LISTRIK 3 PHASE
listrik AC
(alternating current) yang menggunakan 3 penghantar yang mempunyai tegangan sama
tetapi berbeda dalam sudut phase sebesar 120 degree.
Ada
2 macam hubungan dalam koneksi 3 penghantar tadi : hubungan bintang
(“Y” atau star) dan hubungan delta.
Ada beberapa pertanyaan mengenai sistem 3-phase
yang diaplikasikan pada sistem kelistrikan PLN dan mengapa kabel listrik yang
disambung ke instalasi listrik rumah terdiri kabel phase dan kabel netral?
Mengapa kabel phase bertegangan dan kabel netral tidak bertegangan? Dan mengapa
ada arus netral yang datang dari jaringan listrik PLN? Semuanya kami coba
rangkum dalam tulisan ini.
Sistem 3-Phase dan
1-Phase
Hampir seluruh perusahaan penyedia tenaga
listrik menggunakan sistem listrik 3-phase ini. Sistem ini diperkenalkan dan
dipatenkan oleh Nikola Tesla pada tahun 1887 dan 1888. Sistem ini secara umum
lebih ekonomis dalam penghantaran daya listrik, dibanding dengan sistem 2-phase
atau 1-phase, dengan ukuran penghantar yang sama. Karena sistem 3-phase
dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar. Dan juga peralatan listrik
yang besar, seperti motor-motor listrik, lebih powerful dengan sistem ini.
PLN mengaplikasikan sistem 3-phase dalam
keseluruhan sistem kelistrikannya, mulai dari pembangkitan, transmisi daya
hingga sistem distribusi. Oh iya, agar lebih jelas, sistem kelistrikan PLN
secara umum dibagi dalam 3 bagian besar :
- Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik
Terdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar di berbagai
tempat, dengan jenis-jenisnya antara lain yang cukup banyak adalah PLTA
(menggunakan sumber tenaga air), PLTU (menggunakan sumber batubara), PLTG
(menggunakan sumber dari gas alam) dan PLTGU (menggunakan kombinasi antara
gas alam dan uap). Pembangkit-pembangkit tersebut mengubah sumber-sumber
alam tadi menjadi energi listrik.
- Sistem Transmisi Daya
Energi listrik yang dihasilkan dari berbagai pembangkit tadi harus
langsung disalurkan. Karena energi listrik sebesar itu tidak bisa
disimpan dalam baterai. Karena akan butuh baterai kapasitas besar
untuk menyimpan energi sebesar itu dan menjadi sangat tidak ekonomis.
Sebagai gambaran, accu 12Vdc dengan kapasitas 50Ah akan menyimpan energi
listrik maksimal kira-kira 600 Watt untuk pemakaian penuh selama 1 jam.
Sedangkan total pemakaian daya listrik untuk jawa-bali bisa melebihi
15,000 MW (15,000,000,000 Watt). Jadi….Berapa besar baterai untuk
penyimpanannya?
Untuk itulah suplai energi listrik bersifat harus sesuai dengan permintaan
saat itu juga, tidak ada penyimpanan. Karena itu sistem transmisi daya
listrik dibangun untuk menghubungkan pembangkit-pembangkit listrik yang
tersebar tadi dan menyalurkan listriknya langsung saat itu juga ke
pelanggan-pelanggan listrik. Saluran penghantarannya dikenal dengan nama
SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi), SUTET (Saluran Udara Tegangan Extra
Tinggi) dll. Pastinya nggak asing dech dengan bentuknya yang kaya
menara itu ya..
Di Jawa-Bali, sistem transmisi daya listrik ini diatur oleh P3B
(Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban) Jawa-Bali yang berlokasi di daerah
Gandul, Cinere, Bogor.
- Sistem Distribusi Daya Listrik
Dari sistem transmisi daya tadi, listrik akan sampai ke
pelanggan-pelanggannya (terutama perumahan) dengan terlebih dahulu melalui
Gardu Induk dan kemudian Gardu Distribusi. Gardu Induk mengambil daya
listrik dari sistem transmisi dan menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi
yang tersebar ke berbagai daerah perumahan. Dan di dalam gardu distribusi,
terdapat trafo distribusi yang menyalurkan listrik langsung ke rumah-rumah
dengan melewati JTR (Jaringan Tegangan Rendah), yang biasanya ditopang
oleh tiang listrik.
Selengkapnya mengenai sistem tenaga listrik PLN
ini akan dijelaskan pada artikel lain yang akan masuk daftar tunggu untuk rilis (“Sistem Tenaga Listrik PLN”).
Listrik 3-phase adalah listrik AC (alternating
current) yang menggunakan 3 penghantar yang mempunyai tegangan sama tetapi
berbeda dalam sudut phase sebesar 120 degree. Ada 2 macam hubungan
dalam koneksi 3 penghantar tadi : hubungan bintang (“Y” atau star) dan
hubungan delta. Sesuai bentuknya, yang satu seperti huruf “Y” dan satu lagi
seperti simbol “delta”. Tetapi untuk bahasan ini kita akan lebih banyak
membicarakan mengenai hubungan bintang saja.
Gambar diatas adalah contoh sistem 3-phase yang
dihubung bintang. Titik pertemuan dari masing-masing phase disebut dengan titik
netral. Titik netral ini merupakan common dan tidak bertegangan.
Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam
sistem 3-phase ini : Tegangan antar phase (Vpp : voltage phase to phase atau
ada juga yang menggunakan istilah Voltage line to line) dan
tegangan phase ke netral (Vpn : Voltage phase to netral atau Voltage
line to netral). Sistem tegangan yang dipakai pada gambar dibawah adalah
yang digunakan PLN pada trafo distribusi JTR (380V/220V), dengan titik netral
ditanahkan.
Pada istilah umum di Indonesia, sistem 3-phase ini lebih familiar
dengan nama sistem R-S-T. karena memang umumnya menggunakan simbol “R”, “S” ,
“T” untuk tiap penghantar phasenya serta simbol “N” untuk penghantar netral.
Kita langsung saja pada sistem yang dipakai PLN.
Seperti pada gambar tersebut, di dalam sistem JTR yang langsung ke perumahan,
PLN menggunakan tegangan antar phase 380V dan tegangan phase ke netral sebesar
220V. Rumusnya seperti ini :
Vpn = Vpp/√3 –> 220V = 380/√3
Instalasi listrik rumah akan disambungkan dengan
salah satu kabel phase dan netral, maka pelanggan menerima tegangan listrik
220V. Perhatikan pada gambar dibawah ini :
Sistem
Listrik 3-Phase PLN 380/220V pada Jaringan Distribusi Perumahan
Contoh 3-phase hubungan delta bisa dilihat di
sisi primer dari trafo diatas (sebelah kiri). Sedangkan sisi sekunder (sebelah
kiri) terhubung bintang. Hubungan delta pada umumnya tidak mempunyai netral.
Arus Netral pada sistem
3-phase
Salahsatu karakteristrik sistem 3-phase adalah
bila sistem 3-phase tersebut mempunyai beban yang seimbang, maka besaran arus
phase di penghantar R-S-T akan sama sehingga In (arus netral) = 0 Ampere.
Contohnya pada gambar diatas : Misal ketiga rumah tersebut mempunyai beban yang
identik seimbang. Maka arus netral sebagai penjumlahan dari ketiga arus phase
tersebut akan menjadi :
Ir + Is + It = In –> Bila beban seimbang maka
Ir = Is = It dan In = 0 Ampere
Kok hasilnya bisa nol? Karena sistem
penjumlahannya adalah secara penjumlahan vektor, bukan dengan penjumlahan
matematika biasa (jadi bukan 1+1+1=3).
Pada prakteknya, beban seimbang dari ketiga
phase tadi hampir mustahil dicapai. Karena beban listrik setiap rumah belum
tentu identik. Bila terjadi ketidakseimbangan beban, maka besar arus
listrik setiap phase tidak sama. Akibatnya arus netral tidak lagi sebesar
0 Ampere. Semakin tidak seimbang bebannya, maka arus netral akan semakin besar.
Karena
sifat arus listrik adalah
loop tertutup agar bisa mengalir, maka arus netral tadi akan mengalir ke
instalasi listrik milik pelanggan dan melewati grounding sistem
untuk masuk ke tanah, yang akhirnya mengalir balik ke titik grounding trafo
kemudian kembali masuk ke instalasi listrik rumah, demikian seterusnya.
Walaupun pelanggan listrik tersebut mematikan
daya listrik yang masuk ke rumah, dengan MCB di kWh-meter pada posisi “OFF”,
arus netral tetap akan mengalir.
Arus
Netral ke kWh-Meter Saat Terjadi Beban 3 Phase Tidak Seimbang
Apa pengaruhnya pada Meter Prabayar?
Seperti yang dijelaskan pada artikel sebelumnya “Pengawatan Meter PraBayar
dan munculnya tulisan “PERIKSA”, adanya arus netral yang tidak diinginkan ini
akan membuat masalah pada Meter Prabayar (MPB) bila pengawatan pada MPB tidak
benar. Karena MPB cukup peka mengukur perbedaan antara arus phase dan
netralnya.
Terdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar di berbagai tempat, dengan jenis-jenisnya antara lain yang cukup banyak adalah PLTA (menggunakan sumber tenaga air), PLTU (menggunakan sumber batubara), PLTG (menggunakan sumber dari gas alam) dan PLTGU (menggunakan kombinasi antara gas alam dan uap). Pembangkit-pembangkit tersebut mengubah sumber-sumber alam tadi menjadi energi listrik.
Energi listrik yang dihasilkan dari berbagai pembangkit tadi harus langsung disalurkan. Karena energi listrik sebesar itu tidak bisa disimpan dalam baterai. Karena akan butuh baterai kapasitas besar untuk menyimpan energi sebesar itu dan menjadi sangat tidak ekonomis. Sebagai gambaran, accu 12Vdc dengan kapasitas 50Ah akan menyimpan energi listrik maksimal kira-kira 600 Watt untuk pemakaian penuh selama 1 jam. Sedangkan total pemakaian daya listrik untuk jawa-bali bisa melebihi 15,000 MW (15,000,000,000 Watt). Jadi….Berapa besar baterai untuk penyimpanannya?
Untuk itulah suplai energi listrik bersifat harus sesuai dengan permintaan saat itu juga, tidak ada penyimpanan. Karena itu sistem transmisi daya listrik dibangun untuk menghubungkan pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar tadi dan menyalurkan listriknya langsung saat itu juga ke pelanggan-pelanggan listrik. Saluran penghantarannya dikenal dengan nama SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi), SUTET (Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi) dll. Pastinya nggak asing dech dengan bentuknya yang kaya menara itu ya..
Di Jawa-Bali, sistem transmisi daya listrik ini diatur oleh P3B (Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban) Jawa-Bali yang berlokasi di daerah Gandul, Cinere, Bogor.
Dari sistem transmisi daya tadi, listrik akan sampai ke pelanggan-pelanggannya (terutama perumahan) dengan terlebih dahulu melalui Gardu Induk dan kemudian Gardu Distribusi. Gardu Induk mengambil daya listrik dari sistem transmisi dan menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi yang tersebar ke berbagai daerah perumahan. Dan di dalam gardu distribusi, terdapat trafo distribusi yang menyalurkan listrik langsung ke rumah-rumah dengan melewati JTR (Jaringan Tegangan Rendah), yang biasanya ditopang oleh tiang listrik.
Contohnya pada gambar diatas : Misal ketiga rumah tersebut mempunyai beban yang identik seimbang. Maka arus netral sebagai penjumlahan dari ketiga arus phase tersebut akan menjadi :
Seperti yang dijelaskan pada artikel sebelumnya “Pengawatan Meter PraBayar dan munculnya tulisan “PERIKSA”, adanya arus netral yang tidak diinginkan ini akan membuat masalah pada Meter Prabayar (MPB) bila pengawatan pada MPB tidak benar. Karena MPB cukup peka mengukur perbedaan antara arus phase dan netralnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar