BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman sekarang ini energi listrik memegang peranan penting dalam kehidupan manusia. Di Indonesia contohnya, pemanfaatannya secara tepat guna dapat merangsang pertumbuhan perekonomian negara ini, sehingga permintaan akan energi listrik semakin meningkat dari tahun ke tahun. Mengingat akan luasnya negara Indonesia maka sistem transmisi dan distribusi memegang peranan penting di dalam penyaluran energi listrik sampai ke beban. Transformator adalah unsur utama dalam penyaluran dan distribusi tenaga listrik. Seiring dengan semakin meningkatnya permintaan energi listik maka keperluan akan transformator dengan sendirinya mengikuti bertambah besarnya daya listrik yang dibangkitkan. Generator-generator listrik yang terpasang pun dayanya berangsurangsur semakin besar, demikian pulalah transformator-transformator yang diperlukan guna menyalurkan energi listrik. Oleh karena transformator merupakan unsur utama dari sistem penyaluran dan ditribusi energi listrik, maka sistem proteksi atau pengamanan terhadap sebuah transformator yang bertegangan tinggi terhadap gangguan-gangguan yang terjadi baik dari transformator itu sendiri maupun gangguan dari luar sangat diperlukan dan perlu diperhatikan. Gangguan gangguan yang terjadi dapat berupa :
a. Terjadinya arus lebih karena arus hubung singkat atau beban lebih
b. Terjadinya hubung tanah
c. Terjadinya gangguan di dalam transformator
d. Terjadinya gangguan yang disebabkan oleh petir
Salah satu gangguan yang membahayakan transformator adalah gangguan yang terjadi karena terkena pukulan gelombang-gelombang surya (kejut) atau yang lebih dikenal dengan nama tegangan impuls. Tegangan impuls dapat terjadi karena cuaca, yaitu petir yang menyambar jaringan transmisi yang kemudian menyalurkannya ke gardu induk terdekat dimana transformator dipasang. Untuk wilayah Indonesia gangguan karena sambaran petir ini sangat banyak mengingat negara Indonesia yang terletak di daerah khatulistiwa dengan jumlah hari guruh per tahun mulai dari 60 hari sampai 150 hari.
Sambaran petir merupakan salah satu faktor yang dapat meningkatkan tegangan impuls. Bahaya yang disebabkan oleh petir tersebut juga dijelaskan dalam Al-Qur’an surat Ar-Ruum/30 :24 : Artinya : ”Dan di antara tanda-tanda kekuasaan-Nya, Dia memperlihatkan kepadamu kilat untuk (menimbulkan) ketakutan dan harapan, dan Dia menurunkan hujan dari langit, lalu menghidupkan bumi dengan air itu sesudah matinya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tandatanda bagi kaum yang mempergunakan akalnya.”(QS.Ar-Ruum/30:24)
Tegangan impuls dapat juga terjadi karena operasi pemutusan (switching operations) pada sakelar yang dilakukan sehingga terjadi gelombang-gelombang tegangan yang diperkuat karena pantulan-pantulan. Walaupun waktu bekerja tegangan impuls sangat singkat (kurang dari 1 mikrodetik) akan tetapi karena gelombang ini dapat mempunyai tegangan puncak yang sangat tinggi dan jumlah energi yang besar, dapat mengakibatkan kerusakan pada sebuah transformator. Sedangkan kita mengetahui bersama bahwa untuk memperbaiki kerusakan pada sebuah transformator pada umumnya memerlukan biaya yang tinggi, apalagi untuk sebuah transformator yang besar dan mahal seperti transformator daya 150 kV yang biasanya menyediakan energi listrik untuk suatu daerah yang besar atau sebuah pabrik yang penting. Kerusakan itu juga akan menyebabkan terganggunya penyediaan tenaga listrik dengan segala akibatnya bagi perusahaan listrik maupun masyarakat pemakainya mengingat transformator adalah unsur utama dalam penyaluran tenaga listrik.
Melihat kerugian yang dapat disebabkan oleh kerusakan transformator tersebut, maka sudah seharusnya kita waspada dan menjaga agar tidak terjadi kenaikan tegangan impuls. Sikap siaga dan waspada sudah seharusnya dimiliki oleh setiap muslim sebagaimana firman Allah pada surat Ali ’Imran/3 : 200 : Artinya : ”Hai orang-orang yang beriman, bersabarlah kamu dan kuatkanlah kesabaranmu dan tetaplah bersiap siaga (di perbatasan negerimu) dan bertakwalah kepada Allah, supaya kamu beruntung.” (QS. Ali ’Imran/3 : 200)
Pada penelitian sebelumnya tentang tegangan implus oleh Moediyono Fakultas Teknik Universitas Diponegoro yang berjudul “Grounding Sistem dalam Distribusi Tenaga Listrik 20 KV” hanya membahas tentang metode pengetanahan jaringan distribusi untuk mencegah tegangan implus. Dari kelemahan penelitian sebelumnya tersebut peneliti ingin menyempurnakan penelitian tentang tegangan implus dengan pemodelan menggunakan program komputer sehingga dapat menganalisis tegangan implus yang terjadi pada sebuah transformator.
Berdasarkan beberapa penjelasan diatas dibuatlah penelitian dengan judul ”Pemodelan Dampak Tegangan Impuls pada Transformator Daya 150 kV beserta Solusi dengan Menggunakan Program Matlab 6”
1.2 Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas, maka terdapat permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana membuat suatu model yang dapat mensimulasikan pengaruh tegangan implus pada transformator daya 150 kV mendekati kondisi sebenarnya dengan bantuan program Matlab 6 ?
2. Bagaimana menganalisis hasil dari simulasi yang dilakukan serta memberikan solusi terhadap dampak tegangan implus pada transformator daya 150 kV ?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai adalah mempelajari seberapa besar pengaruh tegangan lebih akibat tegangan impuls pada transformator daya 150 kV serta memberikan solusi berupa sistem pangamanannya.
1.4 Batasan Masalah
Agar pembahasan dalam penelitian ini tidak meluas, maka permasalahan dibatasi pada:
1. Gangguan tegangan impuls pada transformator daya 150 kV.
2. Mempelajari dan menganalisa pengaruh tegangan impuls pada transformator daya 150 kV.
3. Pemilihan model yang tepat untuk menggambarkan tegangan impuls dan mensimulasikan model tersebut menggunakan program Matlab 6 dengan parameter-parameter yang mendekati kondisi sebenarnya.
1.5 Manfaat Penelitian
Aplikasi ini diharapkan dapat digunakan sebagai sarana untuk mendeteksi pengaruh tegangan implus pada transformator daya 150 kV.
1.6 Sistimatika Penulisan
Sistimatika penulisan Tugas Akhir yang berjudul “ Pemodelan Dampak Tegangan Impuls pada Transformator Daya 150 kV beserta Solusi dengan Menggunakan Program Matlab 6” disusun sebagai berikut :
BAB I : Pendahuluan
Pendahuluan meliputi: latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, dan sistimatika penulisan.
BAB II : Teori Dasar
Bab ini membahas tentang teori-teori yang merupakan penunjang di dalam perencanaan dan pembuatan tugas akhir.
BAB III : Metode Penelitian
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan tugas akhir.
BAB IV : Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas mengenai analisis berupa tabel dan grafik dari hasil simulasi beserta solusinya.
BAB V : Penutup
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil penyusunan Tugas Akhir.
