akan terbakar karena terlalu panas.

Berikut adalah beberapa jenis kabel listrik yang sering digunakan:

• Kabel Coaxial

Kabel Coaxial terbuat dari bahan konduktor yang terdiri dari spacer yang berfungsi sebagai insulator, penutup konduktor, dan lapisan akhir yang disebut jacket. Kabel coaxial umumnya digunakan pada antena atau pada peralatan elektronik yang membutuhkan transmisi data kecepatan tinggi seperti pada jaringan Local Area Network (LAN) dengan topologi jaringan BUS.

Kelebihan Kabel Coaxial:

1. Dapat digunakan untuk menyalurkan informasi sampai dengan 900 kanal telepon
2. Dapat ditanam di dalam tanah sehingga biaya perawatan lebih rendah
3. Dapat Mengurangi terjadinya interferensi dengan sistem lain karena menggunakan penutup isolator.

Kelemahan Kabel Coaxial:

1. Kurang baik jika digunakan untuk hubungan jarak jauh sehingga harus menggunakan repeater.
2. Mudah putus karena gangguan fisik seperti terinjak dan lain-lain.

• Kabel NYY

Kabel NYY memiliki lapisan isolator PVC berwarna abu atau hitam yang terdiri dari 2 sampai 4 kabel di dalamanya. Kabel NYY dapat digunakan untuk instalasi bawah tanah karena mempunyai lapisan isolator yang lebih tebal, lebih kuat dari kabel NYM, dan tidak disukai tikus. Itu sebabnya harga kabel ini lebih mahal dari kabel NYM.

• Kabel NYA

Kable NYA umumnya dipakai pada instalasi perumahan dengan daya menengah ke bawah karena harganya reltif murah. Kabel ini disebut juga kabel tunggal karena intinya hanya satu yang dilapisi isolator PVC.  Warna standar pada kabel ini adalah merah, hitam, biru, kuning, dan kuning-hijau. Kabel ini mudah sekali cacat dan mudah digigit tikut, oleh karena itu ketika melakukan instalasi perkabelan harus benar-benar diperhatikan cara penyambungan dan jarak antara kabel yang berbeda polaritas. Untuk tujuan keamaman  kabel harus dipasang dalam pipa/conduit jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang.

• Kabel NYM

Kabel NYM digunakan untuk kabel instalasi listrik rumah atau gedung dan sistem tenaga. Memiliki lapisan isolator PVC dua lapis berwarna putih dan abu-abu yang terdiri dari 2 sampai 4 kabel di dalamnya. Dari segi keamanan kabel ini relatif lebih tahan luka/cacat dibanding kabel NYA dan harganya pun lebih mahal dari kabel NYA. Kabel ini dapat dipergunakan di lingkungan kering dan basa tetapi tidak dianjurkan untuk ditanam di dalam tanah.

• Kabel NYAF

.

Kabel NYAF mempunyai isolator tebal dari bahan PVC. Kabel ini cukup lentur karena di dalamanya terdiri dari kabel serabut yang disusun per kelompok. Kabel NYAF digunakan untuk instalasi perangkat-perangkat elektronik dan listrik yang membutuhkan fleksibilitas tinggi. Contoh penggunaan kabel ini dapat dilihat pada panel kontrol telekomunikasi, rectifier, inverter, DCPDB, Sentral Telepon Digital, Battery, dan Panel Transmisi.

• Kabel NYFGbY

Kabel NYFGbY adalah jenis kabel listrik yang sangat kuat karena dilapisi beberapa pelindung sekaligus yakni isolator PVC warna hitam dan logam di bagian dalam. Kabel ini cukup keras dan tidak lentur dan biasa dipakai untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan, di dalam saluran-saluran, dan di tempat-tempat terbuka yang membutuhkan perlindungan ekstra.

• Kabel ACSR

 

Kabel ACSR adalah jenis kabel listik yang di dalamnya menggunakan aluminium dengan inti baja sebagai penghantar. Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi dengan jarang cukup jauh sampai mencapai ratusan meter.

• Kabel AAAC

Kabel AAAC terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam dengan daya hantar elektris yang tinggi dan mempunyai magnesium silicide untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan mempunyai kekuatan yang baik sehingga daya hantarnya lebih baik.

• Kabel BC

Kabel BC adalah jenis kabel listrik yang terbuat dari logam tembaga tanpa pelindung yang digunakan untuk grounding. Kabel BC tidak dianjurkan dipakai sebagai penghantar phase listrik karena dapat berbahaya jika terkena sentuhan atau terjadi hubung singkat.

• Kabel LAN (UTP)

Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) adalah jenis kabel jaringan dengan bahan dasar tembaga yang tidak dilengkapi dengan pelindung internal. Kabel ini sering digunakan di dalam jaringan lokal (LAN/ Local Area Network). Kabel ini cukup fleksibel (lentur) dengan kinerja yang cukup baik, harganya pun cukup murah. Untuk melindungi gangguan fisik akibat ketegangan dan dari api, kabel ini dilindungi lapisan tipis pelindung di bagian luarnya.

• Kabel Fiber Optic (FO)

Kabel Fiber Optic (Serat optik) adalah sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari satu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED (Light Emiting Diode). Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang terdapat di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.

Perkembangan teknologi serat optik saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan (attenuation) kurang dari 20 decibels (dB)/km. Dengan lebar jalur (bandwidth) yang besar sehingga kemampuan dalam mentransmisikan data menjadi lebih banyak dan lebih cepat dibandingan dengan penggunaan kabel konvensional. Dengan demikian serat optik sangat cocok digunakan terutama dalam aplikasi sistem telekomunikasi. Pada prinsipnya serat optik memantulkan dan membiaskan sejumlah cahaya yang merambat di dalamnya. Efisiensi dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari bahan penyusun gelas/kaca. Semakin murni bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang diserap oleh serat optik.

Fiber Optic mempunyai dua mode transmisi, yaitu single mode dan multi mode. Single mode menggunakan sinar laser sebagai media transmisi data sehingga mempunyai jangkauan yang lebih jauh. Sedangkan multimode menggunakan LED sebagai media transmisi.

Teknologi fiber optic atau serat cahaya memungkinkan menjangkau jarak yang besar dan menyediakan perlindungan total terhadap gangguan elektrik. Kecepatan transfer data dapat mencapai 1000 mbps serta jarak dalam satu segment dapat labih dari 3.5 km. kabel serat cahaya tidak terganggu oleh lingkungan cuaca dan panas.

Kabel fiber optic terdiri dari macam-macam jenis tergantung dari mana tempat kabel FO akan diletakan, misal dalam air, bawah tanah, dan lain-lain.Dari segala macam keuntungan, kabel serat cahaya terdapat kerugian. Kerugiannya antara lain penanganan khusus serta harganya yang sangat mahal tetapi kabel ini merupakan alternative yang paling baik bagi masa depan jaringan komputer.

Adapun keuntungan-keuntungan lain dari kabel fiber optic adalah :

Kecepatan : jaringan-jaringan fiber optic beroperasi pada kecepatan tinggi,mencapai gigabits.

Bandwidth : fiber optic mampu membawa paket-paket dengan kapasitas besar.

Distance : sinyal-sinyal dapat ditransmisikan lebih jauh tanpa memerlukan perlakuan refresh atau diperkuat.

Resistance : daya tahan kuat terhadap imbas elektromagnetik yang dihasilkan perangkat-perangkat elektronik seperti radio, motor atau bahkan kabel-kabel transmisi lain di sekelilingnya.

• Kabel Telepon

Kabel telpon adalah jenis kabel yang dirancang khusus untuk komunikasi telpon rumah, faximili, atau untuk sambungan antar komputer dan modem sebagai dial-up internet connection. Untuk menghubungkan kabel ini digunakan konektor khusus sesuai dengan jumlah kabel dan perangkat yang digunkanan.

DASAR-DASAR TEORI LISTRIK

• Kuat Arus Listrik 

→ Jumlah Muatan Listrik Yg Lewat SuatuPenghantar Tiap Detik.

Segmen dari sebuah kawat penghantar berarus, Jika dalam waktu t mengalir muatan listrik sebesar Q, maka kuat arus listrik I adalah:

 I = Q / t
I → Kuat Arus Listrik ( Ampere )
Q → Jumlah Muatan ( Coulomb )
t → Waktu ( Detik = s )
Makin banyak jumlah muatan listrik yang bergerak, makin besar pula kuat arusnya.

Contoh soal:
1.Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik sebesar 360 coulomb dalam waktu 1 menit, kita dapat menentukan kuat arus listrik yang melintasi kawat penghantar tersebut. Caranya seperti berikut:

Penyelesaian :
Diketahui:
Q = 360 coulomb
t = 1 menit = 60 sekon
Maka kuat arus listrik (I) adalah ….
I = Q/t
= 360/60
I = 6 A.
Jadi kuat arus listrik (I) itu adalah 6 A.

2. Sebuah hambatan dirangkai pararel masing-masing 4 ohm,6 ohm,dan 12 ohm. Jika beda potensial yang ada dalam 24 volt,Hitunglah kuat arus listrik yang mengalir !

Penyelesaian :
Diketahui :
R' : 4 ohm
R" : 6 ohm
R"' : 12 ohm
Beda potensial : 24 volt
Dit : Kuat arus yang mengalir ??

1/r  = 1/R' + 1/R" + 1/R"'
        = 1/4 + 1/6 + 1/12
        =  3/12 + 2/12 + 1/12
        = 6/12
1/r x 6/12
6r = 12
  r = 12/6
  r = 2 ohm

I = V/R
  = 24/2
  = 12 ampere
 

• Daya 

→ Usaha Per Satuan Waktu.

P = W / t
P = Daya ( Watt )
W = Usaha ( Joule )
t = Waktu ( Detik )

• Hambatan Jenis 

→ Hambatan Yg Terdapat Pd Penghantar Tiap Satu Satuan Panjang.

ρ = R . A / L
ρ = Hambatan Jenis ( Ohm )
R = Hambatan ( Ohm )
A = Luas Penampang Penghantar ( m2 )
L = Panjang Penghantar ( m )


Hambatan Pada Suatu Kawat Penghantar Tergantung Pada :
a. Luas Penampang Penghantar.
b. Panjang Penghantar.
c. Hambatan Jenis.

R = ρ . L / q
ρ = Hambatan Jenis ( Ohm )
R = Hambatan ( Ohm )
q = Luas Penampang Penghantar ( mm2 )
L = Panjang Penghantar ( m )

Konstanta pembanding ρ disebut hambatan jenis (resistivitas). Hambatan jenis kawat berbeda-beda tergantung bahannya.

Contoh Soal

Berapakah hambatan seutas kawat aluminium (hambatan jenis 2,65 × 10^-8Ω .m) yang memiliki panjang 40 m dan diameter 4,2 mm?

 

Penyelesaian :
Diketahui:

ρ = 2,65 × 10^-8 Ω .m

l = 40 m

d = 4,2 mm → r = 2,1 mm = 2,1 × 10^-3 m

Ditanya: R = . . . ?

Jawab:

Cari terlebih dahulu luas penampang (A) penghantar tersebut dengan menggunakan rumus luas lingkaran, yakni:

L = πr²

L = (22/7) x (2,1 × 10^-3 m) ²

L = 13,86 x 10^-6 m²

L = 1,4 x 10^-5 m²

Jadi besarnya hambatan dari penghantar tersebut dapat dicari dengan menggunkan rumus:

R = ρl/A

R = 2,65 × 10^-8 Ω .m x 40 m /1,4 x 10^-5 m²

R = 7,6 x 10^-2 Ω

• Hambatan Listrik 

→ Hambatan Yg Terjadi Pd Rangkaian Listrik.

HUKUM OHM
Besarnya Hambatan Listrik ini Sebanding Dg Beda Potensialnya ( VOLT ), Serta Berbanding Terbalik Dg Kuat Arusnya.

R = V / I
I = V / R
V = I . R

• Impedansi 

→ Jumlah Hambatan Secara Vektor Pd Rangkaian ArusBolak – Balik / AC.

1. Impedansi Rangkaian Seri R & L : Z = √ R2 + XL2
2. Impedansi Rangkaian Seri R & C : Z = √ R2 + XC2
3. Impedansi Rangkaian Seri R – L & C : Z = √ R2 + ( XL – XC ) 2

• Kapasitas Kapasitor 

→ Perbandingan Antara Besarnya Muatan
Salah Satu Keping Kapasitor Dg Beda
Potensial Antar Keping – Keping tsb.

C = q / V
C = Kapasitas Kalor ( Coulomb / Volt )
q = Muatan ( Coulomb )
V = Beda Potensial ( VOLT )

• Reaktansi Induktif 

→ Hambatan Yg Ditimbulkan Oleh Kumparan /
Induktor Pd Arus Bolak-Balik ( AC )
XL = ω.L
XL = 2.π.f.L
ω = 2.π.f

• Reaktansi Kapasitif 

→ Hambatan Yg Ditimbulkan Oleh Kapasitor Pd
Arus Bolak – Balik.

XC = 1 / ω.C
XC = 1 / 2.π.f.C
ω = 2.π.f

SEJARAH LISTRIK

TOKOH-TOKOH PENEMU LISTRIK
Aryeez Setiawan
Rabu 28 Mei 2014 - 22.11 wib

Sejarah awal ditemukannya listrik adalah oleh seorang cendikiawan Yunani yang bernama Thales, yang mengemungkakan fenomena batu ambar yang bila digosok - gosokkan akan dapat menarik bulu sebagai fenomena listrik. Kemudian setelah bertahun - tahun semenjak ide Thales dikemukakan, baru kemudian muncul lagi penapat - pendapat serta teori -teori baru mengenai listrik seperti yang diteliti dan dikemukakan oleh William Gilbert, Joseph priestley, Charles De Coulomb, AmpereMichael Farraday, Oersted, dll.

informasi tentang sejarah penemu listrik ini disajikan dalam bentuk panel dan didukung dengan perangkat audio visual yang menyajikan tiruan dari percobaan - percobaan yang pernah dilakukan oleh para ilmuan.

• Ben Franklin 

Banyak orang berpikir Benyamin Franklin menemukan listrik terkenal dengan layang-layang percobaan pada 1752, namun listrik tidak ditemukan sekaligus. Pada awalnya, listrik dikaitkan dengan cahaya.
Orang ingin yang murah dan aman cara untuk cahaya rumah mereka, dan para ilmuwan berpikir listrik mungkin jalan.

• Alessandro Volta (Baterai)

Belajar bagaimana memproduksi dan menggunakan listrik tidak mudah. Untuk waktu yang lama ada sumber diandalkan listrik untuk percobaan. Akhirnya, pada tahun 1800, Alessandro Volta, seorang ilmuwan Italia, membuat penemuan besar. dia basah kuyup kertas dalam air garam, seng dan tembaga ditempatkan di sisi berlawanan dari kertas, dan mengamati reaksi kimia menghasilkan arus listrik. Volta telah menciptakan sel listrik pertama. Dengan menghubungkan banyak dari sel-sel ini bersama-sama, Volta mampu "string saat ini" dan membuat baterai. Hal ini untuk menghormati Volta bahwa kita mengukur daya baterai dalam volt. Akhirnya, sumber yang aman dan dapat diandalkan listrik tersedia, sehingga mudah bagi para ilmuwan untuk mempelajari listrik.

• Michael Faraday

Seorang ilmuwan Inggris, Michael Faraday, adalah orang pertama yang menyadari bahwa
arus listrik dapat dihasilkan dengan melewatkan magnet melalui
kawat tembaga. Itu adalah penemuan yang menakjubkan. Hampir semua listrik
kita gunakan saat ini dibuat dengan magnet dan kumparan dari kawat tembaga di raksasa
pembangkit listrik.
Kedua generator listrik dan motor listrik didasarkan pada ini
prinsip. Sebuah generator mengubah energi gerak menjadi listrik. Sebuah
Motor mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

• Thomas Edison

 
Tahun 1879 Thomas Edison berfokus pada menciptakan suatu cahaya lampu, yang akan bertahan lama sebelum terbakar. Masalahnya adalah menemukan bahan yang kuat untuk filamen, kawat kecil di dalam bohlam yang melakukan listrik. Akhirnya, Edison digunakan biasa kapas benang yang telah direndam dalam karbon. Filamen ini tidak terbakar sama semua itu menjadi pijar yaitu, ia bersinar.

Tantangan berikutnya adalah mengembangkan sistem listrik yang dapat menyediakan orang dengan sumber praktis energi untuk daya ini baru lampu. Edison ingin cara untuk membuat listrik praktis dan murah. Dia dirancang dan dibangun pembangkit listrik pertama yang mampu menghasilkan listrik dan membawanya ke rumah-rumah penduduk. Edison Pearl Street Power Station dimulai generator yang pada September 4, 1882, di New York City. Sekitar 85 pelanggan di bawah Manhattan menerima daya yang cukup untuk menyalakan lampu 5.000. nya pelanggan membayar banyak untuk listrik mereka, meskipun. Dolar di hari ini, listrik biaya $ 5,00 per kilowatt-jam! Saat ini, biaya listrik sekitar 12 sen per kilowatt-jam untuk pelanggan perumahan, dan sekitar 7 sen per kilowatt-jam untuk industri.

AC/DC

Titik balik dari usia listrik datang beberapa tahun kemudian dengan
perkembangan AC (alternating current) sistem tenaga. dengan
arus bolak-balik, pembangkit listrik bisa mengangkut banyak listrik
jauh dari sebelumnya. Pada tahun 1895, George Westinghouse membuka pertama
pembangkit listrik utama di Niagara Falls menggunakan alternating current. sementara
Edison DC (arus searah) tanaman hanya dapat mengangkut listrik
dalam satu mil persegi nya Pearl Street Power Station, Niagara
Tanaman jatuh mampu mengangkut listrik lebih dari 200 mil!
Listrik tidak memiliki awal yang mudah. Banyak orang
senang dengan semua penemuan baru, tetapi beberapa orang takut
listrik dan waspada membawa ke rumah mereka. banyak sosial
kritikus hari melihat listrik sebagai mengakhiri cara, sederhana kurang sibuk
kehidupan. Penyair berkomentar bahwa lampu listrik kurang romantis daripada
lampu gas. Mungkin mereka benar, tetapi usia listrik baru bisa
tidak redup.
Pada tahun 1920, hanya dua persen dari energi di AS digunakan untuk membuat
listrik. Hari ini, sekitar 41 persen dari seluruh energi yang digunakan untuk membuat
listrik. Seperti kami menggunakan teknologi tumbuh, angka itu akan terus
meningkat.

nb: Sumber