IBAA
109
IBAA
description
DASAR SISTEM PROTEKSI. IBAA. 01. FILOSOFI SISTEM PROTEKSI. IBAA. GANGGUAN SISTEM DAPAT DISEBABKAN OLEH ;. KARENA KESALAHAN MANUSIA DARI DALAM / SISTEM ATAU DARI ALAT ITU SENDIRI DARI LUAR ALAM BINATANG. IBAA. JENIS GANGGUAN. BEBAN LEBIH - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of IBAA
IBAA
IBAA
• KARENA KESALAHAN MANUSIA• DARI DALAM / SISTEM ATAU DARI
ALAT ITU SENDIRI• DARI LUAR ALAM BINATANG
GANGGUAN SISTEMDAPAT DISEBABKAN OLEH ;
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
IBAA
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
USAHA USAHA UNTUK MENGATASI GANGGUAN
CARA MENGATASI GANGGUAN
IBAA
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 .
TUJUAN PROTEKSI
IBAA
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 .
FUNGSI PROTEKSI
IBAA
PERANGKAT PROTEKSI
+
--
RELAI PROTEKSI
PMT
CT
PT
TIPPINGCOIL
BATERE
IBAA
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 .
PERANGKAT PROTEKSI
IBAA
1. SELEKTIVITAS
2. KEANDALAN [ RELIABLE ]
3. KECPATAN
4. SENSITIVITAS
5. EKONOMIS
PERSYARATAN PROTEKSI
IBAA
PENGAMAN HARUS DAPAT MEMISAHKAN BAGIANSISTEM YANG TERGANGGU SEKECIL MUNGKIN ,YAITU SEKSI YANG TERGANGGU SAJA YANG MENJADI KAWASAN PENGAMANANNYA .PENGAMAN YANG DEMIKIAN DISEBUT PENGAMANYANG “ SELEKTIF “ .
JADI RELAI HARUS DAPAT MEMBEDAKAN APAKAH GANGGUAN TERLETAK DI DAERAH PENGAMANANNYA[ DIMANA RELAI HARUS BEKERJA DENGAN CEPAT ].ATAU DI SEKSI BERIKUTNYA [ DIMANA RELAI KERJADNGAN TUNDA WAKTU ATAU TIDAK KERJA SAMA SEKALI ] .
SELEKTIVITAS
IBAA
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 .
KEANDALAN [ RELIABILITY ]
IBAA
1. UNTUK MEMPERKECIL KERUGIAN / KERUSAKAN AKIBAT GANGGUAN MAKA RELAI HARUS BEKERJA SECEPAT MUNGKIN UNTUK MEMISAHKAN BAGIAN SISTEM YANG LAIN .
2. UNTUK MENDAPATKAN SELEKTIVITAS MUNGKIN SAJA SUATU PENGAMAN DIBERI TUNDA WAKTU [ TIME DELAY ], NAMUN WAKTU TUNDA HARUS SECEPAT MUNGKIN .
KECEPATAN
IBAA
PADA PRINSIPNYA RELAI HARUS PEKA , SEHINGGA DAPAT MENDETEKSI GANGGUAN WALAUPUN DALAM KONDISI YANG MEMBERIKAN RANGSANGAN YANG MINIMUM
KEPEKAAN [SENSITIVITY ]
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 PENGAMANANGENERATOR
DAERAH PENGAMANANGENERATOR -TRAFO
DAERAH PENGAMANANBUSBAR
DAERAH PENGAMANANBUSBAR
DAERAH PENGAMANANTRANSMISI
DAERAH PENGAMANANBUSBAR TM
DAERAH PENGAMANANTRAFO TENAGA
DAERAH PENGAMANANJARINGAN TM
KAWASAN PENGAMANAN DARI PENGAMAN ISTEM TENAGA LISTRIK
IBAA
1. PEMBAGIAN ATAS DAERAH – DAERAH PENGAMANAN [ ZONA PENGAMANAN ].
2. KOORDINASI DENGAN PERTINGKATAN WAKTU [ TIME GRADING ] .
SELEKTIVITAS DAPAT DIPEROLEH DENGAN ;
IBAA
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 .
PENGAMAN UTAMA DAN CADANGAN[ MAIN AND BACK UP PROTECTION ]
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 DAPATMEMPERKECIL KERUGIAN ATAU KERUSAKAN AKIBAT GANGGUAN DAN
MEMAKSIMUMKAN KEANDALAN SUPLAI TENAGALISTRIK KEPADA KONSUMEN .
PROTEKSI ADALAH ASURANSI DARI SISTEM TENAGA LISTRIK
IBAA
IBAA
KLASIFIKASI RELAI PROTEKSI
1.Berdasarkan Besaran Input2.Berdasarkan Karakteristik Waktu kerja3.Berdasarkan Jenis kontak4.Berdasarkan Prinsip Kerja5.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 balik5. 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
1.Relai Proteksi2.Relai Monitor3.Relai programming ; - Reclosing relay - synchro check relay4. Relai pengaturan [ regulating relay ]5.Relai bantu - sealing unit - lock out relay - closing relay dan - tripping relay
BERDASARKAN FUNGSI
IBAA
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 - termometer3. Tipe gas : - relai buccholz / Jansen4. Tipe Tekanan [ pressure relay ]5. Tipe Statik [ Elektronik]
BERDASARKAN PRINSIP KERJA
IBAA
BILA KUMPARAN DIBERI ARUS MELEBIHI NILAIPICK UPNYA, MAKA PLUNGER AKAN BERGERAK KEATASDAN TERJADI PENUTUPANKONTAK.
GAYA YANG YANG DITIMBULAKNSEBANDING DENGAN KWADRATARUS PADA KUMPARAN .
RELAI INI MEMPUNYAI WAKTUKERJA YANG CEPAT , SEHINGGA BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAIRELAI INSTANTANEOUS .
KUMPARAN
KONTAKGERAK
KONTAKDIAM
PLUNGER
1. TIPE PLUNGER
IBAA
2. TIPE HINGED ARMATURE
BILA KUMPARAN DIBERI ARUS,MAKA LENGAN AKAN TERTARIKSEHINGGA UJUNG LENGAN YANGLAIN AKAN MENGGERAKAN KONTAK .
GAYA ELEKTROMAGNITIK JUGASEBANDING DENGAN KWADRAT ARUS KUMPARAN .
TIPE INI BANYAK DIGUNAKANSEBAGAI RELAI BANTU, KARENADAPAT MEMPUNYAI KONTAKYANG BANYAK DAN KONTAKNYAMEMPUNYAI KAPASITAS PEMUTUSAN ARUS YANG LEBIHBESAR .
KONTAK GERAK
KONTAK DIAM
LENGANARMATUREKUMPARAN
IBAA
3, TIPE TUAS SEIMBANG [ BALANCE BEAM ]
I1
I2 I1
I2
TORSIPOSITIP
TORSINEGATIP
PEGAS
KONTAK
TIPE INI TERDIRI DARI DUAKUMPARAN YAITU KUMPARANKERJA DAN PENAHAN.DALAM KEADAAN SEIMBANGDIMANA GAYA PEGAS DIABAIKANMAKA I1 / I2 = K [ KONSTANTE ]
BILA I1 / I2 LEBIH BESAR DARI KMAKA RELAI AKAN MENUTUPKONTAKBILA I1 / I2 LEBIH KECIL DARI KMAKA RELAI AKAN BUKA KONTAK
TIPE INI BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI DIFERENSIALDAN RELAI JARAK .
IBAA
TIPE INI TERDIRI DARI DUAKUMPARAN YAITU KUMPARANKERJA DAN PENAHAN.DALAM KEADAAN SEIMBANGDIMANA GAYA PEGAS DIABAIKANMAKA I1 / I2 = K [ KONSTANTE ]
BILA I1 / I2 LEBIH BESAR DARI KMAKA RELAI AKAN MENUTUPKONTAKBILA I1 / I2 LEBIH KECIL DARI KMAKA RELAI AKAN BUKA KONTAK
TIPE INI BANYAK DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI DIFERENSIALDAN RELAI JARAK .
1 2
KUMPARAN
SHADINGRING
PIRINGAN
MAGNITTETAP
KONTAK
4. SHADED POLE INDUCTION DISK
IBAA
5. TIPE WATTMETRIK [ KWH ]
INTERAKSI ANTARA FLUK U DAN TERHADAPFLUK YANG DIPEROLEHDARI ARUS PUSAR YANGDIINDUKSIKAN PADAPIRINGAN AKAN MENGERAKANPIRINGAN UNTUK BERPUTAR
PUTARAN INI AKAN MENUTUPKONTAK
UMUMNYA KARAKTERISTI KTUNDA WAKTUNYA ADALAHINVERSE
2L
U
S
2L
U
SI
I
PIRINGAN
KUMPARAN LAGGING
KUMPARAN UTAMA
IBAA
PRINSIPNYA SAMA SEPERTIMOTOR INDUKSI.TERDAPAT ROTOR ALUMINIUMBERBENTUK SILIDER YANGDI TENGAHNYA INTI MAGNITIKSEHINGGA SILIDER TERSEBUTDAPAT BERPUTAR
PADA SILINDER DIPASANGKONTAK GERAK DAN DAPATMENUTUP KONTAK KE KIRIATAU KE KANAN .
6. INDUCTION CUP
IBAA
UNIT – UNIT DASAR DARI RELAI STATIK :
1. SIRKUIT INPUT [ BIASANYA INTERMEDIATE CT ]2. RECTIFIER / PENYEARAH3. LEVEL DETECTOR4. TIMER / INTEGRATOR5. POLARITY DETECTOR6. COMPARATOR
RELAI STATIK / ELEKTRONIK
IBAA
OUTPUT TERGANTUNGDARI TEGANGAN INSTANTYANG TERTINGGI
UOTPUT TERGANTUNG DARIARUS INSTATANEOUS YANGTERTINGGI
+
--
+
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Vout Vout
1. SIRKUIT INPUT [ INTERMEDIATE CT DAN RECTIFIER ]
LEVEL DETECTOR DC DIGUNAKANUNTUK MENDETEKSI BILA LEVELTEGANGAN DC PADA INPUT MELEBIHI SET LEVELNYA .
BILA LEVEL INI DILAMPAUIMAKA OUTPUT DARI LEVELDETECTOR BERUBAH DARIKONDISI MATI ,ENJADI HIDUPDAN OUTPUT AKAN MENGERAKAN RELAI OUTPUT .
IBAA
+V in
V ref V out
Vs
Vs
V
t
V out
V in
2. LEVEL DETECTOR
IBAA
SIRKUIT INTEGRATOR BANYAKDIGUNAKAN DALAM RELAISTATIK INPUT ARUS E1/R1 DALAM FEED BACK LOOP KAPASITIFLEWAT CINVERTING TERMINAL INPUTADALAH PADA COMMONEARTH POTENSIAL ,JADITEGANGAN PADA C MENJADISAMA DAN BERLAWANAN DENGAN Eo
Eo SEBANDING DENGAN INTEGRAL DARI E1
SIRKUIT INI DAPAT DIGUNAKAN SEBAGAI RELAI WAKTUDIMANA KECEPATAN PERUBAHAN DARI OUTPUTSEBANDING DENGAN BESARNYA SIGNAL INPUT .
+
-
E1Eo
C
R1
I1
3. INTEGRATOR / TIMING CIRCUIT
IBAA
INPUT SIGNAL ADALAHGELOMBANG SINUS YANG MANA DIUBAHKE BENTUK GELOMBANGKOTAK OLEH GAINAMPLIFIER OUTPUT SIGNAL PADA DASARNYA ADALAH DIGITAL YANG HANYAMEMPUNYAI DUA KEADAAN [ HIGH DAN LOW ] .
+
+Vs
-Vs
0
Vout
Vin
4. POLARITY DETECTOR
IBAA
UNTUK RELAI YANG MEMPUNYAI INPUTLEBIH DARI SATU MAKA DIGUNAKAN KOMPARATORMISAL RELAI DAYA / DIRECTIONAL ; RELAI JARAK
TIPE KOMPARATOR :
1. KOMPARATOR AMPLITUDO 2. KOMPARATOR FASA
5. KOMPARATOR
IBAA
MENGUKUR BEDA FASA ANTARADUA INPUT GELOMBANG SINUS A DAN B KEDUA GELOMBANG INI DIUBAH KE BENTUK KOTAK KEDUA GELOMBANG KOTAKMEMPUNYAI SISI-SISI SESUAIDENGAN GELOMBANG SINUSNYADAN DIBANDINGKAN DENGAN GERBANGEXCLUSIVE OR . GERBANG LOGIK INIMEMPUNYAI SIFAT HANYA AKAN MEMBERI OUTPUT BILA SALAH SATU ADASIGNAL TETAPI TIDAK KEDUA –DUANYADAN BEKERJA SEBAGAI POLARITYCOINCIDENCE DETECTOR .
=1
COINCIDENCEDETECTOR
EXCLUSIVE ORPOLARITYDETECTOR
Y
X
A
B
OUTPUT
1
0
0
1
X
Y
OUTPUT
KOMPARATOR FASA
IBAA
POLARITYDETECTOR
COINCIDENCEDETECTOR
INTEGRATOR
LEVELDETECTOR
INPUTTRIP
IBAA
KONDISIKERJA
KONDISIRESTRAINT
OUTPUTCOINCIDENEDETECTOR
OPERATERESET
OUTPUTINTEGRATOR
IBAA
IBAA
- Gangguan simetris ( gangguan 3 fasa )- Gangguan tak simetris fasa – fasa fasa – fasa ke tanah fasa ke tanah
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
Bila terjadi gangguan tak simetris akan menimbulkanKetidak 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
0a 0VE
0b 240VE
0c 120VE
A
BC
Z Z
Z
IIa
0b 240II
0c 120II
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
0120
0120
Va1
Vb1Vc1
Va2
Vc2Vb2
Va0Vb0
Vc0
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 )
KOMPONEN URUTAN NEGATIP ( INDEK 2 )
TERDIRI DARI 3 PASOR YANG SAMA DAN BERBEDA FASA 120 ( URUTANNYA BERLAWANAN DENGAN VEKTOR ASLINYA )
KOMPONEN URUTAN NOL ( INDEK 0 )
TERDIRI DARI 3 PASOR YANG SAMA DAN SEFASA .
IBAA
OPERATOR “ a “
Suatu operator yang berfungsi untuk memutar vektor denganSudut 120 dan berlawanan arah dengan arah jarum jam ,
01201a01201a
02 2401a
0120
024003 3601a
01
360sin360cos3601
866,05,0
240sin240cos2401
866,05,0
120sin120cos1201
0003
0002
000
j
ja
j
ja
j
ja
01 2 aa
IBAA
HUBUNGAN KOMPONEN SIMETRIS DENGAN BESARAN FASA
0b0a0
a22
c2
a2b2
a2a2
a1c1
a12
b1
a1a1
VVV
VaV
aVV
VV
aVV
VaV
VV
c
c0c2c1c
b0b2b1b
a0a2a1a
VVVV
VVVV
VVVV
a0a22
a1c
a0a2a12
b
a0a2a1a
VVaaVV
VaVVaV
VVVV
IBAA
SYNTHESIS
a0a22
a1c
a0a2a12
b
a0a2a1a
VVaaVV
VaVVaV
VVVV
TEGANGAN
a0a22
a1c
a0a2a12
b
a0a2a1a
IIaaII
IaIIaI
IIII
ARUS
IBAA
.
0120
0120
Va1
Vb1Vc1
Va2
Vc2Vb2
Va0Vb0
Vc0
Va
Vb
Vc
Bila komponen simetrisnya diketahuiDapat digambarkan vektor aslinya.
IBAA
BESARNYA KOMPONEN URUTAN NOL
a0cba
a0a22
a12
cba
a0a22
a1c
a0a2a12
b
a0a2a1a
3VVVV
3V]Vaa[1a]Va[1VVV
VVaaVV
VaVVaV
VVVV
)........(4].........VV[V3
1V cbaa0
0aa1
0aa12
2
IBAA
BESARNYA KOMPONEN URUTAN Negatip
a0a22
a1c
a0a2a12
b
a0a2a1a
VVaaVV
VaVVaV
VVVV
a
a
....
....
1....2
a0a23
a12
c
a02
a23
a14
b2
a0a2a1a
aVVaVaaV
VaVaVaVa
VVVV
03V0
a]Va[1]Vaa[1]Vaa[1aVVaV
a2
a02
a233
a124
cb2
a
}{3
1 22 cbaa aVVaVV
IBAA
BESARNYA KOMPONEN URUTAN POSITIP
DENGAN CARA YANG SAMA DAN DENGAN MENGALIKANPERS ( 2 ) DENGAN BESARAN
2......
......
1......
a
a
MAKA DIPEROLEH BESARNYA KOMPONEN URUTAN POSITIP
}{3
1 21 cbaa VaaVVV
IBAA
ANALYSIS
}aIIa{I3
1I
}IaaI{I3
1I
}II{I3
1I
}aVVa{V3
1V
}VaaV{V3
1V
}VV{V3
1V
cb2
aa2
c2
baa1
cbaa0
cb2
aa2
c2
baa1
cbaa0
TEGANGAN
ARUS
IBAA
IMPEDANSI URUTAN
PENGERTIAN IMPEDANSI URUTAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIKBERBEDA DENGAN PENGERTIAN KOMPONEN URUTAN PADA ARUSDAN 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 NOLDARI GENERATOR :
PERSAMAAN DARI KETIGA URUTAN KOMPONEN SIMETRIS
0a0a0a0
2a2a2a2
1a1a1a1
ZIEV
ZIEV
ZIEV
1N 2N 0N
1I 2I 0I
1aE 2aE 0aE
1aV 2aV 0aV
. . . . . ( 1 )
IBAA
aa1
a0a2
EE
0EE
0a0a0
2a2a2
1a1a1a1
ZI0V
ZI0V
ZIEV
TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN GENERATOR SEIMBANGSEHINGGA
MAKA PERSAMAAN ( 1 ) MENJADI
. . . . . ( 2 )
IBAA
A
C
0a0
cban
3I3I
IIII
. . . . . ( 3 )
TEGANGAN URUTAN NOL
)3Z(ZIE
ZIZ3IE
ZIEZIV
ng0a0a0
g0a0na0a0
g0a0a0nna0
0gZ0gZ
0gZ
B
0gZ
0aE
0bE0cE
0aI
0bI
0cI03 a
n
I
I nZ
.. . . . ( 4 )
IBAA
g0Z
a0E
0aI
nZ
SEHINGGA RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN NOL DAPAT DIGAMBARKAN SBB;
g0Z
a0E
a0I
a0I
Tidak mengalir
Titik netral tidak ditanahkan
IBAA
IMPEDANSI TRAFO DAYA 2 KUMPARAN
SAMBUNGAN URUTAN NOL URTAN POSITIP&NEGATIP
L H
L HL H
ZL ZH
ZL ZH
3ZnH
ZL ZH
ZL ZH
ZL ZH
ZL ZH3ZnH3ZnL
ZL ZH
ZL ZH
H
H
H
H
H
H
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
H
H
H
H
H
H
H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZL ZHL H
ZnL ZnH
ZnH
IBAA
PENGHANTAR
RANGKAIAN
RANGKAIAN T
1Z2Z 0Z
2
XC1
2
XC1
2
XC2
2
XC0
2
XC2
2
XC0
2
Z1
2
Z1
2
Z2
2
Z0
2
Z2
2
Z0
1XC2XC 0XC
URUTAN POSITIP URUTAN NEGATIP URUTAN NOL
URUTAN POSITIP URUTAN NEGATIP URUTAN NOL
IBAA
A
BC
PERSAMAAN HUBUNG SINGKAT PADA GENERATOR ( Generator diandaikan dalam keadaan tanpa beban )
1. HUBUN SINGKAT 3 FASA
Kondisi awal pada titik Gangguan ; 0VVV cba . . . (5)
)VV(V3
1V
)aVVa(V3
1V
)VaaV(V3
1V
cba0
cb2
a2
c2
ba1
(6)
IBAA
DENGAN MEMASUKAN PERS. (5) KE (6) :
1
11111
1111
Z
EI0ZIE
0ZIEV
0I0Z
0ZI
0ZIV
2Z
22
222
ARUS PADA FASA a :
1
1
1021a
Z
E
00IIIII
0I0Z
0ZIV
00
000
1
1c
1
12b
1
1a
Z
EaI
Z
EaI
Z
EI
JADI ; , , , , , , , (7)
. . . . . . . (8)
. . . . . . . (9)
IBAA
JADI ARUS HUBUNG SINGKAT 3 FASA :
1
1HS3φ Z
EI
3FASA
E1
I1
N1
F1
Z1G
Z1GE1
a
bc
Ia
Ib
Ic
Va = Vb = Vc = 0
. . . . . . (10)
Diagram satu garis dan rangkaian urutannya D
Diagram vektor untukGangguan 3 fasa
IBAA
A
BC
2. HUBUN SINGKAT 2 FASA
Kondisi awal pada titik Gangguan ;
0I
II
VV
a
cb
cb
3)........(1VV,maka
a)V(aa)V(a
VVaaV
VaVVa
maka,VV,karena
VVaaVV
VaVVaV
21
22
12
022
1
0212
cb
022
1c
021a
b
IBAA
DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS RUMUS KOMPONEN SIMETRIS MAKA ARUS HUBUNG SINGKAT DUA FASA DIPEROLEH ;
ARUS HUBUNG SINGKAT 2 FASA ;
......(21)..........ZZ
E3I
21
1hs2φ
IBAA
2 fasa
Zg
E1
Z1g Z2g
I1 I2
N1 N2
F2F1
VCF
Ic
Ib
a
b
c
Vektor diagram
Diagram satu garis
Diagram urutan
IBAA
A
BC
3. HUBUN SINGKAT 1 FASA TANAH
Kondisi awal pada titik Gangguan ;
0V
0II
a
cb
Menentukan komponenKomponen simetris ;
aacba0
aacb2
a2
aac2
ba1
I3
10)(I
3
1)II(I
3
1I
I3
10)(I
3
1)aIIa(I
3
1I
I3
1o)(I
3
1)IaaI(I
3
1I
....(25)....................I3
1III a021 JADI :
IBAA
DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS RUMUS KOMPONENSIMETRIS MAKA ARUS GANGGUAN SATU FASA KETANAH DAPAT DIPEROLEH
Arus hubung singkat 1 fasa ke tanah :
(30) ........ZZZ
3EI
321
1hs1φ
IBAA
1 fasa
Zg
E1
Z1g Z2g
I1 I2
N1 N2
F2F1
a
b
c
Vektor diagram
Diagram satu garis
Diagram urutan
Z0g
I0
N0
F0
Ia
VbF
VcF
IBAA
SATUAN PERUNIT ( PU )
RANGKAIAN 3 FASA :
b
2b
b
2b
b
b
b
b
bb
b
bb
bbb
MVA
KV
VA
V
V3VA3
V
I3
VZ
V3
VAI
IV3VA
2b
bseb
KV
MVAZZ(pu)
r)Nilai(Dasa
narnya)Nilai(sebeNilai(pu)
IBAA
]lmMVA
brMVA[]
lmKV
brKV[lmZbrZ
MVA
KVZ
KV3
1000MVAI
b
b2
b
bpupu
b
2b
b
b
bb
ARUS DASAR :
IMPEDANSI DASAR :
br = baru lm = lama
BILA :
lmMVA
brMVAlmZbrZ
lmKVbrKV
b
bpupu
bb
IBAA
CONTOH ( 1 ) ; TRAFO DAYA 3 FASA
15 MVAXT = 10% = 0,1 PU
13,8 KV 138 KV
2)()(
2
)(
2
)(
]13,8KV
138KV[sisi13,8KVX138KVX
127Ω0,115MVA
138KVsisi138KVX
1,27Ω0,115MVA
13,8KVsisi13,8KVX
Rasio Tegangan Kwadrat
IBAA
CONTOH ( 2 ) ; TRAFO DAYA 3 FASA
15 MVAXT = 10% = 0,1 PU
13,8 KV
138 KV
20 MVAXg = 30%
30%138KV
20MVA286
KV
MVAXXg
286Ω]13,8
138[2,86Xg
13,8KV2,86Ω0,320MVA
13,8KVXg
22b
bseb(%)
2(ΩΩ
2
(ΩΩ
KV20MVA;13,830%
138KV:20MVA30%Xg
G
IBAA
50MVA22%
50MVA10%
G T1
70KV
Z=15+J40
T2
2,5MVA10%
20KV
Z=6,79+J8,8
DIKETAHUI SUATU SISTEM SEPERTI GAMBARBILA MVAb =100 ;KVb = SESUAI DENGAN TEGANGAN NOMINAL NYA .TENTUKAN ARUS DASAR ( ib) , IMPEDANSI DASAR ( Zb ) , SERTAIMPEDANSI JARINGAN DALAM PERUNIT.
MVAb = 100
PADA SISTEM 70 KV :
49Ω100
70Z
825A370
1001000I
2
b
b
IBAA
PADA SISTEM 20 KV :
4Ω100
20Z
2887A320
1001000I
2
b
b
IMPEDANSI DALAM PU :
j0,20pu25
100j0,10X
j0,82pu0,3149
j4015Z
j0,20pu50
100j0,10X
j0,44pu50
100j0,22Xg
T2
AB
t1
j2,2pu1,74
j8,86,79ZCD
IBAA
RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN POSITIP ;
E1pu
Xg XT1 ZAB ZCDXT1
J0,44 J0,200,31+j0,82J0,20 1,7+j2,2
F1 F2 F3 F4 F5
TENTUKAN BESARNYA ARUS HUBUNG SINGKATDI F1 , F2 , F3 . F4 , F5 .
IBAA
PROSEDUR KALKULASI ARUS HUBUNG SINGKAT
DI SISTEM TEGANGAN TINGGI
1. GAMBAR SISTEM TERSEBUT DALAM KUTUB TUNGGAL .2. 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 OHM3. TENTUKAN :MVAb ; KVb ; Ib4. TENTUKAN JENIS GANGGUAN ; 3fasa ; 2 fasa ; 1 fasa ke tanah5. GAMBAR RANGKAIAN IMPEDANSI MENURUT KOMPONEN SIMETRIS : POSITIP ; NEGATIP ; DAN NOL YANG DINYATAKAN DALAM PU .6. SEDERHANAKAN RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN : GUNAKAN RUMUS TRANSFORMASI DELTA KE BINTANG DAN BINTANG KE DELTA7. HITUNG ARUS HUBUNG SINGKAT DALAM PU KEMUDIAN DIUBAH KE DALAM AMPER .
IBAA
ACBCAB
BCACC
ACBCAB
BCABB
CABCAB
ACABA
ZZZ
ZZZ
ZZZ
ZZZ
ZZZ
ZZZ
ΥΔ
ACCBBA
BAC
ACCBBA
ABC
CACBBA
CAB
ZZZZZZ
ZZ
ZZZZZZ
ZZ
ZZZZZZ
ZZ
ΔΥ
RUMUS TRANSFORMASI
ZAB
ZBCZAC
A B
C
ZA
A B
ZB
ZCC
IBAA
SISTEM
R TR TS SLINEG H
0GR
2GR
1GR
X
X
X
TRX
0GH
2GH1GH
X
XX
TSX0TS
2TS
1TS
X
X
X
1. RANGKAIAN URUTAN POSITIP ;
BUS N1
X F1
GRX1
TRX 1GHXTSX
1GSX
E E
IBAA
E
RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN POSITIP
E
XF1
1RI1LI1LX
1RX
N1
11L1R
1R1L
11L1R
1L1R
1GSTS1GH1R
TR1GR1L
IXX
XI
IXX
XI
XXXX
XXX
XF1
N1
1R1L
1R1L1 XX
XXX
1I
IBAA
R TR TS SLINE
SISTEM
G H
0GR
2GR
1GR
X
X
X
TRX
0GH
2GH1GH
X
XX
TSX0TS
2TS
1TS
X
X
X
1. RANGKAIAN URUTAN NEGATIP ;
BUS N2
X F2
GRX 2
TRX 2GHXTSX
2GSX
IBAA
RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN NEGATIP
XF2
2RI2LI2LX
2RX
N2
22L2R
2R2L
22L2R
2L2R
2GSTS2GH2R
TR2GR2L
IXX
XI
IXX
XI
XXXX
XXX
XF2
N2
2R2L
2R2L2 XX
XXX
2I
IBAA
R TR TS SLINE
SISTEM
G H
0GR
2GR
1GR
X
X
X
TRX
0GH
2GH1GH
X
XX
TSX0TS
2TS
1TS
X
X
X
1. RANGKAIAN URUTAN NOL ;
BUS N0
X F0
GRX 0
TRX 0GHXTSX
0GSX
OPEN
IBAA
N0
F0X
0RX0LX0LI 0RI
XF0
N0
RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN NOL
00L0R
0L0R
00R0L
0R0L
0GHTS0R
TR0GR0L
IXX
XI
IXX
XI
XXX
XXX
0I 0X0R0L
0R0L0 XX
XXX
0L2L1LHS1φ
0R2R1RHS1φ
021HS1φ
III(kiri)I
III(kanan)I
XXX
3EI
IBAA
DIKETAHUI SUATU SISTEM SEPERTI GAMBAR
A
%10
X
XX
0TC
2TC1TC
10%X
20%
XX
0GC
2GC1GC
B C
10%X
20%
XX
0GA
2GA1GA
%10
X
XX
0TA
2TA1TA
40Km 50Km
/Km1,2X
/Km0,4X
0L
21L
LX
150KV
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 .
50MVA 50MVA
Lembar Latihan
Lembar jawaban
Impedansi Generator,Trafo dan Transmisi.
j0,3puj0,1j0,2GTXGTX
TrafoGen-Xtotal
j0,1puj10%TXTXTX
j0,2puj20%GXGX
A2A1
A0A2A1
A2A1
j0,3puj0,1j0,2GTXGTX
TrafoGen-Xtotal
j0,1puj10%TXTXTX
j0,2puj20%GXGX
B2B1
C0C2C1
C2C1
j0,1067pu450
j48
j48Ωj1,240ABX
j0,0355pu450
j16
j16Ωj0,440ABXABX
450Ω50
150X
0
21
2
d
Xtotal Generator Trafodi A
Xtotal Generator Trafodi C
X Transmisi A - B
Lembar jawaban
j0.1333pu450
j60
j60Ωj1,250BCX
j0,0444pu450
j20
j20Ωj0,450BCXBCX
0
21
X Transmisi B-C
IMPEDANSI URUTAN POSITIP/NEGATIP
1N
1E
j0,2GX A1
j0,1TX A1
j0,0355ABX1 j0,0444BCX1
X 1F
j0,2GX C1
j0,1TX C1
Lembar jawaban
RANGKAIAN URUTAN NOL
j0,1
kiX0
j0,1
TBX0 j0,1
kaX0
j0,1067
ABX0 j0,1333
BCX0 C
A B
0N
0F
X0F
0N
j0,2007
kiX0
j0,1
kaX0
kiI0 kaI0
j0,2007pu
j0,1333j0,1j0,2067
j0,1j0,2067
j0,1333j0,1}j0,1067]//{[j0,1
BCXTBAB]//[XXT[XkiX 000A00
j0,1kaX0
Lembar jawaban
j478,866Aj2,4882puj0,4019
1pu
j0,1j0,0667j0,0667
1pu
totXtotXtotX
EΥI
j0,0667puj0,1j0,2007
j0,1j0,2007kaki//XXtotX
0210
000
A
pu
I
6048,1436
4557,1924646,7
4646,7
4882,2331φI 0hs
ARUS HUBUNG SINGKAT 1FASA KE TANAH
Lembar jawaban
1N1E
X 1F
kaI1kiI1
j0,3kaX1 j0,3799
kiX1
X 2F
kaI2kiI2
j0,3kaX2 j0,3799
kiX2
2N
X 0F
kaI0kiI0
j0,1kaX0
j0,2007
kiX0
0N
210 III
211,2965A
192,45571,0979
1,0979pu
2,4882j0,6799
j0,3
Ij0,3j0,3799
j0,3
kiIkiI
1
21
267,5718A
192,45571,3903
1,3903pu
2,4882j0,6799
j0,3799
Ij0,3j0,3799
j0,3799
kaIkaI
1
21
Lembar jawaban
159,2511A
192,45570,8275
0,8275pu
2,4882j0,3007
j0,1
Ij0,1j0,2007
j0,1kiI 00
319,611A
192,45571,6607
1,6607pu
2,4882j0,3007
j0,2007
Ij0,1j0,2007
j0,2007kaI 00
DISTRIBUSI ARUS URUTAN POSITIP / NEGATIP
AB C
1N
1F
j0,3 j0,31,0979pu
kiII 1A
1,3909pu
kaII 1C
j0,0355pu j0,0444pu
211,2965A1,0979pu
III AC-BB-A
(478,866A)
2,4882pu
211,2965A
1,0979pu
III C-BB-AA
267,5718A
1,3909puIC
Lembar Jawaban
DISTRIBUSI ARUS URUTAN NOL
j0,1333j0,1067
j0,1 j0,1 j0,1
B-AI
0,2698puIA 0,5577puIB 1,6607puIC
0F
0N
478,866A
2,4882pu0,8275pukiII 0C-B
159,2511A0,8275pukiII
107,3310Aj0,5577pu0,8275puj0,3067
j0,2067I
51,926Aj0,2698pu0,8275puj0,3067
j0,1
kiIj1067j0,1j0,1
j0,1II
0CB
B
0BAA
Lembar Jawaban
Arus Fasa di A
159,3705A51,926211,2965IIII
474,519A51,926211,29652I2II
01cb
01a
Arus Fasa di B
107,3310A 107,33100IIII
107,3310A107,33100I2II
01cb
01a
Arus Fasa di C
52,04A319,611-267,5718IIII
854,7546A319,611267,57182I2II
01cb
01a
Arus Fasa di A-B
-159,3705A51,926-211,2965IIII
474,519A51,926211,29652I2II
01cb
01a
Arus Fasa di B-C
-52,0454A59,25111-211,2965IIII
581,8441A59,25111211,29652I2II
01cb
01a
Lembar Jawaban
474,519A
-159,3705A
-159,3705A
3Io=155,778A
474,519A
-159,3705A
-159,3705A
581,8441A
-52,04A
-52,04A
854,7546A
52,04A
52,04A
3Io958,8346A
3Io321,993A 107,3310A
107,3310A
107,3310A
3Io
1436,60A
Distribusi Arus pada sistem untuk gangguan satu fasa ke tanahdi Bus C
3Io3Io
Lembar Jawaban
Tegangan Fasa pada Bus C
KV196,0778,043pu196,070,9011j0,2489850,86602
j0,16670j0,208540,36121j0,2914550,58291
j0,166701500,417092100,58291
j016607900,417092401900,582911201
VVaaVV
KV16,0478,035pu16,040,9011j0,2489850,86602
j0,16607j0,208540,36121j0,2914550,58291
j0,16670300,41709300,58291
j0,16607900,417091201900,582912401
VaVVaV
0puj0,16607j0,41709j0,58291VVVV
j0,16607puj0,11,6607GTC.XIV
j0,41709puj0,31,3909GTC.XIV
j0,58291pu
j0,417091,0j0,31,39091,0GTC.XIEV
1pu86,6KV3
150KVV
00
00
0000
022
1c
00
00
0000
0212
b
021a
000
222
1I1
fasa
Lembar Jawaban
474,519A
-159,3705A
-159,3705A
3Io=155,778A
474,519A
-159,3705A
-159,3705A
581,8441A
-52,04A
-52,04A
854,7546A
52,04A
52,04A
3Io958,8346A
3Io321,993A 107,3310A
107,3310A
107,3310A
3Io
1436,60A
Distribusi Arus pada sistem untuk gangguan satu fasa ke tanahdi Bus C
3Io3Io
KV196,0778,043V
KV16,0478,035V
0V
0c
0b
a
IBAA
IBAA
PENTANAHAN SISTEM
Pentanahan sistem atau pentanahan titik netraladalah 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
a
bc
n = e
a = e
bc
n
a
bc
n
e
1. SISTEM YANG TIDAK DITANAHKAN
Tegangan sistem pada kondisi normalDengan kapasitansi yang seimbang
Tegangan sistem dengan kapasitansiyang tak seimbang
Tegangan pada saat gangguan satu fasaKe
IBAA
Cea
bc
n
a
n
b c
3CeI
beI
CeI
Pada saat terjadi gangguan tanah arus yang mengalirhanya arus kapasitip karena adanya kapasitansi jaringan.Arus ni akan mengalir pada semua feeder baik feeder yangterganggu maupun feeder yang sehat.
IBAA
Cebc
Ce
Ce
a
Kontribusi arus kapasitip pada saat terjadi gangguan Satu fasa ke tanah.
IBAA
a
n
b c
3CeI
beI
CeICe
a
bc
n
Tegangan fasa ke tamah untuk sistem ditanahkan melaluiTahanan tinggi mendekati sistem yang tidak ditanahkan.Untuk arus gangguan tanahnya terdiri dari dua komponenYatu komponen kapasitip dan resistip yang mengalir melaluiTahanan pentanahan.
2. Sistem ditanahkan melalui tahanan tinggi
RIRIRn
IBAA
bc
CeCe
Ce
a
Distribusi arus kapasitip dan resistip untuk pentanahan Tahanan tinggi.
IBAA
3. Sistem ditanahkan melalui tahanan rendah
Pada sistem yang ditanahkan melalui tahanan rendah,kemencengan tegangan pada saat terjadi gangguan ketanah relatip kecil dibanding dengan sistem yangditanahkan dengan tahanan tinggi.Arus resistip relatip besar dibandingkan arus kapaitip.Namun demkian arus kapasitip ( ) harus diperhitungkanterutama untuk kabel tanah.
3CeI
4. Sistem ditanahkan langsung
Untuk sistem ini arus gangguan satu fasa ketanah relatipbesar sehingga pengaruh arus kapasitip dapat diabaikan.Demikian juga tegangan pada fasa ynag sehat relatip tetapsama dengan tegangan fasa ke fasa dibagi 3
IBAA
