Sistem distribusi merupakan bagian penting dalam sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari sumber daya besar ke daerah beban. Terdapat beberapa jenis sistem distribusi primer yang umum digunakan seperti pola radial, ring, loop, dan grid bergantung pada kondisi daerah beban. Pilihan jenis sistem distribusi mempengaruhi keandalan dan biaya sistem.

1. 5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umun
Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi
untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari sumber daya besar yang
dapat berupa suatu pusat pembangkit tenaga listrik atau gardu induk yang menerima
daya melalui jaringan transmisi.
Jaringan subtransmisi keluar dari sumber daya besar menuju satu atau lebih
gardu distribusi yang terletak di dalam daerah beban. Jaringan dapat berupa pola
radial dengan satu atau lebih sumber pada ujung saluran atau pola ring atau loop yang
dihubungkan dengan satu atau beberapa sumber dan dapat berupa kabel tanah, kabel
udara atau kombinasi keduanya. Menurut SLPN tegangan yang dipakai oleh PLN
adalah
- Tegangan Transmisi : 150 – 500 KV
- Tegangan Subtransmisi : 30 – 70 KV
Tegangan Subtransmisi diturunkan menjadi tegangan primer oleh transformator
di gardu distribusi, selanjutnya ,enjadi tegangan primer disalurkan ke transformator-
transformator distribusi yang ada di daerah beban.

2. 6
PEMBANGKIT
6,3 KV
GI P
6,3KV/150 KV
TRANSMISI
150 KV
GI H
150KV/70 KV
SUBTRANSMISI
70KV
GI
70KV/20KV
PRIMER
20KV
GI D
20KV/380V
SEKUNDER
Pada transformator distribusi tegangan primer diturunkan menjadi tegangan
sekunder yang selanjutnya oleh jaringan sekunder disalurkan ke pusat beban. Sistem
distribusi dikatakan dapat terjamin bila sistem distribusi tersebut memenuhi
persyaratan sebagai berikut :
- Tercapainya kontinuitas pelayanan.
- Flexibilitas terhadap pertumbuhan beban.
Diagram satu garis sistem tenaga listrik dapat dilihat pada gambar. 2.1
Gambar.2.1. Diagram satu garis Sistem Tenaga Listrik
Dari gambar di atas, terlihat pada sistem distribusi secara umum yang berawal
dari Gardu Induk (GI), saluran primer, Gardu Distribusi (GD) menuju saluran
sekunder.

3. 7
2.1.1. Gardu Induk
Gardu induk menerima daya listrik dari jaringan transmisi. Tegangan sistem pada
gardu ini sebesar 70 / 20 KV dan seterusnya disalurkan melalui jaringan saluran udara
atau jaringan bawah tanah menuju gardu distribusi.
2.1.2. Saluran Primer
Saluran ini menghubungkan gardu induk dengan beberapa gardu induk
distribusi pada sistem tegangan primer. Saluran ini pada umumnya saluran tiga pasa
dengan saluran udara atau saluran bawah tanah.
2.1.3. Gardu Distribusi
Pada gardu tersebut berfungsi untuk menurunkan tegangan primer (tegangan
menengah) menjadi tegangan sekunder (biasanya 110 / 220 Volt atau 220 / 380
Volt). Pada gardu distribusi biasanya di lengkapi dengan peralatan-peralatan ukur
dan pengaman (proteksi) seperti pemisah, pemutus beban (load break switch),
atau sekering. Gardu distribusi ini pada kenyataannya dapat berupa gardu beton
atau gardu metal clad (besi) atau dapat berupa gardu transformator tiang. Pada
dewasa ini PLN pada umumnya mempergunakan unit-unit transformator
distribusi, dengan unit-unit KVA trafo yang banyak terdapat di pasaran yaitu 3
phasa dan 1 phasa.

4. 8
2.1.4. Saluran Sekunder
Saluran ini adalah saluran antara gardu distribusi dengan beban. Saluran ini
pada umumnya saluran tiga pasa dengan sistem saluran udara. Penempatan sistem
distribusi dalm sistem penyaluran tenaga listrik sangat penting. Menurut SPLN
tegangan distribusi sekunder yang dipakai oleh PLN adalah 110/120 v – 220/380 v.
Namun belum satupun dari sistem distribusi yang ada dapat betul-betul ekonomis dari
saluran keadaan beban karena disebabkan :
- Adanya perbedaan kerapatan beban
- Keadaan penempatan beban
- Keadaan geografis
Untuk keadaan beban yang berbeda maka sistem distribusi akan lebih berhasil
bila mengunakan bentuk distribusi sesuai dengan keadaan beban.Dengan
memperhatikan persyaratan di atas maka sistem distribusi akan memeberikan
pelayanan dengan variasi tegangan yang minimun dan memperkecil kemungkinan
pemutusan atau pemadaman aliran listrik.
2.2. Klasifikasi Sistem Dsitribusi
Suatu sistem distribusi akan berhasil baik, bila digunakan bentuk sistem
distribusi yang berbeda- beda, disesuaikan dengan keadaan beban. Namun dalam
memilih bentuk jaringan yang diinginkan tidak terlepas dari persyaratan sebagai
berikut :

5. 9
- Kontinuitas pelayanan yang baik
- Keandalan yang tinggi
- Variasi tegangan kecil
- Biaya investasi yang rendah
- Tegangan jatuh sekecil mungkin
Untuk mendapatkan hasil yang baik, sistem distribusi selalu diperbaiki dan
dikembangkan baik dari segi ekonomis maupun teknis. Ada dua ciri utama yang
membedakan sistem distribusi dengan sistem distrbusi lainnya, yaitu berupa :
- Cara pengetanahan titik netral transformator daya ada atau tidaknya kawat
tanah.
- Bentuk jaringan.
Fakktor yang mempengaruhi perencanaan suatu sistem distribusi untuk suatu
daerah beban adalah sebagai berikut :
- Jenis dan kerapatan beban
- Perkembangan beban
- Mutu pelayanan
- Tingkat keselamatan
- Topografi dan kondisi daerah setempat

6. 10
2.2.1. Klasifikasi Sistem Pengetanahan Sistem Distribusi
Secara garis besar terdapat tiga jenis sistem distribusi berdasarkan pada
pengetanahan titik netral dan ada tidaknya kawat tanah.
- Sistem distribusi sistem tiaga pasa, tiga kawat tanpa pengetanahan titik
netral.
- Sistem distribusi tiga phasa, tiga kawat dengan pengetanahan titik
netral tunggal
- Sistem distribusi tiga phasa, empat kawat dengan pengetanhan titik
netral tunggal / ganda.
Diagram Sistem Tiga Kawat Tanpa Pengetanahan dapat di lihat pad gambar 2.2
Zb
Zc
Za
C
B
A
Gambar.2.2. Sistem Tiga Kawat Tanpa Pengetanahan

7. 11
Zb
Zc
Za
C
B
A
Gambar.2.3. Sistem Tiga Kawat Diketanahkan
ZRn
Ib
Ia
Ic
ZGa Za
Zb
Zc
ZGc
ZGb
Gambar.2.4. Sistem Empat Kawat Dengan Pengetanahan Titik Netral Tunggal / Ganda

8. 12
Pada umumnya sistem distribusi yang menggunakan empat kawat, maka
pengetanahan tunggal akan mengakibatkan perbedaan potensial diantara kawat di
ujung saluran dengan kawat netral didekat titik pengetanahan. Hal ini dapat terjadi
pula pada waktu keadaan tidak seimbang. Dengan menggunakan pentanahan ganda,
maka tegangan pada kawat netral selalu sama dengan tegangan tanah.
Beberapa faktor yang menentukan cara-cara pengetanahan pada sistem tenaga listrik
sebagai berikut :
- Besar arus gangguan satu pasa ke tanah yang diinginkan, hal ini
berhubungan dengan keselamatan umum serta dari segi peralatan proteksi
yang akan di gunakan.
- Faktor-faktor ekonomis, misalnya penurunan rating arrester yang biasa
diperoleh dengan pemakaian suatu cara pengetanahan sudah tentu akan
mengurangi biaya.
- Tegangan pada pasa yang normal pada saat terjadi gangguan hubung
singkat satu pasa ke tanah.
Di Indonesia pada sistem distribusi digunakan cara pengetanahan titik netral
dengan melalui tahanan rendah dan tinggi. Tujuan penggunaan pengetanahan dengan
tahanan rendah adalah untuk memperoleh hasil yang optimal antara faktor ekonomi
dan keselamatan umum, sehingga memungkinkan dibangun dengan saluran udara.
Sedangkan tujuan penggunaan cara pengetanahan dengan tahanan tinggi adalah untuk

9. 13
memperoleh hasil yang optimal dengan mengutamakan keselamatan umum. Sehingga
dapat digunakan saluran udara untuk daerah perkotaan.
2.2.2 Macam- macam jaringan distribusi primer
Jaringan distribusi primer dapat berupa hantaran udara terbuka (over head
line), kabel udara ataupun kabel yang ditanam didalam tanah (under ground cable).
Keuntungan dan kerugian dari jaringan kabel bawah tanah dapat diterangkan sebagai
berikut :
2.2.2.1. Jaringan hantaran udara (Over Head Line)
Jaringan hantaran udara baik untuk dipergunakan pada daerah dengan
kepadatan beban yang rendah, karena di sini harga pembelian hak jalan untuk
hantaran udara relatif murah, di samping itu harga materialnya murah dibandingkan
dengan hantaran bawah tanah.
Keuntungan lain dari hantaran udara adalah :
- Mudah dilakukan perluasan pelayanan dengan penarikan cabang yang
diperlukan.
- Mudah memeriksa jika terjadi gangguan pada jaringan.
- Mudah untuk melakukan pemeliharaan.
- Tiang-tiang jaringan distribusi primer dapat pula digunakan untuk
jaringan distribusi sekunder dan keperluan pemasangan trafo / gardu

10. 14
distribusi tiang, sehingga secara keseluruhan harga instalasi menjadi lebih
murah.
Jaringan hantaran udara menyalurkan daya listrik melalui kawat telanjang atau kabel
yang digantung pada tiang-tiang dengan perantaraan isolator-isolator, sehingga
dengan demikian gangguan lebih mudah terjadi dan ongkos pemeliharaan lebih
tinggi, disamping mengurangi kerapian di sekitarnya karena saluran kawat yang
berseleweran. Penghantar untuk suatu jaringan distribusi primer yang biasa
digunakan adalah dari jenis kawat berlilit dan dengan penghantar dari bahan tembaga
atau dari bahan alumunium. Tiang-tiang jaringan distribusi primer yang bisa
digunakan dapat berupa tiang kayu, besi beton maupun rangka besi.Tetapi untuk
jaringan distribusi primer yang paling banyak digunakan adalah tiang besi karena
memberikan keuntungan-keuntungan antara lain :
- Tidak terpengaruh oleh cuaca, sehingga umurnya lebih panjang dari pada
tiang lainnya.
- Tiang besi langsung bisa dipakai sebagai elektroda pentanahan.
- Pemasangan tidak sesukar dari tiang beton.
2.2.2.2. Jaringan kabel bawah tanah (under ground cable)
Untuk daerah dengan kerapatan beban yang tinggi, seperti pusat kota atau
pusat industri, pemasangan hantaran udara akan menggangu, baik ditinjau dari segi
keamanan maupun segi keindahan, sebab di pusat-pusat kota umumnya bangunan

11. 15
juga tinggi-tinggi sehingga keamanan bagi manusia sulit untuk diatasi. Keuntungan
lain yang dapat diperoleh dari jaringan bawah tanah adalah bebasnya kabel dari
gangguan pohon, sambaran petir atau gannguan oleh manusia, dari segi estetika kabel
bawah tanah tidak kelihatan sehingga keindahan suato kota tidak akan rusak oleh
adanya jaringan bawah tanah, pada kota dengan kerapatan lalu lintas yang tinggi akan
terjadi kesukaran dalam hal penempatan tiang-tiang jaringan udara, dari segi
keamanan kabel bawah tanah tidak menyebabkan bahaya tersentuh oleh manusia
sehingga lebih aman.
Kerugian / kelemahan dari jaringan bawah tanah adalah sebagai berikut :
- Harga kabel yang relatif mahal
- Tidak fleksibel terhadap perubahan jaringan
- Perawatan lebih sulit
- Gangguan sering bersifat permanen
- Waktu dan biaya untuk menanggulangi bila terjadi gangguan lebih lama
dan mahal.
Kabel bawah tanah yang biasa digunakan pada sistem distribusi primer ada beberapa
macam :
1. Ditinjau dari bahan penghantar
- Bahan tembaga
- Bahan alumunium
2. Ditinjau dari inti (urat) dari penghantar

12. 16
- Kabel berinti tunggal
- Kabel berinti dua
- Kabel berinti tiga
- Kabel berinti empat, dimana inti yang satu lebih kecil dan
digunakan sebagai kawat tanah.
3. Ditinjau dari bentuk intinya
- Kabel berinti bulat
- Babel berinti oval (sector)
4. Ditinjua dari konstruksinya
- Kabel dengan semua intinya dibungkus dengan timah (belted
cable)
- Kabel dengan masing-masing intinya dibungkus dengan timah
(screen cable)
- Kabel berisi minyak
- Kabel berisi gas
- Kabel yang berkulit pelindung
- Kabel yang tidak berkulit pelindung
5. Ditinjau dari isolasi
- Kabel dengan isolasi kertas campur minyak
- Kabel dengan isolasi thermoplastic

13. 17
2.3. Pola-pola Dasar Jaringan Distribusi Primer
Pada umumnya terdapat empat bentuk dasar sistem jaringan distribusi
primer, yaitu sebagai berikut :
1. Sistem jaringan distribusi primer pola radial.
2. Sistem jaringan distribusi primer pola ring
3. Sistem jaringan distribusi primer pola loop
4. Sistem jaringan distribusi primer pola grid / network
5. Sistem jaringan distribusi primer pola spindel
6. Sistem jaringan distribusi primer pola cluster.
Ke enam sistem jaringan distribusi primer di atas dapat dijelaskan seperti
berikut ini.
2.3.1. Jaringan Distribusi Primer Pola Radial
Ciri khas saluran ini terdiri dari jaringan yang memancar dari satu sumber
menuju ke beberapa saluran. Suatu sistem jaringan tersebut bila daya hanya dapat
disalurkan dari satu sumber ke beban melalui sebuah saluran dalam satu aliran daya
saja. Kelemahan sistem ini adalah bila terjadi gangguan , maka beberapa gardu
distribusi yang disuplai dari saluran primer yang mengalami gangguan tadi akan
kehilangan daya listrik karena membukanya pemutus daya pada sub stasiun, sehingga
pemadaman total terjadi pada saluran tersebut.

14. 18
Bentuk jaringan ini adalah bentuk jaringan yang paling sederhana dibandingkan
dengan bentuk jaringan yang lain. Sehingga bentuk jaringan ini banyak digunakan
untuk melayani daerah yang mempunyai kerapatan beban rendah. Gambar jaringan
pola radial dapat di lihat pada gambar.2.5. di bawah ini.
150 KV
20 KV
CB
TRAFO DAYA
CB
CB CB
DS DS
TD TD
DS
DSDS
DSTD
TD
TD
TD
Feeder JTM Feeder JTM
Gambar. 2.5. Diagram Jaringan Distribusi Primer Pola Radial

15. 19
2.3.2 Jaringan Distribusi Primer Pola Ring
Sistem distribusi pola ring hampir sama dengan sistem pola loop. Perbedaan
hanya pada jumlah sumber pembangkit yang mensuplai saluran. Pada jaringan pola
ring terdapat lebih dari satu sumber pembangkit, atau dengan kata lain sistem
distribusi jaringan primer pola ring adalah sistem distribusi jaringan loop yang gardu
distribusinya dapat menerima lebih dari satu titik sumber. Diagram jaringan sistem
distribusi primer pola ring dapat di lihat pada gambar 2.6. di bawah ini
150 KV
CB
TD
CB
CB CB
CB
TD
TD
TDTD
TD
TD
DS
DS
DS DS
DS
DS
CB CB
TDTD
Beban
Gambar.2.6. Diagram Jaringan Sistem Distribusi Primer Pola Ring

16. 20
2.3.3. Jaringan Distribusi Primer Pola Loop
Jaringan primer pola loop biasanya dipakai pada sistem distribusi yang
melayani beban-beban yang membutuhkan kontinuitas pelayanan yang baik. Seperti
gedung-gedung, pabrik untuk kebutuhan komersil yang mempunyai kebutuhan
sedang atau besar. Jaringan primer pola loop adalah jaringan yang dimulai dari satu
titik sumber atau rel daya, berkeliling di daerah beban dan kembali ke titik sumber,
Sistem dengan bentuk ini diperoleh dengan cara menghubungkan dua buah sistem
bentuk radial melalui alat penghubung berupa saklar. Kelebihan jaringan ini adalah
keandalaannya lebih baik dari sistem radial ataupun lainnya. Namun kelemahannya
adalah besar pemanpang semua hantarannya sama dan sanggupmemikul beban
keseluruhan, juga arus hubungsingkat yang terjadi lebih besarsebab arus gangguan
yang terjadi dapat mengalir dari dua arah, sehingga pembangunan sistem ini
menggunakan jaringan radial, tetapi kontinuitas pelayanannya yang diperoleh akan
lebih baik, dan konsumen bisa dilayani dari arah sistem jaringan yang tidak
terganggu. Denngan demikian sistem ini memang lebih baik, dan diagram jaringan
tersebut dapat dilihat pada gambar.2.7. di bawah ini.

17. 21
15o KV
CB
TD
CB
20 KV
CB
CB
CB
TD DS
DS
DS
TD
TD
LBS LBS
TD TD
DS
DS
DS TD
TD
TD
DS
TD
Beban
Beban
Gambar. 2.7. Diagram Jaringan Sistem Pola Loop

18. 22
2.3.4. Jaringan Distribusi Primer Pola Grid (Network)
Pada sistem ini terdapat beberapa sumber atau rel daya dan antara sumber-
sumber tersebut dihubungkan oleh saluran penghubung. Gardu distribusi
dihubungkan pada saluran penghubung atau pada saluran primer yang keluar dari
saluran-saluran penghubung. Jadi setiap gardu distribusi dapat menerima daya dari
setiap sumber, sehingga kontinuitas pelayanannya lebih baik dibandingkan sistem
radial, loop maupaun ring. Sistem distribusi dengan pola grid ini lebih fleksibel dalam
menghadapi perkembangan beban.
Penambahan beban pada jaringan ini hanya memerlukan biaya yang kecil
walaupun biaya awal pembangunan jaringan ini cukup besar mengingat jumlah
salurannya yang banyak dan sistem proteksinya lebih sulit dan mahal. Sistem ini
sesuai daerah perkotaan dengan kerapatan beban tinggi yang membutuhkan
kontinuitas pelayanan yang baik. Diagram dapat dilihat pada gambar.2.8. di bawah
ini.

19. 23
CB
TD
CB
CB CBCB
CB CB
CB
CB
CB CB
CB
CB
DSDS
20 KV
20 KV
TDTD
DSTD
Beban
CB CB CB CB
20 KV
150 KV
Gambar. 2.8. Diagram Jaringan Primer Sistem Pola Grid

20. 24
2.3.5. Jaringan Distribusi Primer Pola Spindel
Sistem ini merupakan perluasan dari sistem jaringan bentuk loop, dimana
pada jaringan spindel ini terdapat banyak saluran yang keseluruhannya bertemu pada
gardu induk yang merupakan terminal saluran utama. Pada waktu beban berkembang
melebihi 50 % dari kapasitas maksimum saluran sistem jaringan primer pola loop
terpisah, maka diperlukan penambahan saluran. Maka sistem distribusi yang pada
mulanya menggunakan jaringan primer pola loop terpisah akan berkembang menjadi
sistem distribusi yang menggunakan pola jaringan spindel. Selanjutnya pemisah pada
loop terpisah akan mempunyai keandalan yang lebih baik. Pada keadaan normal
semua pemutus daya yang ada di gardu swiching untuk saluran yang bersangkutan,
sehingga saluran tersebut akan terputus sebentar. Diagram jaringan pola spindel dapat
kita lihat pada gambar 2.9 di bawah ini
150 KV
CB
TD
CB
20 KV
CB CB
DS TD
DS TD
CBCB
LBS
LBS DS
CB
TD
DS TD
CB
20 KV
Gambar.2.9. Jaringan Distribusi Primer Pola Spindel

21. 25
2.3.6. Jaringan Distribusi Primer Pola Cruster
Sistem distribusi dengan jaringan primer pola cruster dipakai untuk melayani
daerah dengan kerapatan beban yang tinggi dan berlokasi dengan gardu induk.
Jaringan ini berasal dari jaringan primer pola spindel, perbedaanya hanya pada
letaknya gardu hubung, pada sistem ini gardu hubung tersebut di sepanjang saluran
cadangan. Diagram jaringan sistem distribusi pola cruster dapat dilihat pada gamabar
2.10. di bawah ini.
CB CB CB CB
CB
CB
CB
TD
150 KV
20 KV
DS
DS
DS
TD
TD
TD
Swith
LBS
DS
DS
DS
TD
TD
TD
DS
DS
DS
TD
TD
TD
DS
DS
DS
TD
TD
TD
Gambar.2.10. Diagram Distribusi Primer Pola Cruster