Jenis-Jenis Gardu Induk - Wildy Zhalifunnas

Gardu Induk (GI) dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, yang masing-masing mencerminkan aspek desain, fungsi, atau teknologi yang digunakan. Pemahaman terhadap berbagai jenis GI ini penting untuk menentukan perancangan gardu induk yang paling tepat sesuai dengan kebutuhan spesifik sistem dan kondisi lingkungan.

Berdasarkan Besaran Tegangan

Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET): Beroperasi pada tegangan 275 KV dan 500 KV.
Gardu Induk Tegangan Tinggi (GI): Beroperasi pada tegangan 150 KV dan 70 KV.

Perbedaan mendasar antara GITET dan GI (150 KV, 70 KV) terletak pada konfigurasi transformator daya dan penggunaan peralatan kompensasi daya reaktif. GITET umumnya menggunakan tiga buah transformator daya satu fasa yang membentuk satu bank transformator dan dilengkapi dengan peralatan reaktor yang berfungsi untuk mengompensasi daya reaktif jaringan. Sebaliknya, GI pada tegangan 150 KV dan 70 KV biasanya menggunakan transformator daya tiga fasa dan tidak dilengkapi dengan peralatan reaktor khusus di sisi transmisi.

Berdasarkan Pemasangan Peralatan

Gardu Induk Pasangan Luar (Konvensional). Jenis GI ini adalah yang paling umum di Indonesia. Sebagian besar komponen utamanya, seperti transformator daya, pemutus tenaga, pemisah, dan busbar, ditempatkan di area terbuka di luar gedung. Komponen kontrol, sistem proteksi, sistem kendali, dan komponen bantu lainnya biasanya berada di dalam gedung kontrol.
Gardu Induk Pasangan Dalam (Gas Insulated Substation/GIS). Pada jenis ini, hampir semua komponen utama (switchgear, busbar, isolator, komponen kontrol, komponen kendali, cubicle, dan lain-lain) dipasang di dalam gedung. Pengecualian umumnya adalah transformator daya yang tetap dipasang di luar gedung. GIS menggunakan gas Sulfur Heksafluorida (SF6) sebagai media isolasi utama antar bagian bertegangan dan antara bagian bertegangan dengan ground. Teknologi GIS merupakan solusi yang sangat efektif untuk daerah perkotaan atau padat pemukiman yang memiliki keterbatasan lahan. Keunggulan GIS dibandingkan GI konvensional antara lain: kebutuhan lahan yang jauh lebih kecil (sekitar $\pm$3.000 meter persegi atau $\pm$6% dari luas lahan GI konvensional), kemampuan menghasilkan kapasitas daya yang besar (misalnya 3 x 60 MVA hingga 3 x 100 MVA), jumlah penyulang keluaran yang banyak (hingga 24 penyulang 20 KV), dan keunggulan dari segi estetika serta arsitektural karena bangunan dapat didesain sesuai kondisi lingkungan sekitar.
Gardu Induk Kombinasi. Jenis ini merupakan gabungan antara pasangan luar dan pasangan dalam. Komponen switchgear-nya sebagian ditempatkan di dalam gedung dan sebagian lagi di luar gedung, misalnya gantry (tie line) dan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) sebelum masuk ke dalam switchgear. Transformator daya jugaumumnya ditempatkan di luar gedung.

Berdasarkan Fungsinya

Gardu Induk Penaik Tegangan (Step-up Substation). Berfungsi untuk menaikkan tegangan, yaitu tegangan dari pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan sistem transmisi. Gardu Induk jenis ini selalu berada di lokasi pusat pembangkit tenaga listrik. Karena tegangan keluaran yang dihasilkan pembangkit listrik relatif kecil dan harus disalurkan pada jarak yang jauh, maka dengan pertimbangan efisiensi, tegangannya dinaikkan menjadi tegangan ekstra tinggi atau tegangan tinggi.
Gardu Induk Penurun Tegangan(Step-down Substation). Berfungsi untuk menurunkan tegangan, dari tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih rendah, atau dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau tegangan distribusi. Gardu Induk ini terletak di pusat-pusat beban, tempat pelanggan (beban) dilayani.
Gardu Induk Pengatur Tegangan. Pada umumnya, gardu induk jenis ini terletak jauh dari pembangkit tenaga listrik. Karena listrik disalurkan sangatjauh, maka terjadi jatuh tegangan (voltage drop) transmisi yang cukup besar. Oleh karena itu, diperlukan alat penaik tegangan, seperti bank kapasitor, sehingga tegangan kembali dalam keadaan normal.
Gardu Induk Pengatur Beban. Gardu induk ini memiliki fungsi spesifik untuk mengatur beban. Di sini bisa terpasang beban motor yang pada saat tertentu dapat berubah fungsi menjadi pembangkit tenaga listrik (misalnya, pada Pembangkit Listrik Tenaga Air dengan sistem pompa, di mana motor berubah menjadi generator, dan sebaliknya generator menjadi motor untuk memompakan air kembali ke kolam utama).
Gardu Induk Distribusi. Gardu induk ini menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem (transmisi) ke tegangan distribusi. Gardu induk ini terletak di dekat pusat-pusat beban.

Berdasarkan Isolasi yang Digunakan

Gardu Induk yang Menggunakan Isolasi Udara. Ini adalah gardu induk konvensional di mana udara bebas berfungsi sebagai media isolasi utama antara bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian yang bertegangan lainnya, serta dengan ground. GI jenis ini memerlukan tempat terbuka yang cukup luas.
Gardu Induk yang Menggunakan Isolasi Gas SF6 dengan Gas Insulated Substation (GIS). Gas SF6 digunakan sebagai media isolasi antara bagian yang bertegangan, maupun antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan. GIS memerlukan tempat yang jauh lebih sempit dibandingkan GI konvensional. Pertimbangan penggunaan gas SF6 antara lain karena kekuatan dielektriknya yang tinggi (sekitar 2,5 kali udara pada tekanan normal), tidak mudah terbakar, tidak berbau, tidak beracun, dan tidak berwarna.

Berdasarkan Sistem Rel (Busbar)

Rel (busbar) merupakan titik hubungan pertemuan antara transformator daya, Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) / Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) dengan komponen listrik lainnya, untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik.

Gardu Induk Sistem Ring Busbar. Gardu induk yang busbar-nya berbentuk ring (cincin). Semua rel (busbar) yang ada tersambung (terhubung) satu dengan lainnya membentuk ring.
Gardu Induk Sistem Single Busbar. Gardu induk yang hanya mempunyai satu (single) busbar. Pada umumnya, gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung (akhir) dari suatu sistem transmisi.
Gardu Induk Sistem Double Busbar. Gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem (manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak digunakan.
Gardu Induk Sistem Satu Setengah (One and a Half) Busbar. Gardu induk ini juga mempunyai dua (double) busbar. Pada umumnya, gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. Darisegi operasional, gardu induk ini sangat efektif karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem(manuver sistem). Sistem ini menggunakan tiga buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang secara deret (seri).

Pemilihan jenis GI, seperti konvensional berisolasi udara versus GIS, melibatkan pertimbangan pertukaran yang signifikan antara biaya investasi awal, ketersediaan dan harga lahan, tingkat keandalan yang diinginkan, serta kemudahan dalam pelaksanaan pemeliharaan. GIS, meskipun memiliki biaya awal yang lebih tinggi, menawarkan keuntungan besar dalam penghematan lahan, menjadikannya pilihan ideal untuk area perkotaan yang padat di mana lahan sangat mahal dan terbatas.

Namun, keuntungan ini datang dengan konsekuensi biaya instalasi yang lebih tinggi dan peningkatan kompleksitas dalam sistem operasi serta proteksinya dibandingkan dengan sistem single busbar yang lebih sederhana. Keputusan terkait jenis GI dan konfigurasi busbar-nya akan secara langsung memengaruhi prosedur operasi sehari-hari dan strategi pemeliharaan jangka panjang yang harus diterapkan. Sebagai contoh, GI dengan konfigurasi double busbar memungkinkan dilakukannya pemeliharaan pada salah satu busbar sementara busbar lainnya tetap beroperasi melayani beban, suatu kapabilitas yang tidak dimiliki oleh sistem single busbar. Ini menunjukkan adanya keterkaitan erat antara keputusan desain fisik GI, kebutuhan operasional yang harus dipenuhi, dan strategi pemeliharaan yang efektif untuk memastikan kinerja optimal sepanjang masa pakai instalasi.