Prinsip Kerja KWh Meter

Apa nama alat pada gambar diatas?? Yupp, namanya adalah KWh Meter. KWh meter digunakan untuk mengukur energi listrik yang menentukan besar kecilnya rekening listrik pemakai. Mengingat sangat pentingnya arti kwh meter, baik bagi PLN maupun si pemakai maka perlu diperhatikan benar-benar cara penyambungannya.

Nah kenapa meteran pada KWh Meter dapat mengukur besar pemakaian listrik akan dijelaskan sebagai berikut.

 Dalam alat ukur energi, kumparan-kumparan arus dan tegangan merupakan suatu belitan pada dua buah magnet. Kumparan arus akan membangkitkan fluks magnet dengan nilai berbanding lurus dengan besar arus. Terjadinya perputaran dari piringan aluminium karena interaksi dari kedua medan magnet ini. Kemudian putaran piringan di transfer pada roda - roda  pencatat. Pada transfer mati nilai putaran keping Aluminium ke roda - roda pencatat dilakukan kalibrasi untuk memperoleh nilai energi terukur dalam besaran KWh ( Kilo Watt Hours ).

Pada saat arus beban mengalir pada kumparan, arus akan menimbulkan flux magnit  φ1, sedangkan pada kumparan tegangan terjadi perbedaan fase antara arus dan tegangan sebear 900, hal ini karena kumparan tegangan bersifat induktor. Arus yang melalui kumparan tegangan akan menimbulkan flux magnit φ2 yang berbeda fase 900 dengan φ 1. Namun Fluks magnetik akan membangkitkan arus Eddy pada piringan yang akan menghasilkan gaya yang melawan arah putaran piringan. (kelemahan 1). Pada saat beban berat φ1 akan bertambah besar, pertambahan ini mengakibatkan arus pusar ( arus eddy ) pada kepingan. Aluminium juga bertambah besar, sedang arus eddy ini menimbulkan momen lawan pada keping Aluminium, dan akan menghambat putaran keping  Aluminium. Untuk mengatasinya pada kumparan arus dipasang shunt magnetis dimana pada saat beban penuh / berat flux tidak sepenuhnya dapat menimbulkan momen lawan. Pada kenyataanya beda fase antara φ1 dan φ2 tidak bisa betul - betul 90°, karena ada -nya kerugian inti dan tekanan pada kumparan tegangan. Untuk mengatasi ini caranya adalah dengan memasang kumparan penyesuai fase pada inti kumparan tegangan

Sistem Tenaga Listrik

Sebelum listrik sampai ke rumah kita dan kita manfaatkan secara langsung, apakah ada yang berpikir bagaimana listrik tersebut dihasilkan? Sebagai contoh pada PLTA, apakah setelah energi kinetik air dikonversi menjadi energi listrik dapat langsung kita gunakan energi listrik tersebut? Ternyata proses dari bagaimana listrik tersebut dihasilkan sampai dapat kita manfaatkan secara langsung dapat juga disebut sebagai sistem tenaga listrik. 
Secara umum sistem tenaga listrik terdiri dari:

1. Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant); 
Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (prime mover) dan generator yang membangkitkan listrik. Biasanya di pusat pembangkit listrik juga terdapat gardu induk (GI). Peralatan utama pada gardu induk antara lain: Transformer, yang berfungsi untuk menaikkan tegangan generator (11,5 kV) menjadi tegangan transmisi / tegangan tinggi (150 kV) dan juga peralatan pengaman dan pengatur. Jenis pusat pembangkit yang umum antara lain: PLTA (Pusat Listrik Tenaga Air), PLTU (Pusat Listrik Tenaga Uap), PLTG (Pusat Listrik Tenaga Gas), PLTN (Pusat Listrik Tenaga Nuklir).

2. Saluran Transmisi (Transmission Line);
Berupa kawat-kawat yang di pasang pada menara atau tiang dan bisa juga melalui kabel yang di pendam di bawah permukaan tanah, saluran transmisi berfungsi menyalurkan energi listrik dari pusat pembangkit, yang umumnya terletak jauh dari pusat beban, ke gardu induk penurun tegangan yang memiliki transformer penurun tegangan dari tegangan transmisi ke tegangan distribusi (menengah). Saluran transmisi ini mempunyai tegangan yang tinggi agar dapat meminimalkan rugi-rugi daya (power losses) disaluran. Contoh dari saluran transmisi di Indonesia adalah : SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi, dengan tegangan kerja 70--150 kV), SUTET (Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi, dengan tegangan kerja 500 kV).

3. Sistem Distribusi;
Yang merupakan sub-sistem tersendiri yang terdiri dari: Pusat Pengatur Distribusi ( Distribution Control Centre, DCC ) , Saluran tegangan menengah (6 kV dan 20 kV, biasa juga disebut tegangan distribusi primer) yang merupakan saluran udara atau kabel tanah, Gardu Distribusi (GD) tegangan menengah yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan menengah dan trafo sampai dengan panel-panel distribusi tegangan rendah (380 V, 220 V) yang menghasilkan tegangan kerja/tegangan jala-jala untuk industri dan konsumen perumahan.

Komponen - Komponen Pada Elektronika Daya

Jenis-jenis Komponen Elektronika beserta Fungsi dan Simbolnya – Peralatan Elektronika adalah sebuah peralatan yang terbentuk dari beberapa Jenis Komponen Elektronika dan masing-masing Komponen Elektronika tersebut memiliki fungsi-fungsinya tersendiri di dalam sebuah Rangkaian Elektronika. Seiring dengan perkembangan Teknologi, komponen-komponen Elektronika makin bervariasi dan jenisnya pun bertambah banyak. Tetapi komponen-komponen dasar pembentuk sebuah peralatan Elektronika seperti Resistor, Kapasitor, Transistor, Dioda, Induktor dan IC masih tetap digunakan hingga saat ini.

Jenis-jenis Komponen Elektronika

Berikut ini merupakan Fungsi dan Jenis-jenis Komponen Elektronika dasar yang sering digunakan dalam Peralatan Elektronika beserta simbolnya.

A. Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Satuan Nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm (Ω). Nilai Resistor biasanya diwakili dengan Kode angka ataupun Gelang Warna yang terdapat di badan Resistor. Hambatan Resistor sering disebut juga dengan Resistansi atau Resistance.

Jenis-jenis Resistor diantaranya adalah :

1. Resistor yang Nilainya Tetap
2. Resistor yang Nilainya dapat diatur, Resistor Jenis ini sering disebut juga dengan Variable Resistor ataupun Potensiometer.
3. Resistor yang Nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya, Resistor jenis ini disebut dengan LDR atau Light Dependent Resistor
4. Resistor yang Nilainya dapat berubah sesuai dengan perubahan suhu, Resistor jenis ini disebut dengan PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature Coefficient)

Gambar dan Simbol Resistor :

B. Kapasitor (Capacitor)

Kapasitor atau disebut juga dengan Kondensator adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi-fungsi Kapasitor (Kondensator) diantaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian Tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai Filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk Kapasitor (Kondensator) adalah Farad (F)
Jenis-jenis Kapasitor diantaranya adalah :

1. Kapasitor yang nilainya Tetap dan tidak ber-polaritas. Jika didasarkan pada bahan pembuatannya maka Kapasitor yang nilainya tetap terdiri dari Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyster dan Kapasitor Keramik.
2. Kapasitor yang nilainya Tetap tetapi memiliki Polaritas Positif dan Negatif, Kapasitor tersebut adalah Kapasitor Elektrolit atau Electrolyte Condensator (ELCO) dan Kapasitor Tantalum
3. Kapasitor yang nilainya dapat diatur, Kapasitor jenis ini sering disebut dengan Variable Capasitor.

Gambar dan Simbol Kapasitor :

C. Induktor (Inductor)

Induktor atau disebut juga dengan Coil (Kumparan) adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi sebagai Pengatur Frekuensi, Filter dan juga sebagai alat kopel (Penyambung). Induktor atau Coil banyak ditemukan pada Peralatan atau Rangkaian Elektronika yang berkaitan dengan Frekuensi seperti Tuner untuk pesawat Radio. Satuan Induktansi untuk Induktor adalah Henry (H).
Jenis-jenis Induktor diantaranya adalah :

1. Induktor yang nilainya tetap
2. Induktor yang nilainya dapat diatur atau sering disebut dengan Coil Variable.

Gambar dan Simbol Induktor :

D. Dioda (Diode)

Diode adalah Komponen Elektronika Aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Diode terdiri dari 2 Elektroda yaitu Anoda dan Katoda.
Berdasarkan Fungsi Dioda terdiri dari :

1. Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC).
2. Dioda Zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan yang ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener.
3. LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik.
4. Dioda Foto (Photo Diode) yaitu Dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.
5. Dioda Schottky (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah Dioda yang berfungsi sebagai pengendali .
6. Dioda Laser (Laser Diode) yaitu Dioda yang dapat memancar cahaya Laser. Dioda Laser sering disingkat dengan LD.

Gambar dan Simbol Dioda:

E. Transistor

Transistor merupakan Komponen Elektronika Aktif yang memiliki banyak fungsi dan merupakan Komponen yang memegang peranan yang sangat penting dalam dunia Elektronik modern ini. Beberapa fungsi Transistor diantaranya adalah sebagai Penguat arus, sebagai Switch (Pemutus dan penghubung), Stabilitasi Tegangan, Modulasi Sinyal, Penyearah dan lain sebagainya. Transistor terdiri dari 3 Terminal (kaki) yaitu Base/Basis (B), Emitor (E) dan Collector/Kolektor (K). Berdasarkan strukturnya, Transistor terdiri dari 2 Tipe Struktur yaitu PNP dan NPN. UJT (Uni Junction Transistor), FET (Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) juga merupakan keluarga dari Transistor.

Gambar dan Simbol Transistor :

F. IC (Integrated Circuit)

IC (Integrated Circuit) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan Transistor, Resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bentuk IC (Integrated Circuit) juga bermacam-macam, mulai dari yang berkaki 3 (tiga) hingga ratusan kaki (terminal). Fungsi IC juga beraneka ragam, mulai dari penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya, IC adalah Komponen Elektronika dipergunakan sebagai Otak dalam sebuah Peralatan Elektronika. IC merupakan komponen Semi konduktor yang sangat sensitif terhadap ESD (Electro Static Discharge).
Sebagai Contoh, IC yang berfungsi sebagai Otak pada sebuah Komputer yang disebut sebagai Microprocessor terdiri dari 16 juta Transistor dan jumlah tersebut belum lagi termasuk komponen-komponen Elektronika lainnya.

Gambar dan Simbol IC (Integrated Circuit) :

G. Saklar (Switch)

Saklar adalah Komponen yang digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik. Dalam Rangkaian Elektronika, Saklar sering digunakan sebagai ON/OFF dalam peralatan Elektronika.

Prinsip Dasar Thermodinamika untuk Pembangkit Listrik

PRINSIP-PRINSIP TERMODINAMIKA

Hukum I Termodinamika

Pada penerapan Hukum I Termodinamika dalam suatu proses, dibedakan antara sistem dan lingkungan. Bagian dimana proses tersebut berlangsung disebut sebagai sistem, sedangkan segala sesuatu di luar sistem disebut lingkungan. Hukum ini berlaku tidak hanya pada sistem saja tetapi juga pada lingkungan. Dalam bentuk dasar, dapat ditulis sebagai :

...(15.1)

Jika antara sistem dan lingkungan tidak terjadi perpindahan massa, maka sistem dikatakan tertutup dan massa konstan. Untuk sistem seperti ini, semua energi yang berpindah antara sistem dan lingkungan berbentuk panas dan kerja, sehingga persamaan (15.1) dapat dijabarkan menjadi :

...(15.2)

...(15.3)

Bila panas bernilai positif untuk panas yang masuk sistem dan kerja bernilai positif untuk kerja yang dilakukan sistem, maka :

...(15.4)

Berarti bahwa perubahan energi total sistem sama dengan panas yang ditambahkan pada sistem dikurangi oleh kerja yang dilakukan sistem.
Persamaan di atas berlaku untuk perubahan yang terjadi pada sistem tertutup. Sistem tertutup juga seringkali menjalankan proses dimana tidak ada perubahan energi potensial dan kinetik sehingga persamaan (15.4) menjadi :

...(15.5)

Proses Aliran Steady State 

Persamaan (15.5) terbatas pemakaiannya pada proses dengan massa konstan dimana hanya terjadi perubahan energi dalam saja. Untuk proses-proses pada industri yang melibatkan aliran mantap melalui peralatan-peralatan diperlukan penjabaran Hukum I Termodinamika yang lebih umum. Keadaan mantap berarti bahwa kondisi pada semua titik dalam peralatan konstan terhadap waktu. Sehingga persamaan (15.4) kemudian menjadi :

...(15.6)

Pada penerapannya secara termodinamika, energi potensial dan energi kinetik sangatlah kecil dibandingkan dengan elemen yang lainnya dan dapat diabaikan. Selain itu, pada turbin semua perpindahan panas diabaikan sehingga persamaan (15.6) berubah menjadi :

...(15.7)

dimana kerja turbin (ditandakan dengan minus) masih dalam dasar unit massa yang mengalir. Dengan memasukkan variabel m (massa) maka persamaan (15.7) dapat ditulis menjadi :

...(15.8)

dimana:
W = kerja/daya turbin (kW)
m = massa (kg/s)
h1 = entalpi uap yang masuk kedalam turbin (kJ/kg)
h2 = entalpi uap yang meninggalkan turbin (kJ/kg)
Persamaan inilah yang kemudian akan dipakai selanjutnya pada perhitungan daya turbin.

SUMBER : http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/11/prinsip-dasar-thermodinamika-untuk.html

TRANSMISI TENAGA LISTRIK

TRANSMISI TENAGA LISTRIK

Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant). 
Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik.

Transmisi Tenaga Listrik.
Merupakan proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumen pengguna listrik.

Sistem Distribusi.
Merupakan subsistem tersendiri yang terdiri dari : Pusat Pengatur (Distribution Control Center, DCC), lC t l C t DCC). Saluran tegangan menengah (6kV dan 20kV yang juga biasa disebut tegangan distribusi primer) yang merupakan saluran udara atau kabel tanah, gardu distribusi tegangan menengah yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan menengah dan trafo sampai dengan panel-panel distribusi tegangan rendah (380V, 220V) yang menghasilkan tegangan kerja/ tegangan jala-jala untuk industri dan konsumen.

Beban.
Merupakan pengguna / konsumer Listrik.

 

Pengertian Transmisi Tenaga Listrik.

Dalam kontaks pembahasan ini, yang dimaksud transmisi (penyaluran) adalah Penyaluran energi listrik sehingga mempunyai listrik, maksud proses dan cara menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, misalnya :

- Dari pembangkit listrik ke gardu induk.

- Dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya.

- Dari gardu induk ke jaring tegangan menengah dan 

  gardu distribusi.

Ketentuan Dasar Sistem Tenaga Listrik.

1. Menyediakan setiap waktu, tenaga listrik untuk keperluan konsumer.

2. Menjaga kestabilan nilai tegangan, dimana tidak lebih toleransi ±10%.

3. Menjaga kestabilan frekuensi, dimana tidak lebih toleransi ±0 1Hz.

4. Harga yang tidak mahal (Efisien).

5. Standar keamanan (safety).

6. Respek terhadap lingkungan.

Diagram dasar dari sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik.

• Terdiri dari stasiun pembangkit (generating station)

• Transmission substation menyediakan servis untuk merubah dalam menaikan dan menurunkan tegangan

   pada saluran tegangan yang ditransmisikan serta meliputi regulasi tegangan.

• Percabangan hubungan antar substation(interconnecting substation) untuk pasokan tenaga listrik yang

   berbeda untuk keperluan pengguna konsumer.

• Distribution Substation, pada bagian ini merubah tegangan aliran listrik dari tegangan medium menjadi

   tegangan rendah dengan transformator step-down, step down, dimana memiliki tap otomatis dan memiliki

   kemampuan untuk regulator tegangan rendah.

Tegangan Transmisi.

• Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untuk transmisi yaitu antara 11 kV d 765 kV.

• Tegangan extra-tinggi (Extra High Voltage – EHV) : 345 500 dan 765 kV.

• Tegangan tinggi standar (High Voltage-HV standard) :115kV, 138kV, dan 230kV

• Untuk sistem distribusi, tegangan menengah yaitu antara 2,4kV dan 69kV. Umumnya antara 120V dan

   69kV dan untuk tegangan rendah yaitu antara 120V sampai 600V

Komponen Transmisi Listrik.

Saluran transmisi Tenaga Listrik terdiri atas :

1. konduktor.

2. Isolator.

3. Tiang Penyangga / Tower

Konduktor. 

• Kawat konduktor ini digunakan untuk menghantarkan listrik yang ditransmisikan.

• Kawat konduktor untuk saluran transmisi tegangan tinggi ini selalu tanpa pelindung/isolasi, hanya 

   menggunakan isolasi udara.

• Jenis Konduktor yang dipakai

   - Tembaga (cu)

   - Alumunium (Al)

   - Baja (steel)

• Jenis yang sering dipakai adalah jenis alumunium dengan campuran baja.

•  Jenis-jenis penghantar Aluminium

- AAC (All-Alumunium Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium.

- AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran

   alumunium.

- ACSR (Alumunium Conductor Steel-Reinforced) Conductor, Steel-Reinforced), yaitu kawat penghantar

   alumunium berinti kawat baja.

- ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium yang di perkuat

   dengan logam campuran.

- Jenis yang sering digunakan adalah ACSR.

Isolator. 

 

• Isolator pada sistem transmisi tenaga listrik disni berfungsi untuk penahan bagian konduktor terhadap

  ground. Isolator disini bisanya terbuat dari bahan porseline, tetapi bahan gelas dan bahan isolasi sintetik

  juga sering digunakan disini. Bahan isolator harus memiiki resistansi yang tinggi untuk melindungi kebocoran

  arus dan memiliki ketebalan yang secukupnya (sesuai standar) untuk mencegah breakdown pada tekanan

  listrik tegangan tinggi sebagai pertahanan fungsi isolasi tersebut. Kondisi nya harus kuat terhadap goncangan

  apapun dan beban konduktor. 

• Jenis isolator yang sering digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas. 

  Menurut penggunaan dan konstruksinya, isolator diklasifikasikan menjadi:
  - isolator jenis pasak
  - isolator jenis pos-saluran
  - isolator jenis gantung

• Isolator jenis pasak dan isolator jenis pos-saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tagangan kerja

   relatif rendah (kurang dari 22-33kV), sedangkan isolator jenis gantung dapat digandeng menjadi rentengan

   rangkaian isolator yang jumlahnya dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

Infrastruktur Transmisi listrik.

• Tiang Penyangga Saluran transmisi dapat berupa saluran udara dan saluran bawah tanah, namun pada

   umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya

   menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media antar isolasi antar kawat

   penghantar. Dan untuk menyanggah/merentangkan kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang 

   aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu

   konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara/tower. Antar menra/tower listrik dan kawat 

   penghantar disekat oleh isolator.

• Saluran Kabel bawah laut, ini merupakan saluran listrik yang melewati medium bawah air (laut) karena

   transmisi antar pulau yang jaraknya dipisahkan oleh lautan.

Konstruksi Saluran Transmisi

Berdasarkan pemasangannya saluran transmisi dibagi menjadi pemasangannya, dua kategori, yaitu :

1. Saluran Udara (Overhead Lines) saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat

    yang digantung pada isolator antara menara atau tiang transmisi.

 

2. Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui

    kabel yang dipendam didalam tanah.

3. Saluran bawah Laut Saluran transmisi listrik yang di bangun di dalam laut.

Jenis-Jenis Tower

Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas macam 4yaitu:

1. Lattice tower

2. Tubular steel pole

3. Concrete pole

4. Wooden pole

SUMBER : http://anak-elektro-ustj.blogspot.com/2012/03/sistem-tenaga-listrik-pusat-pembangkit.html