Jaringan Transmisi Listrik – Saluran Udara EHV dan HV
Jaringan Transmisi Listrik dan Saluran Udara
Dalam sistem tenaga listrik, Tegangan Ekstra Tinggi (EHV, di mana tegangan V≥150 kV dan Tegangan Tinggi (HV, dengan 60 kV ≤ V <150 kV) sering digunakan untuk transmisi energi. Penggunaan tingkat tegangan tinggi ini bertujuan untuk mengurangi arus yang mengalir melalui saluran transmisi. Menurut hukum Joule, W=RI2t=UIt, di mana W menyatakan energi yang terdissipasi sebagai panas, R adalah resistansi konduktor, I adalah arus, t adalah waktu, dan U adalah tegangan. Dengan mengurangi arus, maka menjadi mungkin untuk mengurangi penampang konduktor, sehingga juga meminimalkan kerugian daya karena efek Joule.
Jaringan transmisi biasanya berasal dari stasiun pembangkit dan substasiun. Meskipun saluran udara adalah komponen utama di banyak daerah, dalam pengaturan perkotaan, kabel bawah tanah berisolasi seringkali diperlukan karena batasan ruang dan pertimbangan estetika.
Saluran udara EHV dan HV terutama terdiri dari elemen-elemen kunci berikut:
Perangkat transmisi daya dirancang dengan tujuan meminimalkan pembentukan pelepasan corona. Cincin corona, seperti yang digambarkan dalam Gambar 1, memainkan peran penting dalam hal ini. Dengan menyebarkan medan listrik di area yang lebih luas, mereka mengurangi gradien medan di bawah ambang batas corona, secara efektif menekan pelepasan corona. Ini tidak hanya membantu mencegah kerugian daya yang terkait dengan corona tetapi juga mengurangi suara yang terdengar dan interferensi elektromagnetik, berkontribusi pada efisiensi dan keandalan keseluruhan sistem transmisi.
Perlindungan Terhadap Petir untuk Saluran Udara dan Peran Kabel OPGW
Salah satu ancaman paling signifikan bagi saluran udara adalah petir. Saluran-saluran ini terpapar risiko sambaran petir sepanjang rute mereka, yang berarti perlindungan yang disediakan oleh pemadam lonjakan di substasiun saja tidak cukup. Tindakan pengamanan tambahan sangat penting untuk memastikan keandalan dan keamanan sistem transmisi.
Untuk mengatasi masalah ini, "kawat perlindungan udara petir" dipasang sepanjang rute saluran udara. Di antaranya, kabel Optical Power Ground Wire (OPGW) banyak digunakan karena fungsinya yang ganda. Kabel OPGW memiliki struktur tabung yang menampung satu atau lebih serat optik mode tunggal di intinya. Rangkaian serat inti ini kemudian dikelilingi oleh beberapa lapisan kawat baja dan aluminium.
Lapisan luar yang konduktif dari kabel OPGW memiliki peran penting dalam perlindungan listrik. Mereka menghubungkan menara transmisi yang berdekatan ke tanah, menciptakan jalur tahanan rendah untuk arus petir. Dengan melakukan hal ini, mereka secara efektif melindungi konduktor daya dari sambaran petir langsung, mengurangi kemungkinan kerusakan pada saluran transmisi utama.
Secara bersamaan, serat optik dalam kabel OPGW menawarkan keuntungan komunikasi yang signifikan. Serat-serat ini dapat digunakan untuk transmisi data berkecepatan tinggi, memenuhi berbagai kebutuhan dalam sektor utilitas listrik. Mereka digunakan untuk aplikasi internal seperti perlindungan dan kontrol saluran transmisi, memungkinkan pemantauan real-time dan respons cepat terhadap potensi masalah. Selain itu, mereka mendukung kebutuhan komunikasi suara dan data, memfasilitasi koordinasi yang mulus antara bagian-bagian berbeda dari jaringan listrik.
Serat optik sendiri memiliki sifat insulasi yang sangat baik, yang memberikan perlindungan inheren terhadap induksi listrik dari saluran transmisi daya dan petir. Mereka juga sangat tahan terhadap noise eksternal dan cross-talk, memastikan integritas data yang ditransmisikan. Selain itu, serat optik memiliki kerugian transmisi yang sangat rendah, menjadikannya ideal untuk transfer data jarak jauh, berkecepatan tinggi tanpa degradasi sinyal yang signifikan.
Gambar 2 mengilustrasikan contoh khas kabel OPGW, menunjukkan strukturnya yang unik dan menyoroti bagaimana ia menggabungkan perlindungan listrik dan kemampuan komunikasi, menjadikannya komponen yang tidak terpisahkan dalam sistem saluran transmisi udara modern.
Di beberapa negara, untuk saluran udara yang lebih tua yang beroperasi pada tingkat tegangan 72,5 kV, pendekatan tertentu untuk perlindungan petir pernah digunakan. Secara historis, hanya empat atau lima span pertama yang berdekatan dengan substasiun yang dilengkapi dengan tindakan perlindungan, dan kabel Aluminium Conductor Steel-Reinforced (ACSR) digunakan untuk tujuan ini. Namun, solusi ini telah ditinggalkan. Kabel Optical Power Ground Wire (OPGW) telah menjadi pilihan yang disukai, karena tidak hanya menawarkan perlindungan petir yang efektif tetapi juga memungkinkan komunikasi data antara substasiun, memberikan solusi yang lebih komprehensif dan serbaguna.
Kabel berisolasi umumnya memiliki isolasi polietilen silang (XLPE). Kabel-kabel ini biasanya memiliki konduktor aluminium dan dirancang untuk aplikasi fase tunggal. Penggunaan isolasi XLPE memberikan sifat listrik, kekuatan mekanis, dan ketahanan yang sangat baik, menjadikannya sangat cocok untuk transmisi daya.
Jaringan transmisi Tegangan Ekstra Tinggi (EHV) dan Tegangan Tinggi (HV) sering mengadopsi konfigurasi "cincin". Seperti yang digambarkan dalam Gambar 3, pengaturan ini ditandai dengan tingkat kompleksitas yang signifikan. Konfigurasi cincin menawarkan keandalan dan fleksibilitas yang ditingkatkan dalam distribusi daya, memungkinkan pembagian beban yang lebih baik dan pemeliharaan serta operasi jaringan yang lebih mudah. Ini memungkinkan daya dialihkan jika terjadi gangguan atau pekerjaan pemeliharaan, meminimalkan gangguan pada pasokan daya dan memastikan sistem transmisi yang lebih stabil dan efisien.
