Transmisi Dan Distribusi Tenaga Listrik

[Jen Ondrey]

Istilahtransmisi dan distribusi menjadi hal yang penting dalam sistem ketenagalistrikan dari pembangkit ke konsumen (pemakai jasa tenaga listrik). Berikut ini 10 perbedaan jaringan transmisi dan distribusi yang ditinjau dari berbagai sudut pandang atau aspek secara sekilas.

Jaringan Transmisi menggunakan sistem penyaluran melalui saluran udara dan saluran bawah laut karena jarak yang ditempuh cukup jauh. Jaringan Distribusi menggunakan sistem penyaluran melalui saluran udara dan saluran bawah tanah.

Jaringan Transmisi mempunyai tinggi penyangga jaringan 30 sampai 200 meter dikarenakan tegangan yang digunakan cukup tinggi sehingga dibutuhkan tinggi tiang yang cukup tinggi sebagai pengaman. Jaringan Distribusi mempunyai tinggi penyangga jaringan kurang dari 20 meter menyesuaikan dengan daerah penyaluran.

Jaringan Transmisi menggunakan bahan penyangga jaringan berjenis baja karena bahan yang kuat untuk menyangga jaringan yang cukup tinggi. Jaringan Distribusi menggunakan bahan penyangga jaringan berjenis baja, besi dan kayu.

Jarak antar tiang pada jaringan Transmisi sekitar 150-350 meter. Jarak antar tiang pada jaringan Distribusi sekitar 40-100 meter dikarenakan dekat konsumen atau pemukiman sehingga jarak antar tiang pada distribusi lebih pendek daripada transmisi

Tegangan sistem yang digunakan pada jaringan Transmisi adalah lebih dari 30 kV (Tegangan tinggi hingga tegangan ekstra tinggi) karena jarak yang ditempuh oleh jaringan transmisi cukup jauh sehingga dibutuhkan tegangan yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi daya (losses). Tegangan sistem yang digunakan pada jaringan Distribusi adalah kurang dari 30 kV (Tegangan menengah hingga tegangan rendah).

Buku "Transmisi Daya dan Distribusi Tenaga Listrik" ini membahas tentang proses pengiriman dan distribusi energi listrik dari pembangkit listrik hingga ke konsumen akhir. Materi ini mencakup topik seperti sistem transmisi daya, jaringan distribusi listrik, transformator, dan peralatan listrik lainnya. Selain itu, materi ini juga membahas tentang tantangan yang dihadapi dalam menjaga kualitas dan keandalan sistem listrik, untuk meningkatkan efisiensi. Materi ini sangat penting bagi siapa saja yang tertarik dengan bidang kelistrikan, termasuk pelajar, mahasiswa, dan profesional di bidang energi dan listrik.

Sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik dapat dikelompokkan berdasarkan parameter teknis seperti arus, tegangan, jarak, dan konstruksi, serta dilengkapi peralatan pengamanan untuk mendistribusikan tenaga dari pusat pembangkit ke konsumen dengan aman.Read less

Distribusi tenaga listrik adalah tahap akhir dalam penyaluran tenaga listrik. Tahap ini membawa listrik dari sistem transmisi ke konsumen individual. Gardu distribusi terhubung ke sistem transmisi dan menurunkan tegangan transmisi ke tegangan menengah antara 2 kV dan 35 kV dengan menggunakan transformator.[1] Kabel distribusi primer lalu membawa listrik bertegangan menengah tersebut ke transformator distribusi yang terletak di dekat lokasi konsumen. Transformator distribusi kemudian menurunkan tegangan ke tegangan utilisasi yang digunakan oleh lampu, peralatan industri, dan perabot rumah. Biasanya sejumlah konsumen dipasok oleh satu transformator melalui kabel distribusi sekunder. Konsumen komersial dan residensial biasanya terhubung ke kabel distribusi sekunder melalui sambungan listrik rumah. Konsumen yang membutuhkan listrik dalam jumlah yang lebih besar biasanya langsung terhubung ke kabel distribusi primer atau gardu listrik.[2]

Distribusi listrik di perkotaan biasanya dilakukan melalui bawah tanah, terkadang melalui terowongan utilitas, sementara distribusi listrik di pedesaan biasanya dilakukan dengan tiang utilitas, sedangkan distribusi listrik di suburban biasanya dilakukan melalui bawah tanah maupun dengan tiang utilitas.[1]Makin dekat ke lokasi konsumen, transformator distribusi menurunkan tegangan listrik ke tegangan distribusi sekunder, biasanya 120/240 V di Amerika Serikat untuk konsumen residensial. Listrik lalu menuju ke lokasi konsumen melalui sambungan listrik rumah dan meteran listrik. Panjang kabel distribusi sekunder di perkotaan dapat hanya kurang dari 15 meter (50 ft), tetapi dapat lebih dari 91 meter (300 ft) di pedesaan.[1]

Distribusi tenaga listrik baru dibutuhkan pada dekade 1880-an saat listrik mulai dibangkitkan di pembangkit listrik. Sebelum itu, listrik biasanya dibangkitkan di dekat lokasi konsumen. Sistem distribusi tenaga listrik yang dibangun di Eropa dan Amerika Serikat awalnya digunakan untuk menyalakan lampu, seperti lampu busur yang menggunakan tegangan sangat tinggi (sekitar 3000 volt) arus bolak-balik atau arus searah, dan bohlam yang menggunakan tegangan rendah (100 volt) arus searah.[3] Keduanya menggantikan sistem lampu gas, dengan lampu busur biasa digunakan sebagai lampu penerangan jalan, dan bohlam biasa digunakan sebagai lampu di rumah.

Karena tegangan tinggi yang digunakan oleh lampu busur, sebuah pembangkit listrik dapat memasok barisan lampu di jalan sepanjang hingga 7-mil (11 km).[4] Jika tegangan listrik dinaikkan dua kali lipat, kabel berukuran sama dapat menghantarkan listrik empat kali lebih jauh. Listrik untuk sistem bohlam arus searah di dalam ruangan buatan Edison, seperti yang dipasang di Pearl Street Station pada tahun 1882, sulit untuk dipasok ke lokasi yang berjarak lebih dari satu mil dari pembangkit listrik, karena tegangan yang digunakan pada sistem tersebut hanya 110 volt, dari pembangkit listrik hingga ke lokasi konsumen. Sistem tersebut membutuhkan kabel tembaga tebal, dan pembangkit listrik tidak boleh berjarak lebih dari 1,5 mil (2,4 km) dari konsumen terjauh untuk menghindari kebutuhan akan konduktor yang besar dan mahal.

Mentransmisikan listrik dalam jarak jauh pada tegangan tinggi dan kemudian menurunkannya ke tegangan rendah awalnya masih menjadi tantangan. Pada pertengahan dekade 1880-an, diluncurkan transformator yang memungkinkan tegangan arus bolak-balik untuk dinaikkan ke tegangan transmisi yang lebih tinggi dan kemudian diturunkan ke tegangan konsumen yang lebih rendah. Dengan biaya transmisi yang lebih murah dan keekonomian skala yang lebih besar, karena satu pembangkit listrik dapat memasok listrik ke seantero kota, penggunaan arus bolak-balik pun meningkat pesat.

Di Amerika Serikat, kompetisi antara arus searah dan arus bolak-balik makin meningkat pada akhir dekade 1880-an menjadi "perang arus" saat Thomas Edison mulai menyerang George Westinghouse yang mengembangkan sistem transformator arus bolak-balik pertama di Amerika Serikat, dengan menunjukkan semua kematian yang disebabkan oleh sistem arus bolak-balik bertegangan tinggi dan mengklaim bahwa sistem arus bolak-balik pada dasarnya berbahaya.[5] Upaya propaganda Edison tersebut tidak berumur panjang, dengan perusahaannya akhirnya beralih ke arus bolak-balik pada tahun 1892.

Arus bolak-balik lalu menjadi bentuk transmisi listrik dominan dengan adanya inovasi desain motor elektrik dan pengembangan sistem universal di Eropa dan Amerika Serikat yang memungkinkan banyak sistem terdahulu untuk dihubungkan ke sistem arus bolak-balik.[6][7]

Pada paruh pertama abad ke-20, di sejumlah tempat, industri tenaga listrik terintegrasi secara vertikal, dengan satu perusahaan melakukan pembangkitan, transmisi, distribusi, pengukuran, dan penagihan listrik sekaligus. Pada dekade 1970-an dan 1980-an, sejumlah negara memulai proses deregulasi dan privatisasi, sehingga mengarah ke pasar listrik. Sistem distribusi listrik tetap diatur secara ketat, tetapi pembangkitan, pemasaran, dan terkadang transmisi listrik ditransformasi menjadi pasar yang kompetitif.

Listrik dibangkitkan di pembangkit listrik, di mana tegangannya dapat mencapai 33.000 volt. Listrik yang dibangkitkan biasanya berarus bolak-balik. Pengguna arus searah dalam jumlah besar, seperti sejumlah sistem elektrifikasi perkeretaapian, sentral telepon, dan industri pemrosesan, seperti peleburan aluminium, menggunakan penyearah untuk menghasilkan arus searah dari pasokan arus bolak-balik, atau juga memiliki sistem pembangkitan listriknya sendiri. Arus searah bertegangan tinggi dapat digunakan untuk mengisolasi sistem arus bolak-balik atau mengendalikan jumlah listrik yang ditransmisikan. Contohnya, Hydro-Qubec memiliki kabel arus searah dari James Bay ke Boston.[8]

Dari pembangkit listrik, listrik dialirkan ke gardu induk di dekat pembangkit listrik yang dilengkapi dengan transformator step-up untuk menaikkan tegangan dari listrik tersebut agar sesuai dengan kebutuhan transmisi, yakni antara 44 kV hingga 765 kV. Di dalam sistem transmisi, listrik tersebut digabungkan dengan listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik lain. Listrik kemudian dialirkan secepat mungkin ke konsumen, dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

Tegangan distribusi primer bervariasi dari 4 kV hingga 35 kV fasa-ke-fasa (2,4 kV hingga 20 kV fasa-ke-netral)[9] Hanya konsumen besar yang dipasok langsung dengan tegangan distribusi. Sebagian besar konsumen dihubungkan ke sebuah transformator, yang menurunkan tegangan distribusi ke "tegangan utilisasi", "tegangan pasokan" atau "tegangan utama" yang digunakan oleh sistem kabel di dalam rumah.

Jaringan distribusi dibagi menjadi dua tipe, yakni radial dan jaringan.[10] Sistem radial disusun seperti pohon dengan tiap konsumen dipasok dari satu sumber pasokan, sementara tiap konsumen di sistem jaringan dipasok oleh lebih dari satu sumber pasokan yang beroperasi secara paralel. Sistem jaringan biasanya digunakan di kawasan yang lokasi konsumennya berdekatan, sementara sistem radial biasanya digunakan di kawasan rural atau suburban.

Sistem radial biasanya dilengkapi dengan penyulang darurat, sehingga sistem dapat direkonfigurasi jika terjadi masalah atau perawatan rutin. Rekonfigurasi tersebut dapat dilakukan dengan membuka atau menutup saklar untuk mengisolasi bagian tertentu dari sistem.

3a8082e126