Pengertian

Gardu Induk (GI)

Gardu Induk (GI) pada prinsipnya adalah suatu instalasi yang merupakan bagian dari sistem tenaga listrik, terdiri dari susunan sejumlah peralatan yang menempati daerah tertentu yang berfungsi menerima dan menyalurkan daya listrik serta menjamin keandalan sistem penyaluran tenaga listrik. Gardu induk juga berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan. Gardu Induk berfungsi sebagai tempat untuk merubah tegangan transmisi (tegangan tinggi termasuk ekstra tinggi) menjadi tegangan distribusi primer (tegangan menengah). Pada Gardu Induk juga diadakan interkoneksi antar pembangkit.

Fungsi

• Mentransformasikan daya listrik : 

1. Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500kV/150kV) 
2. Dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah (150kV/70kV) 
3. Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150kV/20kV, 70kV/20kV) 

• Untuk pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan dari system tenaga listrik. 
• Pengaturan pelayanan beban ke gardu induk-gardu induk lain melalui tegangan tinggi dan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelah melalui proses penurunan tegangan melalui penyulang-penyulang (feeder-feeder) tegangan menengah yang ada di gardu induk. 

Jenis

Jenis Gardu Induk dapat dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu :

• Berdasarkan besar tegangannya. 

1. Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET) 275 kV, 500 kV.
2. Gardu Induk Tegangan Tinggi (GI) 150 kV dan 70 kV.

• Berdasarkan pemasangan peralatan. 

1. Gardu Induk Pasangan Luar
2. Gardu Induk Pasangan Dalam
3. Gardu Induk Kombinasi Pasangan Luar dan Dalam

• Berdasarkan fungsinya. 

1. Gardu Induk Penaik Tegangan
2. Gardu Induk Penurun Tegangan
3. Gardu Induk Pengatur Tegangan
4. Gardu Induk Pengatur Beban

• Berdasarkan isolasi yang digunakan. 

1. Gardu Induk Menggunakan Isolasi Udara
2. Gardu Induk Menggunakan Gas SF6

• Berdasarkan sistem rel (Busbar).

1. Gardu Induk Sistem Ring Busbar
2. Gardu Induk Sistem Single Busbar
3. Gardu Induk Sistem Double Busbar
4. Gardu Induk Sistem Satu Setengah Busbar

1.1. Generator Arus Searah.

Adalah mesin pengubah energi mekanik menjadi energi listrik, sedangkan penggerak dari generator disebut prime mover yang dapat berbentuk turbin air, uap, mesin diesel dll. Prinsip kerjanya adalah berdasarkan hukum Faraday dimana konduktor memotong medan magnit dan emf atau induksi akan timbul beda tegangan dan adanya komutator yang dipasang pada sumbu generator maka pada terminal generator akan terjadi tegangan searah.

1.2. Batere atau Accumulator.

Batere atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel ( dapat berbalikan ) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik ( proses pengosongan ), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia ( pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel. Tiap sel batere ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia.

1.3. Arus Listrik

adalah mengalirnya electron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah electron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

1 ampere arus adalah mengalirnya electron sebanyak 628x1016 atau sama dengan 1 Coulumb per detik meliwati suatu penampang konduktor.

                                                                I = Q/t [Ampere]

1.4. Kuat Arus Listrik.

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Difinisi : Amper adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik.
Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.

                                                               Q = I x t
                                                                I = Q / t
                                                                t = Q / I
1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018 electron
Dimana :
                   Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
                    I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
                    t = waktu dalam satuan detik.
1.5. Rapat Arus.

Difinisi : rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas penampang kawat.
Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat.

                                                              S = I / q
                                                              I = S x q
                                                              q = I / S
Dimana :
                    S = Rapat arus [ A/mm²]
                    I = Kuat arus[ Amp]
                    q = luas penampang kawat [ mm²]
1.6. Tahanan dan Daya Hantar.

Tahanan difinisikan sbb : 1 (satu Ohm /Ω) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0º C.
Daya hantar didifinisikan sbb : Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik.
Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus :

                                                               R = 1 / G
                                                               G = 1 / R
Dimana :
                   R = Tahanan kawat listrik [Ω/ohm]
                   G = Daya hantar arus [Y/mho]

Tahanan pengahantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya. Bila suatu penghantar dengan panjangl , dan penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah:

                                                              R = (ρ x l)/q
Dimana :
                  R = tahanan kawat [Ω/ohm]
                    l = panjang kawat [meter/m]
                   ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
                   q = penampang kawat [mm²]
faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistance, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
                                 • panjang tahanan
                                 • luas penampang konduktor.
                                 • jenis konduktor
                                 • temperatur.
1.7. Potensial.

Potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari haltsb diatas kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebutpotential difference. satuan dari potential difference adalah Volt. 
“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”
Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:
V = W/Q [volt]
Dimana:

V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb

Struktur jaringan tegangan menengah dapat dikelompokkan dalam lima model, yaitu :

Jaringan Radial

Sistem distribusi dengan pola Radial adalah sistem distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi tetapi penyulang ini tidak saling berhubungan. Kerugian tipe jaringan ini apabila jalur utama pasokan terputus maka seluruh penyulang akan padam. Kerugian lain mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling akhir kurang baik, hal ini dikarenakan besarnya rugi-rugi pada saluran.

Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)

Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over / Automatic Transfer Switch, setiap penyulang terkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut, sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan listrik akan dipindah ke penyulang lain.

Jaringan Lingkaran (Loop)

Pada sistem ini terdapat penyulang yang terkoneksi membentuk loop atau rangkaian tertutup untuk menyuplai gardu distribusi. Gabungan dari dua struktur radial menjadi keuntungan pada pola loop karena pasokan daya lebih terjamin dan memiliki keandalan yang cukup.

Jaringan Spindle

Sistem spindle adalah suatu pola konfigurasi jaringan dari pola radial dan ring. Spindle terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya diberikan dari gardu induk dan tegangan tersebut berakhir pada gardu hubung (GH). Pada sebuah spindle biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan sebuah penyulang cadangan (express) yang akan dihubungkan melalui gardu hubung.

Jaringan Gugus atau Kluster

Dalam sistem ini terdapat saklar pemutus beban dan penyulang cadangan, dimana penyulang ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang menggantikan fungsi supply kekonsumen.