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