Komputasi Pembumian Peralatan Pada Gardu Induk

Suatu sistem pembumian peralatan diperlukan untuk membatasi tegangan sentuh dan tegangan langkah yang aman bagi manusia. Fungsi pentanahan gardu induk yaitu untuk membatasi tegangan yang mungkin timbul diantara peralatan dengan peralatan, peralatan dengan tanah dan meratakan gradien tegangan yang timbul pada permukaan tanah akibat arus kesalahan yang mengalir dalam tanah. Dalam praktek perencanaan suatu sistem pembumian, lebih menarik untuk mendapatkan dimensi elektroda daripada sekedar mengukur nilai tahanan pembumiannya. Mendapatkan berapa panjang konduktor elektroda agar nilai tahanan pembumiannya sesuai keinginan atau sesuai dengan standar yang dipersyaratkan akan lebih berguna. Namun persoalan mencari akar persamaan dari suatu fungsi implisit tersebut diperlukan pendekatan komputasi secara numerik (iterasi) menggunakan metode yang sesuai. Pada penelitian ini dilakukan perhitungan dan analisis terhadap program komputasi yang dibuat dimulai dari perhitungan secara manual hingga perhitungan dalam program komputasi. Sistem komputasi dirancang dengan menggunakan Visual Studio 10. Program Microsoft Visual Studio 10 adalah program pembuatan aplikasi berbasis visual dan menggunakan bahasa pemrograman yang mudah untuk dipahami. Optimasi dilakukan dalam penentuan jumlah elektroda dengan memilih nilai panjang total elektroda paling kecil dari hasil perhitungan. Jenis elektroda yang digunakan dalam penelitian ini adalah tembaga dan lapisan tanah mempunyai tahanan jenis yang seragam (uniform). Desain tata letak/layout peralatan gardu induk yang digunakan adalah 123 kV load-centre station (H-connection) berdasarkan ABB Switchgear Manual 10th Edition. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan kesimpulan bahwa program komputasi layak untuk digunakan. Metode yang digunakan pada algoritma untuk menentukan dimensi elektroda pada gardu induk adalah metode biseksi, karena diperlukan dalam pembentukan tata letak kisi dan proses iterasinya juga cukup cepat. Dari tegangan sentuh yang diinginkan sebesar 737 volt dan tegangan langkah yang diinginkan sebesar 2546 volt serta panjang lahan sebesar 80 meter, lebar lahan sebesar 50 meter, tahanan jenis tanah sebesar 750 Ohm, kedalaman penanaman sebesar 0,8 meter, arus gangguan sebesar 1200 Ampere, diameter rod sebesar 15 milimeter, panjang rod sebesar 3,5 meter dan kenaikan suhu tanah yang diizinkan 50oC, didapatkan diameter konduktor kisi sebesar 2,147 milimeter, luas daerah yang dilingkupi sebesar 4000m2, jumlah kisi utama sebanyak 21 dan jumlah kisi melintang sebanyak 13 dengan jarak antar konduktor paralel sisi panjang 3,63 meter dan jarak antar konduktor paralel sisi lebar 3,57 meter, panjang konduktor kisi-kisi utama sebesar 1150 meter dan panjang konduktor kisi-kisi melintang sebesar 1200 meter sehingga panjang total konduktor kisi-kisi adalah sebesar 2350 meter. Selain itu juga didapatkan jumlah batang pengetanahan/rod yang diperlukan sebanyak 25 batang sehingga panjang total konduktor rod adalah 87,5 meter dan tegangan sentuh sebenarnya sebesar 706,72 volt, tegangan langkah sebenarnya sebesar 563,45 volt serta tahanan pembumiannya sebesar 5,469 Ohm. Maka panjang total keseluruhan elektroda pembumian gardu induknya sebesar 2437,95 meter