Teknik Listrik

Sistem Distribusi Tenaga Listrik Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen, Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah: 1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan 2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda. Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Gambar 1. Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik. Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasan-pembatasan seperti pada Gambar diatas: Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation) Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi (HV,UHV,EHV) Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV). Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah. Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah: a. SUTM, terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus. b. SKTM, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination dan lain-lain. c. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding,dan lain-lain. d. SUTR dan SKTR, terdiri dari: sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM. Yang membedakan hanya dimensinya. Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Menurut nilai tegangannya: a. Saluran distribusi Primer, Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo substation (Gardu Induk) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi. b. Saluran Distribusi Sekunder, Terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban. 2. Menurut bentuk tegangannya: a. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah. b. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik. 3. Menurut jenis/tipe konduktornya: a. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan dibedakan atas: - Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa isolasi pembungkus. - Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi. b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable). c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut (submarine cable) 4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya: a. Saluran Konfigurasi horizontal, bila saluran fasa terhadap fasa yang lain/terhadap netral, atau saluran positip terhadap negatip (pada sistem DC) membentuk garis horisontal. b. Saluran Konfigurasi Vertikal, bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal . c. Saluran konfigurasi Delta, bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta). 5. Menurut Susunan Rangkaiannya Dari uraian diatas telah disinggung bahwa sistem distribusi di bedakan menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder. a. Jaringan Sistem Distribusi Primer, Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitu: - Jaringan Distribusi Radial, dengan model: Radial tipe pohon, Radial dengan tie dan switch pemisah, Radial dengan pusat beban dan Radial dengan pembagian phase area. - Jaringan distribusi ring (loop), dengan model: Bentuk open loop dan bentuk Close loop. - Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET) - Jaringan distribusi spindle - Saluran Radial Interkoneksi b. Jaringan Sistem Distribusi Sekunder, Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sbb: - Papan pembagi pada trafo distribusi, - Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder). - Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai) - Alat Pembatas dan pengukur daya (kWh meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan. gambar 2. Komponen Sistem Distribusi Tegangan Sistem Distribusi Sekunder Ada bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut, (2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Pada dasarnya tidak berbeda dengan sistem distribusi DC, faktor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya, saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe dan cara pengawatan, ini bergantung pula pada jumlah fasanya, yaitu: 1. Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt 2. Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt 3. Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt 4. Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt 5. Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt 6. Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt 7. Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt 8. Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt 9. Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt Di Indonesia dalam hal ini PT. PLN menggunakan sistem tegangan 220/380 Volt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari PT. PLN, menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. Pemakai listrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada negara pemberi pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motor-motor listrik) di suplai dari negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, IEC (International Electrotechnical Comission), Indonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan menjadi 220/380 Volt saja, karena IEC sejak tahun 1967 sudah tidak mencantumkan lagi tegangan 127 Volt. (IEC Standard Voltage pada Publikasi nomor 38 tahun 1967 halaman 7 seri 1 tabel 1). Diagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari: 1. Sistem distribusi satu fasa dengan dua kawat, Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan. 2. Sistem distribusi satu fasa dengan tiga kawat, Pada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi DC dengan tiga kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran “netral” disini dihubungkan pada tengah belitan (center-tap) sisi sekunder trafo, dan diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan. 3. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/240 Volt, Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat dengan beban 3 fasa. 4. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/208 Volt. 5. Sistem distribusi tiga fasa dengan tiga kawat, Tipe ini banyak dikembangkan secara ekstensif. Dalam hal ini rangkaian tiga fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga) ataupun rangkaian wye (star/bintang). Diperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. Untuk rangkaian delta tegangannya bervariasi yaitu 240 Volt, dan 480 Volt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan. 6. Sistem distribusi tiga fasa dengan empat kawat, Pada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star,dimana saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya padasistem tiga fasa yang lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini terdapat dua alternatif besar tegangan.

Dif@da, Mitra Sukses Meraih Masa Depan Lebih Baik

Dif@da, Mitra Sukses Meraih Masa Depan Lebih Baik

FM dan AM

FM
Modulasi frekuensi adalah suatu metode untuk mengirimkan isyarat frekuensi rendah dengan cara memodulasi frekuensi gelombang pembawa berfrekuensi tinggi

Kelebihan
Keunggulan FM terhadap AM adalah:

1. Amplitudo yang konstan dari gelombang FM memungkinkan efisiensi pemancar yang tinggi.
2. Desah pada isyarat FM hanya sepertiga dari desah isyarat AM untuk lebar jalur yang sama.

Kekurangan
Kerugian FM adalah kebutuhannya akan lebar jalur yang lebih lebar

Untuk siaran hiburan, harga f_m(max) biasanya adalah 75 kHz yang memungkinkan frekuensi pemodulasi sebesar 15 kHz.

Radio
Edwin Howard Armstrong (1890–1954)adalah insinyur elektrik Amerika yang pertama menemukan modulasi frekuensi pita lebar(wideband) untuk radio.Ia mematenkan sirkuit regeneratif pada 1914,superheterodyne receiver pada 1918,dan sirkuit super-regeneratif pada 1922. seperti tersirat dari namanya,wideband FM(WFM) memerlukan bandwitdh signal yang lebih lebar daripada modulasi amplitudo namun dengan modulasi sinyal yang sama.hal ini juga membuat sinyal menjadi lebih tahan terhadap derau dan interferensi. Penerima FM menggunakan detektor spesial untuk sinyal-sinyal FM sehingga memperlihatkan satu fenomena yang disebut "capture effect",dimana penala "menangkap" sinyal yang paling kuat dari dua stasiun dan menolak yang lain(bandingkan dengan situasi yang sama pada penerima AM,dimana kita dapat mendengar suara kedua stasiun tersebut bersamaan). Penguat switching frekuensi-radio dengan efisiensi tinggi dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal FM(dan sebarang sinyal amplitudo-konstan).Pada ukuran kekuatan tertentu(sinyal yang diukur pada antenna receiver),penguat switching tidak banyak menghabiskan daya battery dan khusunya lebih murah dibanding penguat linear.Inilah kelebihan FM yang lain dibandingkan metode modulasi yang lain yang memrlukan penguat linear semisal,AM dan QAM.

AM
Modulasi amplitudo adalah proses memodulasi isyarat frekuensi rendah pada gelombang frekuensi tinggi dengan mengubah-ubah amplitudo gelombang frekuensi tinggi tanpa mengubah frekuensinya. Frekuensi rendah ini disebut isyarat pemodulasi dan frekuensi tinggi adalah pembawa. Metode ini dipakai dalam transmisi radio AM untuk memungkinkan frekuensi audio dipancarkan ke jarak yang jauh, dengan cara superimposisi frekuensi audio pada pembawa frekuensi radio yang dapat dipancarkan melalui antena. Frekuensi radio adalah frekuensi yang dipakai untuk radiasi energi elektromagnetik koheren yang berguna untuk maksud-maksud komunikasi. Frekuensi radio terendah adalah sekitar 10 kHz dan jajarannya merentang hingga ratusan GHz Dalam radio AM, karena oleh persetujuan internasional saling dipisahkan 9 kHz, frekuensi modulasi maksimum adalah 4,5 kHz. Kedua jalur samping dipancarkan meskipmun hanya salah satu yang didemodulasi dalam pesawat penerima. AM juga dipakai dalam transmisi isyarat video dalam televisi. AM adalah sistem yang sederhana, murah, dan hanya membutuhkan lebar jalur kecil. Tetapi sistem ini buruk dalam perfomansi isyarat terhadap desah bila dibandingkan dengan metode lain misalnya modulasi frekuensi dan modulasi kode pulsa.

Modulasi AM dan FM

Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem.
Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu

• modulasi analaog
• modulasi digital

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombangnya. Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Hal ini didasarkan kenyataan bahwa berdasarkan analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise.
Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

• Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog.
• Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.
• Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

• Angle Modulation
• Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)
• Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)
• Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)
• Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)
• Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)
• Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)
• Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)
• Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)
• Quadrature amplitude modulation (QAM)

dasar-dasar sinyal video

Sistim Warna PAL, NTSC, Secam

PAL : Phase Alterating Line

Sistem televise warna kompatibel yang serupa dengan system NTSC tetapi salah satu dari dua sinyal krominasinya mengalami pembalikan fasa selama berlangsungnya pengulasan garis yang berselang-seling. Pembalikan fasa ini memungkinkan lebih konsistennya informasi warna yang ditangkap oleh pesawat penerima dengan merata-ratakan sinyal-sinyal krominasi untuk dua baris yang berurutan sebelum ditayangkan pada tabung gambar. Teknik ini meminimunkan efek kesalahan rona warna (hue) akibat pergeseran fasa sinyal-sinyal krominasinya. System televise ini diterapkan di Inggris.

NTSC : National Television System Committee

Sistem televise warna kompatibel yang dipelopori oleh Television System Committee di AS yang sinyal serian atau sinyal luminasinya ditransmisikan dengan memodulasi amplitude terhadap vision carrier (gelombang pembawa yang dimodulasikan oleh sinyal video) dan dua sinyal krominasinya ditransmisikan secara simultan dengan modulasi kuadran terhadap gelombang sub pembawa. Lebar pita keseluruhan yang digunakan oleh system ini sama dengan lebar pita system hitamputih dengan standar garis yang sama.dalam hal ini back porch nya dilengkapi dengan color burst guna  memudahkan pemecahan sandi (decoding) terhadap sub pembawa warna. Sistim ini digunakan di Amerika Serikat.

SECAM : Sequential En Couleurs a Memoire.

Sistem televise warna kompatibel yang diciptakan di Prancis dimana sinyal luminasinya ditransmisikan dengan modulasi amplitude terhadap sinyal pembawa video dan informasi warnanya ditransmisikan dengan sinyal pembawa video dan informasi warnanya dimodulasikan dengan modulasi frekuensi terhadap sub pembawa video. Dalam hal ini kedua  sinyal krominasinya itu dikirim secara terpisah dan diulas secara berselang-seling. Lebar pita keseluruhan yang digunakan sama dengan pada sistem hitam putih yang standar barisnya sama. System ini digunakan di Prancis.