Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang berfungsi untuk :
- Mengubah tenaga listrik tegangan tingi yang satu ke tegangan tinggi yang lainnya atau tegangan menengah.
- Pengukuran, pengawasan, operasi serta pengaturan pengamanan sistem tenaga listrik.
- Pengaturan daya ke Gardu-Gardu Induk lain melalui tegangan tinggi dan Gardu-Gardu Distribusi melalui gawai tegangan menengah.
Gardu Listrik dapat diklarifikasikan menjadi dua hal antara lain:
1) Menurut Lokasi dan Fungsi
Merurut lokasinya di dalam sistem tenaga listrik, fungsi dan tegangannya (tinggi,menengah atau rendah) maka gardu listrik dapat dibagi :
- Gardu Induk Adalah gardu listrik yang mendapatkan daya dari satuan transmisi atau sub-transmisi suatu sistem tenaga listrik untuk kemudian menyalurkannya ke daerah beban (industri, kota dan sebagainya) melalui saluran distribusi primer.
- Gardu Distribusi Adalah gardu listrik yang mendapatkan daya dari saluran distribusi primer yang menyalurkan tenaga listrik ke pemakai dengan tegangan rendah.
2) Menurut Penempatan Peralatannya
Menurut penempatannya, gardu listrik dapat dibagi :
- Gardu Induk pemasangan dalam merupakan Gardu Induk dimana semua peralatannya (switchgear, isolator dan sebagainya) di pasang di dalam gedung/ruangan tertutup.
- Gardu Induk pemasangan luar merupakan Gardu Induk dimana semua peralatannya (switchgear, isolator dansebagainya) di tempatkan di udara terbuka.
3) Menurut Isolasi yang Digunakan.
Gardu Induk yang menggunakan isolasi udara adalah gardu induk yang menggunakan isolasi udara antara bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian yang bertegangan lainnya. Gardu Induk ini berupa gardu induk konvensional memerlukan tempat terbuka yang cukup luas. Gardu Induk yang menggunakan isolasi gas SF 6
- Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang bertegangan, maupun antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan.
- Gardu induk ini disebut Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS), yang memerlukan tempat yang sempit.Secara prinsip peralatan yang dipasang pada GIS sama dengan peralatan yang dipakai GI Konvensional.
Perbedaannya adalah :
- Pada GIS peralatan-peralatan utamanya berada dalam suatu selubung logam tertutup rapat, yang di dalamnya berisi gas bertekanan, yaitu gas SF 6 (Sulphur Hexafluorida).
- Gas SF 6 berfungsi sebagai isolasi switchgear dan sebagai pemadam busur api pada operasi Circuit Breaker (CB).
- Dengan demikian cara pemasangan GIS berbeda dengan GI Konvensional.
Pengembangan GIS :
- Pada mulanya GIS didesain dengan sistem selubung phasa tunggal.
- Dengan semakin majunya teknologi kelistrikan, maka saat ini sebagian besar GIS memakai desain selubung tiga phasa dimasukkan dalam satu selubung.
Keuntungan sistem selubung tiga phasa adalah lebih murah, lebih ringan, lebih praktis dan pemasangannya lebih mudah, meminimalkan kemungkinan terjadinya kebocoran gas dan lebih sederhana susunan isolasinya. Pertimbangan penggunaan gas SF 6 dalam GIS, adalah :
- Kekuatan dielektrik tinggi, yaitu pada tekanan udara normal sebesar 2,5 kali dielektrik udara.
- Tidak mudah terbakar dan tidak berbau.
- Tidak beracun dan tidak berwarna.
- Mengikuti hukum gas-gas pada umumnya.
- Berat molekul 146 (udara 29).
- Kepekaan ± 6 kg/m3 pada 0,1 MFA dan 100 C.
4) Menurut Sistem Rail (Busbar).
Rail (busbar) merupakan titik hubungan pertemuan (connecting) antara transformator daya, SUTT/ SKTT dengan komponen listrik lainnya, untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik. Berdasarkan sistem rel (busbar), gardu induk dibagi menjadi beberapa jenis, sebagaimana tersebut di bawah ini :
Gardu Induk sistem ring busbar
- Adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring.
- Pada gardu induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu dengan lainnya dan membentuk ring (cincin).
Gardu Induk sistem single busbar :
- Adalah gardu induk yang mempunyai satu (single) busbar.
- Pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung (akhir) dari suatu sistem transmisi.
- Single line diagram gardu sistem single busbar.
Gardu Induk sistem double busbar :
- Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar.
- Gardu induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem (maneuver sistem).
- Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak digunakan.
- Single line diagram gardu induk sistem busbar ganda (double busbar).
Gardu Induk sistem satu setengah (on half) busbar :
- Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar.
- Pada umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk dipembangkit tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar.
- Dalam segi operasional, gardu induk ini sangat efektif, karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem (manuver system).
- Sistem ini menggunakan 3 buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang secara deret (seri). Single line diagram.
Fungsi dari Peralatan Gardu Induk.
- Lighting Arrester berfungsi untuk mengamankan instalasi (peralatan listrik pada instalasi) dari gangunan tegangan lebih yang di akibatkan oleh sambaran petir maupun oleh surya petir.
- Pemisah (PMS).
- Pemisah Tanah berfungsi untuk mengamankan peralatan dari sisa tegangan yang timbul sesudah SUTT diputuskan, atau induksi tegangan dari penghantar, hal ini perlu untuk keamanan dari orang yang bekerja pada instalasi.
- Pemisah Peralatan berfungsi untuk mengisolasi peralatan listrik dari peralatan yang bertegangan. Pemisah dioperasikan tanpa beban.
- Pemutus Tenaga (PMT) berfungsi untuk memutuskan hubungan tenaga listrik dalam keadaan gangguan maupun dalam keadaan berbeban dan proses ini harus dapat dilakukan dengan cepat. Pemutus tenaga listrik dalam keadaan gangguan akan menimbulkan arus yang relatif besar, pada saat tersebut PMT bekerja sangat berat. Bila kondisi peralatan PMT menurun karena kurangnya pemeliharaan, sehingga tidak sesuai lagi kemampuan dengan daya yang di putuskannya, maka PMT tersebut akan dapat rusak (meledak).
- Trafo Tegangan berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah, yang di perlukan untuk alat-alat ukur (pengukuran) dan alat pengaman (proteksi).
- Trafo Arus berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi menjadi arus kecil pada tegangan rendah untuk keperluan pengukuran dan pengaman (proteksi).
- Rail (busbar) berfungsi sebagai titik pertemuan/hubungan trafo-trafo tenaga, SUTT-SUTT dan peraltan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga/daya listrik. Bahan dari rail umumnya terbuat dari bahan tembaga (bar copper, atau hollow konduktor), ACSR : almalec atau alumunim (busbar alumunium atau hollow conductor).
- Trafo TenagaTrafo tenaga berfungsi menyalurkan tenaga/daya dari tegangan tinggi atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan).
- Panel Control jenis-jenis panel kontrol yang ada dalam suatu Gardu Induk terdiri dari Panel Control Utama terdiri dari panel instrumen dan panel operasi. Pada panel instrumen terpasang alat-alat ukur dan indikator gangguan dari panel ini alat-alat tersebut dapat diawasi dalam keadaan beroperasi. Pada panel operasi terpasang saklar operasi dari pemutus tenaga, pemisah serta lampu indikator posisi sakelar dan diagram rail. Diagram rail (mimic bus), sakelar dan lampu indikator diatur letak dan hubungannya sesuai dengan rangkaian yang sesungguhnya sehingga keadaannya dapat dilihat dengan mudah. Panel relay terpasang relay pengaman untuk SUTT, relay pengaman untuk trafo dan sebagainya. Bekerjanya relay dapat diketahui dari penunjukan pada relay itu sendiri dan pada indikator gangguan dipanel kontrol utama. Pada Gardu Induk ada yang memanfaatkan sisi depan dari panel dipakai sebagai panel utama dengan instrumen dan sakelar, kemudian sisi belakangnya dipakai sebagai panel relay, dan ada pula pada Gardu Induk jika rangkaiannya sudah rumit, maka panel relay terpasang dalam panel tersendiri.
- Baterai Sumber Tenaga untuk sistem kontrol dan proteksi selalu harus mempunyai keandalan dan stabilitas yang tinggi, maka batere dipakai sebagai sumber tenaga kontrol dan proteksi di dalam Gardu Induk. Peranan dari batere adalah sangat penting karena justru pada saat gangguan terjadi, batere inilah yang merupakan sumber tenaga untuk menggerakan alat-alat control dan proteksi. Ada dua jenis batere yang dikenal antara lain baterai timah hitam (lead acid storage battery) & Baterai alkali (alkaline storage battery).
- Sistem Pembumian titik netral suatu sistem dapat melalui kumparan Petersen, tahanan (resistor) atau langsung (solidly) yang berfungsi untuk menyalurkan arus ganguan phasa ke bumi pada sistem.
Arus yang melalui pembumian merupakan besaran ukur untuk alat proteksi. Pada trafo yang sisi primernya dibumikan dan sisi sekundernya juga dibumikan, maka gangguan phasa kebumi disisi primer selalu dirasakan pada sisi sekunder dan sebaliknya. - Kapasitor berfungsi untuk memperbaiki faktor kerja dan tegangan dan jaringan tenaga listrik.
- Reaktor berfungsi untuk mengurangi/membatasi arus hubung singkat dan arus switching dalam jaringan tenaga listrik.
Sumber:
Buku 4 : Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik, PT. PLN (Persero) Tahun 2010.
Team O & M Transmisi dan Gardu Induk, Buku Petunjuk : OPERASI DAN MEMELIHARA PERALATAN UNTUK INSTALASI GARDU INDUK, PT. PLN Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta Raya. 1996.