Pengertian, Fungsi, Jenis Dan Cara Kerja Switchgear

Kebutuhan energi listrik semakin hari semakin tinggi hal tersebut mengikuti banyaknya penggunaan perangkat / peralatn berdaya listrik. Oleh karena itu, para penyedia listrik dan Engineer listrik harus memastikan pasokan dan keamanan listrik.

Salah satu cara untuk memastikan keamanan tersebut adalah dengan menggunakan switchgear pada suatu tempat untuk melakukan pengontrolan dan proteksi distribusi listrik. 

Di dalam artikel ini kami akan menjelaskan dan membagikan materi mengenai switchgear, mulai dari pengertian switchgear, fungsi switchgear, komponen switchgear, cara kerja switchgear, cara dan urutan pengoperasian switchgear serta jenis jenis switchgear.

Pengertian Switchgear

Switchgear adalah perangkat kelistrikan berupa panel yang digunakan sebagai alat kontrol (menghubungkan / memutuskan distribusi listrik), alat proteksi (melindungi perangkat listrik lain ketika ada gangguan) dan sebagai alat pengukuran besaran listrik (arus, tegangan, daya dll).

Swicthgear umumnya terpasang di dalam ruangan untuk mengatur distribusi listrik pada suatu tempat, seperti rumah sakit, kampus, perkantoran, perumahan dll. Dengan adanya switchgear maka pengontrolan, monitoring dan perlindungan distribusi listrik dapat menjadi lebih baik.

Fungsi Switchgear

Secara umum switchgear memiliki 3 fungsi utama, yaitu Pengendali (controlling), Proteksi (protection) dan Pengkuran (Metering). Berikut ini penjelasan mengenai fungsi switchgear.

1. Switchgear Berfungsi Sebagai Pengendali (Contrrolling)

Switchgear berfungsi sebagai pengendali dalam distribusi listrik dari sumber listrik utama menuju ke sirkuit-sirkuit listrik. Dengan kata lain switchgear dioperasikan untuk menghubungkan aliran listrik dan juga memutuskan aliran listrik.

Dalam pengoperasiannya sebagai controlling, Switchgear dapat bekerja pada dua kondisi yaitu kondisi normal dan kondisi gangguan. 

Pengoperasiaan Kondisi Normal

Switchgear dapat dioperasikan untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik secara manual atau dengan kata lain dioperasikan oleh operator. Operator / user dapat mengoperasikan secara langsung dengan mengikuti prosedur pengoperasiannya.

Pengoperasian Kondisi Gangguan

Switchgear dapat beroperasi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik secara otomatis ketika ada gangguan listrik. Gangguan dapat berupa hubung singkat (short circuit) dan beban lebih (overload).

Cara kerjanya adalah ketika rele proteksi mendeteksi adanya gangguan maka rele proteksi memerintahkan CB (circuit breaker) yang dapat berupa PMT (Pemutus Tenaga) untuk memutuskan aliran listrik.

Ketika gangguan telah dihilangkan maka switchgear dapat dioperasikan secara manual seperti pada kondisi normal.

2. Switchgear Berfungsi Sebagai Proteksi (Protection)

Witchgear berfungsi sebagai proteksi untuk mengamankan listrik yang mengalami gangguan dengan cara memutus aliran listrik sehingga parangkat / peralatan lain tidak terkena dampaknya. 

Terdapat beberapa komponen utama yang berfungsi sebagai sistem proteksi pada swirtchgear. Komponen proteksi pada switchgear adalah, trafo arus, trafo tegangan, rele proteksi, DS (disconnecting switch), CB (circuit Breaker) dan catu daya.

Secara sederhana, sistem proteksi bekerja dengan mengkonversi nilai arus / tegangan listrik menggunakan transformator, apabila nilai yang terukur di luar batas nominal maka rele proteksi akan memerintahkan CB bekerja untuk memutuskan aliran listrik.

Sistem proteksi pada switchgear ini memiliki peranan penting dalam hal keamanan distribusi listrik dan keamanan peralatan listrik lainnya. Jadi jangan heran ketika terjadi kebakaran pada suatu pabrik disebabkan oleh gangguan listrik yang gagal diamankan oleh sistem proteksi switchgear.

Kegagalan proteksi tersebut disebabkan oleh spesifikasi switchgear tidak cocok dengan potensi arus, beban dan gangguan yang kemungkinan terjadi. Oleh karena itu, sebelum membeli dan memasang switchgear terlebih dahulu dilakukan perhitungan Load Flow dan Short Circuit Calculation).

Tujuan perhitungan tersebut untuk memilih spesifikasi switchgear yang tepat baik dalam keamanan, pengendalian, metering, spesifikasi maupun harganya. 

Ingat jangan memilih switchgear dengan spesifikasi di bawah dari apa yang dibutuhkan. Begitupun sebaliknya, sebaiknya jangan memilih switchgear dengan spesifikasi yang jauh lebih tinggi sebab hal tersebut merupakan pemborosan. Selalu konsultasi dengan engineer yang tepat.

3. Switchgear Berfungsi Sebagai Pengukuran (Metering)

Switchgear berfungsi sebagai pengukuran untuk menampilkan besaran listrik yang terukur mulai dari arus, tegangan, daya, frekuensi, faktor daya dll. Di dalam sebuah switchgear terdapat transformator arus (CT) dan transformator tegangan (VT).

Kedua transformator tersebut berfungsi untuk mengkonversi nilai besaran listrik pada sistem tenaga listik menjadi nilai tertentu agar dapat terukur dan terbaca pada panel metering. Transformator tersebut juga yang memberikan nilai besaran listrik untuk dideteksi oleh rele proteksi.

Switchgear saat ini telah berkembang dengan teknologi yang lebih baik. Diantara teknologinya adalah mampu membaca daya yang dihasilkan pada sistem pembangkit beserta dengan keuntungan rupiah yang didapatkan.

Komponen Switchgear

Sebuah switchgear terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu Disconnecting Switch (DS), Circuit Breaker (CB), Earth Switch (ES), Switches, Fuse dan Contactor. Berikut ini penjelasan mengenai masing masing komponen switchgear.

1. Disconnecting Switch (DS)

Disconnecting Switch (DS) atau biasa juga disebut sebagai PMS (saklar Pemisah) merupakan bagian yang berfungsi menghubungkan / memutuskan aliran listrik dalam kondisi tidak bertegangan.

2. Circuit Breaker (CB)

Circuit Breaker (CB) atau dikenal juga dengan saklar PMT (Pemutus Tenaga) merupakan bagian yang berfungsi menghubungkan / memutuskan aliran listrik baik dalam kondisi bertegangan atau tidak, baik dalam kondisi berbeban atau tidak, baik dalam kondisi normal atau gangguan.

3. Earth Switch (ES)

Earth Switch (ES) merupakan bagian yang berfungsi menghubungkan atau memutuskan konduktor ke tanah.

4. Switches

Switches merupakan bagian yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan arus (interupting) pada saat kondisi beban lebih (overload).

5. Fuse

Fuse merupakan komponen proteksi switchgear yang berfungsi sebagai proteksi arus lebih.

6. Contactor

Contactor merupakan bagian switchgear yang memiliki kemampuan penghubung dan pemutus yang lebih sering pada fungsi switches

Cara Kerja Switchgear

Berikut ini merupakan cara kerja atau prinsip kerja switchgear dalam kondisi normal dan kondisi gangguan.

1. Kondisi Normal

Switchgear bekerja untuk memutuskan / menghubungkan aliran listrik pada kondisi normal (pelayanan). Dalam kondisi normal, switchgear dapat dioperasikan secara manual dengan melakukan pengaturan pada CB, DS dan ES.

2. Kondisi Gangguan

Sedangkan pada kondisi gangguan switchgear beroperasi secara otomatis dalam memutuskan aliran listrik. Prinsip kerja switchgear yang otomatis ini tidak lepas dari kerja sistem dan komponen proteksinya (trafo, rele proteksi, CB, power supply).

Prinsip kerja switchgear dalam kondisi gangguan adalah ketika terjadi gangguan seperti hubung singkat / beban lebih maka nilai besaran listrik yang ditransformasikan akan melebihi dari nilai besaran listrik nominal yang diatur pada rele proteksi. 

Ketika hal tersebut terjadi maka rele proteksi akan memerintahkan circuit breaker (CB) untuk memutuskan aliran listrik secara otomatis. Ketika aliran listrik terputus, maka perangkat listrik yang lain menjadi aman.

Ketika gangguan listrik telah ditangani / dihilangkan maka sitchgear dapat dioperasikan secara manual seperti pada kondisi normal untuk menghubungkan aliran listrik kembali.

Cara Pengoperasian Switchgear

Berikut ini merupakan urutan pengoperasian On dan Off pada switchgear

Pengoperasian ON (Closing)

Kondisi awal switchgear sebelum dioperasikan ON adalah dari posisi OFF (Open) atau Maintenance (Close)

1. ES di buka (operasi off)
2. DS di tutup (operasi on)
3. CB di tutup (operasi on)

Pengoperasian OFF (Open)

Kondisi awal switchgear sebelum dioperasikan OFF adalah dari posisi ON (Close)

1. CB di buka (operasi off)
2. DS di buka (operasi off)
3. DS di tutup (operasi on)

Catatan Penting

• DS hanya dapat dioperasikan ketika CB dalam keadaan OFF (Open).
• ES hanya dapat dioperasikan ketika DS dalam keadaan OFF (Open).

Jenis Jenis Switchgear

Berdasarkan level tegangannya, switchgear terbagi menjadi 3 jenis, yaitu Switchgear Tegangan Rendah (LV), Switchgear Tegangan Menengah (MV) dan Switchgear Tegangan Tinggi (HV). Berikut ini penjelasan masing masing jenis Switchgear.

1. Switchgear Tegangan Rendah (LV)

Switchgear ini beroperasi pada level tegangan rendah yang mencapai 1 kV. Swithgear tegangan rendah ini memuat komponen utama seperti saklar, pemutus sirkuit LV, sekring HRC, pemutus sirkuit earth leakage (EL), isolator listrik offload, MCB, MCCB dll.

2. Switchgear Tegangan Menengah (MV)

Switchgear ini beroperasi pada level tegangan menengah yang mencapai 36 kV. Switchgear tegangan menengah ini telah dilengkapi dengan CB (circuit Breaker) beserta peredam busur apinya (media minyak, vakum dan gas SF6).

3. Switchgear Tegangan Tinggi (HV)

Switchgear ini beroperasi pada level tegangan tinggi yang melebihi 36 kV. Dalam pengoperasiaan switchgear tegangan tinggi ini akan menghasilkan busur api akibat operasi (hubung / putus) aliran listrik pada tegangan tinggi. 

Untungnya switchgear ini dilengkapi dengan pemadam busur api yang efektif untuk meredam / memadamkan busur api yang dihasilkan saat proses switching.

Baca Juga : Cara Pengoperasian Kubikel (Switchgear) Schneider

Jadi itulah materi tentang switchgear, mulai dari pengertian switchgear, fungsi switchgear, komponen switchgear, cara kerja switchgear, cara dan urutan pengoperasian switchgear serta jenis jenis switchgear. Semoga bermanfaat, sekian dan terima kasih.