Komponen Utama Gardu Induk : Mengenal Konsep Dasar Mengenai Gardu Induk

Gardu Induk tersusun dari berbagai komponen yang saling terintegrasi. Secara garis besar, komponen tersebut dapat dikelompokkan menjadi komponen listrik, komponen sipil, dan komponen mekanikal. Setiap kelompok komponen memiliki fungsi spesifik namun bekerja secara sinergis untuk memastikan operasi GI yang handal dan aman.

Bagian pertama adalah komponen listrik. Komponen-komponen listrik adalah inti dari fungsionalitas GI. Komponen ini bertanggung jawab langsung atas proses transformasi, penyaluran, pemutusan, dan proteksi tenaga listrik. Berikut merupakan komponen-komponen atau alat-alat yang umumnya dijumpai pada gardu induk;

Transformator Daya (Trafo Daya)

• Transformator merupakan peralatan utama yang berfungsi mentransformasikan daya listrik dengan mengubah besaran tegangannya (naik atau turun) dengan frekuensinya yang tetap. Trafo daya juga berperan dalam pengaturan tegangan. Umumnya dilengkapi dengan Neutral Current Transformer (NCT) untuk mendapatkan titik netral dan Neutral Grounding Resistance (NGR) untuk membatasi arus gangguan tanah.

Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB)

• Pemutus merupakan saklar mekanis yang mampu menutup, mengalirkan, dan memutus arus beban dalam kondisi normal maupun arus gangguan (hubung singkat). PMT dilengkapi dengan media pemadam busur api yang timbul saat proses pemutusan, bisa berupa minyak, udara, atau gas SF6.

Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS)

• Peralatan saklar yang berfungsi untuk memisahkan (memberikan jarak fisik yang terlihat) rangkaian listrik atau peralatan dari sumber tegangan, namun hanya boleh dioperasikan dalam keadaan tidak berbeban (setelah PMT dibuka). PMS terpasang di berbagai bay seperti bay trafo, bay transmisi (penghantar), busbar, dan kopel.

Lightning Arrester (LA) atau Arester Petir

• Berfungsi melindungi peralatan listrik di GI dari tegangan lebih akibat sambaran petir (lightning surge) pada kawat transmisi atau akibat surja hubung (switching surge).

Current Transformer (CT) atau Trafo Arus

• Berfungsi untuk mengubah (menurunkan) besaran arus dari nilai yang tinggi pada sistem primer ke nilai yang lebih kecil dan aman untuk diumpankan ke peralatan pengukuran (meter) dan relay proteksi.

Potential Transformer (PT) atau Trafo Tegangan

• Berfungsi untuk mengubah (menurunkan) besaran tegangan dari nilai yang tinggi pada sistem primer ke nilai yang lebih rendah dan aman untuk diumpankan ke peralatan pengukuran (meter) dan relay proteksi.

Rel (Busbar)

• Rel Busbar merupakan konduktor atau kumpulan konduktor yang berfungsi sebagai titik pertemuan atau hubungan (connecting point) antara transformator daya, SUTT/SKTT, dan komponen listrik lainnya yang ada di switchyard untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik.

Neutral Grounding Resistance (NGR) atau Tahanan Pentanahan Netral

• Komponen yang dipasang antara titik netral trafo dengan sistem pentanahan, berfungsi untuk memperkecil (membatasi) arus gangguan yang mengalir ke tanah saat terjadi gangguan fasa ke tanah.

Peralatan Proteksi

• Kumpulan relay-relay pengaman dan skema proteksi yang dirancang untuk mendeteksi berbagai jenis gangguan (misalnya hubung singkat, beban lebih, gangguan tanah) dan menginisiasi tindakan pemutusan oleh PMT untuk mengisolasi gangguan dan melindungi peralatan.

SCADATel (Supervisory Control and Data Acquisition and Telecommunication)

• Sistem yang memungkinkan pengawasan, pengendalian, dan akuisisi data GI secara jarak jauh, serta mendukung fungsi telekomunikasi untuk koordinasi operasional.

Panel Kontrol

• Pusat kendali lokal di GI, berisi instrumen ukur, indikator status peralatan (PMT, PMS), tombol-tombol komando, dan annunciator untuk alarm gangguan. Memungkinkan operator memonitor dan mengoperasikan GI secara manual.

Panel Proteksi (Panel Relay)

• Panel relay merupakan tempat dipasangnya relay-relay proteksi yang dikelompokkan per bay atau fungsi. Panel ini berfungsi untuk memudahkan pengontrolan dan operasionalnya.

Sumber DC (Baterai dan Rectifier)

• Sumber DC menyediakan arus searah (DC) yang handal untuk menggerakkan peralatan kontrol, relay pengaman, motor penggerak PMT dan PMS, serta sistem emergensi lainnya yang memerlukan arus searah. Baterai berfungsi sebagai sumber utama saat catu daya AC hilang, dan rectifier berfungsi untuk mengisi (charge) baterai dan menyediakan suplai DC selama kondisi normal.

Panel AC/DC

• Panel ini berisikan pembagi daya listrik AC dan DC untuk kebutuhan internal GI, dilengkapi dengan proteksi seperti MCB atau fuse.

Cubicle 20 KV (HV Cell 20 KV)

• Sistem switchgear untuk tegangan menengah (misalnya 20 KV) yang berasal dari output trafo daya. Dari cubicle ini, listrik disalurkan ke konsumen melalui penyulang-penyulang (feeder).

Selanjutnya juga terdapat komponen sipil dan mekanikal berfungsi sebagai infrastruktur pendukung yang vital bagi penempatan, perlindungan, dan operasi komponen-komponen listrik. Berikut merupakan komponen-komponen atau alat-alat sipil dan mekanikal yang umumnya dijumpai pada gardu induk;

Pondasi Peralatan

• Struktur beton bertulang yang dirancang khusus sebagai tempat dudukan yang kokoh dan stabil untuk semua peralatan listrik utama di switchyard (seperti Trafo Daya, PMT, PMS, LA, CT, CVT, PT, Potential Device) dan peralatan di dalam gedung kontrol (panel relay, panel kontrol, cubicle).

Got Kabel (Cable Duct)

• Saluran atau parit beton seringkali tertutup plat bordes. Saluran ini berfungsi yang berfungsi sebagai jalur aman dan teratur untuk peletakan kabel-kabel daya dan kabel kontrol yang menghubungkan antar peralatan di switchyard, maupun antara peralatan di switchyard dengan peralatan di gedung kontrol. Dimensinya bervariasi (misalnya D-250 hingga D-1500) tergantung kebutuhan.

Serandang (Steel Structure)

• Bagian ini merupakan konstruksi baja yang terdiri dari serandang peralatan (dudukan langsung peralatan), serandang post (tiang penyangga), dan serandang beam (balok horizontal). Berfungsi sebagai struktur penyangga utama untuk konduktor busbar, isolator, dan beberapa peralatan listrik di switchyard.

Rak Kabel & Plat Bordes

• Rak kabel digunakan untuk menata dan menyangga kabel di atas tanah atau di dalam gedung, sedangkan plat bordes digunakan sebagai penutup got kabel.

Pagar Keliling GI

• Struktur pagar permanen yang mengelilingi seluruh area GI untuk tujuan keamanan, membatasi akses bagi pihak yang tidak berkepentingan dan melindungi aset di dalamnya.

Gedung Kontrol (Control Building)

• Bangunan permanen yang menjadi pusat aktivitas pengoperasian dan pemantauan GI. Di dalamnya terdapat berbagai ruangan penting seperti ruang peralatan kontrol (kendali) dan ruang cubicle, ruang operator, ruang kantor GI, ruang relay, ruang komunikasi, dan ruang baterai. Gedung ini juga dilengkapi pondasi untuk peralatan internal dan got kabel.

Komponen Mekanikal Gedung Kontrol

• Meliputi sistem pendingin ruangan (Air Conditioning/AC) untuk menjaga suhu optimal bagi peralatan elektronik sensitif dan kenyamanan personel, serta rak-rak kabel untuk instalasi kabel internal.

Sarana/Prasarana Pendukung

• Fasilitas lain yang mendukung operasional GI, seperti jalan akses di area switchyard dan sekeliling gedung kontrol, tempat parkir kendaraan, sistem drainase (saluran air limbah dan air hujan), gudang penyimpanan material/peralatan, kamar mandi/WC, pos keamanan (Pos Satpam), taman untuk estetika, dan fasilitas penyediaan air bersih.

Keandalan sebuah Gardu Induk tidak hanya ditentukan oleh kualitas dan kinerja masing-masing komponen listriknya tetapi juga sangat bergantung pada integrasi yang tepat dan sinergis antara komponen listrik, sipil, dan mekanikal. Jika pondasi peralatan (komponen sipil) yang dirancang atau dibangun dengan tidak baik, misalnya mengalami penurunan atau retak dapat secara langsung merusak atau mengganggu fungsi peralatan listrik mahal yang didudukinya seperti transformator daya atau pemutus tenaga. Demikian pula, sistem pentanahan (aspek sipil dan listrik) yang buruk dapat membahayakan keselamatan personel akibat tegangan sentuh saat terjadi gangguan, serta gagal melindungi peralatan dari kerusakan akibat arus gangguan. Oleh karena itu, desain sebuah Gardu Induk haruslah bersifat mempertimbangkan secara cermat interaksi dan ketergantungan antar semua jenis komponen. Tata letak komponen diswitchyard (aspek desain sipil) akan mempengaruhi panjang dan rute kabel kontrol dan kabel daya (aspek listrik) yang pada gilirannya berdampak pada biaya material, potensi rugi-rugi daya, dan kemudahan akses untuk pemeliharaan. Perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan sipil dan mekanikal, mulai dari survei lokasi, desain pondasi, hingga pembangunan gedung kontrol dan instalasi serandang, memegang peranan yang sama pentingnya dengan pekerjaan instalasi listrik dalam menjamin keandalan dan keamanan operasional Gardu Induk secara keseluruhan.

Tabel 1.1: Rangkuman Komponen Listrik Utama Gardu Induk dan Fungsinya