Gas Insulated Switchgear (GIS)

Gas Insulated Switchgear (GIS)

GAS INSULATED SWITCHGEAR

1.                   Gas Insulated Switchgear

Gas Insulated Switchgear atauGasInsulated Substationbiasa disebut dengan istilah GIS, merupakan sebuah sistem penghubung dan pemutus jaringan listrik yang dikemas dengan menggunakan gas SF₆ bertekanan sebagai material isolasi elektrik dan pemadaman busur api.

GIS sendiri merupakan salah satu klasifikasi gardu induk yang menggunakan isolasi Gas. Berdasarkan lokasi peletakannya, GIS terbagi menjadi dua, yaitu di dalam ruangan (indoor) dan di luar ruangan (outdoor). GIS biasa ditempatkan pada perkotaan karena luas wilayah yang terpakai lebih kecil dibandingkan dengan yang konvensional.

Gambar 1. GIS Indoor Siemens (atas) dan GIS Outdoor ASEA (bawah)

Sumber: http://www.energy.siemens.com (atas) dan APP Pulogadung (bawah)

Pada GIS terdapat bermacam jenis peralatan seperti pemutus tenaga, busbar, pemisah, pemisah tanah, trafo arus dan trafo tegangan yang ditempatkan didalam kompartemen yang terpisah – pisahdan diisi gas SF₆. Kekuatan dielektrik Gas SF₆ yang lebih tinggi dari pada udara, menyebabkan jarak konduktor yang diperlukan akan lebih kecil. Maka ukuran setiap peralatan dapat dikurangi, yang menyebabkan ukuran secara keseluruhan menjadi lebih kecil.

Berdasarkan hasil kajian PLN dan mengacu pada hasil kajian Konwledge Sharing and Research (KSANDR) Belanda, GIS dibagi menjadi 5 subsistem berdasarkan fungsinya, yaitu:

·      Subsistem Primary

Subsistem primary berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dengan nilai losses yang masih diijinkan.

·      Subsistem Secondary

Subsistem secondary berfungsi men-trigger subsistem driving untuk mengaktifkan subsistem mechanical pada waktu tepat.

·      Subsistem Dielectric

Subsistem dielectric berfungsi untuk memadamkan busur api dan mengisolasikan active part.

·      Subsistem Driving mechanism

Subsistem driving mechanism adalah mekanik penggerak yang menyimpan energi untuk menggerakkan kontak utama (PMT, PMS) pada waktu yang diperlukan. Jenis – jenis driving mechanism terdiri dari :

o    Pneumatic

Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga udara bertekanan.

o    Hydraulic

Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga minyak hidrolik bertekanan.

o    Spring

Merupakan penggerak yang menggunakan energi yang disimpan oleh pegas.

·      Subsistem Mechanical

Subsistem mechanical adalah peralatan penggerak yang menghubungkan subsistem driving mechanism dengan kontak utama peralatan PMT dan PMS untuk mentransfer driving energy menjadi gerakan pada waktu yang diperlukan

2.                   Sulfur Hexafluoride (SF₆)

Isolasi berfungsi untuk memisahkan bagian – bagianyang mempunyai beda potenstial agar diantara bagian – bagiantersebut tidak terjadi lompatan listrik atau percikan. Sulfur Hexafluoride (SF₆) merupakan sebuah bahan isolasi berwujud gas yang terbentuk antara sulphur dan fluorine dengan reaksi eksotermis seperti persamaan berikut :

S + 3 F₂à SF₆ + 262 kKal

Secara umum sulfur heksa fluorida (SF₆) murni adalahsenyawa yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun serta memiliki kerapatan lima kali lipat dari udara. Molekul SF6 memiliki enam atom fluorine dan terdapat sebuah atom sulphur di tengah molekulnya. Molekul SF6ditunjukkan seperti gambar 2. berikut :

                Gambar 2. Molekul sulfur heksa fluorida (SF₆)

2.1         Sifat Gas SF₆                                                                                     

Hingga saat ini sebanyak 80% gas SF₆ dari yang diproduksi di seluruh dunia dipakai sebagai media isolasi dalam sistem kelistrikan. Hal ini disebabkan sifat-sifat sebagai berikut:

a.        Hanya memerlukan energi yang rendah untuk memadamkanarc (busur api). Pada prinsipnya, SF₆ sebagai pemadam busur api tidak memerlukan energi untuk mengkompresikannya, namun karena pengaruh panas busur api yang terjadi.

b.        Tekanan SF₆ sebagai pemadam busur api maupun sebagai pengisolasi dapat dengan mudah dideteksi

c.         Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupun pembentukannya kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh

d.        Isolasi yang baik, karena relatif mudah terionisasi sehingga membuat konduktivitas tetap rendah. Hal ini mengurangi kemungkinan busur api tidak stabil, dengan demikian pemotongan arus dapat terjadi.

e.        Karakteristik gas SF₆ adalah elektronegatif sehingga penguraiannya menjadikan dielektriknya naik secara bertahap

f.          Memiliki viskositas yang rendah sehingga dapat mengisi volume dari perangkat secara menyeluruh, stabil (tidak mudah bereaksi) dan penghantar panas yang baik.

2.2                   Karakteristik dan Spesifikasi Gas SF₆

Sebagai bahan isolasi,gas SF₆ memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada tabel 1. berikut :

 Tabel 1. Karakteristik Gas SF₆

No.	Indikator	Nilai
1.	Konstanta Thermal	500 oC
2.	GWP (Global Warming Potential)	23.900
3.	Lifetime di atmosphere	3500 Tahun
4.	Tegangan Tembus	75 kV/cm
5.	Konduktivitas Panas	1,9 x 10-5 W/m

Pada aplikasinya sebagai isolasi, spesifikasi gas SF₆ terbagi menjadi dua berdasarkan gas yang telah digunakan dan gas yang belum pernah digunakan, yaitu Gas SF₆ baru (New-SF₆) dan Gas SF₆ yang digunakan (SF₆-Used).Dikatakan spesifikasi New-SF₆ , karena speksifikasi tersebut merupakan spesifikasi yang akan digunakan pertama kali pada suatu perangkat, sedangkan spesifikasi SF₆-Used merupakan spesifikasi gas SF₆ saat gas tersebut digunakan.

Reference:

Ariawan, Putu Rusdi.2009.BAHAN ISOLASI.Jimbaran-Bali: Tugas Bahan Listrik Jurusan Teknik Elektro FT Universitas Udayana.

Bimantara, Aditya.2010.Studi Tentang Sistem Interlocking Pada Gas Insulated Switchgear 500 kV di PLTU Paiton Unit 7 dan 8.Surabaya: Tugas Akhir Jurusan Elektro Industri PENS-ITS.

Rieder, Ludwig.2011.Acquisition of the permission to carry out the Recovery of SF6-gas.DILO Presentation for training.

Tim Penyusun Petunjuk Batasan Operasi Dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik.2010.GIS Compartment.Jakarta:PT. PLN (Persero).

Ditulis oleh Idwan Kelvin, sebagai bahan Seminar Pra-Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok. Dilakukan di PLN P3B JB APP Pulogadung.

Kategori: Analisa Sistem Tenaga Listrik,Sistem Proteksi dan Pentanahan,Sistem Transmisi dan Distribusi

Artikel Terkait Lainnya:

Analisa Sistem Tenaga Listrik

• TRIP UNIT CIRCUIT BREAKER (1)
• Short circuit calculation using MVA method (manual)
• kalkulasi tegangan jatuh listrik
• Unduh Buku-Buku Teknik Elektro Gratis
• Kualitas Daya Listrik (Power Quality) - bagian 1
• Tutorial Analisa Sistem Daya

Sistem Proteksi dan Pentanahan

• Earthing untuk aplikasi LV sesuai IEC
• Prosedur melakukan HV test (Hi-pot) untuk peralatan elektrikal
• SISTEM PENTANAHAN
• TRIP UNIT CIRCUIT BREAKER (1)
• Short circuit calculation using MVA method (manual)
• Kode IP (International Protection / Ingress Protection)

Sistem Transmisi dan Distribusi

• Earthing untuk aplikasi LV sesuai IEC
• cara menguji rugi besi dan rugi tembaga pada trafo
• Prosedur melakukan HV test (Hi-pot) untuk peralatan elektrikal
• Short circuit calculation using MVA method (manual)
• Tap Changer (Perubah Tap) Pada Transformator
• Proses Terjadinya Busur Api Pada Circuit Breaker

Read More

Teori Dasar Listrik

Artikel kali ini lebih saya tujukan kepada orang awam yang ingin mengenal dan mempelajari teknik listrik ataupun bagi mereka yang sudah berkecimpung di dalam teknik elektro untuk sekedar mengingat kembali teori-teori dasar listrik.

1. Arus Listrik

adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.



Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.

“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor” 
Formula arus listrik adalah:

I = Q/t (ampere)

Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik

2. Kuat Arus Listrik

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:

Q = I x t
I = Q/t
t = Q/I

Dimana :
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.

“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”

“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
3. Rapat Arus

Difinisi :
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.



Gambar 2. Kerapatan arus listrik.

Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).

Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).



Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil.

Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

J = I/A
I = J x A
A = I/J

Dimana:
J = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
A = luas penampang kawat [ mm²]


4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

Tahanan didefinisikan sebagai berikut :

“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"

Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:

“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.

Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

R = 1/G
G = 1/R

Dimana :
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]



Gambar 3. Resistansi Konduktor

Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.

“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” :

R = ρ x l/q

Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m] l
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]

faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor .
• temperatur.

"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"


5. potensial atau Tegangan

potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt.

“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”

Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:

V = W/Q [volt]

Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb


RANGKAIAN LISTRIK

Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban



Gambar 4. Rangkaian Listrik.

Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup.

1. Cara Pemasangan Alat Ukur.
Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari Volt meter sangat tinggi. Sebaliknya pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal inidisebabkan tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil.

“alat ukur tegangan adalah voltmeter dan alat ukur arus listrik adalah amperemeter”
2. Hukum Ohm 
Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus :

I = V/R
V = R x I
R = V/I

Dimana;
I = arus listrik, ampere
V = tegangan, volt
R = resistansi atau tahanan, ohm

• Formula untuk menghtung Daya (P), dalam satuan watt adalah:
P = I x V
P = I x I x R
P = I² x R

3. HUKUM KIRCHOFF 

Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol (ΣI=0).



Gambar 5. loop arus“ KIRChOFF “

Jadi:
I1 + (-I2) + (-I3) + I4 + (-I5 ) = 0
I1 + I4 = I2 + I3 + I5

semoga bermanfaat,

Read More

Mengenal pengukuran vibrasi pada motor atau pompa

Mengenal pengukuran vibrasi pada motor atau pompa

Assalammu'alaikum semuanya...Lama tidak menulis, pada kesempatan ini saya coba berbagi tentang pengukuran vibrasi/getaran, pada peralatan motor listrik atau pompa listrik. Scope nya saya persempit di dalam lingkup pembangkit tenaga listrik.... here we go>>>>>>>>

Untuk apa sih mengukur getaran/vibrasi? ini sama seperti kita mengukur tingkat kesehatan manusia, begitu juga kita harus tahu tingkat kesehatan sebuah mesin / motor listrik, salah satu nya ya dengan mengukur dan memonitor vibrasi nya.

Mesin-mesin apa yang harus dimonitor vibrasinya?
secara umum, mesin-mesin yang harus diperhatikan adalah berdasarkan tingkat kepentingan sebuah mesin tersebut antara lain :

a. Mesin yang cukup mahal, besar, dan susah diperbaiki jika terjadi kerusakan
b. Mesin yang memberikan dampak yang besar terhadap produksi sebuah pembangkit (plant)
c. Mesin yang diketahui sering kali mengalami kerusakan
d. Mesin yang sedang diukur kehandalannya
e. Mesin yang memberikan dampak keselamatan terhadap manusia maupun peralatan lain (safety)



Bagaimana instrument pengukuran bekerja?

Sebelum mengukur vibrasi, kita perlu tau sensor apa yang digunakan untuk mengukurnya. Kebanyakan sih yang dipakai adalah sensor accelerometer, jadi dia memproduksi sinyal kecil yang sebanding dengan akselerasi dari peralatan yang bergetar tersebut. Apa sih akselerasi pada komponen yang bergetar? maksudnya seberapa cepat perubahan velocity yang terjadi. apa sih velocity??? mbulet yaa.... :D

Bagaimana mengukur nya?

Pertama, bagaimana meletakkan accelerometer nya? ingat, jika mau mengukur vibrasi di bearing maka jangan letakkan alat ukut di body... contoh seperti dibawah :)



a. Letakkan sedekat mungkin pada bearing

ini untuk menghindari distorsi signal dan kesalahan dalam pembacaan.



b. Pastikan alat ukurnya terpasang dengan baik

sama, efeknya akan menyebabkan kesalahan dalam pembacaan sinyal oleh alat ukurnya .



 


c. Pastikan orientasi pengukuran tepat

Jika akan mendeteksi parallel missalignment, maka biasanya alat ukur diletakkan pada posisi radial dari bearing. Sedangkan untuk mengukur angular missalignment, alat ukur diletakkan dalam posisi sumbu axial.
Sinyal yang diproduksi oleh alat ukur akan bergantung juga dari letak dan arah, karena getaran akan bervariasi di setiap letak dan arahnya.



d. Lakukan pengukuran di tempat yang sama.

Dalam melakukan perawatan, predictive ataupun preventive,  maka akan sangat baik jika pengukuran rutin dilakukan pada tempat yang sama..





 e. Jaga keselamatan mu dan juga alatmu







Standard

Shaft Speed (RPM)
Less than 2,000			Greater than 2,000
Mounting	Drive	Category	Mounting	Drive	Category
Rigid Mounting	Rigid Drive	I	Rigid Mounting	Rigid Drive	II
	Flex Drive	II		Flex Drive	III
Flexible Mounting	Rigid Drive	II	Flexible Mounting	Rigid Drive	III
	Flex Drive	III		Flex Drive	IV

Read More