SELAYANG PANDANG LISTRIK 3 FASE


SELAYANG PANDANG LISTRIK 3 FASE

Oleh : Kesumba Atmadja

 

 

Ruang lingkup pekerjaan elektrikal dalam suatu gedung seperti gedung-gedung di KP3B adalah menyangkut persediaan sarana distribusi listrik tegangan rendah dari panel utama tegangan rendah (LVMDP (Low Voltage Distribution Panel) ke panelsubdistribusi hingga peralatan atau asesories.Dalam gedung yang lebih besar lagi, ruang lingkup elektrikal dari suatu gedung juga menyangkut pengubahan tegangan menengah PLN (20ribu volt) menjadi tegangan rendah.  Pada gedung ini tegangan listrik didistribusikan dari saluran tegangan menengah melalui trafo menjadi saluran tegangan rendah 3 fase R,S,T, dimana tegangan antar fase 380 volt, dan 220 pada jalur netral.Berbeda dengan sistem 2 fase atau 1 fase, sistem 3 Fase dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar dan juga peralatan listrik yang besar, seperti motor-motor listrik, lebih powerful dengan sistem ini. Oleh karena itudiperlukan pengetahuan mekanik gedung tentang sistem arus 3 Fase dan permasalahannya ini, agar keandalan trafo distribusi di gardu-gardu listrik di KP3B dapat berjalan kontinu, disamping perlunya sosialisasi tentang permasalahan, solusi dan manajemen gardu dan jaringan listrik di KP3B kepada konsumen/gedung-gedung di KP3B.

 

Beberapa pertanyaan muncul mengenai sistem listrik 3-Fase yang diaplikasikan pada sistem ketenagalistrikan PT. PLN diantaranya “Mengapa kabel listrik yang disambung ke instalasi listrik rumah terdiri kabel Fase dan kabel netral? “Mengapa kabel Fase bertegangan dan kabel netral tidak bertegangan?“Dan mengapa ada arus netral yang datang dari jaringan listrik PT. PLN?

 

Sistem 3-Fase dan 1-Fase

 

Hampir seluruh perusahaan penyedia tenaga listrik menggunakan sistem listrik 3-Fase 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-Fase atau 1-Fase, dengan ukuran penghantar yang sama. Karena sistem 3-Fase dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar, serta juga peralatan listrik yang besar, seperti motor-motor listrik, lebih powerful dengan sistem ini.
PT. PLN mengaplikasikan sistem 3-Fase dalam keseluruhan sistem kelistrikannya, mulai dari pembangkitan, transmisi daya hingga sistem distribusi. Agar lebih jelas, sistem kelistrikan PLN secara umum dibagi dalam 3 bagian besar :
1.Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik
2.Sistem Transmisi Daya
3.Sistem Distribusi Daya Listrik

 

Sistem 3-Fase
Sistem 3-Fase Hubungan Bintang dengan tegangan 380/220V

Gambar tersebut adalah contoh sistem 3-Fase yang dihubung bintang.Titik pertemuan dari masing-masing Fase disebut dengan titik netral.Titik netral ini merupakan common dan tidak bertegangan.
Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3-Faseini : Tegangan antar Fase (Vpp : voltage Fase to Fase atau ada juga yang menggunakan istilah Voltage line to line) dan tegangan Fase ke netral (Vpn : Voltage Fase to netral atau Voltage line to netral). Sistem tegangan yang dipakai pada gambar di atas adalah yang digunakan PLN pada trafo distribusi JTR (380V/220V), dengan titik netral ditanahkan.

 

Seperti halnya sistem yang dipakai PLN, seperti pada gambar di atas, di dalam sistem Jaringan Tegangan Rendah (JTR) yang langsung ke perumahan, PLN menggunakan tegangan antar Fase 380V dan tegangan Fase ke netral sebesar 220V. Demikian juga dengan sistem kelistrikan di dalam gedung-gedung pemerintahan di KP3B yang menggunakan tegangan antar Fase 380V dan tegangan Fase ke netral sebesar 220V ke dalam instalasinya, tetapi berbeda dengan perumahan, gedung-gedung di KP3B harus dapat membagi sistem 3 fase ini (R,,S,T, N) menjadi seimbang dalam pemakaian listriknya agar tidak terjadi gangguan/panas dalam sistem penghantar jaringan kabelnya, yang dapat juga menyebabkan gannguan pada sistem distribusi pada gardu di KP3B.
Rumus tegangan antar fase dapat digambarkansebagai berikut: 
Vpn = Vpp/√3  –>  220V = 380/√3

Instalasi listrik rumah/gedung akan disambungkan dengan salah satu kabel Fase dan netral, maka pelanggan menerima tegangan listrik 220V, seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini :

 

Arus Netral pada sistem 3-Fase

 

Salahsatu karakteristrik sistem 3-Fase adalah bila sistem 3-Fase tersebut mempunyai beban yang seimbang, maka besaran arus Fase 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 Fase tersebut akan menjadi :
Ir + Is + It = In –> Bila beban seimbang maka:  Ir = Is = It dan In = 0 Ampere
Penjumlahan arus Fase akan sama dengan 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 Fase tadi hampir mustahil dicapai.Karena beban listrik setiap rumah atau setiap Fase dalam instalasi listrik gedung-gedung di KP3B belum tentu identik. Bila terjadi ketidakseimbangan beban, maka besar arus listrik setiap Fase 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. Besarnya arus netral yang terjadi karena ketidakseimbangan beban merupakan penjumlahan vektor, maka perhitungannya akan menggunakan sudut yang dibentuknya (Cos0) sehingga cukup rumit untuk menghitungnya.

 

Hasil Pengukuran Arus listrik 3-Fase dengan menggunakan Tang Ampere pada gardu-gardu distribusi di Kawasan Pusat Pemerintahan Provinsi Banten (KP3B) pada Bulan Februari Tahun 2015 lalu, umumnya didapat perbedaan arus pada Fase R, S dan T, serta didapat pula adanya arus Netral pada Jaringan distribusi di KP3B ini. Yang paling mencolok terdapat pada Fase R= 119A dan T= 63A pada gardu DPRE, serta Fase S=450A dan Fase T=325A pada Gardu DPRG (Gedung Bappeda).
Sama halnya pada pengukuran Tegangan dan arus 3-Fase pada Bulan Oktober-November 2016, terlihat beberapa gedung memperlihatkan perbedaan Arus Fase yang cukup signifkan dengan perbedaan tertinggi pada Fase S=173A dan T=83A pada sistem Jaringan listrik di Gedung Disnaker.

Sedangkan pengukuran tegangan pada Fase R, S, dan T, menunjukanangka terendah 179V dan tertinggi 195V.Variasi tegangan dari kondisi normal (380V) menujukan perbedaan tegangan -1V s/d +15V. Angka ini masih cukup diangap baik tetapi jika dibiarkan terus menerus juga akan menyebabkan kerusakan pada alat listrik. 
Pada saat terjadi gangguan, saluran netral pada hubungan bintang akan teraliri arus listrik. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase dapat diketahui dengan indikasi naiknya arus pada salahsatu fase dengan tidak wajar, arus pada tiap fase mempunyai perbedaan yang cukup signifikan, hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan listrik.
Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem distribusi tenaga listrik selalu terjadi dan penyebab ketidakseimbangan tersebut adalah pada pemakaian beban-beban listrik yang tidak seimbang di gedung-gedung di KP3B.Akibat ketidakseimbangan beban tersebut munculah arus di netral trafo.Arus yang mengalir di netral trafo ini menyebabkan terjadinya losses (rugi-rugi), yaitu losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo dan losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah. Apabila ini dibiarkan dan terus bertambah nilai lossesnya, maka akan sangat berpengaruh pada kinerja trafo distribusi di gardu-gardu listrik di KP3B. 

KESIMPULAN DAN SARAN

KESIMPULAN

 

1.Gedung-gedung di KP3B mengaplikasikan sistem 3 Fasepada sistem ketenagalistrikannya, karena sistem 3-Fase dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar, dan juga peralatan listrik yang besar, seperti motor-motor listrik, lebih powerful dengan sistem ini.
2.Ketidakseimbangan beban pada instalasi listrik di gedung-gedung KP3B dapat menyebabkan tegangan dan arus listrik Fase R, S, T menjadi tidak sama, sehingga menimbulkan arus netral, dengan semakin tidak berimbang beban dan tanpa perbaikan akan menyebabkan kerusakan pada alat listrik, serta tidak menutup kemungkinan akan menggangu sistem jaringan listrik distribusi dalam gardu-gardu di KP3B.

 

SARAN

 

Disamping pemeliharaan gardu dan jaringan listrik di KP3B secara kontinu, baik pemeliharaan harian, berkala maupun pemeliharaan khusus, juga diperlukan monitoring dan pengukuran arus dan tegangan listrik 3 fase untuk menghindari ketiakseimbangan beban yang berlebihan, agar kehandalan sistem jaringan listrik di KP3B dapat dipertahankan.
DAFTAR PUSTAKA
P.T. PLN “ Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan untuk Transformator Tenaga” Perusahaan Umum Listrik Negara, Jakarta 1981
Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik. Transformator Tenaga. SK114 No 1-22/HARLUR-PST/2009. Perusahaan Listrik Negara. Indonesia
www.instalasilistrikrumah.com: Mengenal Listrik Statis Dan Pengertian Listrik Statis.
www.instalasilistrikrumah.com: RSTN Pada Meteran Listrik 3 Phase (Kwh 3 Phase)
www.instalasilistrikrumah.com:Pengertian Listrik 1 Phase, 2 Phase, 3 Phase
Reference Book on Insulating Liquids and Gases, Doble Engineering Company’s
IEEE Guide for Diagnostic Field Testing of Electrical Power Apparatus. IEEE Standard 62-1995,
https://electricdot.wordpress.com/2011/10/.../gangguan-gangguan-pada-transformator

 

 


Twitter


Facebook


Tentang Kami


Statistik Kunjungan