TUGAS PERBAIKAN MK PAK BUDI.docx

8/19/2019 TUGAS PERBAIKAN MK PAK BUDI.docx

1/14

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kualitas daya listrik yang disebabkan oleh pengasutan motor induksi telah

di investigasi sejak lama. Diketahui bahwa pengasutan motor secara langsung

seringkali menghasilkan tegangan sags dengan durasi lebih dari 30 siklus,

terutama ketika motor dengan daya besar serta beban inersia tinggi dihubungkan

terhadap sistem daya yang buruk.

Selain itu, flicker juga dapat meningkat dikarenakan frekuensi pengasutan

motor yang sporadic. Ketika sebuah motor induksi dihubungkan atau diasut dalam

sebuah sistem, plan engineer perlu mengetahui apakah pengasutan motor tersebut

menghasilkan tegangan sags, transien, dan flicker sesuai standar.Dalam makalah ini, akan dibahas pengaruh pengasutan dan starting motor

terhadap tegangan dan arus yang berimbas pada kualitas daya listrik. engasutan

direct-on-line, star-delta, dan autotransformer menjadi bahan yang akan dilihat

karakteristik dan pengaruhnya terhadap kualitas daya listrik. Disamping itu,

pengasutan dengan soft starter dan shunt filter menjadi perhatian terkait harmonik

yang dihasilkan selama pengasutan awal motor.

BAB II

1


2/14

PEMBAHASAN

2.1. Pengasutan Motor dalam Sistem DistribusiKualitas tegangan pada !! menjadi perhatian selama proses pengasutan

motor tersebut. "erdapat tiga grafik yang disajikan, yaitu pengasutan motor dilihat

dari drop tegangan , tegangan sag , dan batasan flicker .

#ambar. $.% Diagram engasutan &otor 'angsung dalam Sistem Distribusi

#ambar. $.$. Kurva "egangan Drop pada engasutan &otor.

(. Drop "eganganrosedur pengasutan motor tidak diperbolehkan ketika mengakibatkan

drop tegangan hingga )* atau lebih pada !!. ada gambar $.$, kurva

2


3/14

mengindikasikan batas atas, akbiat pengasutan motor secara langsung

menghasilkan drop tegangan yang tidak signifikan, dan area bawah menunjukkan

pengasutan motor secara langsung dapat mengakibatkan drop tegangan lebih dari )

persen.

Sebagai contoh pada gambar $.%, dimana sistem short circuit adalah $+ &(

pada !!, dan daya motor %,% &- dipasang pada !!. ada gambar tersebut

terdapat titik merah yang berada pada area perhatian kualitas daya. Dapat disimpulkan

bahwa motor %,% &- dapat mengakibatkan drop tegangan pada !! ketika

motor tersebut diasut secara langsung. Selanjutnya, analisis pengasutan motor

secara mendetail diperlukan untuk investigasi masalah tegangan drop tersebut.. Kurva "egangan Sag

"egangan sag merupakan drop tegangan yang berkaitan dengan durasi drop

yang terjadi. Ketika motor memiliki nilai inersia yang besar, maka proses starting

motor tersebut memerlukan waktu yang cukup lama untuk mencapai putaran

maksimumnya, disini kemungkinan terjadinya tegangan sag besar.

%/ engasutan &otor tidak &empengaruhi Kualitas Daya 'istrik. ada contoh

pertama, motor diasumsikan dengan ukuran rasio motor terhadap sistem

short circuit pada !! adalah 0,03$. ada gambar %.%, ketika motor dengan

daya 0, &- 1%$)0 hp/ pada system short circuit !! $+ &(. Inersia konstan

motor %s. "itik ! 10,03$, %/ diketahui berada pada daerah yang tidak

memerlukan 2 concern, seperti ditunjukkan pada gambar $.3. Sehingga, pada

titik ! tidak akan menghasilkan masalah tegangan sag .

3


4/14

#ambar. $.3. Kurva "egangan Sag

$/ engasutan &otor &engahasilkan &asalah Kualitas Daya. ada #ambar $.3,

poin D berkaitan dengan titik dimana S& S! 4 0,055 dan 6 4 %,% s. "itik ini

berada diatas garis batas kurva dan analisis lebih lanjut diperlukan terkait titik

tersebut.3/ "itik oin Dari atas Kurva. "itik ( dan menunjukkan kondisi ekstrim. "itik

( dengan nilai S& S! 4 0,0$$, jika S& S! kurang dari 0,0$$ maka kurva

7"7! tidak akan terganggu, dengan berapapun nilai inersia konstannya. ada

titik , ketika S& S! lebih besar dari 0,0)$, kurva 7"7! akan selalu terganggu

walaupun nilai inersianya kecil.

!. Kurva "egangan 8licker "erjadinya tegangan flicker pada saat pengasutan motor tidak hanya

ditentukan oleh nilai drop tegangan, tetapi juga besarnya frekuensi yang dihasilkan

saat pengasutan. #rafik flicker terdiri dari dua kurva9 kurva st dan kurva lt. #ambar

$.5 menunjukkan st 4 0, pada kurva flicker pengasutan motor. ada grafik tersebut,

garis : merupakan nilai pengasutan motor per %0 menit dan garis y adalah tegangan

drop di !! per unit 1,3,/. engukuran setiap %0 menit dilakukan dikarenakan nilai

st dihitung setiap %0 menit oleh flicker meter 7;!.

2.2. Pemodelan Motor Induksi

4


5/14

emodelan motor induksi dibagi menjadi dua bagian. ertama kita perlu

menentukan perhitungan dan parameter input dari mesin, kemudian membuat

pemodelannya.(. arameter 7nput

masing

elemn dapat ditentukan dari pengukuran nilai tahanan winding stator , pengukuran

tegangan nominal No-load , dan pengukuran short circuit .

#ambar. $.5 ?angkaian ;kuivalen &otor 7nduksi

Simulasi dan pengukuran berikut menggunakan motor induksi tiga phasa 1@@/

dengan label dan parameter sbb.

"abel $.% &otor arameter

. &odel Simulasi

5


6/14

emodelan dan simulasi dapat dilihat pada #ambar $.). emodelan

menggunaan pemrograman sebagai sumber tegangan, dimana nilai tegangan dan

frekuensinya diatur tetap. =ilai beban eksternal mesin induksi adalah torsi mekanik

1 "m /. =ilai &A 4 0,$=m 1 No load torsi mekanik/.

#ambar. $.). Simulasi emodelan &otor pada &atlab > Simulink

2.. Hasil dan Perbandingan

(. 6asil Simulasi

#ambar $.B menunjukkan nilai maksimum arus stator selama start-up. ada C,3

ms arus start mencapai nilai 7S" 4%%,+3 ( ?&S. erdasarkan grafik tersebut,

gelombang berada pada kondisi steady saat 0,$B s dan nilai arusnya 70 4 $,)3 (.

ada gambar 5.$, kenaikan kecepatan motor terlihat stabil hingga n0 4 %53 min%

pada 0,$Bs. #ambar $.B menunjukkan nilai torsi transien mencapai peak $3,C=m

selama pengasutan awal motor.

#ambar. $.B. #elombang arus stator

6


7/14

#ambar. $.C #elombang Kecepatan

#ambar. $.+ #elombang ;lektromagnetik

. 6asil engukuran

ada gambar $.%%. diketahui arus start motor pada $,%s adalah 7S" 4 %%,35(

?&S. ada waktu $,3s motor berada dalam keadaan steady dengan arus no>load 70

4 $,BC( ?&S. ada gambar $.%%. torsi mekanik maksimum mencapai &&

4%0,$=m pada $,%3s. Selanjutnya torsi mengalami penurunan, dan setelah 0,3s torsi

yang dihasilkan hanya 0,$=m. ada gambar $.%%. karakteristik pengasutan dilihat

pada osiloskop, dimana gelombang biru merupakan tegangan stator, dan

gelombang merah merupakan arus stator.

#ambar. $. #rafik arus stator 1?&S/

7


8/14

#ambar. $.%0 #rafik torsi mekanik dan kecepatan

#ambar. $.%%. #rafik dari osiloskop selama akselerasi dan berhenti

!. erbandingan 6asil Simulasi dan engukuran

ada tabel $.$ perbandingan dapat kita ketahui waktu yang diperlukan

ketika motor start hingga mencapai kecepatan nominal 1ta/. erhitungan nilai

tersebut dapat dihitung dengan persamaan berikut9

"abel $.$ erbandingan Data Simulasi dan engukuran

(rus no-load 70 yang dihasilkan dari simulasi dan pengukuran, tidak dapat

dibandingkan dengan arus rating 1yang dihasilkan dari tegangan nominal


9/14

arus no load 70 dan faktor daya cos beban pada tegangan nominal


10/14

#ambar. $.%3. #rafik simulasi dan pengukuran 1?&S/ arus

2.!. Pengasutan Motor

"erdapat tiga pengasutan yang disajikan dalam makalah ini, dimana pengujian

dilakukan dengan ower Systems Computer Aided Design!lectromagnetic "ransients

including D! 1S!(D;&"D!/ dimana hasil pengukuran hampir sama dengan

#luke $ower %uality Analy&er.(. engasutan Direct 'n-line 1D'/

ada gambar $.%5 diketahui bahwa arus inrush saat pengasutan D' cukup

tinggi. esarnya arus inrush tersebut juga menunjukkan besarny torsi pengasutan

yang juga besar. 6al ini dikarenakan torsi start motor memerlukan arus start yang

besar untuk menghasilkan momen inersia pada rotor.

#ambar. $.%5 (rus inrush selama pengasutan D'

. engasutan Star>Delta

ada #ambar $.%). menunjukkan arus inrush selama pengasutan star delta.

(rus inrush pertama dihasilkan selama starting motor induksi. Selama start-up,

rotor berada dalam kondisi statis dimana banyak arus yang bergerak pada rotor

dan lonjakan arus dapat diamati. erubahan posisi dari star ke delta

mengakibatkan adanya (reakdown tegangan walaupun switching yang dilakukan

sangat cepat. "egangan (reakdown tersebut menghasilkan arus inrush.

10


11/14

#ambar. $.%) (rus inrush dua kali selama pengasutan Star-Delta

!. engasutan (uto>"ransformer (rus inrush pada gambar $.%B terjadi dikarenakan adanya drop tegangan

selama perubahan tegangan dari $50 menuju 5%).

#ambar. $.%B. (rus 7nrush pada pengasutan auto>trafo

D. engasutan Dengan Soft Starter dan Shunt #ilter Sistem konfigurasi pada gambar $.%C merupakan pengasutan motor 3 phasa

$$k- dengan tegangan 5%), serta terhubung dengan thyristor sebagai soft starter .

Sudut operasi tegangan (! diatur pada %%)0, dimana pada kondisi ini motor

induksi menimbulkan harmonik pada sistem. S7 filter shunt reactive terhubung

antara sumber tiga phasa dan kontrol tegangan (!.

#ambar. $.%C. &odel simulasi pengasutan motor dengan soft-start E shunt active filter ?ating motor induksi yang digunakan pada pengujian ini adalah 3(. Ketika

11


12/14

pengasutan dengan direct-on-line besarnya arus starting mencapai$00(. Sedangkan

saat pengasutan dengan soft starter dengan sudut delay %%)0, arus yang

ditunjukkan sebesar %00( 1gambar $.%/. "otal harmonic distorsi 1"6D/ juga

mengalami penurunan, dari sebelumnya )5* dan menjadi turun menjadi 5,)*

setelah dikompensasi.

#ambar. $.%+. 6asil simulasi arus beban tiga phasa kontrol tegangan (!

#ambar. $.%. "6D sebelum kompensasi 1)5*/

#ambar. $.$0. "6D setelah kompensasi 15,) */

12


13/14

BAB III

PENU"UP

.1. #esim$ulanengasutan motor induksi dapat mengakibatkan arus inrush yang tinggi,

sehingga dapat mengakibatkan drop tegangan yang mungkin melebihi batas yang

diperbolehkan.

&etode Star-Delta merupakan metode yang paling efisien digunakan dalam

pengasutan motor dibandingkan dengan pengasutan Direct 'n-)ine dan

Autotransformer . erbandingan ini diakui pada motor dengan rating daya kurang dari

3hp atau $,$k-.


14/14

%E&E%EN'ES

G%H S. avel, S. &artin, and . Svoboda, I Assessement "ransients DuringStarting of Induction *otor in *atla( Simulink And +erification (y

*easurement, Advance esearch in Scientific Areas. niversity of 'strava.'strava, C&ech epu(lic, December $0%$.G$H 6. 6ui, #oh, !. oon, and S. &ing, I A Study of Induction *otor

Starting *ethods In "erms of $ower %uality, /rd !ngineeringConference on Advancement in *echanical and *anufacturing forSustaina(le !nvironment . Kuching, Sarawak &alaysia. %5>%B (pril $0%0.

G3H -. Jiaoyu, @. ing, J. -ilsun, and 8. -almir, Iractical $ower%uality Charts for *otor Starting Assessment L, I!!! "ransactionson $ower Delivery, ol. $B, =o. $, (pril $0%%

G5H atil K. ishal, !. (jit, and &. #irish, I *itigation 'f $ower %uality $ro(lem Due "o Staritng 'f Induction *otor SS012s College of !ngineering 3 "echnology, Internationa 4ournal and esearch in !ngineering and "echnology, olume 9 05, husawalm algaon, 7ndia.(pril $0%).

G)H S. !harles, #. huvameswari, I $ower %uality Studies on a Soft -Start foran Induction *otor, Indian Institute of "echnology, International 4ournalof ecent "rends in !ngineering , ol %, =o. 3, =ew Delhi, 7ndia. &ay, $00.

14

TUGAS PERBAIKAN MK PAK BUDI.docx

Documents

Transcript of TUGAS PERBAIKAN MK PAK BUDI.docx