1. Jaringan Subtransmisi

Jaringan subtransmisi berfungsi menyalurkan daya listrik dari sumber daya besar menuju gardu induk yang terletak di daerah tertentu. Biasanya menggunakan tegangan tinggi (70-150 kv) ataupun tegangan extra tinggi (500 kv) dalam penyaluran tegangannya, hal dilakukan untuk berbagai alasan efisiensi, antara lain, penggunaan penampang penghantar menjadi efisien, karena arus yang mengalir akan menjadi lebih kecil, ketika tegangan tinggi diterapkan (Sakti, 2008:4)

2 Gardu Induk Distribusi

Dibagi menjadi dua bagian yaitu Gardu Induk dan Gardu Hubung :

a. Gardu Induk (GI)

Gardu induk berfungsi menerima daya listrik dari jaringan subtransmisi dan menurunkan tegangannya menjadi tegangan jaringan distribusi primer (Jaringan Tegangan Menengah/ JTM). Jadi pada bagian ini terjadi penurunan tegangan dari tegangan tinggi ataupun tegangan extra tinggi ke tegangan menengah 20 kv.

b. Gardu Hubung (GH)

Gardu hubung berfungsi menerima daya listrik dari gardu induk yang telah diturunkan menjadi tegangan menengah dan menyalurkan atau membagi daya listrik tanpa merubah tegangannya melalui jaringan distribusi primer (JTM) menuju gardu atau transformator distribusi.

3 Jaringan Distribusi Primer / Jaringan Tegangan Menengah  (JTM)

Jaringan distribusi primer berfungsi menyalurkan daya listrik, menjelajahi daerah asuhan ke gardu / transformator distribusi. Jaringan distribusi primer dilayani oleh gardu hubung atau langsung dari gardu induk dan atau dari pusat pembangkit.

4 Gardu Distribusi (GD)

Gardu distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan primer  (tegangan menengah) menjadi tegangan sekunder (tegangan rendah) yang biasanya 127/220 volt atau 220/ 380 Volt.

5 Jaringan Distribusi Sekunder/ Jaringan Tegangan Rendah (JTR)

Jaringan distribusi sekunder berfungsi untuk menyalurkan/ menghubungkan sisi tegangan rendah transformator distribusi ke konsumen mengunakan jaringan hantaran udara 3 fasa 4 kawat dengan tegangan distribusi sekunder 127/ 220 Volt atau 220/ 380 Volt.

Kecuali untuk daerah-daerah khusus dengan pertimbangan keindahan, keselamatan dan keandalan yang tinggi dipergunakan sistem kabel bawah tanah.

6 Sambungan Rumah

Pada sambungan rumah, biasanya tegangan yang diterima sebesar 110-400 volt, yaitu tegangan saluran beban menghubung kepada peralatan. Pada sambungan rumah, tegangan yang diterima disesuaikan antara 220/380 volt.

Awalnya tenaga listrik dihasilkan di pusat – pusat pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP dan PLTD dengan tegangan yang biasanya merupakan tegangan menengah 20 kV. Pada umumnya pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pengguna tenaga listrik, Untuk mentransmisikan tenaga listrik dari pembangkit ini, maka diperlukan penggunaan saluran tegangan tinggi 150/70 kV (STT), atau saluran tegangan ekstra tinggi 500 kV (STET).

Tegangan yang lebih tinggi ini diperoleh dengan transformator penaik tegangan (step up transformator). Pemakaian tegangan tinggi ini diperlukan untuk berbagai alasan efisiensi, antara lain, penggunaan penampang penghantar menjadi efisien, karena arus yang mengalir akan menjadi lebih kecil, ketika tegangan tinggi diterapkan. Setelah saluran transmisi mendekati pusat pemakaian tenaga listrik, yang dapat merupakan suatu daerah industri atau suatu kota, tegangan melalui gardu induk (GI) diturunkan menjadi tegangan menengah (TM) 20kV.

Setiap GI sesungguhnya merupakan Pusat Beban untuk suatu daerah pelanggan tertentu, bebannya berubah-rubah sepanjang waktu sehingga daya yang dibangkitkan dalam pusat-pusat Listrik harus selalu berubah. Perubahan daya yang dilakukan di pusat pembangkit ini bertujuan untuk mempertahankan tenaga listrik tetap pada frekuensi 60 Hz. Proses perubahan ini dikoordinasikan dengan Pusat Pengaturan Beban (P3B). Tegangan menengah dari GI ini melalui saluran distribusi primer disalurkan ke gardu – gardu distribusi (GD) atau pemakai tegangan menengah. Dari saluran distribusi primer, tegangan menengah (TM) diturunkan menjadi tegangan rendah (TR) 220/380 V melalui gardu distribusi (GD). Tegangan rendah dari gardu distribusi disalurkan melalui saluran tegangan rendah ke konsumen tegangan rendah (Sakti, 2008:4)

1. Konversi Energi Elektromekanik

Konversi energi baik dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator) berlangsung melalui medium medan magnet. Energi yang akan diubah dari satu system ke system lainnya, sementara akan tersimpan pada medium medan magnet untuk kemudian dilepaskan menjadi energi system lainnya. Dengan demikian, medan magnet di sini selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan energi juga sekaligus sebagai medium untuk mengkopel perubahan energi.

Dengan mengingat hukum kekekalan energi, proses konversi energi elektromekanik dapat dinyatakan sebagai berikut (untuk motor):

(Energi Listrik sebagai input) = (Energi Mekanik sebagai output + Energi panas) + (Energi pada medan magnet dan rugi-rugi magnetic)

atau dalam persamaan differensial, konversi energi dari elektris ke mekanis adalah sebagai   berikut:

dW_E = dW_M + dW_F

Ini hanya berlaku ketika proses konversi energi sedang berlangsung pada keadaan dinamis yang transient. Untuk keadaan tunak, dimana fluks merupakan harga yang konstan, maka

dW_F = 0

dW_E = dW_M

2. Gaya Gerak Listrik

Apabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurus sejauh ds memotong suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B, maka perubahan fluks pada konduktor dengan panjang efektif l adalah:

df = B l ds

Dari Hukum Faraday diketahui bahwa gaya gerak listrik (ggl)

E = df/dt

Maka e = B l ds/dt; dimana ds/dt = v = kecepatan

Jadi, e = B l v

3. Kopel

Arus listrik I yang dihasilkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B akan menghasilkan suatu gaya F sebesar:

F = B I l

Jika jari-jari rotor adalah r, maka kopel yang dibangkitkan adalah

T = F r

Perlu diingat bahwa saat gaya F dibangkitkan, konduktor bergerak di dalam medan magnet da seperti diketahui akan menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan reaksi (lawan) terhadap tegangan penyebabnya. Agar proses konversi energi listrik menjadi energi mekanik (motor) dapat berlangsung, tegangan sumber harus lebih besar daripada gaya gerak listrik lawan.

Begitu pula, suatu gerak konduktor di dalam medan magnet akan membangkitkan tegangan e = B l V dan bila dihubungkan dengan beban, akan mengalir arus listrik I atau energi mekanik berubah menjadi energi listrik (generator). Arus listrik yang mengalir pada konduktor tadi merupakan medan magnet pula dan akan berinteraksi dengan medan magnet yang telah ada (B). Interaksi medan magnet merupakan gaya reaksi (lawan) terhadap gerak mekanik yang diberikan. Agar konversi energi mekanik ke energi listrik dapat berlangsung, energi mekanik yang diberikan haruslah lebih besar dari gaya reaksi tadi.

4. Mesin Dinamik Elementer

Pada umumnya mesin dinamik terdiri atas bagian yang berputar disebut rotor dan bagian yang diam disebut stator. Di antara rotor dan stator terdapat celah udara. Stator merupakan kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu dan rotor merupakan kumparan jangkar dengan belitan konduktor yang saling dihubungkan ujungnya (lihat gambar) untuk mendapatkan tegangan induksi (ggl).

Jika kumparan rotor diputar dengan arah berlawanan dari arah jarum jam, tegangan akan dibangkitkan dengan arah yang berlawanan pada kedua ujung rotor yang tidak dihubungkan.

Simulasi mesin dinamis (generator) dapat dilihat pada situs ini.

http://www.sciencejoywagon.com/physicszone/lesson/otherpub/wfendt/generatorengl.htm

5. Interaksi Medan Magnet

Kerja suatu mesin dinamis dapat juga dilihat dari segi adanya interaksi antar medan magnet stator dan rotor, yaitu:

F = B I l

Seperti diketahui, arus listrik (I) pada persamaan di atas akan menimbulkan fluks juga di sekitar konduktor yang dilalui. Bila kerapatan fluks akibat arus listrik dinyatakan dengan B_s (pada stator), sedang kerapatan fluks akibat kumparan medan adalah B_r (pada rotor), maka dapat dituliskan:

T = K B_r B_s sin d

Dimana

d adalah sudut antara kedua sumbu medan magnet B_r dan B_s

K adalah konstanta l x r

Sudut d dikenal sebagai sudut kopel atau sudut daya dengan harga maksimum d = 90^o. Dengan menganggap B_r dan B_s sebagai fungsi arus rotor dan arus stator, persamaan kopel menjadi:

T = K I_r I_s sin d

Dengan demikian, kopel terjadi sebagai interaksi antara dua medan magnet atau dua arus.

6. Derajat Listrik

Pada setiap satu kali putaran mesin, tegangan induksi yang ditimbulkan sudah menyelesaikan p/2 kali putaran. Maka untuk mesin 4 kutub, satu kali putaran mekanik mesin (360^o) berarti sama dengan dua kali putaran listrik (720^o). Persamaan umumnya adalah sebagai berikut:

q_e = (p/2) q_m

p = jumlah kutub mesin

q_e = sudut listrik

q_m = sudut mekanik

7. Frekuensi

Dari persamaan di atas, diketahui bahwa untuk setiap satu siklus tegangan listrik yang dihasilkan, mesin telah menyelesaikan p/2 kali putaran. Karena itu frekuensi gelombang tegangan adalah:

f = (p/2) (n/60)

n = rotasi per menit

n/60 = rotasi perdetik

Kecepatan sinkron untuk mesin arus bolak-balik lazim dinyatakan dengan

n_s = 120 (f/p)

Jadi misalnya untuk generator sinkron yang bekerja dengan frekuensi 50 putaran per detik dan mempunyai jumlah kutub p=2, maka kecepatan berputar mesin tersebut adalah:

n_s = (120 x 50)/2 = 3000 rpm.

Sumber lainnya tentang elektromagnetik:

http://www.physics.uiowa.edu/~umallik/adventure/induction.htm

]]> http://bobbyfiles.wordpress.com/2008/11/27/dasar-elektromekanik/feed/ 0 Blog Ok...!!! http://bobbyfiles.wordpress.com/2008/11/23/adc-analog-to-digital-converter/ http://bobbyfiles.wordpress.com/2008/11/23/adc-analog-to-digital-converter/#comments Sat, 22 Nov 2008 18:34:57 +0000 The Sensetional Weblog Power http://bobbyfiles.wordpress.com/?p=483 ]]>

Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal – sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan. Hal-hal yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.

Beberapa karakteristik penting ADC :

Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital yang nilainya proposional. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Dalam Gambar 1. memperlihatkan diagram blok ADC tersebut.

Gambar 1. Diagram Blok ADC

Sistem tenaga listrik secara umum dibagi menjadi empat bagian utama, diantaranya:

- Pembangkitan
- Saluran transmisi
- Distribusi
- Instalasi

Pembangkitan:
- Generator-generator dan prime mover
- Tegangan yang dibangkitkan 3-13 kV
- Peralatan pengatur tegangan dan frekuensi
- Transformator tegangan tinggi

Saluran transmisi:
- Saluran-saluran transmisi tegangan tinggi (isolator, arrester)
- Tegangan 70-150 kV ( tegangan tinggi ) dan 500 kV ( tegangan extra tinggi )
- Transformator pengatur daya aktif dan reaktif

Distribusi:
- Saluran yang menghubungkan ke beban
- Tegangan 11-33 kV
- Transformator-transformator gardu dan tiang

Instalasi:
- Saluran beban terhubung je peralatan
- Tegangan 110-400 V
- Beban-beban listrik (motor, trafo, peralatan listrik, dll)