Gogeneration: MATCHING

MATCHING

Ada beberapa istilah yang dipakai yang bisa bermakna Penyesuai, antaranya; interface, riser, tie line, Bimetal-clamp, Tap Changer, dll.. Semua itu adalah untuk menyesuaikan antara dua sub/system yang tidak sesuai supaya bisa sesuai. Kalau sudah sesuai, biasanya disebut sudah MATCHING, ini terutama dalam bidang Telekomunikasi. Alat Penyesuai ini banyak diperlukan kalau kita (misalnya) mengembangkan suatu system, tetapi system yang baru tidak cocok lagi dengan system yang lama. Kalau mau dibongkar dan diganti secara menyeluruh maka akan mahal sekali biayanya. Sebaliknya kalau digabung saja maka mungkin ada resiko yang harus kita tanggung dan mungkin saja fatal. Oleh karena itu maka diperlukan interface sedemikian sehingga kedua system bisa bekerja dengan baik sesuai keinginan kita. Beberapa alat interface ini akan kami uraikan di bawah ini, antara lain Riser, Tie Line, Bimetal clamp, dan Tap Changer. Sebenarnya focus kita kali ini adalah pada Tap Changer Trafo Distribusi.

Catatan Bebas Adabuddin

Di Gardu Induk (GI), terpasang sejumlah Panel berupa Cubicle 20 kV. Biasanya Cubicle ini terdiri dari Incoming yaitu PMT yang datang dari Trafo 150/20 kV; Coupling, yaitu yang berisi PMT yang mengopel antara dua sumber (misalnya ada 2 buah Trafo 150/20 kV). Di tempat ini kedua trafo tersebut diparalel. Selanjutnya ada khusus untuk Metering/Pengukuran, serta sejumlah lagi PMT yang diperuntukkan buat Penyulang (Feeder). Model GI secara umum (single line diagram) adalah seperti yang diperlihatkan di bawah ini. Kalau Trafo 1 dan Trafo 2 sudah sesuai, maka kedua tarfo bisa diparalel pada PMT Kopling.

Masalahnya kalau Gardu Induk ini kemudian dikembangkan (katakana ditambah satu lagi Trafo), kemudian peralatan Panel/Cubicle 20 kVnya tidak sama merknya dan standarnya, maka Rel 20 kV tidak dapat disambung langsung. Oleh karena itu dipasang Panel Penyesuai yang biasanya disebut RISER.

Mengapa TIE-LINE saya sebut sebagai Penyesuai?. Mari kita menyesuaikan dulu pengertian kita tentang apa yang disebut Tie-line.

Pada Sistem tenaga listrik ada dua jenis penghubung antara dua Busbar, yaitu “Express-Feeder” dan “Tie-Line”. Kedua jenis penghubung ini serupa tetapi tidak sama. Express Feeder dioperasikan dengan model “Normally Open” sedangkan Tie-line dioperasikan dengan “Normally Closed”. Kita lihat sketnya di bawah ini.

Pada Express Feeder, Busbar 2 diisi dari Penyulang yang berbeban. Kalau terjadi gangguan pada Penyulang dari Busbar 2, maka dengan segera PMT incoming pada Busbar 2 akan dimasukkan sehingga tegangan Busbar 1 sama dengan tegangan Busbar 2. Jadi PMT Incoming Busbar 2 ini merupakan Penyesuai antara 2 Busbar.

Akan halnya Tie-line, dua Busbar disesuaikan dengan menggabungkannya/mengikatnya lewat Tie line. Di sini kondisi Busbar 1 dibuat sama dengan kondisi Busbar 2 oleh Tie line.

Express Feeder banyak dipakai pada jaringan spindle (?), seperti jaringan kabel tanah di Jakarta. Untuk Tie line bisa dilihat pada Kabel laut antara PLTD Poka dan PLTD Hative Kecil (terdiri dari 3 sirkit) di Ambon atau antara PLTM Bili-bili dengan GI BoronglaoE di Sungguminasa/Gowa Sulsel (terdiri dari 2 sirkit).

Bimetal Clamp adalah clamp atau konektor yang bisa menyambung dua penghantar yang berbeda khususnya antara Tembaga (Cu) dan Alluminium (Al). Kita tahu kalau tembaga disambung langsung dengan alluminium maka lama kelamaan bahan alluminium akan hancur seperti abu rokok sementara tembaga tetap (karena lebih keras). Kalau kita akan menyambung kawat tembaga dengan alluminium, maka kita harus memakai bimetal-clamp sebagai Penyesuai antara keduanya, barulah aman.

Kini kita tiba pada masalah utama yaitu Tap Changer.

Dari rumus itu dapat dikatakan bahwa makin banyak jumlah N (lilitan), maka makin besar tegangan yang dibangkit. Kalau N1 lebih besar dari N2, maka kita dapat trafo penurun tegangan atau step down transformer (seperti halnya Trafo Distribusi). Sebaliknya jika N1 lebih kecil dari N2, maka kita dapat trafo penaik tegangan atau step up transformer (seperti trafo di Pembangkitan). Kalau begitu, jika suatu N bisa dirubah, maka tegangan yang dihasilkan juga akan berubah.

Pada gambar di atas memperlihatkan sebuah trafo distribusi dengan tegangan primer 20 kV dan tegangan sekunder 0,4 kV atau 400 Volt. Tap changer dibuat 5 posisi, masing-masing Tap 1 = 21 kV, Tap 2 = 20,5 kV, Tap 3 = 20 kV, Tap 4 = 20,5 kV, dan Tap 5 = 21 kV.

Terlihat bahwa N pada Tap 1 lebih besar dari Tap 2, sedang N pada Tap 2 lebih besar dari Tap 3. Demikian juga N pada Tap 3 lebih besar dari Tap 4 dan Tap 4 lebih besar dari Tap 5. Kalau tegangan primer MATCHING dengan tegangan menengah dari GI, maka tegangan sekunder akan keluar 400 Volt. Misalnya tegangan dari GI 21 kV dan Tap pada posisi 1 maka tegangan keluar adalah 400 Volt. Demikian juga pada Tap 2 tegangan dari GI adalah 20,5 kV, seterusnya jika tegangan dari GI 20 kV maka Tap yang “match” adalah pada tap 3. Demikian seterusnya untuk Tap 4 match dengan tegangan 19,5 kV dan Tap 5 match dengan tegangan 19 kV. Masalah kita sekarang adalah MENYESUAIKAN tegangan dari GI dengan Tap changer trafo Distribusi supaya tegangan keluarnya 400 Volt (penjelasan 400 Volt ini bisa dilihat pada catatan “Kemampuan Atlet dan Impedansi Trafo”).

Ide penulisan Catatan ini, bermula ketika saya berdialog dengan tenaga kerja Distribusi KCA yang akan mengikuti Pelatihan di KCA Daerah Wataampone bertempat di Aula PT.PLN (Persero) Cabang Watampone pada tanggal 15 Juni 2011. Pada saat itu saya bertanya tentang tap changer, tetapi saya merasa anggota KCA memang masih sangat kurang pengetahuannya tentang hal ini. Oleh karena itu saya harapkan agar Catatan ini bisa dibaca dan dimengerti dan kalau kurang jelas ditanyakan lewat Web-site www.kca.co.id. Mari kita kembali kepada masalah Tap changer sebagai Penyesuai tegangan dari GI dengan Trafo distribusi supaya didapatkan tegangan sekunder 400 Volt.

Pertanyaan kita adalah, bagaimana kalau tegangan dari GI lebih tinggi dari tap trafo, demikian juga sebaliknya ? Mari kita berfikir bersama. Saya kira kita akan memakai rumus dasar dari trafo, yaitu:

N₁ : N₂ = V₁ : V₂

Kita ambil contoh: Tegangan dari GI 21 kV, tap trafo pada posisi 3 (20 kV), ditanya berapa tegangan sekunder?.

Jawab: N₁ : N₂ = V₁ : V₂. Karena kita akan mencari tegangan sekunder atau V2, maka rumus ini kita rubah menjadi V2 = (V1 x N2) / N1. Di sini V1 = 21 kV, N1 = 20 dan N2 = 400. Kalau angka-angka ini kita masukkan ke dalam rumus, maka V2 = (21 x 400) / 20 = 420 Volt.

Contoh 2: Tegangan dari GI 20 kV, tap trafo pada posisi 1 (21 kV), berapa tegangan sekunder?

Jawab: Masukkan angka-angka pada rumus, V2 = (20 x 400) / 21 = 380,95 Volt.

Dengan memakai rumus ini, semua posisi tegangan sekunder bisa didapat. Tabel berikut memperlihatkan hasil perhitungan itu.

Yang dicetak tebal (bold) adalah tegangan dari GI yang matching (sesuai) dengan tap sehingga mengahsilkan tegangan sekunder 400 Volt.

Inti dari masalah Tap Changer ini adalah bagaimana bisa mengatur posisi tap changer supaya SESUAI/MATCHING dengan tegangan GI sehingga menghasikan tegangan sekunder yang standar (400 Volt).

Saya kira kita akhiri dahulu Catatan bebas ini, semoga bermanfaat adanya.