Post on 30-Jul-2015
PEMASANGAN IS-LIMITER DENGAN ANALISIS SHORT CIRCUIT PADA SWITCHGEAR 11 KV PABRIK-2
WIMBO HARYO ANINDITONTR: 1351067
ContentsLATAR BELAKANG & TUJUAN
DASAR TEORI
PERHITUNGAN & ANALISIS
KESIMPULAN & SARAN
Latar Belakang Masalah
Total arus short circuit 3 phase GE stand alone?
Pengaruh penambahan pembangkit di sistem
integrasi?
Prinsip kerja Is-Limiter?
Menghitung besar arus short circuit 3 phase pada
SWGR 11kV Pabrik-2
Menganalisis pengaruh penambahan pembangkit
pada sistem integrasi terhadap gangguan 3 phase
Mempelajari prinsip kerja Is-Limiter
Tujuan laporan
Short circuit 3 phase (Symetrical fault)
A. Sebelum gangguan
B. Setelah gangguan
• Isc max saat ½ cycle pertama
Z1 Z2
+
Isc
A
B
Zth Isc
VAB
A
B
𝑰𝒔𝒄=𝑽𝒂𝒃𝒁 𝑻𝒉
Z1 Isc
A
B
Vopen circuit
Z2
- -+
Metode thevenin
Metode perhitungan per-unit (p.u)
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 (𝑝 .𝑢)=𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑠𝑒𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟𝑛𝑦𝑎𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖𝑏𝑎𝑠𝑖𝑠
G 40 MVA11 kV
20 MVAZ = 2 p.u
11/6.6 kV
x
Mengubah rangkaian dalam satuan (p.u) dan kesatuan nilai basis
Contoh:
- Basis MVA = 40 MVA = 1 p.u
- MVA trafo =
-
= 4 p.u
One line diagram Pabrik-2
M
G
MCC 3 MCC 4 MCC 5 MCC 6 MCC 7 MCC 8 MCC 9 MCC 10 MCC 11 101-JAM
Kapasitas = 38 MVA11 kV, 2000 A, 26 kA-Is
2010-U
K2-TR-0133/11 kV
Is-Limiter
SistemIntegrasi
Data GE 2010-U
Parameter NilaiKapasitas 38 MVA
Teg 11 kVArus 2382 A
f 50 Hzpf 0.8
RPM 3000Ra 0.007 p.uXd 2.463 p.uX'd 0.249 p.uX"d 0.161 p.u
Zge = 0,007 + j 0,161 p.u
No. ItemRating
leght (km) R(Ω/km) X(Ω/km) R (p.u) X (p.u)
1 Cable-3 0,175 0,324 0,132 0,01781 0,00725
2 Cable-4 0,175 0,324 0,132 0,01781 0,00725
3 Cable-5 0,18 0,324 0,132 0,01832 0,00746
4 Cable-6 0,575 0,324 0,132 0,05851 0,02384
5 Cable-7 0,155 0,324 0,132 0,01577 0,00643
6 Cable-8 0,155 0,236 0,127 0,01149 0,00618
7 Cable-9 0,16 0,236 0,127 0,01186 0,00638
8 Cable-10 0,29 0,324 0,132 0,02951 0,01202
9 Cable-11 0,3 0,236 0,127 0,02223 0,01197
10 Cable-12 0,35 0,157 0,121 0,01726 0,01330
Data Cable
Data Trafo
No. ItemRating
MVA Z (%) X/R R (p.u) X (p.u)1 TR-3 1.5 5,75 5,04 0,28349 1,428812 TR-4 1.5 5,75 5,04 0,28349 1,428813 TR-5 1.5 5 3,52 0,346151 1,2184514 TR-6 1 5,75 4,6 0,46416 2,135135 TR-7 0.75 5,75 4,3 0,65991 2,837616 TR-8 5 5 7 0,05374 0,376187 TR-9 5 5 7 0,05374 0,376188 TR-10 1.5 5,75 7 0,41201 2,884059 TR-11 5 5 7 0,05374 0,37618
Data Load
No. ItemRating
MW MVAR MVA Z (%) X/R R (p.u) X (p.u)
1 MCC-3 0,58 0,435 0,725 0,25 2,3810 5,07408 12,0811
2 MCC-4 0,74 0,555 0,925 0,25 2,3810 3,97698 9,46901
3 SWGR-5 0,64 0,48 0,800 0,167 6,6667 1,17671 7,84474
4 MCC-6 0,091 0,068 0,114 0,25 2,3810 32,3829 77,1023
5 MCC-7 0,144 0,108 0,180 0,25 2,3810 20,4373 48,6602
6 SWGR-8 1,55 1,17 1,942 0,167 6,6667 0,48474 3,2316
7 SWGR-9 1,644 1,233 2,055 0,167 6,6667 0,45809 3,05391
8 MCC-10 0,875 0,656 1,094 0,25 2,3810 3,36385 8,00917
9 SWGR-11 1,218 0,914 1,523 0,167 6,6667 0,61818 4,12122
10 101-JAM 5 2,422 5,556 0,179 10,0000 0,12182 1,21825
Zge Zl-3 Zl-7Zl-4 Zl-5 Zl-8Zl-6 Zl-10Zl-11
Zl-9Zl-12
Eg MCC-3 MCC-4 MCC-5 MCC-6 MCC-7 MCC-8 MCC-9 MCC-10 MCC-11 101-JAM
Rangkaian ekivalen dalam kesatuan nilai basis
Zl merupakan penjumlahan impedans seri dari:
Zl = Zcable + Ztrafo + Zload
Rangkaian ekivalen SWGR K-2 tanpa Integrasi
No Impedans R (p.u) jX (p.u)1 Zge 0,007 0,1612 Zl-3 5,37538 13,51723 Zl-4 4,27828 10,90514 Zl-5 1,541177 9,076625 Zl-6 32,9056 79,25086 Zl-7 21,113 51,51127 Zl-8 0,54997 3,617698 Zl-9 0,52369 3,439519 Zl-10 3,80537 10,9067
10 Zl-11 0,69416 4,5068111 Zl-12 0,13908 1,22421
Zge Zload
Ege Eload
Short circuit0,007 + j 0,161 p.u 0,07263 + j 49863 p.u
𝑰𝒃𝒂𝒔𝒆=𝑺𝒃𝒂𝒔𝒆
√𝟑𝑽 𝒃𝒂𝒔𝒆
=(𝑴𝑽𝑨¿¿𝒃𝒂𝒔𝒆)𝟏𝟎𝟎𝟎
√𝟑𝒌𝑽 𝒍𝒍
=𝟏𝟗𝟗𝟒 ,𝟒𝟖𝑨¿
𝑬𝒈𝒆=𝑬𝒍𝒐𝒂𝒅=𝑽 𝒇𝒂𝒖𝒍𝒕=𝟏𝒑 .𝒖
Perhitungan short circuit generator GE stand alone
Zge Zload
Ege EloadShort circuit
0,007 + j 0,161 p.u 0,07263 + j 0,49863 p.u
• Zload nilai dari impedans paralel Zl-3 s/d Zl-12
• Perhitungan short circuit:
= 8,19 x 1994,48
Perhitungan short circuit generator GE stand alone
Simulasi short circuit menggunakan ETAP 7
TR-233/11 kV
SistemIntegrasi 33 kV
18,37 kA
MVA = 35 MVA
= 33 kV
= 11 kV
Z = 10%
FLA =
Isc = = 18,37 kA
Maksimum limit short circuit pada sekunder trafo K2-TR-01
Is-Limiter
G
Pabrik-2 Load
TR-233/11 kV
SistemIntegrasi 33 kV
Is-Limiter
(26 kA-Is)
2010-U
12,39 kA
4,27 kA
13,41 kA
Main Switchgear K-2
Rating Isc: 26 kA
Total Isc: 30,05 kA
Note: kondisi penambahan unit STG-1 dan STG-2 pada sistem integrasi
Desain Is-Limiter
reference: ABB
Operasi CB
Is
t
To T1 T2 T3
T4
Periode kerja:
o To = Fault respon (10-20 ms)
o T1 = Relay proteksi (30-40 ms)
o T2 = Circuit Breaker (40-80 ms)
o T3 = Arching (80-90 ms)
o T4 = Is-Limiter (5-10 ms)
Operasi Is-Limiter
To T1T2T3 T4t
Is
Ia
Ib
IcPeriode kerja Is-Limiter:
To: deteksi Is
T1: respon kontrol elktronik (15µs)
T2: explosive chemical charge (85µs)
T3: fuse current limiting (500µs)
T4: arc limiting
Prinsip kerja Is-Limiter
= Isc total pada switchgear 11 kV (tanpa Is-Limiter)
= Isc total dari generator dan beban
= Isc dari trafo integrasi (melewati Is-Limiter)
= + (dengan Is-Limiter)
Isc
t
30,05 kA
16,66 kA
Kesimpulan
Total Isc 16,66 kA tanpa sistem integrasi
Isc dari sistem integrasi bernilai 13,41 kA sehingga
total Isc menjadi 30,05 kA
Is-limiter bekerja cepat pada ½ cylce pertama pada
Isc ( 5 – 10 ms)
Is-limiter membatasi Isc dari sistem integrasi
sehingga rating Is switchgear > 26 kA
Spesifikasi Is-limiter :
kV rated : 11 kV
I rated : 2000 A
Setting trigger pulse : < 9,34 kA
Maintenance dan pengecekan IR busbar dan faktor
humidity
Saran
HASIL STUDI SHORT CIRCUITSWGR Voltage
(Kv) kA-sym (max) Eksisting kA-1s, sym
kA-sym (1,5-4 cycle)
Eksisting Interrupting Duty CB kA-1s, sym
P-1501-1 6,6 27,98 21,5 26,31 24P-1501-2 6,6 27,98 21,5 26,31 24P-1501-3 6,6 24,63 21,5 23,52 24P-1501-4 6,6 24,63 31,5 23,52 24Pabrik-2 11 30,05 26 28,37 26,3Pabrik-3 11 34,82 40 33,24 36Pabrik-4 11 27,78 40 25,97 36
Hasil studi short circuit
Note: SWGR K-1 A dan K-1 B sudah tidak mampu menahan besar arus short circuit dan perlu diberi pembatas Isc pada sisi incoming breaker integrasi
TERIMA KASIH