Petunjuk,pengertian dan fungsi Kubikal pada jaringan 20kv

Kubikel  ialah  suatu  perlengkapan  atau peralatan listrik yang berfungsi sebagai pengendali, penghubung  dan  pelindung  serta  membagi  tenaga listrik dari sumber tenaga listrik, Kubikel istilah umum yang mencangkup peralatan switching dan kombinasinya dengan peralatan kontrol, pengukuran, proteksi dan peralatan pengatur. Peralatan tersebut dirakit dan saling terkait dengan perlengkapan, selungkup dan penyangga. Sesuai IEC 298 : 1990 didespesifikasikan sebagai perlengkapan hubung bagi dan kontrol berselungkup logam rakitan pabrik untuk arus bolak-balik dengan tegangan pengenal diatas 1 kV sampai dengan dan termasuk 35 kV, untuk pasangan dalam dan pasangan luar ,
dan untuk frekuensi sampai 50 Hz.

Gambar 2.1 Bentuk Kubikel

Fungsi Kubikel

• Mengendalikan sirkuit yang dilakukan oleh saklar utama
• Melindungi sirkuit yang dilakukan oleh fase/pelebur
• Membagi sirkuit  dilakuan  oleh  pembagian jurusan/kelompok (busbar)

• Jenis dan fungsi kubikel

Berdasaran fungsi dan nama peralatan yang terpasang kubikel dibedakan menjadi beberapaJenis yaitu:

• Kubikelpms (pemisah)
• Kubikellbs ( loadbreakswitch)
• Kubikelcboutmetering (pmtcb)
• Kubikeltp ( transformerprotection)
• Kubikelpt ( potentialtransformer)
• Kubikelbi (terminal outgoing)
• Kubikel ons (pemisah)

a. Kubikelpms (pemisah)

Berfungsi sebagai pemutus atau penghubung aliran listrik 20 kv kontak penghubung tidak Dilengkapi alat peredam busur api sehingga posisi alat kontak ( buka tutup) harus dilakukan Dalam keadaan tidak berbeda. Bisa
terpasang pada sisi kabel incoming gardu distribusi Simbol diagram ons.

Gambar 2.2 Simbol diagramkubikelpms 

b. Kubikellbs ( loadbreakswitch)

Berfungsi sebagai pemutus ataij penghubung aliran listrik 20 kvkontaik penghubung dilengkapi Peredam busur api sehingga dapat dioperasikan dalam keadaan berbeda bisa terpasang pada Kabel incoming atau outgoing gardu distribusi atau gardu hubung Pada umumnya kubikellbs dilengkapi dengan sakelar pentanahan yang didalam tabung lbs atau Terpisah diluar tabung yang
bekerjanya interkoneksi degan lbs Simbol diagram lbsGambar

2.3 Simbol diagram kubikellbs 

c. Kubikelcboutmetering ( pmt)

Berfungsi sebagai pemutus dan penghubung arus listrik dengan cepat dalam keadaan normal Maupun gangguan kubikel ini disebut juga istilah kubikelpmt (pemutus tenaga) kubikel ini Dilengkapi degan relayperoteksicircuitbreaker (pmt, cb) kubikel ini bisa di pasang sebagai alat Pembatas pegukuran dan pengaman pada pelanggan tegangan menengah curenttransformer Yang terpasang memiliki doublesecunder satu sisi untuk mensuplai arus ke alat ukur kwh dan Satu sisi lagi untuk menggerakan relai
proteksi pada saat ter jadi gangguan Simbol diagram kubikelcboutmetering.Gamabar

2.4Simbol diagram kubikelpmt

d. Kubikeltp (transformerprotection)

Berfungsi sebagai alat pengaman transformator distribusi, dikenal juga dengan istilah kubikelPb (pemutus beban) kubikel ini berisi lbs dan fuse pengaman trafo dengan ukijran beragam dari 25a, 32a, 43a tergantung kapasitas trafo yang akan diamankan Ada dua jenis kubikeltp yaitu:·         Kubikel w dilengkapi shunt trip, jika fusetm putus ada pin pada fuse yang menggerakkan Mekanik untuk melepas lbs·
Tidak dilengkapi shunt trip, jika fusetm putus lbs tidak membuka sehingga trafo masih Mendapat gangguan dari fuse lain yang tidak putus Simbol diagram kubikeltpGambar

2.5 Simbol diagram kubikel TP (transformerprotection) 

e. Kubikelpt (potensial transformer)

Berfungsi sebagai kubikel pengukuran, didalamkubikel ini terdapat pms dan transformator Tegangan yang menurunkan tegangan dari 20.000 volt menjadi 100 volt untuk mensuplai tegangan Pada alat ukur kwh kubikel ini kadang kala disebut juga dengan istilah kubikelvt (voltageTransformer). Handlekubikelpt harus selalu dalam keadaan masuk dan tersegel Untuk pengamanan trafo tegangan terhadap gangguan hubung singkat maka dipasanglah Ude Tm Simbol diagram kubikelpt.

Gambar 2.6 Simbol diagram kubikel PT (potensial transformer)

• Bagian bagian UtamaKubikel dan Fungsinya

• Kompartemen
• Rellbusbar
• Kotak pemutus
• Pemisah hubung tanah
• Terminal penghubung
• Fuseholder
• Mekanik kubikel
• Lampu indikator
• Pemanas (heater)
• Handlekubikel (tuas operasi)

• Fungsi Kompartemen

Kompartemenmerupakan rumah dari terminal penghubung. LBS. PMT. PMS, FUSE. Trafo ukur. (CT, PT) peralatan mekanis dan instalasi tegangan rendah. Sehingga tidak membahayakan operator terhadap adanyasentuhan langsung ke bagian – bagian yang berteganganberupa lemari kotak/terbuat pelat baja, terbagi menjadi 2 (dua) bagian. Bagian atas untukbusbar dan bagian bawah untuk penyambungan dengan terminasi kabel.Komponen bagian bawah, pada bagan depan berupa pintu yang dapat dibuka tetapi bisa dilakukan apabila tegangan sudah dibebaskan dan terminasikabel
sudah ditanahkan.

Gambar 2.7 Kompartemen Kubikel

Keterangan :

1. Kompartemen bubar
2. Kompartemen tegangan rendah
3. Pemutus beban dan saklarpentanahan
4. Kompartemen mekanik operasi
5. Kompartemen kabel

• Fungsi Rell/Busbar 20 KV

Sebagai Rell penghubung antara kubikel yang satu dengan
lainnya, posisi rel umumnya terletak pada bagian atas kubikel,
pada kubikeltype RMU (Ring Main Unit) rell 20 kv terdapat dalam
tabung SF 6 vacum bentuk rell ada yang bulat ada yang pipih.

Gambar 2.8 RellBusbar

• Fungsi Kontak Pemutus

Sebagai pemutus penghubung aliran listrik kontak pemutus
terdiri dari dua bagian vaitu kontak gerak (movingcontact) dan kontak tetap (fixedcontact) sebagai peredam busur api pada kubikel jenis LBS atau CB digunakan media minyak, gas SF 6, vacum atau dengan hembusan udara selain itu memperkecil terjadinya busur api dilakukan dengan pembukaan dan penutupan kontak pemutus secara cepat secara mekansi.

Gambar 2.9 Pemutus (PMT)

• Fungsi Pemisah Hubung Tanah

Fungsi pemisa hubung tanah untuk mengamankan kubikel pada saat tidak bertegangan dengan menghubungkan terminal kabel ketanah (grounding) sehingga bila ada personil yang bekerja pada kubikel tersebut terhindar terhadap adanya kesalahan operasi yang menyebabkan kabel terisi tegangan PMS tanah ini biasanya mempunyai sistem interlock dengan pintu kubikel dan mekanik lbs. pintu tidak bisa dibuka jika pms tanah belum masuk, LBS tidak bisa masuk sebelum PMS tanah dibuka.

• Fungsi Terminal Penghubung

Fungsi terminal penghubung untuk menghubungkan bagian-bagian kubikel yang bertegangan satu dengan yang lainnya, ada beberapa terminal antara lain:

a.              terminal busbar, tempat dudukan busbar

b.             terminal kabel, tempat menghubungkan kabel incoming dan outgoing

c.              terminal PT, tempat menyambung transformator tegangan untuk pengukuran

d.             terminal CT, tempat menyambungkan transformator arus untuk pengukuran

Gambar 2.10 terminal Penghubung

2.3.6        Fungsi Mekanik Kubikel

Berfungsi untuk menggerakkan dan merubah posisi membuka menutup kontak LBS PMT dan PMS maupun pemisah hubung tanah dibuatsedemikian rupa sehingga pada waktu membuka danmenutup kontakpemutus berlangsung dengan cepat.

2.3.7        Fungsi Lampu Indikator

Fungsi lampu indikator untuk menandai adanya tegangan (20 kv) pada sisi kabel, baik berasal dari sisi lain kabel tersebut atau berasal dari busbar sebagai akibat alat hubung dimasukkan lampu indikator menyala dikarenakan adanya arus kapasitif yang dihasilkan oleh kapasitor pembagi tegangan. 

2.3.8        Fungsi Pemanas (Heater)

Fungsi pemanas (heater)untuk memanaskan ruang terminal kabel agar kelembabannya terjaga. keadaan ini diharapkan dapat mengurangi efek corona pada terminal kubikel tersebut. besarnya tegangan heater 220 v sumber tegangan berasal dari trafo distribusi.

Gambar 2.11 Pemanas (Heater)150 watt 

2.3.9        Fungsi Handlekubikel

Fungsi handlekubikel untuk menggerakkan mekanik kubikel, yaitu membuka atau menutup posisi kontak hubung : PMT, PMS, LBS, Pemisah tanah (grounding) atau pengisian pegas untuk energi membuka/menutup kontak hubung pada satu kubikel, jumlah handle yang tersedia bisa satu macam atau lebih.

• Peralatan di dalam Kubikel
• Pemutus Tegangan

Pemutus tenaga (PMT) adalah saklar yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus/daya listrik sesuai ratingnya. Pada saat terjadi pemutusan maka akan terjadi busur api. Pemadam busur api listrik pada waktu pemutusan dapat dilakukan oleh beberapa macam bahan seperti minyak, udara atau gas.

Berikut macam PMT :

1. Pemutus daya udara (air circuitbreaker)

Bentuknya runcing busur api akan timbul (meloncat) pada bagian runcing terlebih dulu pada saat kontak-kontak terpisah, PMT jenis ini menggunakan metode yang paling sederhana, yaitu memperpanjang lintasan arc. Karena efek pemanjangan lintasan ini diharapkan arc dapat segera dipadamkan.

Gambar 2.16 ACB (Air CircuitBreaker)

Beberapa bentuk pemanjangan lintasan pada kontak PMT sebagai berikut :

1. Kontak sela tanduk

Pada PMT ini arc dihilangkan dengan memperpanjang lintasan arc hingga ujung terjauh kontak. PMT jenis ini biasa digunakan ada instalasi listrik AC dan DC tegangan rendah dengan arus pemutusan hingga ratusan
ampere.

Gambar 2.12 Air CB Kontak Sela Tanduk

2. Kontak Tabir Konduktor

Pada PMT ini, konduktor metal yang terletak di antara kontak memotong arc yang muncul sehingga hasil pemotongan arc pada tiap tabir mengalami pemanjangan lintasan dan pendinginan dan arc dapat segera dipadamkan. PMT jenis ini dapat digunakan hingga tegangan beberapa ribu volt dan arus hingga beberapa ribu ampere.

Gamabar 2.13 Air CB Tabir Konduktor

3. Kontak Tabir Isolator

Pada PMT ini, tabir isolator yang terdapat di antara kontak membuat arc terpaksa menelusuri permukaan tabir untuk bisamencapai kontak. PMT jenis ini dapat digunakan hingga tegangan 10kV dan arus hingga 50kA

Gambar 2.14 CB Tabir Isolator

1. Pemutus daya minyak (Oil CircuitBreaker)

Prinsip kerjanya, kontak dipisahkan, busur api akan terjadi direndam dalam minyak, yang berfungsi sebagai media pemutus buru listrik. Minyak yang di letakkan dalam tangki sehingga dimensi pemutus tenaga minyak menjadi besar dan menimbulkan gelembung gas yang menyelubungi busur api.

Gamabar 2.15 Oil CB

Kelemahannya adalah minyak mudah terbakar dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang membutuhkan pemutusan arus yang cepat serta dimensi PMT yang terlalu besar.

Gamabar 2.16 OCB (Oil CircuitBreaker)

1. Pemutus daya udara tekan

Pemutus daya ini dirancang untuk mengatasi kelemahan pada pemutus daya minyak, yaitu dengan membuat media isolator kontak dari bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak menghalangi pemisahan kontak, sehingga
pemisahan kontak dapat dilaksanakan dalam waktu yang sangat cepat.

Gambar 2.17 Air Blast (CB)

Saat busur api timbul, udara bertekanan tinggi ditiupkan untuk mendinginkan busur api dan menyingkirkan partikel bermuatan dari sela kontak.

1. VCB (Vakum CircuitBreaker)VCB t Brker

Gambar 2.18 Kontak pemutus daya vakum.

Pada dasarnya kerja dari CB ini sama dengan jenis lainnya hanya ruang kontak Diana terjadi busur api merupakan ruang hampa udara yang tinggi sehingga peralatan dari CB jenis ini dilengkapi dengan seal penyekat udara
untuk mencegah kebocoran.

Gambar 2.19Vacum CB Rating 12-24 KV

• Pemisah (PMS)

Disconnectingswitch(DS) atau Pemisah (PMS) adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi sebagai saklar pemisah yang dapat memutus dan menyambung rangkaian dengan arus yang rendah (±5A), biasa dipakai ketika dilakukan perawatan atau perbaikan. PMS terletak di antara sumber tenaga listrik dan PMT serta di antara PMT dan beban.

Gambar 2.20 Diagram Sistem PMS

Keterangan

SP             = Saklar Pemutus

PD            = Pemutus Daya

SB             = Saklar Bumi

Mekanisme interlocking tersebut adalah :

1. PMS tidak dapat ditutup ketika PMT dalam posisi tertutup.
2. Saklar pembumian  (EarthingSwitch)  dapat ditutup  hanya  ketika  PMS  dalam  keadaan terbuka.
3. PMS dapat  ditutup  hanya  ketika  PMT  dan  ES terbuka.
4. PMT dapat  ditutup  hanya  ketika  PMS  dalam kondisi telah terbuka atau telah tertutup.

• Tranformator Arus/CT

Trafo Arus (Current Transformator) yaitu peralatan yang digunakan untuk melakukan pengukuran besaran arus pada intalasi tenaga listrik disisi primer (TET, TT dan TM) yang berskala besar dengan melakukan transformasi dari besaran arus yang besar menjadi besaran arus yang kecil secara akurat dan teliti untuk keperluan pengukuran dan proteksi.

1.                  Fungsi Trafo Arus

Fungsi dari trafo arus adalah:

• Mengkonversi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran primer menjadi besaran sekunder untuk keperluan pengukuran sistem metering dan proteksi
• Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, sebagai pengamanan terhadap manusia atau operator yang melakukan pengukuran.
• Standarisasi besaran sekunder, untuk arus nominal 1 Amp dan 5 Amp

Secara fungsi trafo arus dibedakan menjadi dua yaitu:

1. Trafo arus pengukuran
   • Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian tinggi pada daerah kerja (daerah pengenalnya) 5% – 120% arus nominalnya tergantung dari kelasnya dan tingkat kejenuhan yang relatif rendah dibandingkan trafo arus untuk proteksi.
   • Penggunaan trafo arus pengukuran untuk Amperemeter, Watt-meter, VARh-meter, dan cosj
2. Trafo arus proteksi

• Trafo arus untuk proteksi, memiliki ketelitian tinggi pada saat terjadi gangguan dimana arus yang mengalir beberapa kali dari arus pengenalnya dan tingkat kejenuhan cukup tinggi.
• Penggunaan trafo arus proteksi untuk relai arus lebih (OCR dan GFR), relai beban lebih, relai diferensial, relai daya dan relai jarak.
• Perbedaan mendasar trafo arus pengukuran dan proteksi adalah pada titik saturasinya
• Trafo arus untuk pengukuran dirancang supaya lebih cepat jenuh dibandingkan trafo arus proteksi sehingga konstruksinya mempunyai luas penampang inti yang lebih kecil.

2.                  Komponen Trafo Arus

1. Tipe cincin (ring / windowtype) dan Tipe cor-coran cast resin (moundedcastresintype)

Gambar 2.22 CT tipe cincin

Gambar 2.23 Komponen CT tipe cicin

Keterangan:

Terminal utama (primary terminal)

Terminal sekunder (secondary terminal).

Kumparansekunder (secondary winding).

CT tipe cincin dan cor-coran cast resin biasanya digunakan pada kubikel penyulang (tegangan 20 kV dan pemasangan indoor). Jenis isolasi pada CT cincin adalah Cast Resin

1. Tipe Tangki

Komponen Trafo arus tipe tangki

1. Bagian atas Trafo arus (transformator head).
2. Peredam perlawanan pemuaian minyak (oilresistantexpansionbellows).
3. Terminal utama (primary terminal).
4. Penjepit (clamps).
5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama (coreandcoilassemblywithprimarywindingand main insulation).
6. Inti dengan kumparan sekunder (corewithsecondarywindings).
7. Tangki (tank).
8. Tempat terminal (terminal box).
9. Plat untuk pentanahan (earthingplate).

Jenis isolasi pada trafo arus tipe tangki adalah minyak. Trafo arus isolasi minyak banyak digunakan pada pengukuran arus tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di luar ruangan (outdoor) misalkan trafo arus tipe bushing yang digunakan pada pengukuran arus penghantar tegangan 70 kV, 150 kV dan 500 kV.

• Transformator Tegangan

Transformator  Tegangan  berfungsi mentransformasikan  dari tegangan tinggi ke tegangan rendah guna pengukuran atau proteksi dan sebagai isolasi antara sisi tegangan yang diukur atau proteksi dengan alat ukurnya atau proteksinya.

Gambar 2.25Trafo Tegangan (TP) pada kubikel

Contoh : (150.000/V3) / (100/V3) V, (20.000/V3) / (100/V3). 20.000/100 V

15.000/V3            = E1 Merupakan Tegangan Primer

100/V3                 = E2 Merupakan Tegangan Sekunder

E1/E2                   = N1/N2 = a

N1 > N2 (N1 jumlah lilitan primer, N2 jumlah lilitan sekunder)

a : Perbandingan transformasi merupakan nilai yang konstan

• Jenis – Jenis Trafo Tegangan

1. Dipasang antara fase dan fase
2. Dipasang antara fase dan tanah
3. Trafo tegangan dengan 3 lilitan, lilitan ke tiga untuk relai gangguan bumi
4. Trafo tegangan dengan 3 lilitan, lilitan ke dua untuk relai ke 1 dan meter, lilitan ke tiga untuk relai ke dua

Tegangan Sekunder (Volt)

100 Atau 110

100/V3 Atau 110/V3

100/3 Atau 110/3

120 Atau 120/V3

• Peralatan Pengaman
  • Sekering

Pada  kubikel  terdapat  suatu  sekering  tegangan menengah  yang  sering disebut  sebagai  solefuse.Rating  tegangannya  bisa  mencapai  34  kV,dan mampu  bekerja  pada  arus  31.5  kA.  Solefuse  ini digunakan  untuk
melindungi  trafo  tegangan  dari gangguan.

Gambar 2. 26Solefuse dalam melindungi trafo tegangan

• Rele Arus Lebih (OCR)

Rele  arus  lebih  adalah  suaturele  yang bekerjanya  didasarkan  adanya  kenaikan  arus  yang melebihi suatu nilai pengamanan tertentu dan dalam waktu  tertentu,  sehingga  rele  ini  dapat  dipakai sebagai pola pengamanan arus lebih.

Keutungan dan fungsi rele arus lebih:

• Sederhana dan murah
• Mudah menyetelnya
• Merupakan rele pengaman utama dan cadangan
• Mengamankan gangguan hubung pendek antara fasa maupun hubung  pendek  satu  fasa  ke  tanah  dan dalam  beberapa  hal  dapat  digunakan  sebagai pengaman beban lebih (overload).
• Pengamanan utama  pada  jaringan  distribusi  dan subtransmisi radial
• Pengaman cadanganuntuk  generator,  trafo  tenaga dan saluran transmisi.

• Sakelar Pembumian

Posisi  buka  atau  tutup dari ketiga pisau sakelar harus dapat diperiksa  melalui lubang pengamatan yang terdapat pada PHB TM, sebagai alternatif pisau-pisau sakelar pembumian dapat dipasang indikator untuk menentukan posisi buka atau tutup.

Indikator  tersebut  harus sesuai dengan posisi sebenarnya dari pisau-pisau sakelar pembumian tersebut. Sakelar pembumian umumnya memiliki kapasitas penyambungan 5,8 kA.Sakelar pembumian harus dioperasikan
manual secara terpisah.

Gambar 2.27 Kubikel Single Line diagram penyulang

• Indikator Gangguan ke Bumi

Perlengkapan ini harus dipasang pada setiap penyulang kabel keluar an terdiri dari :

• Transformator Arus yang dipasang melingkari kabel.
• Satu kotak untuk rele, batere yang dapat dimuati kembali dan alat pemberi muatan (Charger) yang dipasang pada dinding didalam gardu. Satu daya sebesar 220 Volt 50 Hz.
• Satu Indikator Luminous yang tahan cuaca dan dapat ditempatkan dibagian luar bangunan pada dinding.
• Spesifikasi Indikator Hubung singkat dan Indikator gangguan ke bumi

1. Currentsensing : 3 Coretype C T or 3 SingleCore.
2. Kesalahan arus awal : 40, 80, 160 Ampere.
3. ResettingAutomaticWith LV SupplyRestoration.
4. Accuracy : ± 10 %.
   • Sistem Interlock

Sistem  Interlock  pengaman  untuk  mencegah  kemungkinan  kesalahan atau kelalaian operasi dari peralatan dan untuk menjamin
keselamatan operator.

Gambar 2.28 Sistem Interlock dan pengunci

1. Persyaratan Khusus

Gawai Interlock harus dari jenis mekanis dengan standar pembuatan yang tinggi, tidak dapat diganggu gugat dan mempunyai kekuatan mekanis lebih tinggi dari kontrol mekanisnya.

1. Interlock Pintu
2. Pintu kubikel tidak dapat dibuka jika :

• Sakelar Utama (sakelar tegangan menengah) dalam keadaan

tertutup.

• Sakelar pembumian dalam keadaan terbuka.

2. Pintu kubikel tidak dapat ditutup jika sakelar pembumian dalam keadaan
3. Interlock Sakelar Utama

Sakelar utama (sakelar tegangan menengah) harus tidak dapat dioperasikan jika :

• Pintu kubikel dalam keadaan terbuka
• Sakelar pembumian alam keadaan tertutup

1. Interlock Sakelar Pembumian

Sakelar Pembumian harus tidak dapat ditutup jika sakelar utama dalam keadaan tertutup.

1. Penguncian

Perlengkapan Penguncian harus disediakan untuk :

1. Sakelar Pembumian pada posisi terbuka dan tertutup
2. Sakelar Utama atau Pemutus Tenaga pada posisi terbuka
3. Pintu kubikel.