Jariangan Sistem Daya Listrik Di Dalam Pusat Data, Dokumentasi

Merancang Sistem Listrik

          Industri listrik merupakan salah satu yang terbesar di Amerika Serikat  dan Kanada. Pada tahun 2008, listrik digunkan sekitar 692.000 dalam pekerjaan.  Kontraktor listrik mempekerjakan sekitar 65% dari upah dan gaji pekerja. Sisanya bekerja dibagian listrik di industri terkait lainnya. Sekitar 9% dari listrik yang wiraswasta. Kesempatan untuk pekerjaan dan kemajuan  sebagai tukang listrik merupakan salah satu yang tertinggi dari setiap industri.  Pada dasarnya, seluruh negera berjalan menggunakan listrik. Industri, komersial lokasi, dan rumah semua menggunakan listrik sebagai utama  sumber daya. Telah diperkirakan bahwa antara tahun 2008 sampai 2018 kebutuhan listrik akan meningkat pada tingkat sekitar 12%. Itu merupakan peningkatan lebih dari 8000 listrik selama 10 tahun ke depan. Lay-off tingkat listrik  adalah salah satu yang terendah dari setiap pekerjaan. Jika industri beroperasi,  akan membutuhkan listrik untuk tetap berjalan.  Personil listrik Listrik secara umum dapat dibagi menjadi beberapa kategori, tergantung pada daerah dan spesifikasi kerja mereka. Masing-masing  kategori mungkin memerlukan keahlian khusus.

          Konstruksi Listrik yang bekerja di industri konstruksi umumnya  memerlukan pengetahuan dasar teori listrik dan  pengetahuan luas tentang Kode Listrik Nasional persyaratan dan praktek kabel. Listrik di pembangunan daerah secara umum dapat dibagi menjadi beberapa bagian Banyak negara memerlukan tes untuk pekerja dibidang listri dan tingkat dibidang listrik yang ahli.

          Listrik dibidang industri umumnya berkaitan dengan  pemeliharaan peralatan yang telah terinstal. Listrik di lingkungan industri membutuhkan luas
pengetahuan teori listrik dan Nasional Persyaratan Kode listrik untuk pemasangan motor, pusat kapasitor, dan transformer. Listrik industri
juga memiliki dasar tentang elektronika dan perangkat elektronik. Industri modern mempekerjakan banyak perangkat elektronik, seperti frekuensi variabel drive, solid state untuk kontrol arus searah motor, dan programmable logic controller. Bidang lain yang menjadi perhatian untuk  sebagian besar listrik industri adalah kontrol motorik. Sistem kontrol motorik yang  umumnya baik logika relay atau elektronik dalam bentuk diprogram  logic controller atau sistem kontrol distributif.

Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen,  Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:

1. pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan)

2. merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.

        Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.  Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan.

          Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.

         Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik  Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasan-pembatasan. Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation)  Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi (HV,UHV,EHV) Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV). Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah. Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah:

a. SUTM, terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus.

b. SKTM, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination dan lain-lain.

c. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding,dan lain-lain.

d. SUTR dan SKTR, terdiri dari: sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM. Yang membedakan hanya dimensinya.

Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik  Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut::

Menurut nilai tegangannya:

a.    Saluran distribusi Primer, Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo substation (Gardu Induk) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi.

b.    Saluran Distribusi Sekunder, Terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban (Lihat Gambar 2-2)

Menurut bentuk tegangannya:

a.    Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah.

b.    Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik.

Menurut jenis/tipe konduktornya:

a.    Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan dibedakan atas:
- Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa isolasi pembungkus. Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi.

b.    Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable).

c.    Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut (submarine cable)

Saluran Konfigurasi horizontal, bila saluran fasa terhadap fasa yang lain terhadap netral, atau saluran positip terhadap negatip (pada sistem DC) membentuk garis horisontal.

b. Saluran Konfigurasi Vertikal, bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal .

c. Saluran konfigurasi Delta, bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta).

Menurut Susunan Rangkaiannya Dari uraian diatas telah disinggung bahwa sistem distribusi di bedakan menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder.

a.    Jaringan Sistem Distribusi Primer,  Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitu:

-       Jaringan Distribusi Radial, dengan model: Radial tipe pohon, Radial dengan tie dan switch pemisah, Radial dengan pusat beban dan Radial dengan pembagian phase area.

-       jaringan distribusi ring (loop), dengan model: Bentuk open loop dan bentuk Close loop

-       Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET)

-       Jaringan distribusi spindle

-       Saluran Radial Interkoneksi

b.    Jaringan Sistem Distribusi Sekunder, Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sebagai berikut:

-       Papan pembagi pada trafo distribusi,

-       Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder).

-       Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai)

-  Alat Pembatas dan pengukur daya (kWh meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.

Tegangan Sistem Distribusi Sekunder

            Ada bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut, (2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Pada dasarnya tidak berbeda dengan sistem distribusi DC, faktor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya, saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe dan cara pengawatan, ini bergantung pula pada jumlah fasanya, yaitu:

1.    Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt

2.    Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt

3.    Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt

4.    Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt

5.    Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt

6.    Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt.

7.    Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt

8.    Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt

9.    Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt

          Di Indonesia dalam hal ini PT. PLN menggunakan sistem tegangan 220/380 Volt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari PT. PLN, menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. Pemakai listrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada negara pemberi pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motor-motor listrik) di suplai dari negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, IEC (International Electrotechnical Comission), Indonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan menjadi 220/380 Volt saja, karena IEC sejak tahun 1967 sudah tidak mencantumkan lagi tegangan 127 Volt. (IEC Standard Voltage pada Publikasi nomor 38 tahun 1967 halaman 7 seri 1 tabel 1).

Diagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari:

1. Sistem distribusi satu fasa dengan dua kawat, Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.

2. Sistem distribusi satu fasa dengan tiga kawat, Pada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi DC dengan tiga kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran “netral” disini dihubungkan pada tengah belitan (center-tap) sisi sekunder trafo, dan diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.

3. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/240 Volt, Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat dengan beban 3 fasa. 

4. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/208 Volt.

5. Sistem distribusi tiga fasa dengan tiga kawat, Tipe ini banyak dikembangkan secara ekstensif. Dalam hal ini rangkaian tiga fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga) ataupun rangkaian wye (star/bintang). Diperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. Untuk rangkaian delta tegangannya bervariasi yaitu 240 Volt, dan 480 Volt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan.

6. Sistem distribusi tiga fasa dengan empat kawat, Pada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star,dimana saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya padasistem tiga fasa yang lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini terdapat dua alternatif besar tegangan.