SISTEM TENAGA

ELEMEN MESIN SISTEM TENAGA

Salah satu cara yang paling ekonomis, mudah, dan aman untuk mengirimkan energy adalah melalui bentuk energy listrik. Pada pusat pembangkit, sumberdaya energy primer seperti bahan bakar fosil (minyak, gas alam, dan batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah menjadi energy listrik. Generator sinkron mengubah energy mekanis yang dihasilkan pada poros turbin menjadi energy listrik tiga fasa.

Melalui transformator penaik tegangan (step-up transformator) energy listrik ini kemudian dikirimkan melalui saluran transmisi bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban. Peningktan tegangan dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus yang mengalir pada saluran transmisi. Dengan demikian saluran transmisi bertegangan tinggi akan membawa aliran arus yang rendah dan berarti mengurangi rugi panas (heat loss) I²Ryang menyertainya. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan tersebut kembali diturunkan menjadi tegangan menengah, melalui transformator pnurun tegangan (step-down transformator).

Dipusat-pusat beban yang terhubung dengan saluran distrinusi, energy listrik ini diubah lagi menjadi bentuk-bentuk energy terpakai lainnya seperti energy mekanis (motor), penerangan, pemanas, pendingin, dan sebagainya.

PUSAT PEMBANGKIT DAN OPERASI EKONOMISNYA

Pusat pembangkit berfungsi untuk mengkorvensikan sumberdaya energy primer menjadi energy listrik. Pusat pembangkit listrik konvensional mencakup:

1. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU); minyak, gas alam, dan batubara.

2. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA).

3. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG).

4. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD).

5. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).

6. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

Disamping pembangkit listrik konvensional tersebut, saat ini tengah dikembangkan beberapa teknologi konversi untuk sumberdaya energy baru seperti: biomassa, solar, limbah kayu, angin, gelombang laut, dan sebagainya.

Pembangkit listrik melalui cara magnetohidrodinamik (MHD) pada saat ini juga sedang memasuki tahap penelitian dan pengembangan yang intensif.

Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Pada pembangkit listrik ini, bahan bakar minyak, gas alam, atau batubara dipakai untuk membangkitkan panas dan uap pada boiler. Uap tersebut kemudian dipakai untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan sebuah generator sinkron.

Pusat LIstrik Tenaga Gas (PLTG)

PLTG atau turbin merupakan mesin dengan proses pembakaran dalam (internal combustion). Bahan bakar berupa minyak atau gas alam dibakar didalam ruang ruang pembakar (combustor). Udara yang memasuki kompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan bakar disemprotkan ke ruang pembakar untuk melakukan proses pembakaran. Gas panas hasil pembakaran ini berfungsi sebagai fluida kerja yang memutar roda turbin bersudu yang terkopel dengan generator sinkron. Generator sinkron mengubah energy mekanis menjadi energy listrik.

Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Pada reactor air tekan (pressurized water reactor) terdapat dua rangkaian yang seolah-olah terpisah. Pada rangkaian pertama bahan bakar uranium-235 yang diperkaya dan tersusun dalam pipa-pipa berkelompok, disundut untuk menghasilkan panas dalam reactor. Karena air dalam bejana penuh, maka tidak terjadi pembentukan uap, melainkan air menjadi panas dan bertekanan.

Pusat Tenaga Listrik Air (PLTA)

Penggunaan tenaga air merupakan bentuk konversi energy tertua yang pernah dikenal manusia. Perbedaan vertical antara batas atas dengan batas bawah bendungan dimana terletak turbin air, dikenal sebagai tinggi terjun.

KONVERSI ENERGI ELEKTROMEKANIK

Salah satu aspek penting dalam system tenaga adalah yang menyangkut konversi energy elektromekanik; yaitu konversi energy dari bentuk mekanik ke listrik dan dari bentuk listrik ke mekanik. Konversi energy tersebut berlangsung pada system tenaga melalui peralatan electromagnet yang disebut generator dan motor.

TRANSMISI DAN DISTRIBUSI

Apabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat-pusat beban dalam jumlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik tersebut kepada pihak pemakai melalui saluran tegangan rendah.

KARAKTERISTIK BEBAN

System tenaga listrik dirancang untuk dapat mengirim energy listrik dengan cara yang efisien dan aman kepada para pelanggan. Karakteristik dari permintaan energy listrik kadangkala membuat usaha tersebut sulit untuk dipenuhi. Meramalkan pertumbuhan beban dan usaha untuk memenuhi siklus beban harian dan beban tahunan secara memuaskan merupakan dua kesulitan yang harus diatasi.

PROTEKSI

Suatu gangguan atau kegagalan, dalam keadaan bagaimanapun, akan mempengaruhi aliran arus normal pada system tenaga. Gangguan-gangguan yang terjadi dapat disebabkan oleh sambaran petir, hubungan singkat karena kejatuhan benda tertentu pada kawat tertentu pada kawat penghantar, rusaknya isolasi, dan lain sebagainya.

NOTASI DAN SIMBOL

Penggunaan notasi dan symbol dalam buku ini diusahakan sederhana mungkin. Untuk harga sesaat besaran arus bolak balik, digunakan huruf kecil, misalnya I untuk arus sesaat, dan v untuk tegangan sesaat. Penggunaan huruf besar menunjukkan nilai fasor yang mengandung besaran (magnitude) dan sudut. Besaran fasor adalah harga rms-nya (root-mean-square).

(Zuhal.1993.Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya.Gramedia Pusaka Utama,Jakarta)