Meode Penentuan Perubahan Sag

18
METODE PENENTUAN PERUBAHAN ANDONGAN KAWAT PENGHANTAR SECARA REAL-TIME PADA SALURAN TRANSMISI TENAGA LISTRIK oleh : PRAMA FITRA MUDYA 062.00.099 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS TRISAKTI

Transcript of Meode Penentuan Perubahan Sag

Page 1: Meode Penentuan Perubahan Sag

METODE PENENTUAN PERUBAHAN ANDONGAN KAWAT PENGHANTAR

SECARA REAL-TIME PADA SALURAN TRANSMISI TENAGA LISTRIK

oleh :PRAMA FITRA MUDYA

062.00.099

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS TRISAKTI

Page 2: Meode Penentuan Perubahan Sag

PEMBATASAN MASALAH

Menghitung besarnya arus pada kawat resistif dengan suatu metode perhitungan

kopling kapasitif untuk menentukan perubahan andongan kawat penghantar

secara real-time pada SUTET 500 kV

Page 3: Meode Penentuan Perubahan Sag

TUJUAN PENULISAN

Mempelajari metode utk mengetahui perubahan andongan kawat penghantar

secara real-time shg segera diketahui apakah andongannya masih berada pd jarak aman

thd tanah yg diizinkan menurut design

Page 4: Meode Penentuan Perubahan Sag

Andongan Kawat Penghantar

Andongan : bentuk lengkung kawat yang direntangkan antara dua tiang transmisi

andongan

Hal-Hal yang Mempengaruhi Andongan Kawat Penghantar Berat & tarikan kawat penghantar Panjang gawang Temperatur angin salju/es

Page 5: Meode Penentuan Perubahan Sag

Metode untuk Menentukan Perubahan Andongan Kawat Penghantar Secara Real-Time (Real-Time Monitoring)

Aplikasi metode di lapangannya dg memanfaatkan kawat resistif yg memiliki tahanan listrik yg besar yg dipasang/direntangkan pd saluran transmisi pada gawang (span) yang ditentukan

x

y

Pole

Insulator

Phase Conductor

Resistive Wire Traveler

(0.0 , 0.0)

(-1.22 , 17.5)

(1.62 , 15.79)(-1.52 , 15.02)

(-0.15 , 15.88)

Konfigurasi Menara Saluran Transmisi 115 kV di Kota Moscow, Rusia

Page 6: Meode Penentuan Perubahan Sag

Metode untuk Menentukan Perubahan Andongan Kawat Penghantar Secara Real-Time (Real-Time Monitoring)

Pada kawat resistif ini mengalir arus induksi, dimana arus induksi ini diukur dg amperemeter yg dipasang pd salah satu ujung kawat tsb

Dari arus yg terukur pd kawat resistif ini maka dpt segera diketahui andongan kawat penghantarnya

Resistive Wire

Rope/Wire

Traveler

Guy Wire

Coax Shield

Coax Center Conductor

Hand Hoist

Load Cell

AnchorGround Rod

A

Guy WireTraveler

Ground RodAnchor Anchor Anchor

Rope/Coax

Pole Pole

Page 7: Meode Penentuan Perubahan Sag

Arus Induksi pada Kawat Resistif

A, B & C adalah kawat fasa, M adalah kawat resistif dan O adalah titik/jarak ekivalen kawat fasa A, B & C

Kawat fasa yg bertegangan/bermuatan listrik kapasitansi antar kawat beda potensial pd kawat resistif kopling kapasitif arus mengalir karena kedua ujung kawatnya dibumikan arus kopling kapasitif

Beda potensial antara titik O dengan kawat resistif M disebut sebagai space potential (Vsp)/potensial jarak dipengaruhi oleh jarak

A

B C

M

O

A

Kawat Resistif

IC IC

Page 8: Meode Penentuan Perubahan Sag

Metode Perhitungan Arus Kopling Kapasitif pada Kawat Resistif

C = kapasitansi kawat resistif terhadap kawat fasa (pF)Vsp = tegangan space potential (kV)

R/2 R

Kopling kapasitifKawat resistif

C

VSP (2)

VSP (3)

VSP (4)VSP (1)

+

R R

CCC

+++

Menara …...

/ 2( )

1I (0) ( ) SP

Nj n

SPtower Cn

I jwC V n e φ

=

= = ∑0

span

Page 9: Meode Penentuan Perubahan Sag

Perhitungan Kapasitansi

Kapasitansi dihitung tiap meter sepanjang gawang

Nilainya akan berubah-ubah sepanjang gawang karena jarak yg bervariasi antara kawat resistif dg kawat fasa akibat adanya andongan

0x

y

MR

S

T

sag

span

Ctotal

VSP(m)

M

CmT

CmRCmS

CmG

VR

VS

VT

M

Rangkaian Ekivalen Thevenin

24

2 /ln(( ) / )MR

MR M SB

kC F mD r D

π=

24

2 /ln(( ) / )MS

MS M SB

kC F mD r D

π=

24

2 /ln(( ) / )MT

MT M SB

kC F mD r D

π=

2

2 /ln((2 ) / )MG

MG M

kC F mD rπ

=

( / )Total MR MS MT MGC C C C C F m= + + +

Page 10: Meode Penentuan Perubahan Sag

Perhitungan Vsp

I1

I2I3

ER

ES

ET

XC(M-G)XC(M-S)

XC(M-T)XC(M-R)

I totalMO ( )3 ( ) ( ) 2 ( ) 1 ( )R M R M G M G M GE I Xc Xc I Xc I Xc− − − −= + + +

( )1 ( ) ( ) 2 ( ) 3 ( )S M S M G M G M GE I Xc Xc I Xc I Xc− − − −= + + +

( )2 ( ) ( ) 3 ( ) 1 ( )T M T M G M G M GE I Xc Xc I Xc I Xc− − − −= + + +

1( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) 2

( ) ( ) ( ) ( ) 3

120 ( )0 ( )

( )120

R M G M G M R M G

S M S M G M G M G

M G M T M G M GT

E IXc Xc Xc XcE Xc Xc Xc Xc I

Xc Xc Xc Xc IE

− − − −

− − − −

− − − −

∠ ° + ∠ ° = +

+∠− °

1

1 ( ) ( ) ( ) ( )

2 ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )3

120( )( ) 0

( ) 120

RM G M G M R M G

M S M G M G M G S

M G M T M G M G T

I EXc Xc Xc XcI Xc Xc Xc Xc E

Xc Xc Xc XcI E

− − − −

− − − −

− − − −

∠ °+ = + ∠ °

+ ∠− °

1 2 3( )

;totalMO total

M G

IV Vsp I I I IXc −

= = = + +

Page 11: Meode Penentuan Perubahan Sag

Data Perhitungan

R

S

T

Kwt Resistif

(8.2 ; 35.525)

(7.6 ; 47.725)

(7.2 ; 59.925)

x

y

(0.0 ; 50)

Konfigurasi Menara SUTET 500 kV Gandul - Cibinong

M

SUTET 500 kV Gandul - Cibinong Panjang gawang = 553.32 m Andongan kawat resistif disetting

0.5 % dengan asumsi tetap setiap saat

Variasi andongan kawat fasa yg digunakan dlm perhitungan sebesar 1.02% - 4% dari panjang gawang

Simulasi perhitungan menggunakan Ms. Excel

Page 12: Meode Penentuan Perubahan Sag

Jarak Andongan terhadap Permukaan Tanah

Andongan

0

10

20

30

40

50

60

70

-300 -200 -100 0 100 200 300

Panjang Gawang

Ting

gi (m

) Kaw at Fasa R

Kaw at Fasa S

Kaw at Fasa T

Kaw at Resistif

Andongan kawat fasa 1.02% Andongan kawat resistif 0.5%

Page 13: Meode Penentuan Perubahan Sag

Hasil Perhitungan Vsp

Vsp terhadap Span

0

4000

8000

12000

16000

-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300

Span

Vsp

(Vol

t)

Andongan kawat fasa 1.02% Andongan kawat resistif 0.5%

Page 14: Meode Penentuan Perubahan Sag

Andongan

05

101520253035404550556065

-300 -200 -100 0 100 200 300

Span

Tin

ggi

(m) Kaw at Fasa R

Kaw at Fasa S

Kaw at Fasa T

Kaw at Resistif

Grafik Andongan terhadap Gawang (Span)

Andongan kawat fasa 1.90% Andongan kawat resistif 0.5%

Page 15: Meode Penentuan Perubahan Sag

Vsp terhadap Panjang Gawang

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300

Panjang Gawang

Vsp

(V

olt)

Andongan kawat fasa 1.90% Andongan kawat resistif 0.5%

Hasil Perhitungan Vsp

Page 16: Meode Penentuan Perubahan Sag

Andongan kawat fasa yg diperbolehkan sebesar 1.02% - 1.90% Andongan > 1.90% melebihi jarak aman di atas permukaan tanah

Arus pada Kawat Resistif dengan Berbagai Variasi Sag

10

12

14

16

18

20

22

1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00%

Andongan

Aru

s (m

A)

Kondisi Normal

Hasil Perhitungan Arus padaKawat Resistif

KondisiBahaya

Kondisi tidak akurat lagi

Page 17: Meode Penentuan Perubahan Sag

Kesimpulan

Real-time monitoring andongan kawat penghantar adalah suatu metoda yg sederhana dlm menentukan posisi andongan kawat penghantar di atas permukaan tanah yg dapat diketahui & dipantau setiap saat

Andongan kawat pada saluran transmisi dipengaruhi oleh beberapa parameter yang mempengaruhi baik itu dari dalam (berat kawat, tegangan dan tarikan kawat) maupun dari luar (kondisi lingkungan sekitar, temperatur, angin).

Meskipun metode ini belum diaplikasikan dalam prakteknya di Indonesia sehingga tidak bisa dibandingkan keakuratannya dengan di lapangan, namun metode ini berhasil terbukti pada Saluran Transmisi 115 kV di kota Moscow[1].

Untuk SUTET 500 kV Gandul-Cibinong, andongan kawat penghantarnya sampai 1.9% masih berada pada jarak konduktor thd tanah yang masih diizinkan dalam design. Hal ini masih perlu diperiksa karakteristik sagging konduktor thd arus beban.

Arus induksi yang mengalir pada kawat resistif akan semakin membesar seiring dengan kenaikan andongan kawat penghantar karena jarak andongan antara salah satu kawat penghantar dengan kawat resistif yang semakin dekat.

[1] IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.17, No.4, Oktober 2002 (A New Method for Real-Time Monitoring of High-Voltage Transmission Line Conductor Sag)

Page 18: Meode Penentuan Perubahan Sag

TERIMA KASIH