Belajar dan Memahami Ilmu Dasar Teknik Tenaga Listrik Serta Penerapannya

Sistem Pembangkit Tenaga Listrik

A. Teori Elektron

Dasar untuk mengerti listrik adalah teori elektron. Teori ini menyatakan bahwa semua materi mempunyai dimensi (ruang) dan berat, materi dalam bentuk unit yang tidak mungkin dipisahkan lagi disebut atom. Dalam atom terdapat partikel yaitu, proton, neutron, dan elektron. Proton dan neutron merupakan inti dari atom yang disebut dengan muckleus. Sedangkan elektron bergerak spin sambil mengitari inti dalam orbit tertentu, seperti yang dirunjukan oleh gambar di bawah ini.

Proton dan elektron bermuatan listrik dalam jumlah yang sangat kecil, proton merupakan pembawa muatan positif dan elektron pembawa muatan negatif. Dalam sebuah atom stabil, jumlah muatan proton sama dengan jumlah muatan elektron. Sedangkan neutron tidak mempunyai muatan listrik.

Atom dibedakan oleh jumlah elektron yang mengitari intinya. Contohnya atom hidrogen mempunyai satu elektron pada orbitnya, sedangkan atom timah mempunyai 82 elektron pada orbiynya, sedangkan atom timah mempunyai 82 elektron yang mengitari inti dalam orbit yang berbeda. Pergerakan elektron ini tidak membuat atom menjadi terpecah, berantakan, karena dalam suatu atom terdapat keseimbangan gaya/ momen di dalamnya. Gerak muatan positif dan muatan negatif bertentangan satu sama lain dalam suatu konduktor. Aliran dari jumlah kedua muatan ini akan memntukan besarnya arus listrik yang mengalir.

B. Energi Listrik

Energi listrik merupakan energi yang mudah dikonversikan, dibangkitkan, didistribusikan dengan proses yang efisien, efektif, ekonomis dibandingkan dengan energi yang lain. Energi listrik didapat dari merubah bentuk energi lainnya, seperti gerak, panas, kimia dan nuklir. PLTA, PLTU, PLTD adalah penghasil listrik dengan merubah energi gerak menjadi energi listrik. Alat yang digunakan di sini adalah generator.

C. Sistem Teknik Tenaga Listrik

Teknik tenaga listrik adalah satu-satunya bidang yang secara khusus berkaitan dengan pembangkitan dan transmisi daya listrik dari satu tempat ke tempat lain. Sistem tenaga listrik merupakan sekumpulan pusat listrik dan gardu induk (pusat beban) yang satu sama lain dihubungkan oleh Jaringan Transmisi sehingga merupakan sebuah kesatuan interkoneksi

Sistem Tenaga listrik terbagi :

1. Sistem Pembangkitan

Sistem pembangkitan tenaga listrik berfungsi membangkitkan energi listrik melalui berbagai macam pembangkit tenaga listrik.

Pada pembangkit tenaga listrik ini sumber-sumber energi alam dirubah oleh penggerak mula menjadi energi mekanis yang berupa kecepatan atau putaran, selanjutnya energi mekanis tersebut di rubah menjadi energi listrik oleh generator.

Sumber-sumber energi alam dapat berupa :

• Bahan bakar yang berasal dari fossil : batubara, minyak bumi, gas alam.
• Bahan galian : uranium, thorium.
• Tenaga air, yang penting adalah tinggi jatuh air dan debitnya.
• Tenaga angin, daerah pantai dan pegunungan.
• Tenaga matahari.

2. Sistem Transmisi

Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban melalui saluran transmisi. Saluran transmisi akan mengalami rugi-rugi tenaga, maka untuk mengatasi hal tersebut tenaga yang akan dikirim dari pusat pembangkit ke pusat beban harus ditransmisikan dengan tegangan tinggi maupun tegangan ekstra tinggi.

3. Sistem Distribusi

Sistem Distribusi berfungsi mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen yang berupa pabrik, industri, perumahan dan sebagainya. Transmisi tenaga dengan tegangan tinggi maupun ekstra tinggi pada saluran transmisi di rubah pada gardu induk menjadi tegangan menengah atau tegangan distribusi primer, yang selanjutnya diturunkan lagi menjadi tegangan untuk konsumen

Prinsip kerja dalam sistem tenaga listrik dimulai dari bagian pembangkitan kemudian disalurkan melalui sistem jaringan transmisi kepada gardu induk dan dari gardu induk ini disalurkan serta dibagi-bagi kepada pelanggan melalui saluran distribusi.

Tegangan generator pada umumnya rendah antara 6 kV sampai 24 kV, maka tegangan ini biasanya dinaikan dengan pertolongan transformator daya ke tingkat tegangan yang lebih tinggi antara 30 kV sampai 500 kV (dibeberapa negara maju bahkan sudah sampai 1000 kV). Tingkat tegangan yang lebih tinggi ini, selain untuk memperbesar daya hantar dari saluran yang berbanding lurus dengan kuadrat tegangan, juga memperkecil rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada saluran.

Penurunan tegangan dari tingkat tegangan transmisi pertama-pertama dilakukan pada gardu induk (GI), dimana tegangan diturunkan ke tegangan yang lebih rendah, misalnya dari 500 kV ke 150 kV atau dari 150 kV ke 70 kV.

Kemudian penurunan kedua dilakukan pada gardu induk distribusi dari 150 kV ke 20 kV atau dari 70 kV ke 20 kV. Tegangan 20 kV ini disebut tegangan distribusi primer.

Ada dua kategori saluran transmisi, saluran udara (overhead lines) dan saluran kabel tanah (underground cable). Untuk saluran udara menyalurkan tenaga listrik melalui isolator-isolator, sedangkan saluran kabel tanah menalurkan tenaga listrik melalui kabel-kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah.

D. Macam-macam tenaga listrik

Macam-macam pembangkit listrik yang sudah umum digunakan dalam suatu upaya untuk menghasilkan suatu energi listrik:

Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Pembangkit listrik jenis ini memanfaatkan bahan bakar minyak, gas alam, atau batubara untuk membangkitkan panas dan uap pada BOILER.

Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)

Sebagaimana halnya Pusat Listrik Tenaga Diesel, PLTG merupakan mesin dengan proses pembakaran dalam (internal combustion). Bahan baker berupa minyak atau gas alam dibakar di dalam ruang pembakar (combustor).

Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari).

Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah salahsatu pembangkit yang memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi energi listrik Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator).

E. Macam-macam arus teknik tenaga listrik

Dalam teknik tenaga listrik dikenal dua macam arus, yaitu :

Arus Searah (DC).

Arus searah ( DC ) adalah arus yang mengalir dalam arah yang tetap ( konstan ). Dimana masing – masing terminal selalu tetap polaritasnya. Misalkan sebagai kutub ( + ) selalu menghasilkan polaritas positif begitu pula sebaliknya. Beberapa contoh sumber arus searah ( DC ) adalah battery, accu, dynamo.

Arus Bolak – balik ( Alternating Current ).

Arus bolak – balik ( AC ) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang selalu berubah – ubah. Dimana masing – masing terminalnya polaritas yang selalu bergantian. Contoh Alternator ( AC generator ), PLN.

F. Elemen-elemen listrik

Listrik juga memiliki elemen-elemen, di antaranya:

• Elemen Listrik Pasif : Elemen listrik yang mempunyai sifat menerima atau membutuhkan tegangan listrik.
• Elemen Listrik Aktif : Elemen listrik yang mempunyai sifat membangkitkan atau memberikan tenaga listrik.

G. Keselamatan Pemanfaat Tenaga Listrik

Keselamatan yang berhubungan dengan ketenagalistrikan (electrical safety) pada dasarnya adalah segala upaya atau langkah-langkah pengamanan terhadap instalasi tenaga listrik menangkal bahaya api listrik, yaitu :

• Perlengkapan listrik dipilih yang memenuhi standard teknik (IEC Standard) dan sesuai dengan lingkungan instalasinya, agar tidak terjadi percikan api.
• Dimontase dengan ketentuan instalasi yang benar, atau sesuai dengan instruksi manual dari pembuatnya, kalaupun ada, dan semua sambungan dan hubungan dilakukan dengan erat.
• Instalasi sebaiknya diperiksa dan diuji secara periodik untuk mengetahui kemungkinan kerusakan, termasuk longgarnya sambungan/hubungan.
• Dengan melengkapi gawai proteksi arus sisa yang tepat, dapat menghindari kegagalan pengamanan atau sistem.
• Hindari kelebihan beban pada konduktor agar tidak timbul panas pada instalasi.

G. Penerapan Teknik Tenaga Listrik

Menurut Zein Hermagasantos 1995, tenaga listrik sudah lazim digunakan oleh manusia semenjak listrik ditemukan. Saat ini dan masa yang akan datang tidak mungkin orang meninggalkan listrik. Berikut ini adalah contoh penggunaan listrik, yaitu:

• Lampu: untuk rumah, jalan, taman, projektor, flash, dan lain-lain.
• Panas: masak, strika, dan lain-lain.
• Tenaga listrik: pembangkit, blower, crene, transportasi, eskalator, lift, dan lain-lain.
• Komunikasi: radio, telepon, TV, komputer, dan lain-lain.

Dalam menggunakan tenaga listrik harus diperhatikan ratting besaran-besaran listrik, seperti tegangan, frek, phasa untuk bolak-balik, dan tegang serta fakrot ripper untuk arus searah. Frek umunya digunakan di Indonesia (PLN) adalah 50 Hz, sehingga peralatan-peralatan yang ada harus disesuaikan dengan frek tersebut.

Demikian ulasan singkan tentang Belajar dan Memahami Ilmu Tenaga Listrik Beserta Penerapannya, semoga apa yang sudah disampaikan bisa bermanfaat bagi para pembaca, dan jangan lupa untuk membagikan artikel ini agar bisa lebih bermanfaat.

Posted in: Seputar Teknik

loading...

loading...

Please Share

Share on Facebook

Share on Twitter

Share on Google+