Document

Download Report

Transcript Document

IBAA

GANGGUAN SISTEM DAPAT DISEBABKAN OLEH ;

• • •

KARENA KESALAHAN MANUSIA DARI DALAM / SISTEM ATAU DARI ALAT ITU SENDIRI DARI LUAR ALAM BINATANG

IBAA

JENIS GANGGUAN

1. BEBAN LEBIH 2. HUBUNG SINGKAT 3. TEGANGAN LEBIH

# Tegangan lebih power frequency # Tegangan lebih Transient Surja Petir [lightning surge ] Surja hubung [ switching surge ]

4. GANGGUAN STABILITAS

IBAA

CARA MENGATASI GANGGUAN USAHA USAHA UNTUK MENGATASI GANGGUAN

1. MENGURANGI TERJADINYA GANGGUAN a. Menggunakan peralatan yang dapat diandalkan b. Spesifikasi yang tepat dan desain yang baik c. Pemasangan yang benar d. Penebangan / pemangkasan pohon e. Operasi dan pemeliharaan yang baik 2. MENGURANGI AKIBATNYA a. Mengurangi besarnya arus gangguan b. Melepas bagian sistem yang terganggu dengan menggunakan Pmt dan relai pengaman c. Penggunaan pola load shedding dan system splitting / islanding d. Penggunaan relai , PMT yang cepat untuk menghinari gangguan instability

IBAA

TUJUAN PROTEKSI

1. MENCEGAH KERUSAKAN PERALATAN YANG TERGANGGU ,MAUPUN PERALATAN YANG DILEWATI OLEH ARUS GANGGUAN .

2. MENGISOLIR BAGIAN SISTEM YANG TERGANGGU SEKECIL MUNGKIN DAN SECEPAT MUNGKIN .

3. MENCEGAH MELUASNYA GANGGUAN .

IBAA

FUNGSI PROTEKSI

1. MENDETEKSI ADANYA GANGGUAN ATAU KEADAN ABNORMAL PADA BAGIAN SISTEM YANG DIAMANKAN 2. MELEPAS BAGIAN SISTEM YANG TERGANGGU , SEHINGGA BAGIAN SISTEM YANG LAINNYA MASIH DAPAT TERUS BEROPERASI .

IBAA

TIPPING COIL - PERANGKAT PROTEKSI PMT CT PT RELAI PROTEKSI BATERE + IBAA

PERANGKAT PROTEKSI

1. RELAI PENGAMAN SEBAGAI ELEMEN PERASA / PENGUKUR UNTUK MENDETEKSI GANGGUAN .

2. PEMUTUS TENAGA [ PMT ] SEBAGAI PEMUTUS ARUS DALAM SIRKUIT TENAGA UNTUK MELEPAS BAGIAN SISTEM YANG TERGANGGU .

3. TRAFO ARUS DAN ATAU TRAFO TEGANGAN MENGUBAH BESARNYA ARUS DAN ATAU TEGANGAN DARI SIRKUIT PRIMER KE SIRKUIT SEKUNDER [ RELAI ] 4. BATERE / AKI SEBAGAI SUMBER TENAGA UNTUK MENTRIPKAN PMT DAN CATU DAYA UNTUK RELAI STATIK DAN RELAI BANTU .

5. WIRING UNTUK MENGHUBUNGKAN KOMPONEN KOMPONEN PROTEKSI SEHINGGA MENJADI SATU SISTEM .

IBAA

PERSYARATAN PROTEKSI

1. SELEKTIVITAS 2. KEANDALAN [ RELIABLE ] 3. KECPATAN 4. SENSITIVITAS

5. EKONOMIS IBAA

SELEKTIVITAS

PENGAMAN HARUS DAPAT MEMISAHKAN BAGIAN SISTEM YANG TERGANGGU SEKECIL MUNGKIN , YAITU SEKSI YANG TERGANGGU SAJA YANG MENJADI KAWASAN PENGAMANANNYA .

PENGAMAN YANG DEMIKIAN DISEBUT PENGAMAN YANG “ SELEKTIF “ .

JADI RELAI HARUS DAPAT MEMBEDAKAN APAKAH GANGGUAN TERLETAK DI DAERAH PENGAMANANNYA [ DIMANA RELAI HARUS BEKERJA DENGAN CEPAT ].

ATAU DI SEKSI BERIKUTNYA [ DIMANA RELAI KERJA DNGAN TUNDA WAKTU ATAU TIDAK KERJA SAMA SEKALI ] .

IBAA

KEANDALAN [ RELIABILITY

]

1. DEPENDABILITY

YAITU TINGKAT KEPASTIAN BEKERJA JADI TIDAK BOLEH GAGAL KERJA .

2. SECURITY

YAITU TINGKAT KEPASTIAN UNTUK TIDAK SALAH KERJA .

SALAH KERJA MENGAKIBATKAN PEMADAMAN YANG SEHARUSNYA TIDAK PERLU TERJADI

IBAA

KECEPATAN

1. UNTUK MEMPERKECIL KERUGIAN / KERUSAKAN AKIBAT GANGGUAN MAKA

RELAI HARUS BEKERJA SECEPAT MUNGKIN

SISTEM YANG LAIN .

UNTUK MEMISAHKAN BAGIAN 2. UNTUK MENDAPATKAN SELEKTIVITAS MUNGKIN SAJA SUATU PENGAMAN DIBERI

TUNDA WAKTU

[ TIME DELAY ] , NAMUN WAKTU TUNDA HARUS SECEPAT MUNGKIN .

IBAA

KEPEKAAN [SENSITIVITY ]

PADA PRINSIPNYA RELAI HARUS PEKA , SEHINGGA DAPAT MENDETEKSI GANGGUAN WALAUPUN DALAM KONDISI YANG MEMBERIKAN RANGSANGAN YANG MINIMUM

IBAA

KAWASAN PENGAMANAN

1. SISTEM TENAGA LISTRIK TERBAGI DALAM BEBERAPA SEKSI – SEKSI . YANG SATU DENGAN YANG LAINNYA DAPAT DIHUBUNGKAN ATAU DIPUTUS OLEH PMT .

2. SETIAP SEKSI DIAMANKAN OLEH RELAI , DAN SETIAP RELAI MEMPUNYAI KAWASAN PENGAMANAN

IBAA

DAERAH PENGAMANAN GENERATOR DAERAH PENGAMANAN GENERATOR -TRAFO DAERAH PENGAMANAN BUSBAR DAERAH PENGAMANAN TRANSMISI DAERAH PENGAMANAN BUSBAR DAERAH PENGAMANAN JARINGAN TM

KAWASAN PENGAMANAN DARI PENGAMAN ISTEM TENAGA LISTRIK

DAERAH PENGAMANAN TRAFO TENAGA DAERAH PENGAMANAN BUSBAR TM

IBAA

SELEKTIVITAS DAPAT DIPEROLEH DENGAN

;

1. PEMBAGIAN ATAS DAERAH – DAERAH PENGAMANAN [ ZONA PENGAMANAN ].

2. KOORDINASI DENGAN PERTINGKATAN WAKTU [ TIME GRADING ] .

IBAA

PENGAMAN UTAMA DAN CADANGAN

[ MAIN AND BACK UP PROTECTION ]

1. ADA KEMUNGKINAN SUATU RELAI GAGAL BEKERJA , OLEH KARENA ITU DILENGKAPI DENGAN PENGAMAN CADANGAN DISAMPING PENGAMAN UTAMA .

2. PENGAMAN CADANGAN BARU DIHARAPKAN BEKERJA BILA PENGAMAN UTAMA GAGAL , SEHINGGA PENGAMAN CADANGAN SELALU DIBERI TUNDA WAKTU .

IBAA

PENGAMAN CADANGAN : a. PENGAMAN CADANGAN LOKAL [ LOCAL BACK UP ] b. PENGAMAN CADANGAN JAUH [ REMOTE BACK UP ] PENGAMAN CADANGAN LOKAL TERLETAK DITEMPAT YANG SAMA DENGAN PENGAMAN UTAMANYA .

PENGAMAN CADANGAN JAUH TERLETAK DI SEKSI HULUNYA .

IBAA

TERCIPTANYA PENGAMAN SISTEM YANG DAPAT MEMPERKECIL KERUGIAN ATAU KERUSAKAN AKIBAT GANGGUAN DAN MEMAKSIMUMKAN KEANDALAN SUPLAI TENAGA LISTRIK KEPADA KONSUMEN .

PROTEKSI ADALAH ASURANSI DARI SISTEM TENAGA LISTRIK

IBAA

KLASIFIKASI RELAI PROTEKSI

1. Berdasarkan Besaran Input 2. Berdasarkan Karakteristik Waktu kerja 3. Berdasarkan Jenis kontak 4. Berdasarkan Prinsip Kerja 5. Berdasarkan Fungsi

IBAA

BERDASARKAN BESARAN INPUT

1 Arus [ I ] : Relai Arus lebih [ OCR ] Relai Arus kurang [UCR] 2 Tegangan [U] : Relai tegangan lebih [OVR] Relai tegangan kurang [UVR] 3. Frekuensi [f] : Relai frekuensi lebih {OFR] Relai frekuensi kurang [UFR] 4. Daya [P ; Q ] : Relai daya Max / Min Relai arah / Directional Relai Daya balik 5. Impedansi [Z] : Relai jarak [Distance] 6. Beda arus : Relai diferensial IBAA

BERDASARKAN KARAKTERISTIK WAKTU KERJA 1. Seketika [Relai instsnt / Moment /high speed ] 2. Penundaan waktu [ time delay ] Definite time relay Inverse time relay 3. Kombinai instant dengan tunda waktu IBAA

BERDASARKAN JENIS KONTAK

1 Relai dengan kontak dalam keadaan normal terbuka [ normally open contact] 2. Relai dengan kontak dalam keadaan normal tertutup [ normally close contact] IBAA

BERDASARKAN FUNGSI 1. Relai Proteksi 2. Relai Monitor 3. Relai programming ; - Reclosing relay - synchro check relay 4. Relai pengaturan [ regulating relay ] 5. Relai bantu - sealing unit - lock out relay - closing relay dan - tripping relay IBAA

BERDASARKAN PRINSIP KERJA

1. Tipe Elektromekanis a. Tarikan magnit : - tipe Plunger - tipe hinged armature - tipe tuas seimbang b. Induksi : - tipe shaded pole - tipe KWH - tipe mangkok { Cup ] 2. Tipe Thermis : - bimetal - termometer 3. Tipe gas : - relai buccholz / Jansen 4. Tipe Tekanan [ pressure relay ] 5. Tipe Statik [ Elektronik] IBAA

1. TIPE PLUNGER BILA KUMPARAN DIBERI ARUS MELEBIHI NILAI PICK UPNYA, MAKA PLUNGER AKAN BERGERAK KEATAS DAN TERJADI PENUTUPAN KONTAK. GAYA YANG YANG DITIMBULAKN SEBANDING DENGAN KWADRAT ARUS PADA KUMPARAN .

RELAI INI MEMPUNYAI WAKTU KERJA YANG CEPAT , SEHINGGA BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI INSTANTANEOUS .

PLUNGER KUMPARAN KONTAK DIAM KONTAK GERAK IBAA

2. TIPE HINGED ARMATURE BILA KUMPARAN DIBERI ARUS, MAKA LENGAN AKAN TERTARIK SEHINGGA UJUNG LENGAN YANG LAIN AKAN MENGGERAKAN KONTAK .

GAYA ELEKTROMAGNITIK JUGA SEBANDING DENGAN KWADRAT ARUS KUMPARAN .

TIPE INI BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI BANTU, KARENA DAPAT MEMPUNYAI KONTAK YANG BANYAK DAN KONTAKNYA MEMPUNYAI KAPASITAS PEMUTUSAN ARUS YANG LEBIH BESAR .

KONTAK DIAM KONTAK GERAK KUMPARAN LENGAN ARMATURE IBAA

3, TIPE TUAS SEIMBANG [ BALANCE BEAM ] KONTAK TIPE INI TERDIRI DARI DUA KUMPARAN YAITU KUMPARAN KERJA DAN PENAHAN.

DALAM KEADAAN SEIMBANG DIMANA GAYA PEGAS DIABAIKAN MAKA I1 / I2 = K [ KONSTANTE ] BILA I1 / I2 LEBIH BESAR DARI K MAKA RELAI AKAN MENUTUP KONTAK BILA I1 / I2 LEBIH KECIL DARI K MAKA RELAI AKAN BUKA KONTAK TIPE INI BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI DIFERENSIAL DAN RELAI JARAK .

I2 I1 TORSI POSITIP PEGAS I1 TORSI NEGATIP I2 IBAA

4. SHADED POLE INDUCTION DISK TIPE INI TERDIRI DARI DUA KUMPARAN YAITU KUMPARAN KERJA DAN PENAHAN.

SHADING RING KUMPARAN



 

2 KONTAK MAGNIT TETAP PIRINGAN IBAA

5. TIPE WATTMETRIK [ KWH ]



2 

INTERAKSI ANTARA FLUK U DAN TERHADAP FLUK YANG DIPEROLEH DARI ARUS PUSAR YANG DIINDUKSIKAN PADA PIRINGAN AKAN MENGERAKAN PIRINGAN UNTUK BERPUTAR PUTARAN INI AKAN MENUTUP KONTAK UMUMNYA KARAKTERISTI K TUNDA WAKTUNYA ADALAH INVERSE



I I S



KUMPARAN LAGGING PIRINGAN KUMPARAN UTAMA IBAA

6. INDUCTION CUP PRINSIPNYA SAMA SEPERTI MOTOR INDUKSI.

TERDAPAT ROTOR ALUMINIUM BERBENTUK SILIDER YANG DI TENGAHNYA INTI MAGNITIK SEHINGGA SILIDER TERSEBUT DAPAT BERPUTAR PADA SILINDER DIPASANG KONTAK GERAK DAN DAPAT MENUTUP KONTAK KE KIRI ATAU KE KANAN .

IBAA

RELAI STATIK / ELEKTRONIK UNIT – UNIT DASAR DARI RELAI STATIK : 1. SIRKUIT INPUT [ BIASANYA INTERMEDIATE CT ] 2. RECTIFIER / PENYEARAH 3. LEVEL DETECTOR 4. TIMER / INTEGRATOR 5. POLARITY DETECTOR 6. COMPARATOR IBAA

1. SIRKUIT INPUT [ INTERMEDIATE CT DAN RECTIFIER ] + + Ia Ia Ib Ic

OUTPUT TERGANTUNG DARI TEGANGAN INSTANT YANG TERTINGGI

Vout Ib Ic -

UOTPUT TERGANTUNG DARI ARUS INSTATANEOUS YANG TERTINGGI

Vout IBAA

2. LEVEL DETECTOR Vs V in

LEVEL DETECTOR DC DIGUNAKAN UNTUK MENDETEKSI BILA LEVEL TEGANGAN DC PADA INPUT MELEBIHI SET LEVELNYA .

BILA LEVEL INI DILAMPAUI MAKA OUTPUT DARI LEVEL DETECTOR BERUBAH DARI KONDISI MATI ,ENJADI HIDUP DAN OUTPUT AKAN MENGERAKAN RELAI OUTPUT .

V Vs V ref + V out V out V in t IBAA

3. INTEGRATOR / TIMING CIRCUIT C

SIRKUIT INTEGRATOR BANYAK DIGUNAKAN DALAM RELAI STATIK INPUT ARUS E1/R1 DALAM FEED BACK LOOP KAPASITIF LEWAT C INVERTING TERMINAL INPUT ADALAH PADA COMMON EARTH POTENSIAL ,JADI TEGANGAN PADA C MENJADI

SAMA DAN BERLAWANAN DENGAN Eo

R1 I1 +

Eo SEBANDING DENGAN INTEGRAL DARI E1 SIRKUIT INI DAPAT DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI WAKTU DIMANA KECEPATAN PERUBAHAN DARI OUTPUT SEBANDING DENGAN BESARNYA SIGNAL INPUT .

Eo IBAA

4. POLARITY DETECTOR

INPUT SIGNAL ADALAH GELOMBANG SINUS YANG MANA DIUBAH KE BENTUK GELOMBANG KOTAK OLEH GAIN AMPLIFIER OUTPUT SIGNAL PADA DASARNYA ADALAH DIGITAL YANG HANYA MEMPUNYAI DUA KEADAAN [ HIGH DAN LOW ] .

Vin Vout + +Vs 0 -Vs IBAA

5. KOMPARATOR UNTUK RELAI YANG MEMPUNYAI INPUT LEBIH DARI SATU MAKA DIGUNAKAN KOMPARATOR MISAL RELAI DAYA / DIRECTIONAL ; RELAI JARAK TIPE KOMPARATOR : 1. KOMPARATOR AMPLITUDO 2. KOMPARATOR FASA IBAA

KOMPARATOR FASA MENGUKUR BEDA FASA ANTARA DUA INPUT GELOMBANG SINUS A DAN B KEDUA GELOMBANG INI DIUBAH KE BENTUK KOTAK KEDUA GELOMBANG KOTAK MEMPUNYAI SISI-SISI SESUAI DENGAN GELOMBANG SINUSNYA DAN DIBANDINGKAN DENGAN GERBANG EXCLUSIVE OR . GERBANG LOGIK INI MEMPUNYAI SIFAT HANYA AKAN MEMBERI OUTPUT BILA SALAH SATU ADA SIGNAL TETAPI TIDAK KEDUA –DUANYA DAN BEKERJA SEBAGAI POLARITY COINCIDENCE DETECTOR .

A B POLARITY DETECTOR X Y 1 0 1 0 OUTPUT X Y =1 OUTPUT COINCIDENCE DETECTOR EXCLUSIVE OR IBAA

INPUT POLARITY DETECTOR COINCIDENCE DETECTOR INTEGRATOR LEVEL DETECTOR TRIP IBAA

OUTPUT COINCIDENE DETECTOR OPERATE RESET OUTPUT INTEGRATOR KONDISI KERJA KONDISI RESTRAINT IBAA

IBAA

GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

Gangguan simetris ( gangguan 3 fasa ) Gangguan tak simetris fasa – fasa fasa – fasa ke tanah fasa ke tanah Bila terjadi gangguan tak simetris akan menimbulkan Ketidak seimbangan arus maupun tegangan.

Untuk memecahkan masalah diatas maka digunakan “ TEORI KOMPONEN SIMETRIS “ IBAA

SISTEM 3 FASA SEIMBANG @ ARUS MASING MASING FASA DAN @ TEGANGAN FASA ( LINE ) SAMA

Ia  I   

E a  V  0 0 E c  V  120 0 C E b  V  240 0 B I b  I  240 0   I c  I  120 0   Z   Z   Z  

IBAA

TEORI KOMPONEN SIMETRIS

TEORI INI DIKEMUKAKAN OLEH C L PORTESQUE ( 1918 ) CARANYA ADALAH DENGAN MENGURAIKAN VEKTOR 3 FASA YANG TAK SEIMBANG MENJADI 3 PASANG VEKTOR YANG SEIMBANG : # KOMPONEN URUTAN POSITIP # KOMPONEN URUTAN NEGATIP # KOMPONEN URUTAN NOL IBAA

KOMPONEN URUTAN POSITIP ( INDEK 1 )

TERDIRI DARI 3 PASOR YANG SAMA BESAR NYA , DAN ALING BERBEDA FASA SEBESAR 120 SATU SAMA LAINNYA ( URUTAN SAMA DENGAN PASOR ASLINYA )

Vc1 Va1

120 0

Vb1 KOMPONEN URUTAN NEGATIP ( INDEK 2 )

TERDIRI DARI 3 PASOR YANG SAMA DAN BERBEDA FASA 120 ( URUTANNYA BERLAWANAN DENGAN VEKTOR ASLINYA )

Vb2 Va2

120 0

Vc2 KOMPONEN URUTAN NOL ( INDEK 0 )

TERDIRI DARI 3 PASOR YANG SAMA DAN SEFASA .

Va0 Vb0 Vc0 IBAA

OPERATOR “ a “

Suatu operator yang berfungsi untuk memutar vektor dengan Sudut 120 dan berlawanan arah dengan arah jarum jam ,



1



120

 1  120 0 240 0 120 0

3  1  360 0

 1  120 0  0 , 5 

0  , 866 cos 120 0 

sin 120 0 

2  1  240 0  0 , 5 

0 , 866  cos 240 0 

sin 240 0 

3 1   1  360 0  cos 360 0 

sin 360 0 

2  1  240 0 1 



2  0

IBAA

V V

V

a c   

V

a1 

V

HUBUNGAN KOMPONEN SIMETRIS DENGAN BESARAN FASA



V

c1  

V

c2 

V

b0 

V

c0 V a1 V b1  V a1  a 2 V a1 V c1  aV a1 V a2 V b2  V a2  aV a2 V c2  a 2 V a2 V a0  V b0  V

0 V V b V a c    V a 2 a1 aV V a1  a1  V  aV a2 a a2  V a0 2 V a2  V a0  V a0

IBAA

SYNTHESIS TEGANGAN

V a  V a1  V a2  V a0 V b V c  a 2 V a1  aV a2  aV a1  a 2 V a2  V a0  V a0

ARUS

I I I b a  I a1   a 2 I a1 I  a2  I a0 aI a2  I a0 c  aI a1  a 2 I a2  I a0

IBAA

Bila

komponen simetrisnya

diketahui Dapat digambarkan

vektor aslinya

Va1

120 0

Va Vc1 Vb1 Va2

120 0

Vb Vb2 Vc2 Vc Va0 Vb0 Vc0 IBAA

BESARNYA KOMPONEN URUTAN NOL

V V b V a c  V a1  V a2  V a0  a 2 V a1  aV a2  V a0  aV a1  a 2 V a2  V a0

1 1

 

a



a



a

2 

0



0

V a V a  V b  V b  V c  V c   [1  a 2 3V a0  a]V a1  [1  a  a 2 ]V a2  3V a0

V

a0 

1 3 [V

a 

V

b 

V

].........

........(4 )

IBAA

BESARNYA KOMPONEN URUTAN Negatip

V a V b V c  V a1  V a2  V a0  a 2 V a1  aV a2  V a0  aV a1  a 2 V a2  V a0

....



1 ....



....



V a  V a1  V a2  V a0 a 2 V b aV c   a 4 V a1  a 3 V a2 a 2 V a1  a 3 V a2  a 2 V a0  aV a0 V a   0  a 2 V b 3V a2  aV c  0  [1  a 4  a 2 ]V a1  [1  a 3  a 3 ]V a2  [1  a 2  a]V a0

V a

2  1 3 {

V a



V b



aV c

}

IBAA

BESARNYA KOMPONEN URUTAN POSITIP DENGAN CARA YANG SAMA DAN DENGAN MENGALIKAN PERS ( 2 ) DENGAN BESARAN

......



1 ......



......



MAKA DIPEROLEH BESARNYA KOMPONEN URUTAN POSITIP

V a

1 

1 3 {

V a



aV b



V c

}

IBAA

TEGANGAN ANALYSIS

V V a0 V a1 a2  1 3 {V a  1 3 {V a  1 3 {V a   V a b  2 V b V c  }  aV b  a 2 V c } aV c }

ARUS

I a0 I a1 I a2  1 3 {I a  1 3 {I a  1 3 {I a   I a b  2 I b I c }  aI b  a 2 I c }  aI c }

IBAA

IMPEDANSI URUTAN PENGERTIAN IMPEDANSI URUTAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK BERBEDA DENGAN PENGERTIAN KOMPONEN URUTAN PADA ARUS DAN TEGANGAN IMPEDANSI URUTAN ADALAH SEBAGAI BERIKUT :

IMPEDANSI URUTAN POSITIP (Z1)

ADALAH IMPEDANSI DARI SIRKUIT 3 FASA YANG SIMETRIS YANG DIDAPAT DENGAN MEMBERIKAN TEGANGAN URUTAN POSITIP DAN HANYA MENGALIR ARUS URUTAN POSITIP SAJA

IMPEDANSI URUTAN NEGATIP (Z2) DAN IMPEDANSI URUTAN NOL ( Z0 )

ADALAH IMPEDANSI YANG DIDAPAT SEPERTI HAL DIATAS HANYALAH TEGANGAN DAN ARUS YANG MENGALIR ADALAH URUTAN NEGATIP DAN NOL IBAA

IMPEDANSI URUTAN PERALATAN LISTRIK YANG STATIS SEPERTI TRAFO TENAGA. SALURAN TRANSMISI. ATAU DISTRIBUSI NILAI IMPEDANSI URUTAN POSITIP SAMA DNGAN URUTAN NEGATIP .

SEDANG PERALATAN YANG BERPUTAR SEPERTI GENERATOR BESARNYA AGAK BERBEDA , SEDANG IMPEDANSI URUTAN NOL SANGAT BERBEDA DENGAN IMPEDANSI URUTAN POSITIP DAN NEGATIP .

IBAA

IMPEDANSI URUTAN GENERATOR RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN POSITIP. NEGATIP DAN NOL DARI GENERATOR :

E a

V a

E a

V a

E a

V a

PERSAMAAN DARI KETIGA URUTAN KOMPONEN SIMETRIS

V

a0   

E

a0  

I

Z

I

Z

2 

I

Z

. . . . . ( 1 ) IBAA

TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN GENERATOR SEIMBANG SEHINGGA

E

a1 

E

a0 

E

a 

0

MAKA PERSAMAAN ( 1 ) MENJADI

V a1 V a2 V a0   E a1 0   I a1 Z 1 I a2 Z 2  0  I a0 Z 0

. . . . . ( 2 ) IBAA

I a

I

n  

I

3I

 a0

I

b  

3I

I

. . . . . ( 3 ) TEGANGAN URUTAN NOL

Z g

E c

I n

3

I a

Z g

E a

E b

Z g

Z n

V

a0  

I

Z

n 

E

a0 

I

Z

g0 

E

a0 

3I

Z

n 

I

Z

g0 

E

a0 

I

(Z

g0 

3Z

)

.. . . . ( 4 )

I I b

IBAA

SEHINGGA RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN NOL DAPAT DIGAMBARKAN SBB;

I a

E

a0 Z g0

Z n

I a0

E

a0 Z g0 I a0

Tidak mengalir Titik netral tidak ditanahkan IBAA

L L L

SAMBUNGAN

IMPEDANSI TRAFO DAYA 2 KUMPARAN

URUTAN NOL URTAN POSITIP&NEGATIP

ZL ZH H L ZL ZH H L H ZnH H L ZL ZH 3ZnH ZL ZH H H L L ZL ZH ZL ZH H H ZL ZH H L H L L ZL ZH H L ZnL L L L H ZnH L ZL 3ZnL H L ZL 3ZnH ZH ZH H H ZL ZH H H H L L ZL ZH H L L L L ZL ZH ZL ZH ZL ZH ZL ZH H H H H IBAA

RANGKAIAN

 Z 1 XC 2 1 XC 1 2

URUTAN POSITIP

Z

2 XC 2 2 XC 2 2

URUTAN NEGATIP RANGKAIAN T

Z 2 1 Z 1 2 Z 2 2 Z 2 2 XC 1

URUTAN POSITIP

PENGHANTAR XC 2

URUTAN NEGATIP

Z 0 XC 0 2 XC 0 2

URUTAN NOL

Z 0 2 Z 0 2 XC 0

URUTAN NOL IBAA

PERSAMAAN HUBUNG SINGKAT PADA GENERATOR ( Generator diandaikan dalam keadaan tanpa beban )

1. HUBUN SINGKAT 3 FASA

Kondisi awal pada titik Gangguan ;

V

a 

V

b 

V

c 

0

. . . (5) A C B

V 1  1 3 (V a  aV b  a 2 V c ) V 2  1 3 (V a  a 2 V b  aV c ) V 0  1 3 (V a  V b  V c )

(6) IBAA

DENGAN MEMASUKAN PERS. (5) KE (6) :

V 1  E 1  I 1 Z 1  0 E 1  I 1 Z 1  0  I 1  E 1 Z 1 V 2   I 2 Z 2 I 2 Z 2 Z Z   0 0  I 2   0 0

ARUS PADA FASA a : JADI ;

I

a 

I

1 

I

2 

I

0 

I

1 

0



0



E

Z

1 

a

E

Z

1 

a E

Z

1 

E

Z

, , , , , , , (7) . . . . . . . (8) . . . . . . . (9)

V

Z

0   

I

Z

0



I

0  

0 0

IBAA

JADI ARUS HUBUNG SINGKAT 3 FASA :

I

HS3φ 

E Z

1 1

Diagram satu garis dan rangkaian urutannya . . . . . . (10) D E1 Z1G

3FASA N1 c E1 a

Va = Vb = Vc = 0

b Z1G I1 Diagram vektor untuk Gangguan 3 fasa F1

IBAA

C 2. HUBUN SINGKAT 2 FASA Kondisi awal pada titik Gangguan ; A B

V

I

b  

V

c 

I

a 

0 V

b 

a

V

1 

aV

2 

V

c 

aV karena ,

V

 b

a

V

2 

V

,



V

maka a

V

1 

aV

2 

V

0 

aV

1 

a

V

2 

V

(a

2 

maka a)V

, V

1  

(a

2 

a)V

V

........(1 3)

IBAA

DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS RUMUS KOMPONEN SIMETRIS MAKA ARUS HUBUNG SINGKAT DUA FASA DIPEROLEH ;

ARUS HUBUNG SINGKAT 2 FASA ;

I

hs2φ 

Z

3 E

1 

Z

..........

......(21)

IBAA

Diagram satu garis Zg 2 fasa Vektor diagram c Ic VCF Ib b a Diagram urutan N1 I1 N2 E1 Z1g I2 Z2g F1 F2

IBAA

3. HUBUN SINGKAT 1 FASA TANAH

C A B

Kondisi awal pada titik Gangguan ; I b V a   I c 0  0

Menentukan komponen Komponen simetris ; JADI :

I 1  1 3 (I a  aI b  a 2 I c )  1 3 (I a  o)  1 3 I a I 2  1 3 (I a  a 2 I b  aI c )  1 3 (I a  0)  1 3 I a I 0  1 3 (I a

I

1 

I

2  I b  I c )  1 3 (I a 

I

0   0)  1 3 I a

1 3 I

..........

....(25)

IBAA

DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS RUMUS KOMPONEN SIMETRIS MAKA ARUS GANGGUAN SATU FASA KE TANAH DAPAT DIPEROLEH

Arus hubung singkat 1 fasa ke tanah :

I

hs1φ 

Z

1 

3E

Z

2 

Z

........

(30)

IBAA

Diagram satu garis Zg 1 fasa N1 E1 I1 Z1g VbF Vektor diagram c F1 N2 N0 F2 I2 Z2g I0 Z0g F0 Diagram urutan a Ia VcF b

IBAA

SATUAN PERUNIT ( PU ) RANGKAIAN 3 FASA :

VA b  I b  Z b  3 V b  I b VA b 3 V b V b 3 I b  V b 3 VA b 3 V b  V b 2 VA b  KV b 2 MVA b Nilai(pu)  Nilai(sebe narnya) Nilai(Dasa r) Z(pu)  Z seb  MVA b KV b 2

IBAA

ARUS DASAR :

I b  MVA b  1000 3 KV b

IMPEDANSI DASAR :

Z b  KV b 2 MVA b Z pu br  Z pu lm  [ KV b br KV b lm ] 2  [ MVA MVA b br b lm ]

BILA : br = baru lm = lama

KV b br  KV b lm Z pu br  Z pu lm  MVA b br MVA b lm

IBAA

CONTOH ( 1 ) ; 13,8 KV TRAFO DAYA 3 FASA 138 KV 15 MVA XT = 10% = 0,1 PU

X (  ) sisi13,8KV X (  ) sisi138KV  13,8KV 2 15MVA  0,1  1,27Ω  138KV 2 15MVA  0,1  127Ω X (  ) 138KV  X (  ) sisi13,8KV  138KV [ 13,8KV ] 2

Rasio Tegangan Kwadrat IBAA

CONTOH ( 2 ) ; TRAFO DAYA 3 FASA G 138 KV 13,8 KV 20 MVA Xg = 30% 15 MVA XT = 10% = 0,1 PU

Xg (ΩΩ  13,8KV 2 20MVA  0,3  2,86Ω  13,8KV Xg (ΩΩ  2,86  [ 138 13,8 ] 2  286Ω Xg (%)  X seb  MVA b KV b 2  286  20MVA 138KV 2  30% 

Xg



30%



20MVA : 138KV



30%



20MVA;13,8 KV

IBAA

DIKETAHUI SUATU SISTEM SEPERTI GAMBAR BILA MVAb =100 ;KVb = SESUAI DENGAN TEGANGAN NOMINAL NYA .

TENTUKAN ARUS DASAR ( ib) , IMPEDANSI DASAR ( Zb ) , SERTA IMPEDANSI JARINGAN DALAM PERUNIT.

G T1 50MVA 22% 50MVA 10% 70KV Z=15+J40 T2 2,5MVA 10% 20KV Z=6,79+J8,8 MVAb = 100 PADA SISTEM 70 KV :

I b  1000  100 70 3  825A Z b  70 2 100  49Ω

IBAA

PADA SISTEM 20 KV :

I b  1000  100 2887A 20 3 Z b  20 2 100  4Ω

IMPEDANSI DALAM PU :

Xg  j0,22  100 50  j0,44pu X t1 Z AB   j0,10  100 50 15  j40  49  j0,20pu 0,31  j0,82pu X T2 Z CD   j0,10 6,79   100 25 j8,8  j0,20pu  1,7  j2,2pu 4

IBAA

RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN POSITIP ; Xg XT1 ZAB XT1 ZCD 1pu E J0,44 J0,20 0,31+j0,82 J0,20 1,7+j2,2 F1 F2 F3 F4 F5 TENTUKAN BESARNYA ARUS HUBUNG SINGKAT DI F1 , F2 , F3 . F4 , F5 .

IBAA

PROSEDUR KALKULASI ARUS HUBUNG SINGKAT DI SISTEM TEGANGAN TINGGI 1.

GAMBAR SISTEM TERSEBUT DALAM KUTUB TUNGGAL .

BERI DATA DARI SELURUH KOMPONEN YANG ADA : = TEGANGAN SETIAP SEKSI DALAM KV = IMPEDANSI GENERATOR DAN TRAFO DAYA YANG DINYATAKAN DALAM % ( PU ).

= IMPEDANSI DARI SALURAN TRANSMISI – DISTRIBUSI DALAM OHM/KM ATAU TOTAL OHM TENTUKAN :MVAb ; KVb ; Ib TENTUKAN JENIS GANGGUAN ; 3fasa ; 2 fasa ; 1 fasa ke tanah GAMBAR RANGKAIAN IMPEDANSI MENURUT KOMPONEN SIMETRIS : POSITIP ; NEGATIP ; DAN NOL YANG DINYATAKAN DALAM PU .

SEDERHANAKAN RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN : GUNAKAN RUMUS TRANSFORMASI DELTA KE BINTANG DAN BINTANG KE DELTA HITUNG ARUS HUBUNG SINGKAT DALAM PU KEMUDIAN DIUBAH KE DALAM AMPER .

IBAA

RUMUS TRANSFORMASI

      Δ  Υ Z Z Z A B C    Z AB Z AB  Z  BC Z AC  Z CA Z AB Z  AB Z  BC Z BC  Z AC Z AB Z  AC Z  BC Z BC  Z AC Υ  Δ Z AB  Z A Z B Z C  Z B Z C  Z A Z C Z BC  Z A Z B Z A  Z B Z C  Z C Z A Z AC  Z A Z B Z B  Z B Z C  Z C Z A

A A B B ZAB ZA ZB ZAC C ZBC C ZC

IBAA

SISTEM R

X 1GR X 2GR X 0GR

TR G LINE

X 1GH  X 2GH X 0GH X TR

H TS

X

1. RANGKAIAN URUTAN POSITIP ; BUS N1

X TR X 1GH

F1 S

X

1TS

X

2TS

X

0TS

X

1GS

IBAA

RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN POSITIP

I

X 1L

I

X 1R X 1L X 1R   X 1GR X 1GH  X TR  X TS  X 1GS I 1R  X 1R X 1L  X 1L I 1 I 1L  X 1R X 1R  X 1L I 1

I 1

X 1  X X 1L 1L  X 1R X 1R

IBAA

SISTEM R

X 1GR X 2GR X 0GR

TR G LINE

X 1GH  X 2GH X 0GH X TR

H TS

X

1. RANGKAIAN URUTAN NEGATIP ; BUS N2 S

X

1TS

X

2TS

X

0TS

X TR

X 2GH

X

2GS

IBAA

RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN NEGATIP

I

2L X 2L

I

X 2R X 2L X 2R   X 2GR X 2GH  X TR  X TS  X 2GS I 2R  X 2R X  2L X 2L I 2 I 2L  X 2R X  2R X 2L I 2

I 2

X 2  X X 2L 2L X  2R X 2R

IBAA

SISTEM R

X 1GR X 2GR X 0GR

TR G LINE

X 1GH  X 2GH X 0GH X TR

H TS

X

1. RANGKAIAN URUTAN NOL ; BUS N0 S

X

1TS

X

2TS

X

0TS

X

0GS

X TR

X 0GH

OPEN

IBAA

I

0L X 0L

F0 RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN NOL N0

I 0R X 0R X 0L X 0R   X 0GR X TS   X TR X 0GH I 0L  X 0L X  0R X 0R I 0 I 0R  X 0R X  0L X 0L I 0

I 0

X 0 X 0  X X 0L 0L X  0R X 0R

I I

HS1φ 

X

1 

I

HS1φ

(kanan) 3E X

2  

I

X

0 

I

2R HS1φ

(kiri)



I

1L 

I

2L  

I

IBAA

Lembar Latihan

DIKETAHUI SUATU SISTEM SEPERTI GAMBAR

X 1GA  X 2GA  20% X 0GA  10%

50MVA

150KV

40Km 50Km

X 1TA  X 2TA  X 0TA  10 % X 1L X 0L 

 0,4  1,2  /Km  /Km X 1TC  X 2TC  X 0TC  10 %

50MVA

X 1GC  X 2GC  20% X 0GC  10%

TENTUKAN :1. BESARNYA ARUS HUBUNG SINGKAT 3 FASA ; 2 FASA DAN 1 FASA KE TANAH 2. DISTRIBUSI ARUS PADA SAAT GANGGUAN 1 FASA DI C 3. TEGANGAN PADA BUS C .

IBAA

Lembar jawaban Impedansi Generator,Trafo dan Transmisi.

X 1 G A X 1 T A   X 2 G A X 2 T A   j20% X 0 T A   j0,2pu j10%  Xtotal Gen  Trafo j0,1pu X 1 GT A  X 2 GT A  j0,2  j0,1  j0,3pu

Xtotal Generator Trafo di A

X 1 G C  X 2 G C  j20% X 1 T C Xtotal  X 2 T C Gen   X 0 T Trafo C   j0,2pu j10%  j0,1pu X 1 GT B  X 2 GT B  j0,2  j0,1  j0,3pu

Xtotal Generator Trafo di C

X d X 1 AB  150 2 50  X 2 AB   450Ω 40  j0,4  j16Ω X 0 AB   j16 450 40   j0,0355pu j1,2  j48Ω  j48 450  j0,1067pu

X Transmisi A - B

X 1 BC  X 2 BC  50  j0,4  j20Ω X 0 BC   j20 450 50   j0,0444pu j1,2  j60Ω  j60 450  j0.1333pu

IMPEDANSI URUTAN POSITIP/NEGATIP

N 1 E 1  X 1 G A  j0,2 X 1 T A  j0,1 X 1 AB X 1 BC   j0,0355 j0,0444 X 1 G C  j0,2 X 1 T C  j0,1

F 1

X Transmisi B-C Lembar jawaban

Lembar jawaban RANGKAIAN URUTAN NOL

N 0 X 0 ki j0,2007 I X 0 ki  j0,1 0 ki

A X

F I 0 0 X 0 TB  j0,1 X 0 AB  j0,1067

N 0 ka X 0 ka j0,1 X 0 BC  j0,1333 

F 0 X 0 ka j0,1 X 0 ki   [X 0 T A {[j0,1   X 0 AB]//[X 0 TB j0,1067]// j0,1}   X 0 BC j0,1333  j0,2067  j0,2067  j0,1 j0,1  j0,1333  j0,2007pu X 0 ka  j0,1

X 0 tot  X 0 ki//X 0 ka  j0,2007 j0,2007   j0,1 j0,1  j0,0667pu I 0  X 1 tot EΥ  X 2 tot  X 0 tot  j0,0667  1pu j0,0667  j0,1  1pu j0,4019  j2,4882pu  j478,866A

ARUS HUBUNG SINGKAT 1FASA KE TANAH

I hs 1φ  3

0  7 ,  3 4646  2

, 4882  7 , 4646  192 , 4557  1436 , 6048

Lembar jawaban

N 1 E 1  X 1 ki  j0,3799 I 1 ki I 1 ka X 1 ka  j0,3 N 2 X 2 ki  j0,3799 I 2 ki

F 1 I 2 ka I 0  I 1 X 2 ka  j0,3  I 2 X 0 ki  j0,2007 N 0 I 0 ki

F 2 I 0 ka

F 0 X 0 ka  j0,1

Lembar jawaban

I 1 ki  I 2 ki  j0,3 j0,3799  j0,3 I 1  j0,3 j0,6799  2,4882  1,0979pu  1,0979  192,4557  211,2965A I 1 ka  I 2 ka  j0,3799 j0,3799  j0,3 I 1  j0,3799 j0,6799  2,4882  1,3903pu  1,3903  192,4557  267,5718A

Lembar jawaban A

I 0 ki   j0,1 j0,2007  j0,1 I 0 j0,1 j0,3007  2,4882  0,8275pu  0,8275  192,4557  159,2511A I 0 ka  j0,2007 j0,2007  j0,1 I 0  j0,2007 j0,3007  2,4882  1,6607pu  1,6607  192,4557  319,611A

DISTRIBUSI ARUS URUTAN POSITIP / NEGATIP

j0,3 I A  I 1 ki  1,0979pu N 1 j0,3 I C  I 1 ka  1,3909pu j0,0355pu

I A B  I B C  I A  1,0979pu  j0,0444pu F 1

2,4882pu (478,866A) 211,2965A I A  I A B  I B C  1,0979pu  211,2965A I C  1,3909pu  267,5718A

DISTRIBUSI ARUS URUTAN NOL

N 0 j0,1 I A  0,2698pu j0,1 I B  0,5577pu j0,1 I C  1,6607pu j0,1067 j0,1333 I A B I B C  I 0 ki  0,8275pu F 0 2,4882pu 478,866A I A  I A  B  j0,1  j0,1 j0,1  j1067 I 0 ki  j0,1 j0,3067  0,8275pu  j0,2698pu  51,926A I B I B  C  j0,2067 j0,3067  0,8275pu  j0,5577pu  I 0 ki  0,8275pu  159,2511A  107,3310A

Lembar Jawaban

Arus Fasa di A

I I a b   I 2I 1  c  I 0  I 1   2  211,2965 I 0    211,2965 51,926   51,926 474,519A   159,3705A

Arus Fasa di B

I I a b   I 2I 1  c  I 0  I 1   0 I 0  107,3310  0   107,3310A 107,3310  107,3310A

Arus Fasa di C

I I a b   I 2I 1 c   I 0  I 1   2  I 0  267,5718  -267,5718 319,611   319,611 854,7546A  52,04A

Arus Fasa di A-B

I I a b   I 2I 1 c   I 0  I 1   2  211,2965  I 0  -211,2965 51,926   51,926 474,519A  -159,3705A

Arus Fasa di B-C

I I a b   I 2I 1  c  I 0  I 1   2  211,2965  1 59,2511  I 0  -211,2965  1 59,2511 581,8441A  -52,0454A

Lembar Jawaban

Lembar Jawaban Distribusi Arus pada sistem untuk gangguan satu fasa ke tanah di Bus C 474,519A 474,519A 581,8441A 854,7546A -159,3705A -159,3705A -52,04A 52,04A 3Io= 155,778A -159,3705A 3Io 321,993A 3Io -159,3705A 3Io 107,3310A 107,3310A 107,3310A -52,04A 3Io 52,04A 958,8346A 1436,60A 3Io

Lembar Jawaban Tegangan Fasa pada Bus C

V fasa V 1  150KV 3  E  I I .X

1  86,6KV GTC  1,0  1pu  1,3909   j0,58291pu j0,3  1,0  j0,41709 V V V V 2 0 a b     I 2 .X

2 GTC   1,3909  j0,3   j0,41709pu  I 0 V 1  .X

0 GTC V 2  V 0    1,6607  j0,58291  j0,1   j0,16607pu j0,41709  j0,16607  a 2 V 1  aV 2  V 0  1  240 0  0,58291  90 0  1  120 0  0,41709    0pu 90 0  j0,16607  0,58291   30 0  0,41709  30 0   0,58291  j0,291455  0,36121  j0,16670 j0,20854  j0,16607  0,86602  j0,248985  0,9011   16,04 0 pu  78,035   16,04 0 KV V c  aV 1  a 2 V 2  V 0  1  120 0  0,58291  90 0  1  240 0  0,41709   90 0  j016607  0,58291  210 0  0,41709  150 0  j0,16670   0,58291  j0,291455  0,36121  j0,20854  j0,16670   0,86602  j0,248985  0,9011  196,07 0 pu  78,043  196,07 0 KV

V a  0 V b  78,035   16,04 0 KV V c  78,043  196,07 0 KV

IBAA

PENTANAHAN SISTEM Pentanahan sistem atau pentanahan titik netral adalah cara menghubungkan titik netral dari Generator dan Transformator tenaga ke tanah.

Pentanahan sistem ini akan menentukan terhadap pengaruh tegangan dan arus masing masing fasa ke tanah pada saat terjadi gangguan satu fasa ke tanah. Sehingga pola pengamanan untuk maing masing sistem tergantung pada pola pentanahan sistem nya.

IBAA

Ada beberapa pentanahan sistem : 1. Sistem yang tidak ditanahkan ( Floating system) 2. Sistem ditanahkan melalui impedansi ; - Tahanan ; - Tahanan tinggi - Tahanan tinggi - Reaktansi ( kumparan ) - Peterson coil - trafo pentanahan yang dibebani tahanan (trafo distribusi) pada generator.

3. Pentanahan langsung ( solid) IBAA

1. SISTEM YANG TIDAK DITANAHKAN Tegangan sistem pada kondisi normal Dengan kapasitansi yang seimbang a n = e c b Tegangan sistem dengan kapasitansi yang tak seimbang a Tegangan pada saat gangguan satu fasa Ke a = e n e n c b c b

IBAA

Pada saat terjadi gangguan tanah arus yang mengalir hanya arus kapasitip karena adanya kapasitansi jaringan.

Arus ni akan mengalir pada semua feeder baik feeder yang terganggu maupun feeder yang sehat.

b b n a c I Ce n Ce I 3Ce a I be c

IBAA

Kontribusi arus kapasitip pada saat terjadi gangguan Satu fasa ke tanah.

Ce c b a Ce

IBAA

Rn 2.

Sistem ditanahkan melalui tahanan tinggi Tegangan fasa ke tamah untuk sistem ditanahkan melalui Tahanan tinggi mendekati sistem yang tidak ditanahkan.

Untuk arus gangguan tanahnya terdiri dari dua komponen Yatu komponen kapasitip dan resistip yang mengalir melalui Tahanan pentanahan.

b n

I

R a

I

R c Ce I 3Ce b n I Ce I be a c

IBAA

Distribusi arus kapasitip dan resistip untuk pentanahan Tahanan tinggi.

Ce c b a Ce

IBAA

Sistem ditanahkan melalui tahanan rendah

Pada sistem yang ditanahkan melalui tahanan rendah, kemencengan tegangan pada saat terjadi gangguan ketanah relatip kecil dibanding dengan sistem yang ditanahkan dengan tahanan tinggi.

Arus resistip relatip besar dibandingkan arus kapaitip.

terutama untuk kabel tanah.

I 3Ce 4.

Sistem ditanahkan langsung

Untuk sistem ini arus gangguan satu fasa ketanah relatip besar sehingga pengaruh arus kapasitip dapat diabaikan.

Demikian juga tegangan pada fasa ynag sehat relatip tetap sama dengan tegangan fasa ke fasa dibagi 3

IBAA