Latar Belakang GIS Bandara

PT. PLN (persero) distribusi Bali selain menyuplai pasokan listrik dengan melakukan pemasangan kabel bawah laut dari Jawa-Bali sebesar 200 megawatt juga tengah mengerjakan proyek untuk membangun Gas Insulated Switch Gear (GIS) bandara Ngurah Rai di Kedonganan yang diperkirakan selesai triwulan tahun 2013. Latar  belakang dibangun-nya GIS Bandara adalah untuk memenuhi kecukupan listrik di Nusa Dua saat APEC 2013 serta memenuhi kapasitas listrik di bandara Ngurah Rai.

Gardu Induk sebagai sarana penyediaan tenaga listrik, teknologinya telah berkembang cukup pesat dan dalam beberapa dekade terakhir, sebagai contoh adalah penerapan switchgear SF6, penggunaan peralatan mikroprosesor sebagai alat pengontrol serta pemakaian arrester-arrester ZnO.

Penggunaan Gardu Induk konvensional yang selama ini dipakai mempunyai beberapa kendala. Kendala-kendala tersebut adalah :

·         Dampak psikologis terhadap masyarakat, karena peralatan Gardu Induk Konvensional terletak di luar ruangan sehingga timbul kesan menakutkan.

·         Adanya pencemaran terhadap isolator dan peralatan Gardu Induk menyebabkan penurunan  keandalan dari peralatan tersebut.

·         Gardu Induk konvensional memerlukan lahan yang luas, padahal harga tanah sangat mahal, terutama di kota-kota besar dan kawasan industri wisata yang merupakan pusat-pusat beban.

Atas dasar pertimbangan tersebut, maka penggunaan Gas Insulated Switchgear (tipe Gardu Induk Pasangan Dalam ) yang mulai diperkenalkan pada akhir tahun 1960-an meluas penggunaannya di seluruh dunia. Dan sekarang keberadaannya telah membawa revolusi yang besar dalam bidang penyediaan tenaga listrik, khususnya teknik tegangan tinggi dan tegangan menengah di Nusa Dua, Bali yang merupakan salah satu pusat beban di Bali yang memiliki lahan yang sempit dengan harga tanah yangsangat mahal.

Gardu Induk Pasangan Dalam :

• Adalah gardu induk yang hampir semua komponennya (switchgear, busbar, isolator, komponen kontrol, komponen kendali, cubicle, dan lain-lain) dipasang di dalam gedung. Kecuali transformator daya, pada umumnya dipasang di luar gedung.
• Gardu Induk semacam ini biasa disebut Gas Insutaled Substation (GIS).
• GIS merupakan bentuk pengembangan gardu induk, yang pada umumnya
• dibangun di daerah perkotaan atau padat pemukiman yang sulit untuk mendapatkan lahan.

 

DESAIN SISTEM 

Gas Insulated Substasion (GIS) didefinisikan sebagai rangkaian beberapa peralatan yang terpasang didalam sebuah metal enclouser dan diisolasi oleh gas bertekanan. GIS saat ini banyak di gunakan karena memberikan keandalan serta keamanan yang tinggi,di samping itu GIS membutuhkan ruang yang lebih kecil di bandingkan dengan switctgear yang konvensional. Pada umumnya gas bertekanan yang digunakan adalah sulfur hexaflouride (SF₆).

GIS memiliki keandalan yang tinggi karena bagian –bagian yang bertegangan (konduktor) di dalam sebuah lapisan metal yang di isolasi oleh gas SF₆ yang memiliki kekuatan dielektrik hampir 2,3 kali udara yaitu sebesar 8,9 KV / mm ( IEE STD C37.122.1-1993 IEEE guide for gas insulated substation ).

Enclouser adalah selubung pelindung yang berfungsi untuk menjaga bagian bertegangan terhadap lingkungan luar. Menurut Knowledge Sharing and Research (KSANDAR) Belanda, GIS dibagi menjadi 5 subsistem berdasarkan fungsinya, sebagai berikut:

1.      Subsistem Primary

Subsistem Primary berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dengan nilai losses yang masih diijinkan yang terdiri dari beberapa komponen:

Ø  Busbar

Busbar adalah sebuah atau sekelompok konduktor yang berfungsi sebagai koneksi yang digunakan bersama oleh dua atau lebih rangkaian (IEEE C37.100-1992).

Ø  PMT

PMT adalah sebuah peralatan switching mekanik yang memiliki kemampuan untuk menyambung, menyalurkan dan memutus arus pada kondisi normal dan abnormal sesuai dengan spesifikasi waktu dan kemampuan arus(IEEE C37.100-1992).

Ø  PMS/PMS Tanah

PMS/PMS tanah adalah peralatan switching mekanis yang digunakan untuk mengubah koneksi pada sebuah rangkaian tenaga atau untuk mengisolasi rangkaian/peralatan dari sumber daya dan/atau sumber daya ke tanah (IEEE C37.100-1992).

Ø  Current transformer (CT)

Current transformer adalah trafo pengukuran yang sisi primernya dihubungkan seri dengan konduktor pembawa arus yang akan diukur, dimana arus sekundernya proporsional terhadap arus sisi primernya.

Ø  Voltage transformer (VT)

Voltage transformer adalah trafo pengukuran yang sisi primernya dihubungkan paralel denhgan konduktor yang akan diukur tegangannya, dimana tegangan sisi sekundernya proporsional terhadap tegangan sisi primernya (IEC 60044-2-2003) dan (IEEE C57.13-1993).

Ø  Capacitive voltage transformer (CVT)

Capacitive voltage transformer adalah trafo tegangan yang menggunakan kapasitor pembagi tegangan supaya sisi tegangan sekunder unit elektromagnetik proporsional dan sefasa dengan tegangan sisi primer pada kapasitor pembagi tegangan (IEEE C57.93.1-1999).

Ø  Ligtning arrester (LA)

Ligtning arrester adalah peralatan yang berfungsi mengamankan peralatan GIS dari tegangan lebih akibat surja petir atau surja hubung.

Ø  Terminasi

Terminasi adalah bagian yang terpasang sebagai interface elektrik dan mekanik antar 2 sistem isolasi (IEEE 1300-1996).

2.      Subsistem Secondary

Subsistem secondary berfungsi untuk men-trigger subsistem driving untuk mengaktifkan subsistem mechanical pada waktu yang tepat. Subsistem secondary terdiri dari beberapa komponen:

Ø  Relay

Relay adalah peralatan elekktrik yang didesain untuk merespon kondisi input sesuai pengaturan atau kondisi yang telah ditentukan (IEEE C37.100-1992).

Ø  Control wiring

Control wiring adalah pengawatan pada switchgear sebagai rangkaian kontrol dan koneksi ke trafo pengukuran, meter, relay dan lain–lain (IEEE C37.100-1992).

Ø  Alarm

Alarm adalah perubahan kondisi peralatan yang telah didefinisikan, indikasinya bisa dinyatakan dalam bentuk suara, visual atau keduanya (IEEE C37.100-1992).

Ø  Measuring device

Measuring device adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur suatu besaran.

Ø  Auxiliary switch

Auxiliary switch adalah switch yang dioperasiakan secara mekanik oleh peralatan utama.

Ø  Control components

Control components adalah komponen-komponen yang berfungsi untuk menginisiasi operasi berikutnya pada urutan kontrol.

Ø  Density monitor

Density monitor adalah peralatan pengaman yang digunakan untuk memonitor kerapatan gas dalam suatu kompartmen (satu sistem gas).

Ø  Density switch

Density switch adalah switch yang dioperasikan swecara mekanik apabila terjadi penurunan gas. Ada 2 tahap penurunan tekanan gas, yaitu tahap 1 akan menggerakkan kontak alarm dan tahap 2 menggerakkan kontak trip.

3.      Subsistem Dielectric

Subsistem dielectric berfungsi untuk memadamkan busur api dan mengisolasi active part. Subsistem dielectric meliputi:

Ø  SF₆

SF₆ adalah gas sulfur hexaflouride yang digunakan sebagai media isolasi dan pemadaman busur api pada peralatan listrk (IEC 60376-2005).

Ø  Spacer

Spacer adalah isolator padat (pada umunya berbahan epoxy) yang digunakan untuk menyangga konduktor didalam enclousure (IEEE C37.122.1-1993).

Ø  Seal (O – Ring)

Seal (O-Ring) adalah komponen yang didesain untuk mencegah kebocoran gas/liquid antar sistem (IEEE C37.122.1-1993).

Ø  Absorbent

Absorbent adalah material yang berfungsi menyerap uap air dan decomposition product SF_6.

Ø  Kompartmen (Gas Section)

Kompartmen adalah ruang yang didalamnya terdapat komponen seprti PMT, PMS, Busbar, pada GIS yang bertujuan untuk memisahkan sistem gas.

4.      Subsistem Driving mechanism

Subsistem driving mechanism adalah mekanik penggerak yang menyimpan energi untuk menggerakkan kontak utama (PMT,PMS) pada waktu yang diperlukan. Jenis – jenis driving mechanism terdiri dari (IEEE C37.100 – 1992):

Pneumatic

Pneumatic merupakan penggerak yang menggunakan tenaga udara bertekanan.

Komponen-komponen yang ada pada sistem pneumatic:

1)      Motor kompressor

Berfungsi untuk megoperasikan pompa kompresi udara (penggerak mula).

2)      Pompa kompresi udara

Berfungsi sebagai alat untuk memampatkan udara, biasannya mengisap udara dari atmosfir.

3)      Kopling

Merupakan penghubung antara motor kompresor dengan pompa kompresi.

4)      Tanki udara

Berfungsi sebagai penyimpanan udara bertekanan agar apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah-ubah jumlahnya dapat dilayani dengan lancar.

5)      Katup satu arah (Non return valve)

Berfungsi untuk mencegah tekanan udara dari tangki kembali ke ruang kompresi apabila tekanan lebih tinggi dai udara keluar kompresor atau pada saat kompresor berhenti.

6)      Katup pengaman (Safety valve)

Katup pengaman harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat kompressor.katupa ini harus membuka dan membuang udara keluar jika tekanan melebihi 1,2 kali tekanan normal maksimum dari kompresor.

7)      Pressure switch

Berfungsi sebagai switch start dan stop motor kompresor apabila dioperasikan secara otomatis.

8)      Pressure gauge

Berfungsi untuk mengukur tekanan tangki udara serta sistem pengisisan udara.

9)      Oil level

Berfungsi untuk mengetahui level minyak pelumas pada pompa kompresi.

10)  Pengering udara (air dryer) atau penjebak air (water trap)

Berfungsi untuk mengeringkan udara/menjebak air pada udara yabg dihasilkan kompresor sebelum dialirkan ke tangki udara.

Hydraulic

Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga minyak hidrolik bertekanan. Komponen-komponen yang ada pada sistem penggerak hydraulic:

Ø  Oil level indicator

Indikator minyak hidrolik.

Ø  Pompa minyak (Oil pump)

Berfungsi memompa minyak hidrolik dari chamber/tangki menuju ke aktuator untuk mendapatkan tekanan yang diinginkan.

Ø  Akumulator/ aktuator

Tabung kompresi minyak yang dilakukan dengan pemberian gas N2 bertekanan dimana antara gas N2 dan minyak hidrolik disekat dengan sebuah diafragma/piston.

Ø  Drain valve/ Change over valve/ Katup satu arah

Katup by pass yang berfungsi untuk mengurangi tekanan minyak balik ke tank/chamber.

Ø  Valve pegisian

Katup sarana pengisian minyak hidrolik.

Ø  Katup cegah (Non return valve)

Berfungsi untuk mencegah aliran minyak balik dari tangki ke aktuator apabila tekanan tangki lebih tinggi dari aktuator.

Ø  Automatic valve venting

Untuk membuang udra terjabak dalam minyak hidrolik.

Ø  Opening pilot valve

Untuk menginisiasi kerja penggerak mekanik dari closing/tripping valve.

Ø  Oil chamber

Tangki penyimpanan minyak hidrolik.

Ø  Pressure gauge

Indikator tekanan minyak hidrolik.

Spring

Merupakan penggerak yang menggunakan energi yang disimpan oleh pegas. Komponen-komponen yang ada pada sistem penggerak spring:

Ø  Indikasi pengisian pegas (Spring status indicator)

Indikator yang menunjukkan kondisi pegas (fully charge/not fully charge). Berfungsi untuk melihat kesiapan PMT pada operasi berikutnya.

Ø  OFF trigger (Push button off)

Saklar untuk mematikan kerja charging motor.

Ø  ON trigger (Push button on)

Saklar untuk menghidupkan kerja charging motor.

Ø  Charging mechanism

Mekanisme pengisian pegas yang terdiri atas rantai pengatur posisi pegas yang diatur oleh sebuah roda yang digerakkan oleh charging motor.

Ø  Charging motor

Motor yang digunakan untuk menggerakkan mekanisme charging pegas.           

5.      Subsistem Mechanical

Subsistem mechanical adalah peralatan penggerak yang mehubungkan subsistem driving mechanism dengan kontak utama peralatan PMT dan PMS untuk mentransfer driving energy menjadi gerakan pada waktu yang diperlukan.