PRINSIP DASAR MEDAN LISTRIK DAN MEDAN MAGNET

1.       Pendahuluan

Pada dasarnya  medan dapat di bentuk dalam besaran scalar dan vector, sebuah volume, finite dan infinite element

Medan scalar dan medan vector dapat di analisis didalam system koordinat kartesian 

Kerapatan flux dari medan vector

Medan listrik (E) diantara dua lempengan electrode seperti gambar di atas dimana S merupakan Area lempengan, d merupakan jarak antara dua lempengan, Q+ & Q- adalah electron, sedangkan Ve adalah Tegangan listrik, dimana 

NB :/sumber bahan tugas perkulihan medan elektro magnetik

Komponen-komponen Utama Sisten Tenaga

 1. Struktur utama system tenaga listrik dapat dijelaskan dengan  diagram ini

a.       Unit pembangkitan : merupakan unit yang berfungsi untuk membangkitkan atau menghasilkan energi listrik. Unit pembangkit seperti PLTA, PLTU, PLTGU, dan lain sebagaainya pada single line diagram diatas yang disimbolkan oleh G. Dan juga terdapat trafo step-up untuk menaikan tegangan yang dibangkitkaan untuk di transmisiikan ke unit transmisi, level tegangan di pembangkit biasanya 6,3KV dan dinaikan ke 75KV, 150KV, 275KV, dan 500KV.

b.       Unit transmisi : merupakan unit yang menyalurakan energi listrik dari pembangkit ke gardu induk distribusi. level tegangan di pembangkit biasanya 75KV, 150KV, 275KV, dan 500KV

c.       Gardu Induk : merupakan unit yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari transmisi dan menyalurkan kedistribusi atau bisa dipakai langsung untuk konsumen besar, contohnya di Sumatera barat adalah PT. Semen Padang. level tegangan di pembangkit biasanya 75KV, 150KV, 275KV, dan 500KV diturunkan ke 20KV dan 6,3KV

d.       Unit distribusi : merupakan unit yang berhubungan langsung dengan pelanggan seperti pelanggan rumah tangga, bisnis dan lain sebagainya level tegangannya di 20KV dan diturunkan ke 380V L-L atau 220 L-N

1.     Jelaskan sasaran operasi sistem tenaga listrik

Ada tiga sasaran operasi system tenaga adalah :

a.       Ekonomi : optimasi biaya pengoperasian system agar minimum tanpa melanggar batasan mutu dan keamanan

b.       Mutu : kemampuan system untuk menjaga agar semua batasan operasi terpenuhi.

c.       Sekuritas : kemampuan system untuk menghadapi kejadian yang tidak direncanakan tanpa mengakibatkan pemadaman

2.     Jelaskan mengapa dalam operasi system tenga listrik pembangkitan harus selalu dibuat sama dengan kebutuhan daya beban

Supaya operasi system tenaga listrik memiliki frekuensi yang stabil yaitu di 50Hz (standar Indonesia). Saat pembangkit lebih kecil dari kebutuhan daya beban maka frekuensi akan turun dan harus ada beban yang di matikan, dan jika pembangkit melebihi kebutuhan beban maka frekuensi system akan lebih maka harus ada pembangkit yang dikurangi.

3.     Jika daya pembangkitan lebih rendah dari pada kebutuhan beban apa yang akan terjadi dan bagaimana solusinya?

Jika daya pembangkitan lebih rendah dari pada kebutuhan beban maka frekuensi system akan turun, yang harus dilakukan adalah :

a.       Mengaktifkan pembangkit cadangan spinning reserve : sisa kapasitas generator yang belum terpakai dari generator-generator yang sedang beroperasi.

b.       Mengaktifkan replacement reserve : pembangkit yang dinyalakan saat dibutuhkan secara tiba-tiba umumnya PLTG dan diesel yang waktu pembangkitannya cepat.

c.       Jika kedua solusi diatas masih belum terpenuhi maka harus dilakukan pemadaman, baik itu manual load shedding  atau otomatis load shedding.

4.     Apakah kegunaan analisa aliran daya?

Untuk mengetahui besarnya daya dalam sistem tenaga listrik apakah masih memenuhi batas-batas yang telah ditentukan, serta untuk mengetahui besar Losses yang ada, dan untuk memperoleh kondisi mula pada perencanaan sistem yang baru

5.     Siapakah yang merencanakan dan memantau jalannya operasi system tenaga?

Yang merencanakan dan memantau jalannya operasi system tenaga adalah perusahan yang berwenang di Indonesia adalah PT PLN (Persero) dan tepatnya unit pelayanan beban (UPB).

NB : Source : Tugas Perkuliahan Perencanaan System Tenaga 

Dasar-Dasar Perencanaan Sistem Tenaga

 Untuk  memulai dasar-dasar perencanaan sistem tenaga dapat kita mulai dengan menggunakan-menggunakan pertanyaan-pertanyaan berikut

1.     Sebutkan komponen/elemen system tenaga dan fungsi masing-masingnya?

a.     Generation Facilities / Pusat Pembangkitan

Pusat pembangkitan merupakan komponen yang berfungsi untuk membangkitkan energi listrik. Contoh nya, PLTU, PLTA, PLTG, PLGU dan lain sebagainya

b.     Transmission Facilities / Sistem Transmisi

System transmisi merupakan system yang mentransmisikan energi listrik dari pusat pembangkit ke beban, system transmisi terdiri dari :

·        Substation / Gardu Induk

·        Network / jaringan transmisi

c.     Loads / Beban

Loads merupakan komponen yang menggunakan energi listrik tersebut, Seperti : industry, Perkantoran, Pusat Perbelanjaan atau gedung-gedung bertingkat, maupun perumahan.

 

2.     Apakah perencanaan system tenaga?

Perencanaan system tenaga adalah suatu perencanaan atau proses dimana tujuannya adalah untuk menentukan suatu system yang baru atau melakukakan peningkatan (upgrading)  system yang lama untuk memenuhi kebutuhan beban dimasa yang akan datang

 

3.     Mengapa perlu dilakukan perencanaan system tenaga (kaitkan dengan time horizonnya)

Perencanaan system tenaga sangat perlu dilakukan, berdasakan time horizannya

a.     Nanosecond – microsecond : power system transien

Contohnya : study tentang surja (surge) akibat petir atau switching, ini harus direncanakan untuk pengamanannya supaya peralatan-peralatan tidak breakdown atau terganggu akibat dari  transien pada sistem

b.     Millisecond – second : Power system dynamic

Salah satu contohnya Analisa gangguan hubung singkat untuk perhitungan kecepatan peralatan proteksi, menghitung critical clearing time.

c.     Minute – 1 week :

·        Unit Commitment : penetapan unit pembangkit mana saja yang akan beroperasi untuk suatu interval waktu tertentu (beberapa jam sampai 1 minggu)

·        Economic Dispatch / penjadwalan ekonomis : mengatur output MW setiap pembangkit yang telah ditentukan dari unit commitment agar sesuai dengan kebutuhan beban, namun memberikan biaya pembangkitan total terendah

Optimal Power Flow : memperbaiki hasil economic dispatch agar paling optimum sesuai dengan kondisi sistem

·        Automatic Generation Control : dalam hitungan menit, menyesuaikan output generator dengan kebutuhan sistem berdasarkan frequensi dan tegangan yang dirasakan

d.     1 week – 1 year : maintenance scheduling (operational planning)

Pada time horizon ini kita harus merencakan pemeliharaan dari peralatan seperti predictive dan preventive maintenance supaya tidak terjadi kegagalan pada peralatan itu sendiri

e.     1 year – 10 years : Power System Planning

Perencanaan system tenaga adalah suatu perencanaan atau proses dimana tujuannya adalah untuk menentukan suatu system yang baru atau melakukakan peningkatan (upgrading)  system yang lama untuk memenuhi kebutuhan beban dimasa yang akan dating

4.     Apa yang menjadi sumber data utama bagi perencanaan ekspansi system tenaga?

a.       Perkiraan beban jangka panjang

b.       Perencanaan penambahan pembangkit

c.       Perencanaan pengembangan atau penambahan Gardu Induk

d.       Perencanaan Saluran transmisi dan distribusi

e.       Perencanaan sumber daya reaktif