Dunia Kereta - Power Supply Kereta Api

Apa itu power supply kereta api? Power supply kereta api yang dimaksut disini adalah sistem supply listrik untuk kereta listrik. Secara umum sistem supply listrik untuk kereta api ada dua jenis, yaitu supply DC dan supply AC. Pada artikel kali ini, kita akan pelajari bersama kedua sistem supply tersebut. Tabel 1 menunjukkan data sistem supply DC dan AC yang ada di dunia pada tahun 1996, dan tentunya sekarang sudah berkembang pesat.

Mari kita bahas satu demi satu. Sistem DC banyak dipakai untuk jarak dekat, seperti metro, LRT dll karena transmisi  listrik DC untuk jarak jauh memiliki loses yang besar. Struktur power struktur power supply DC ditunjukkan pada gambar 3. Dimulai dari listrik 3 phase dari Gardu Listrik kemudian disalurkan ke sub-station. Di sub-station listrik tegangan tinggi akan diturunkan tegangannya melalui transformer. Setelah itu listrik masuk ke rectifier untuk diubah menjadi listrik DC yang selanjutnya disalurkan ke Listrik Aliran Atas (LAA). Terdapat high speed circuit breaker sebagai pengaman apabila terjadi gangguan/ sort. Pada gambar dijelaskan terdapat dua jenis rectifier yang dipakai, yaitu 6-pulse dan 12-pulse rectifier. Perbedaan keduanya adalah pada harmonisa, loses, disisi supply. Rectifier 12-pulse menghasilkan harmonisa lebih kecil sehingga lebih effisien.

Jarak antar sub-station pada sistem ini sekitar 5 km. Perlu diperhatikan bahwa pada LAA yang di supply dari satu sub-station dan sub-station lainnya terdapat celah. Jarak dan celah ini salah satu fungsinya untuk membatasi agar listrik tidak mengalir terlalu jauh sehingga losesnya besar. Lantar bagaimana supply listrik kereta ketika melewati celah ini? Celah ini hanya sempit, sehinnga dengan kereta yang cukup panjang, misal kereta ujung depan melewati celah dan tidak mendapat supply listrik, kereta bagian belakang masih memperoleh supply.

Selanjutnya untuk sistem supply AC 1 phase dapat dilihat pada gambar 7. Diawali dari Feeding sub-station listrik AC 3 phase diubah menjadi dua listrik AC 1 phase masing – masing untuk supply up track dan down-track ( double track atas dan bawah, biasanya pada kereta bawah tanah). Circuit breaker untuk pengaman. Air section adalah gap antara LAA dari feeding sub-station satu dengan lainnya. Pada sub-sectioning post(SSP) terdapat switch yang berfungsi, apabila salah satu feeder rusak, maka switch akan dibubungkan, dan LAA masih akan teraliri listrik dari feeding lainnya.

Secara umum terdapat dua sistem supply listrik AC untuk LAA yaitu dengan memakai Boosting Transformer (BT) dan Auto Transformer(AT). BT dipasang setiap 4 km pada LAA yang bertujuan untuk memperbesar arus balik sehingga tidak menggangu jalur komunikasi maupun signaling. Dengan kata lain, BT membantu mencegah terjadinya arus liar(stray current). Akan tetapi, ketika ada kereta yang lewat di area BT maka akan menimbulkan arus yang besar dan percikan bunga api yang bisa merusak LAA. Untuk itu dipasang capasitor sebagai pengaman lonjakan arus listrik. Sistem BT dan AT dapat dilihat pada gambar 8 dan 9.

Pada sistem AT tegangan pada feeder sub-station adalah dua kali lipat dari yang disuplaikan ke kereta. Dapat dilihat pada gambar 9, dimana disebelah kiri terdapat dua panah yang artinya tegangan 2 kali lipat, kemudian setelah memasuki AT pertama satu panah mengalir balik dan satunya diteruskan sampai pada jarak tertentu. Dengan supply tegangan dua kali lipat diharapkan arus akan turun. Setiap AT sendiri biasanya dipasang dengan jarak 10 km di lintas. Sistem ini sangat baik dipakai untuk mengurangi interferensi dengan jaringan komunikasi. Berdasarkan keunggulan AT yang sudah disebutkan, maka sistem AT lebih banyak dipakai. Bentuk fisik AT dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

 

Tampak fisik BT

Tampak fisik AT

Sistem feeding listrik AC banyak dipakai untuk kereta jarak jauh karena losesnya kecil, seperti juga transmisi listrik rumah yang memakai listri AC. Sistem feeding dengan listrik AC 3 phasa sudah ditinggalkan karena kerumitannya. Demikian sekilas tentang sistem power supply pada kereta api, semoga bermanfaat.

Ref:

1. Railway Electric Power Feeding System. Yasu Oura, Yoshifumi Mochinaga, Hiroki Nagasawa. Japan Railway and Transport Review 16. June 1998.

      2.    https://library.e.abb.com