STUDI PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA PERENCANAAN MASUKNYA MASUKNYA GARDU INDUK BARU DI GORONTALO
Oleh : FIRMAN JUMANSYAH DJ MAKU T2114033
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Teknik Universitas Ichsan Gorontalo
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ICHSAN GORONTALO 2018
i
PENGESAHAN PROPOSAL SKRIPSI
Usulan Penelitian ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu syarat untuk penyelesaian program S1 pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Ichsan Gorontalo. JUDUL
: STUDI PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA PERENCANAAN MASUKNYA GARDU INDUK BARU DI GORONTALO
DISUSUN OLEH : FIRMAN JUMANSYAH DJ MAKU NIM
: T2114033
PERIODE
: 2018
DISAHKAN OLEH :
Pembimbing I
Pembimbing II
Muammar Zainuddin, ST., MT NIDN. 0906018701
Frengki Eka Putra Surusa ST. MT NIDN. 0906018504
Mengetahui
Ketua Prodi Teknik Elektro
Dekan
Umar, ST., MT NIDN. 0910087301
Muammar Zainuddin, ST., MT NIDN. 0906018701
……
i
PENGESAHAN PROPOSAL SKRIPSI
Usulan Penelitian ini telah diterima dan disahkan sebagai salah satu syarat untuk penyelesaian program S1 pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Ichsan Gorontalo. JUDUL
: STUDI PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA PERENCANAAN MASUKNYA GARDU INDUK BARU DI GORONTALO
DISUSUN OLEH : FIRMAN JUMANSYAH DJ MAKU NIM
: T2114033
PERIODE
: 2018
DISAHKAN OLEH :
Pembimbing I
Pembimbing II
Muammar Zainuddin, ST., MT NIDN. 0906018701
Frengki Eka Putra Surusa ST. MT NIDN. 0906018504
Mengetahui
Ketua Prodi Teknik Elektro
Dekan
Umar, ST., MT NIDN. 0910087301
Muammar Zainuddin, ST., MT NIDN. 0906018701
……
i
HALAMAN PERSETUJUAN STUDI PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA PERENCANAAN MASUKNYA GARDU INDUK BARU DI GORONTALO
Oleh : FIRMAN JUMANSYAH DJ MAKU T2114033
PROPOSAL SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar Sarjana program studi Teknik Elektro di Fakultas Teknik, skripsi ini telah disetujui oleh Tim pembimbing pada tanggal seperti yang tertera dibawah ini :
Gorontalo,
Januari 2018
Pembimbing I
Pembimbing II
Muammar Zainuddin, ST., MT NIDN. 0906018701
Frengki Eka Putra Surusa, ST., MT NIDN. 0906018504
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nyalah sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal penelitian yang berjudul STUDI PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA PERENCANAAN MASUKNYA GARDU INDUK BARU DI GORONTALO. Proposal ini ditulis dalam rangka penyusunan Skripsi guna mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Universitas Icshan Gorontalo. Pada kesempatan ini, penulis hendak menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan moril maupun materil sehingga proposal penelitian ini dapat selesai. Ucapan terima kasih ini penulis tujukan kepada : 1. Ibu Dr. Dra. Hj. Djuriko Abdussamad, M.Si , selaku Ketua Yayasan Pen gembangan Ilmu Pengetahuan Teknologi (YPIPT) Ichsan Gorontalo. 2. Bapak Dr. Abd.Gaffar Latjokke, M.Si, selaku Rektor Universitas Ichsan Gorontalo. 3. Kedua Orang Tua yang senantiasa memberikan dorongan, motivasi dan bantuan materil selama proses perkuliahan sampai saat sekarang 4. Bapak Umar, ST, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik UNISAN Gorontalo 5. Bapak Muammar Zainuddin, ST, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro UNISAN Gorontalo dan juga selaku Pembimbing 6. Bapak Frengki Eka Putra Surusa ST., MT, selaku Pembimbing 7. Bapak Ibu Dosen se-lingkup UNISAN Gorontalo Penulis menyadari proposal skripsi ini tidak luput dari berbagai kekurangan. Penulis mengharapkan saran dan kritik demi kemsempurnaan dan perbaikannya sehingga akhirnya laporan proposal skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi bidang pendidikan dan penerapan dilapangan serta bisa dikembangkan lagi lebih lanjut. Amin.
Gorontalo,
Januari 2018
Firman Jumansyah Dj. Maku
iii
DAFTAR ISI PENGESAHAN .........................................................................................................................
i
PROPOSAL SKRIPSI ...............................................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN................ ................. ................. .................. .................. ............
ii
KATA PENGANTAR
..............................................................................................................iii
DAFTAR ISI ............................................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL .................................................................................................................... vii BAB I ........................................................................................................................................
1
PENDAHULUAN ....................................................................................................................
1
1.1
Latar Belakang ..........................................................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah .....................................................................................................
2
1.3
Tujuan Penelitian ......................................................................................................
2
1.4
Batasan Masalah .......................................................................................................
3
1.5
Manfaat Penelitian ....................................................................................................
3
BAB II.................. ................. .................. ................. ................. .................. .................. ............ 4 TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................................................
4
2.1
Tinjauan Pustaka .......................................................................................................
2.2
Dasar Teori.................. ................. .................. ................. .................. ................. ....... 6
4
2.2.1
PMT (Pemutus Tenaga) ....................................................................................
6
2.2.2
Persyaratan Pemutus Tenaga ............................................................................
6
2.2.3
Klasifikasi PMT ................................................................................................
7
2.2.4
PMT Jenis Tekanan Tunggal ............................................................................
8
2.2.5
PMT Jenis Tekanan Ganda ...............................................................................
9
2.3
Gardu Induk Sisi 20 Kv ..................................................................................
2.3.1
Type Cell Gardu Induk Sisi 20 Kv .................. ................. .................. ............. 10
2.4
Sistem Tena ga Listrik Tiga Fasa .................................................................... 11
2.4.1
Rangkaian Listrik Tiga Fasa ...........................................................................
12
2.4.2
Hubungan Bintang (Y, wye) ...........................................................................
14
2.4.3
Hubungan Segitiga ..........................................................................................
15
iv
10
2.4.4
Daya Pada Rangkaian Listrik 3 Fasa ..............................................................
17
2.4.5
Komponen Simetris.........................................................................................
20
2.5
Gangguan Hubung Singkat .............................................................................
24
2.5.1
Jenis Gangguan Hubung Singkat ....................................................................
24
2.5.2
Gangguan Tiga Fasa Seimbang ................. ................. .................. ................. .. 24
2.5.3
Gangguan Satu Fasa Ke Tanah .......................................................................
2.5.4
Gangguan Hubung Singkat Fasa ke Fasa ........................................................ 24
BAB III ...................................................................................................................................
25
33
METODE PENELITIAN.................. ................. .................. ................. .................. ................ 33 3.1
Kerangka konsep penelitian ....................................................................................
3.2
Objek penelitian/Alat dan bahan ............................................................................. 34
33
3.2.1
Objek ...............................................................................................................
34
3.2.2
Alat dan bahan ................................................................................................
34
Lokasi dan waktu penelitian ...................................................................................
34
3.3
3.3.1
Lokasi penelitian .............................................................................................
34
3.3.2
Waktu penelitian .............................................................................................
34
Tahapan alur penelitian ...........................................................................................
35
3.4
3.4.1
Melakukan studi literatur, seperti: ...................................................................
35
3.4.2
Pengumpulan data ...........................................................................................
35
Analis/pengolahan data ...........................................................................................
35
3.5
Karena resistansi pada sumber diabaikan sehingga : .............................................................. 36 3.7
Flowchart alur penelitian ........................................................................................
43
Daftar pustaka .........................................................................................................................
44
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Macam – macam PMT .............................................. ............................. 5 Gambar 2. 2 PMT Three Pole ............................................... ...................................... 8 Gambar 2. 3 Interupting chamber PMT SF6 saat pemutusan arus listrik ..........Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Wilayah Garu Induk Sisi 20 Kv ................................................... ........ 10 Gambar 2. 5 Skema sistem tenaga listrik .................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 6 Gelombang tiga fasa ............................. Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 7 Diagram fasor tegangan ....................................................................... 13 Gambar 2. 8 Rangkaian hubung bintang-bintang (Y-Y)........................................... 14 Gambar 2. 9 Hunbungan bintang (Y,wye) ................................................................ 15 Gambar 2. 10 Hubungan segitiga (delta,D) ................................................................ 16 Gambar 2. 11 Beban hubung bintang seimbang ......... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 12 Diagram fasor dalam gravik V-1 .......... Error! Bookmark not defined. Gambar 2. 13 Komponen simetris tegangan sistem tiga fasa yang tidak seimbang ... 20 Gambar 2. 14 Tegangan sistem sebagai penjumlahan dari komponen simetris ....... 21 Gambar 2. 15 Gangguan hubung singkat 3 fasa ......................................................... 24 Gambar 2. 16 Sumber dan impedansi tiga fasa seimbang ................................ .......... 24 Gambar 2. 17 Gangguan saluran ke netral pada fasa .................................................. 25 Gambar 2. 18 Gangguan hubung singkat fasa b dan fasa c ........................................ 25
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1 Waktu penelitian ................................................................................ ........ 27 Tabel 3. 2 Waktu lamanya waktu membuka alat pemutus tenaga .............................. 34
vii
viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Tujuan utama dari suatu sistem tenaga listrik adalah untuk memberikan tingkat kontinuitas pelayanan yang tinggi apabila terjadi keadaaan yang tidak dapat di tolerir, maka sistem harus mampu meminimalisai waktu gangguan. Kehilangan daya dan tegangan lebih (over load ) yang dapat terjadi oleh beberapa sebab, seperti kegagalan peralatan, gang guan alam, kesalahan operasi, dan sebagainya yang dapat menyebabkan gangguan. Karena adanya kemungkinan timbul gangguan pada jaringan tenaga listrik tersebut, maka timbul suatu pemikiran bagaimana memproteksi suatu jaringan yang ada sehingga apabila terjadi gangguan dapat diatasi. Adapun cara pencegahann ya yaitu dengan pemasangan suatu alat proteksi yang merupakan cara-cara mengamankan suatu jaringan tenaga listrik terhadap gangguan yang akan terjadi. Oleh karena itu, peranan suatu proteksi sangatlah penting, dimana faktor keandalan dalam memperbaiki dengan pengaturan pengaman yang tepat, jika terjadi suatu gangguan proteksi tersebut dapat mencegah atau membatasi kerusakan dan memperkecil efek-efeknya terhadap sistem yang sehat. PT Perusahaan Listrik Negara dalam perencanaannya akan menambah kapasitas trafo pada masing-masing gardu induk 2x60 Mega Volt Ampere (MVA) atau total 120 MVA di Sulawesi Utara dan Gorontalo. Proyek ini ditargetkan beroperasi pada akhir 2017. PLN berserta perusahaan pembangun telah menandatangani kontrak pembangunan pada dua gardu 150 kv extention, yaotu gardu Otam yang berlokasi di Kabupaten Bolaang Mongondouw, Sulawesi Utara dan Gardu Isimu yang terletak di Gorontalo.
1
Kebutuhan listrik di Sulawesi Utara & Gorontalo terus tumbuh, rata-rata antara 8% hingga 10% setiap tahunnya. Triwulan I tahun 2017 ini pertumbuhannya mencapai 7,44%."Oleh karenanya, tambahan kapasitas trafo 120 MVA diharapkan dapat segera beroperasi pada akhir 2017 guna mengantisipasi pertumbahan konsumsi listrik masyakarat termasuk memenuhi kebutuhan listrik untuk bisnis dan industri,”. Kapasitas trafo di Gardu Induk Isimu yang dioperasikan PLN memiliki daya sebesar 30 MVA,. Dengan tambahan masing-masing 1 unit trafo berkapasitas 60 MVA, maka nantinya kapasitas trafo pada Gardu Induk tersebut akan bertambah menjadi masing-masing 90 MVA. Saat ini, beban puncak listrik di sistem Sulutgo sebesar 356 MW dengan sistem kelistrikan interkoneksi melalui jaringan transmisi 150 kV. Sesuai RUPTL 2016-2025, PLN UIP Sulbagut akan membangun infrastruktur ketenagalistrikan di tiga provinsi, yaitu di Sulawesi Utara, Gorontalo dan Sulawesi Tengah sebagai berikut : Pembangkit dengan kapasitas 2.259,2 MW,Gardu Induk dengan kapasitas 2,520 MVA dan Transmisi sebesar 965 kms. 1.2
Rumusan Masalah
Dalam sistem tenaga listrik khususnya jaringan 20 kv, merupakan jaringan yang menyalurkan listrik dari Gardu Induk ke konsumen. Namun, dalam operasinya kerjanya, sering terjadi gangguan terutama gangguan hubung singkat. Salah satu alat proteksi jaringan listrik adalah Pemutus Tenaga (PMT). Sehingga rumusan masalah yang akan di bahas pada proposal yaitu : ”STUDI PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA PERENCANAAN MASUKNYA GARDU INDUK BARU DI GORONTALO”. 1.3
Tujuan Penelitian
Berdasarakan rumusan masalah di atas, maka tujuan penelitian ini : a. Menentukan nilai kapasitas pemutusan PMT pada jaringan distrbusi 20 kv. 2
b. Menganalisa/menghitung gangguan hubung singkat pada penyulang 20 kv. 1.4
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada proposal ini : a. Ganguan yang dianalisis adalah gangguan tiga fasa, dua fasa dan satu fasa. b. Pemutus tenaga yang dianalisis adalah sisi 20 kv. 1.5
Manfaat Penelitian
a. Sebagai sarana untuk mempermudah dalam menganalisis gangguan hubung singkat yang terjadi pada jaringan listrik. b. Sebagai referensi untuk penelitian selanjutnya tentang studi penentuan kapasitas pemutus tenaga sisi 20 kv.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Tinjauan Pustaka
Beberapa penelitian sebelumnya tentang studi penentuan kapasitas pemutus tenaga 20 kV adalah penelitian oleh : (Hendra et al, 2015) “Studi Penentuan Kapasitas Pemutus Tenaga Sisi 20 kV Pada Gardu Induk Sekayu” yang terletak di Kecamatan Pulau Sembilan Kabupaten Sinjai Dari hasil penelitian diperoleh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas pemutus tenaga PMT
pada
jaringan distribusi 20 kv. Dalam penelitian ini di ketahui bahwa kapasitas pemutusan untuk PMT Transformator 150/20 kV adalah 5,088 kA dengan perkiraan gangguan terjadi didalam Transformator pada 5% dari total Impedansi Transformator. Besar kapasitas pemutusan PMT Busbar 20 kV adalah 8,923 kA dengan perkiraan gangguan terjadi pada Busbar 20 kV, besar kapasitas pemutusan PMT Penyulang 1 dan Penyulang 2 adalah 8,923 kA dengan perkiraan terjadinya gangguan pada sambungan kabel XLPE atau 0% dari total Impedansi Penyulang. Untuk rating PMT Transformator dan diambil 40 kA dan Busbar 20 kV, Penyulang 1 dan Penyulang 2 adalah 12,5 kA. (Gusti et al, 2016) “Analisis Arus Gangguan Hubung Singkat Pada Penyulang 20 Kv Dengan Over Current Relay (OCR) Dan Ground Fault Relay (GFR)” penelitian ini membahas tentang pengaruh pemasangan OCR dan GFR terhadap arus hubung singkat, dalam hasil penelitianya diperoleh Besar arus gangguan satu fasa ke tanah yang terjadi pada saluran kabel 20 kV menuju incoming 20 kV sebesar 13.390 Ampere dan gangguan fasa-fasa sebesar 11.640 Ampere. Setting relai arus lebih (OCR) sisi 150 kV sebesar 300 Ampere untuk sisi primer, 5 ampere untuk sisi sekunder. Ground fault relay (GFR) sebesar 120 Ampere untuk sisi primer, sisi 4
sekunder sebesar 2 Ampere. Setting relai arus lebih (OCR) sisi 20 kV sebesar 2000 Ampere untuk sisi primer, 5 ampere untuk sisi sekunder. Ground fault relay (GFR) sisi 20 kV sebesar 400 Ampere. (Chandra et al, 2016) “Penentuan Kapasitas Pemutus Tenaga Sisi 20 kv pada gardu induk Sei. Raya ”. Hasil penelitian ini yang di temukan adalah Berdasarkan arus gangguan hubung singkat 3 fasa maksimum pada busbar 20 kV, kapasitas pemutus tenaga PMT 20 kV pada transformator 1 sebesar 9.658193 kA dengan pemilihan PMT yang tersedia dipasaran sebesar 12,5 kA, kapasitas pemutus tenaga PMT 20 kV pada transformator 2 sebesar 17,126147 kA dengan pemilihan PMT yang tersedia dipasaran sebesar 20 kA, dan kapasitas pemutus tenaga PMT 20 kV pada transformator 3 sebesar 9.658193 kA dengan pemilihan PMT yang tersedia dipasaran sebesar 12,5 kA. Perbandingan rating pemutus tenaga (PMT) yang terpasang (existing) lebih besar terhadap hasil pemilihan rating pemutus tenaga (PMT) berdasarkan perhitungan, sehingga dapat disimpulkan pemutus tenaga penyulang Gardu Induk Sei. Raya (Existing) masih layak digunakan sebagai pemutus tenaga.
5
2.2
Dasar Teori
2.2.1
PMT (Pemutus Tenaga)
Berdasarkan IEV (International Electrotechnical Vocabulary) 441-14-20 disebutkan bahwa Circuit Breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) merupakan peralatan saklar / switching mekanis, yang mampu menutup, mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi normal serta mampu menutup, mengalirkan (dalam periode waktu tertentu) dan memutus arus beban dalam spesifik kondisi abnormal / gangguan seperti kondisi short circuit / hubung singk at. Fungsi utamanya adalah sebagai alat pembuka atau penutup suatu rangkaian listrik dalam kondisi berbeban, serta mampu membuka atau menutup saat terjadi arus gangguan ( hubung singkat ) pada jaringan atau peralatan lain.
PMT 20KV
PMT 150KV
PMT 500KV
Gambar-2.1. Macam – macam PMT
Pada waktu pemutusan atau menghubungkanarus listrik akan terjadi busur api listrik. Pemadaman busur api listrik pada waktu pemutusan dapat dilakukan oleh beberapa macam media, seperti : minyak, udara atau gas. Permasalahan pada pemutus tenaga adalah kemampuann ya untuk mengendalikan arus yang mengalir didalam rangkaian yang menyangkut bagian dari system
6
konduktor, dibawah kondisi normal dan tidak normal. Fungsi pemutus tenaga adalah memiliki dua kondisi stabil, yaitu penutupan dalam praktek impedansinya sangat kecil, dan pembukaan yang idealnya mempunyai impedansi tinggi. Pemutus tenaga harus mampu mengatasi perubahan kondisi dengan cepat bila diperlukan. Pada saat ini pemadam busur api listrik pada umumnya menggunakan media gas SF6. Karena dengan menggunakanmedia ini pada pemutus tenaga akan diperoleh banyak keuntungan. 2.2.2
Persyaratan Pemutus Tenaga
Di dalam memilih suatu pemutus tenaga harus memenuhi beberapa persyaratan, diantaranya yaitu : a. pemutus tenaga harus mampu mengalirkan arus nominal secara kontinyu untuk waktu yang tidak terbatas. b. Pemutus tenaga harus cepat dalam memutuskan arus hubung singkat yang terjadi, dan secepatnya bersifat sebagai isolasi sesuai dengan waktu tun da maksimum. c. Pemutus tenaga harus mampu memutuskan dengan aman pada situasi kerja arus nominal, dan terbuka secara otomatis pada kondisi arus hubung singkat atau pada beban lebih. d. Pemutus tenaga harus mampu menahan akibat yang ditimbulkan aloeh busur api listrik ada sela kontak. e. Kontak-kontak dari suatu pemutus tenaga harus mampu membuka, apabila didalam rangkaian (system) terjadi gangguan. f.
Pemutus tenaga harus mampu tidak beroperasi dalam kondisi yang dapat merusak alat tersebut.
g. Pemutus tenaga harus dapat memutuskan arus yang sangat kecil, misalnya arus magnetisasi transformator atau saluran yang sifatnya induktif atau kapasitif. 7
2.2.3
Klasifikasi PMT
Klasifikasi Pemutus Tenaga dapat dibagi atas beberapa jenis, antara lain berdasarkan tegangan rating/nominal, jumlah mekanik penggerak, media isolasi, dan proses pemadaman busu r api jenis gas SF6. a.
Berdasarkan besar / kelas tegangan (Um)
PMT dapat dibedakan menjadi :
PMT tegangan rendah (Low Voltage) Dengan range tegangan 0.1 s/d 1 kV ( SPLN 1.1995 - 3.3 ).
PMT tegangan menengah (Medium Voltage) Dengan range tegangan 1 s/d 35 kV ( SPLN 1.1995 – 3.4 ).
PMT tegangan tinggi (High Voltage) Dengan range tegangan 35 s/d 245 kV ( SPLN 1.1995 – 3.5 ).
PMT tegangan extra tinggi (Extra High Voltage) Dengan range tegangan lebih besar dari 245 kVAC ( SPLN 1.1995 – 3.6 ). Berdasarkan jumlah mekanik penggerak / tripping c oil
b.
PMT dapat dibedakan menjadi :
PMT Single Pole
PMT type ini mempunyai mekanik penggerak pada masing-masing pole, umumnya PMT jenis ini dipasang pada bay penghantar agar PMT bisa reclose satu fasa.
8
Keterangan . 1. Pondasi 2. Kerangka (Struckture) 3. Mekanik penggerak 4. Isolator suport. 5. Ruang pemutus 6a. Terminal Utama atas 6b. Terminal Utama bawah 7. Lemari control lokal
Gambar 2.2. PMT Three Pole c.
Berdasarkan media isolasi
Jenis PMT dapat dibedakan menjadi :
d.
•
PMT Gas SF6
•
PMT Minyak
•
PMT Udara Hembus (Air Blast)
•
PMT Hampa Udara (Vacuum)
Berdasarkan proses pemadaman busur api listrik diruang pemutus
PMT SF6 dapat dibagi dalam 2 (dua) jenis, yaitu :
2.2.4
•
PMT Jenis Tekanan Tunggal (single pressure type)
•
PMT Jenis Tekanan Ganda (double pressure type)
PMT Jenis Tekanan Tunggal
PMT terisi gas SF6 dengan tekanan kira-kira 5 Kg / cm2, selama terjadi proses pemisahan kontak – kontak, gas SF6 ditekan (fenomena thermal overpressure) ke dalam suatu tabung/cylinder yang menempel pada kontak bergerak selanjutnya saat terjadi pemutusan, gas 9
SF6 ditekan melalui nozzle yang menimbulkan tenaga hembus/tiupan dan tiupan ini yang memadamkan busur api.
Gambar2.3. Interupting chamber PMT SF6 saat proses pemutusan arus llistrik 1. Fixed contacts rod (Rod Kontak diam) 2. Valve ( katup ) 3. Main contacts (Kontak Utama) 4. Insulating Nozle 5. The Moving Contact suport Vt. Themal Pressure Vp.The Compression of the Volume 2.2.5
PMT Jenis Tekanan Ganda
PMT terisi gas SF6 dengan sistim tekanan tinggi kira-kira 12 Kg / cm2 dan sistim tekanan rendah kira-kira 2 Kg / cm2, pada waktu pemutusan busur api gas SF6 dari sistim tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke sistim tekanan rendah. Gas pada sistim tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke sistim tekanan tinggi, saat ini PMT SF6 tipe ini sudah tidak diproduksi lagi.
10
2.3
Gardu Induk Sisi 20kv
Gardu Induk sisi 20KV merupakan instalasi sistem penyaluran tenaga listrik dengan tegangan menengah (20.000 Volt) ke pusat - pusat beban. Di dalamnya terdapat cubicle/panel bagi yaitu panel In comming, Out going, Kopel, Panel Pengukuran dan panel Trafo Pemakaian Sendiri. Panel In comming disuplay dari out put Trafo Tenaga (sisi Sekunder) yang berfungsi mentranformasikan tegangan tinggi menjadi tegangan menengah. Panel In Comming merupakan Induk dari Out Going. Panel Kopel berfungsi untuk memaralel/menghubungkan dua sumber atau trafo yang berbeda. Panel Out Going yang berfungsi menghubung dan memutus sumber ke gardu distribusi/pelanggan. Panel pengukuran berfungsi untuk mengukur energi listrik yang berisi peralatan ukur serta suplay trafo tegangan (VT). Panel Trafo Pemakaian Sendiri (PS) biasanya menggunakan LBS/Load Breaker Swicth yang berfungsi untuk menghubung dan memutus sumber Trafo PS.
Gambar 2.4, Wilayah Gardu Induk Sisi 20KV 2.3.1
Type Cell Gardu Induk sisi 20KV
a.
Open type/konvensional
Cel kubikel terbuka, konstruksi busbar rell terlihat dan biasa terpasang di atas. Menggunakan sekat tembok sebagi pembatas cel yang satu dengan cel lainnya. Cel kubikel 11
terbuka memungkinkan binatang masuk sehingga menyebabkan gangguan yang mengganggu system. b.
Close type
Cel kubikel tertutup plat panel, busbar rell tidak terlihat dan pemasangannya ada yang di atas dan ada yang dibawah. Sekat plat sebagai pembatas cel yang satu dengan cel lainnya. Karena semuannya tertutup sehingga binatang tidak bisa masuk dalam cel kubikel sehingga aman. Namun tidak menutup kemungkinan binatang dapat masuk dalam cel bila lalai menutup lobang lobang cable in door. Analisa Gangguan Pada Sistem Distribusi 20 kV
Gangguan-gangguan yang terjadi pada penyulang sistem distribusi 20 kV dapat menyebabkan kerusakan pada trafo yang berada disebelah hulunya, oleh karena itu gangguan tersebut harus dapat diatasi agar tidak merusak peralatan. Gangguan-gangguan pada sistem tenaga listrik pada umumnya merupakan gangguan hubung singkat yang tidak simetris, terutama gangguan satu fasa ke tanah. Pada umumnya gangguan tiga fasa akan menghasilkan arus gangguan yang paling besar, tetapi ada kalanya gangguan satu fasa tanah akan menghasilkan arus gangguan yang besar. Gangguan pada sistem tenaga listrik dapat dikategorikan dengan : 1. Gangguan paralel (shunt faults) atau hubung singkat 2. Gangguan simultan (simultaneous faults) atau mempunyai lebih dari satu gangguan yang terjadi pada waktu yang bersamaan. 2.6.1 Gangguan Satu Fasa Ke Tanah
Pada umumnya gangguan satu fasa ke tanah terjadi karena satu penghantar fasanya terhubung singkat ke tanah baik secara langsung atau terhubung dengan kawat tanah. Gambar 2.4 (a) berikut akan memperlihatkan gambaran umum dari gangguan satu fasa ke tanah pada titik F 12
dengan impedansi gangguan Zf , gambar 2.4 (b) memperlihatkan rangkaian ekivalen jaringan urutan.
Gambar 2.4 Gangguan Satu Fasa Ke Tanah : (a) Gambaran Umum (b) Rangkaian Ekivalen Jaringan Urutan Gangguan fasa ke tanah yang terjadi dimisalkan pada fasa a dengan Vf adalah tegangan sebelum terjadi gangguan (Vf = 1.0Ð0º p.u). Dimana :
Arus gangguan untuk fasa adalah
Atau
13
2.6.2 Gangguan Fasa Fasa langsung –
Pada umumnya, gangguan antar fasa pada sistem tenaga listrik ketika dua penghantar terhubung singkat. Gambar 2.5 (a) menunjukkan gambaran umum dari gangguan antar fasa pada titik gangguan F dengan impedansi gangguan Zf.Gambar 2.5 (b) menunjukan rangkaian ekivalen jaringan urutan, dengan Vf adalah tegangan sebelum terjadi gangguan (Vf = 1,0Ð 0º p.u).
(a) (b) Gambar 2.5 Gangguan Fasa-Fasa : (a) Gambaran Umum (b) Rangkaian Ekivalen Jaringan Urutan Dari gambar 2.5 (a) diperoleh Iaf = 0 ................................................................. (2.12) I bf = - Icf ................................................................. (2.13) V bc = V b – Vc = Zf I bf .......................................... (2.14) Dari gambar 2.5 (b), arus urutan dapat dirumuskan Ia0 = 0 ....................................................... (2.15)
14
Dengan mensubsitusikan persamaan (2.15) dan (2.16) maka diperoleh arus gangguan untuk fasa b dan c adalah
2.6.3 Gangguan 2 fasa Ke Tanah
Pada umumnya, gangguan dua fasa ke tanah pada sistem transmisi terjadi ketika konduktor berhubungan langsung dengan netral dari system pentanahan tiga fasa. Gambar 2.6 (a) menunjukan gambaran umum dari gangguan dua fasa ke tanah pada titik gangguan F dengan impedansi gangguan Zf dan dengan impedansi dari saluran ke tanah Zg (yang mana nilainya sama dengan nol atau tak terhingga). Gambar 2.6 (b) menunjukan hubungan dari rangkaian ekivalen jaringan urutan resultan, dengan Vf adalah tegangan sebelum terjadi gangguan (Vf = 1,00º p.u).
(a) (b) Gambar 2.6 Gangguan Fasa-Fasa ke Tanah : (a) Gambaran Umum (b) Rangkaian ekivalen Jaringan Urutan Untuk analisa gangguan fasa-fasa ke tanah dimisalkan fasa yang terganggu adalah pada fasa b dan c. Iaf = 0 ........................................... (2.18) V bf = (Zf + Zg)I bf + Zg Icf ........................................... (2.19) 15
Vcf = (Zf + Zg)Icf + Zg I bf ........................................... (2.20) Dari gambar 2.6 (b) arus urutan positif dapat digambarkan :
Arus urutan negatif dan nol dapat terbentuk dengan menggunakan aturan pembagian arus, yaitu :
Arus gangguan untuk fasa b dan c maka diperoleh : Ibf = Ia0 + a2 Ia1 + a Ia2 ............................... (2.24) Dan Icf = Ia0 + a Ia1 + a2 Ia2 ............................... (2.25) 2.6.4 Gangguan Tiga Fasa ke tanah
Pada umumnya gangguan tiga fasa merupakan gangguan yang seimbang (symmetrical), tetapi juga bisa di analisa dengan menggunakan komponen simetris. Gambar 2.7 (a) memperlihatkan gambaran umum dari gangguan tiga fasa seimbang pada gangguan di titik F dengan impedansi Zf dan Zg. Gambar 2.7 (b) memperlihatkan rangkaian ekivalen jaringan urutan, dengan Vf adalah tegangan sebelum terjadi gangguan (Vf = 1,0Ð0º p.u).
16
(a) (b) Gambar 2.7 Gangguan Tiga Fasa : (a) Gambaran Umum (b) Rangkaian Ekivalen Jaringan Urutan Arus urutan positif, negatif dan nol dapat digambarkan seperti : Ia0 = 0 ........................................... (2.26) Ia2 = 0 ........................................... (2.27)
Dari persamaan diatas maka didapat rumus arus gan gguan masing-masing fasa adalah sebagai berikut:
17
2.4
Sistem Tenaga Listrik Tiga Fasa
Sistem jaringan listrik yang terpasang di Indonesia merupakan jaringan listrik tiga fasa yang disalurkan oleh produsen listrik, dalam hal ini PLN, ke konsumen listrik yakni rumah tangga dan industri. Secara umum sistem tenaga listrik terbagi ke dalam beberapa bagian yakni pembangkitan, penyaluran (transmisi) dan beban. Berikut skema suatu sistem tenaga listrik tiga fasa.
Gambar 2.5 Skema sistem tenaga listrik 18
Generator akan membangkitkan daya listrik yang akan disalurkan, daya yang dibangkitkan adalah daya listrik tiga fasa. Pada sistem transmisi dibutuhkan daya yang besar, karena pada sistem transmisi ada kerugian daya yang disebabkan oleh faktor jarak. Karena itu, untuk mengurangi kerugian daya tersebut, tegangan akan dinaikkan menggunakan trafo stepup menjadi tegangan tinggi atau tegangan extra tinggi. Agar dapat digunakan oleh konsumen,
sebelum
didistibusikan, tegangan kembali diturunkan menjadi 380/220 V
menggunakan trafo step-down. Daya yang diterima oleh konsumen adalah daya listrik arus bolak balik tiga fasa. Untuk industri, daya yang digunakan adalah daya listrik tiga fasa, sedangkan untuk rumah tangga daya yang digunakan adalah daya listrik satu fasa. 2.4.1
Rangkaian Listrik 3 Fasa
Rangkaian listrik 3 fasa merupakan rangkaian listrik yang memiliki tiga buah keluaran simetris dan memiliki perbedaan sudut untuk setiap fasanya sebesar 1200. Berikut gambar dari gelombang 3 fasa :
Gambar 2.6 Gelombang tiga fasa Dari gambar diatas terlihat bahwa setiap fasa memiliki perbedaan sudut dan diidapatkan hubungan tegangan untuk masing-masing fasa sebagai berikut :
19
Berikut diagram fasor dari tegangan 3 fasa
:
Gambar 2.7 Diagram fasor tegangan
Arus yang mengalir pada setiap beban dinyatakan sebagai :
yang pada ketiga fasanya dapat dituliskan :
20
Pada rangkaian 3 fasa terdapat dua jenis hubungan yakni hubung bintang dan hubung delta. Rangkaian 3 fasa hubung delta menggunakan 3 kawat yakni k awat 3 fasa sedangkan pada rangkaian 3 fasa hubung bintang menggunakan 4 kawat, 3 kawat untuk fasa dan 1 kawat untuk netral. Arus netral pada rangkaian hubung bintang merupakan titik hubung antar ketiga fasanya. Arus netral (I N) merupakan penjumlahan arus ketiga fasanya karena jalur netral tersebut dilalui oleh k etiga fasa yang ada, menurut persamaan berikut :
Persamaan (2.4) di atas menunjukkan jika beban yang diaplikasikan dalam suatu tegangan tiga fasa seimbang, maka arus netralnya sama dengan nol k arena simetris dan saling meniadakan. Arus netral muncul akibat pembebanan yang tidak seimbang.
Gambar 2.8 Rangkaian hubung bintang-bintang (Y-Y)
2.4.2
Hubungan Bintang (Y, wye)
Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c
21
mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.
Gambar 2.9 Hubungan Bintang (Y, wye).
Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase). Vline = akar 3 Vfase = 1,73Vfase Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama, ILine = Ifase Ia = Ib = Ic
2.4.3
Hubungan Segitiga
Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase.
22
Gambar 2.10 Hubungan Segitiga (delta, Δ, D).
Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline = Vfase Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga: Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase
23
2.4.4
Daya Pada Rangkaian Listrik 3 Fasa
Suatu rangkaian listrik tiga fasa
:
Gambar 2.11 Beban hubung bintang seimbang
24
Dengan menggunakan persamaan identitas trigonometri
:
yang digunakan pada persamaan (2.8), didapat :
Daya yang disalurkan pada rangkaian tiga fasa sama dengan jumlah daya pada ketiga fasanya. Dari persamaan (2.10), didapat daya masing-masing fasa terdir i dari komponen konstan dan komponen pulsa (yang berosilasi). Komponen puls a masing-masing fasa berbeda 120 o , sehingga penjumlahan daya ketiga fasa
ini
akan menghilangkan komponen pulsa dan didapat
penjumlahan ketiga komponen konstan yang identik
Persamaan daya ini dapat ditulis:
Dalam hubungan
:
25
:
Dengan
:
S = Daya total (satuan VA) P = Daya nyata (satuan Watt) Q = Daya reaktif (satuan VAR) Berikut diagram fasor daya tergantung beban totalnya :
Gambar 2.12 Diagram fasor dalam grafik V~I 26
a. Beban resistif murni b. Beban induktif murni c. Beban kapasitif murni d. Beban induktif resistif e. Beban kapasitif resistif 2.4.5
Komponen Simetris
Pada kenyataannya sistem 3 fasa yang ada
diberikan beban tidak seimbang.
Sistem tiga fasa yang tidak seimbang ini dapat diuraikan menjadi tiga buah komponen simetris untuk memudahkan analisis, yaitu 3.
:
Komponen urutan positif ( positive sequence), yang fasornya sama besar dan mempunyai beda fasa 120o , serta urutan fasanya sama dengan urutan fasa aslinya.
4.
Komponen urutan negative (negative sequence), yang sama seperti urutan positif, hanya urutan fasanya berlawanan dengan urutan fasa aslinya.
5.
Komponen urutan nol ( zero sequence) yang fasornya sama besar dan dengan pergeseran fasa nol antara fasor yang satu dengan yang lain.
Berikut gambar fasor dari komponen simetris
tegangan.
Gambar 2.13 Komponen simetris tegangan dari sistem 3 fasa yang tidak seimbang 27
Notasi yang digunakan untuk komponen urutan tersebut biasanya diberikan subskrip 1, 2 dan 0 pada komponen arus dan tegangannya. Jadi, komponen urutan positif dari tegangan Va, V b dan Vc adalah Va1, V b1 dan Vc1; komponen urutan negatifnya Va2, V b2 dan Vc2; serta komponen urutan nolnya Va0, V b0 dan Vc0. Persamaan tegangan sistemnya merupakan penjumlahan dari masing-masing komponen simetrisnya, yaitu
Gambar 2.14 Tegangan sistem sebagai penjumlahan dari komponen simetris
28
:
Dari gambar 2.14 di atas, didapatkan hubungan antara komponen-komponen simetrisnya, yaitu
:
Berdasarkan persamaan (2.17), maka persamaan (2.18) menjadi :
yang dapat dinyatakan dalam bentuk matriks :
Dengan mengalikan matriks tersebut dengan matriks invers-nya ( A1 ) diperoleh :
Sehingga, hubungan antara komponen-komponen simetrisnya dan tegangan sistemnya dapat dituliskan sebagai berikut : 29
Komponen urutan nol tidak terdapat dalam sistem tenaga listrik apabila sistem siembang. Pada sistem tiga fasa yang tidak seimbang, pada kabel netralnya dapat mengandung komponen urutan nol. Persamaan-persamaan tegangan tersebut berlaku juga pada persamaan untuk arusnya yang dinyatakan sebagai berikut :
Arus netral yang mengalir adalah jumlah arus yang mengalir pada tiap fasanya. Jadi,
berdasarkan
persamaan
(2.22),
maka
dituliskan menjadi :
30
persamaan
arus
netralnya
dapat
2.5
Gangguan Hubung Singkat
2.5.1
Jenis Ganguan Hubung Singkat
Gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi di dalam Jaringan (Sistem Kelistrikan) ada 3, yaitu: a. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa
Gambar 2.15 Gangguan Hubung Singkat 3 Fase 2.5.2
Gangguan Tiga Fasa Seimbang
Tipe gangguan ini didefinisikan sebagai gangguan hubung singkat tiga fasa, dimana gangguan itu jarang terjadi, tetapi merupakan tipe gangguan yang palih parah karena pada setiap saluran arus gangguan sama besarnya. Gambar 2.17 menunjukkan generator sinkron tiga fasa dengan netral diketanahkan melalui impedansi Zn Generator menyuplai beban tiga fasa seimbang.
Gambar 2.16 Sumber dan Impedansi Tiga Fasa Seimbang Sumber : Saadat (1999 : 418) 31
2.5.3
Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah
Gambar 2.17 mengilustrasikan generator tiga fasa dengan netral diketanahkan melalui impedansi Zn .
Gambar 2.17 Gangguan Saluran Ke Netral Pada Fasa .Sumber : Saadat (1999 : 421)
2.5.4
Gangguan Hubung Singkat Fasa Ke Fasa
Gambar 3 memperlihatkan generator tiga fasa dengan gangguan melalui sebuah impedansi Zf diantara fasa b dan c.
Gambar 2.18 Gangguan Hubung Singkat Fasa b dan Fasa c Sumber : Saadat (1999 : 423)
32
BAB III METODE PENELITIAN
3.1
Kerangka konsep penelitian
Dalam penyaluran tenaga listrik dari pusat pembangkit ke beban, harus berlangsung secara continue. Tetapi, terkadang sistem tenaga listrik dapat mengalami gangguan yang dapat mempengaruhi penyaluran tenaga listrik ke beban. Untuk itu diperlukan peralatan pengaman yang dapat memproteksi jaringan dan perlatan tenaga listrik terutama di Gardu Induk. Setiap sistem proteksi minimum terdiri dari transformator instrumen, relay dan pemutustenaga (Circuit Breaker ). Circuit Breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) merupakan peralatan saklar ( switching ) mekanis, yang mampu menutup,mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi normal serta mampu menutup, mengalirkan (dalam periode waktu tertentu) dan memutus arus beban dalam spesifik kondisi abnormal / gangguan seperti kondisi hubung singkat ( short circuit ). Fungsi utamanya adalah sebagai alat pembuka atau penutup suatu rangkaian listrik dalam kondisi berbeban, serta mampu membuka atau menutup saat terjadi arus gangguan (hubung singkat ) pada jaringan atau peralatan lain. Penentuan kapasitas Pemutus Tenaga (PMT) dapat ditentukan dengan cara menghitung nilai arus gangguan maksimum pada jaringan tersebut.
33
3.2
Objek penelitian/Alat dan bahan
3.2.1
Objek
Penelitian ini akan dilakukan pada kapasitas pemutus tenaga sisi 20 kv. 3.2.2
Alat dan bahan
-
PC/Laptop
-
Printer canon MP237
3.3
Lokasi dan waktu penelitian
3.3.1
Lokasi penelitian
Penelitian ini bertempat di Desa Bongo Nol, Kecamatan Wonosari, Kabupaten Boalemo. 3.3.2
Waktu penelitian
Tabel 3. 1 Waktu penelitian
Bulan No.
Kegiatan januari
1 2 3 4 5 6
februari
Penyusunan proposal Seminar proposal Pengumpulan data Pengolahan dan analisis data Penyusunan hasil penelitian Seminar skripsi
34
maret
april
mei
3.4
Tahapan alur penelitian
Langkah – langkah yang akan diambil dalam melakukan penelitian ini adalah : 3.4.1
Melakukan studi literatur, seperti:
a. Buku teks terbitan yang digunakan sebagai acuan yang berkaitan secara langsung dengan permasalahan pada penelitian dalam hal ini mengenai studi penentuan kapasitas pemutus tenaga sisi 20 kv pada gardu induk. b. Makalah/jurnal penelitian sebagai acuan yang berkaitan secara langsung dengan permasalahan pada penelitian dalam hal ini studi penentuan kapasitas pemutus tenaga sisi 20 kv pada gardu induk.. 3.4.2
Pengumpulan data
Pengumpulan data yang dilakukan dalam penelitian ini adalah berupa data – data yang bersumber dari Gardu Induk Isimu berupa :
3.5
-
Data arus hubung singkat.
-
Data teknis transformator daya.
-
Data teknis penyulang-penyulang.
Analis/pengolahan data
Setelah data-data yang di perlukan sudah terkumpul maka tahap selanjutnya melakukan perhitungan sebagai berikut : 3.5.1
Menentukan Impedansi Sumber
Untuk menghitung impedansi sumber di sisi Busbar 20 KV, maka harus dihitung dulu impedansi sumber di Busbar 150 kV. Menurut Kersting (2002 : 291),
35
dengan menggunakan MVA hubung singkat tiga fasa, impedansi ekivalen sistem urutan positif dalam ohm ditentukan dengan
Karena resistansi pada sumber diabaikan sehingga :
Di asumsikan impedansi dasar :
Diasumsikan tegangan dasar
sama dengan tegangan sumber, dan
resistansi sumber diabaikan sehingga impedansi ekivalen sumber urutan positif dan negatif dalam pu menjadi : (Hendra, dkk, 2015)
36
3.5.2
Menentukan Impedansi Transformator
Pada perhitungan impedansi suatu transformator yang di ambil adalah harga reaktansinya, sedangkan tahanannya diabaikan karena harganya kecil. 1.
Reaktansi Transformator Urutan Positif dan Negatif
Untuk mencari nilai reaktansi urutan positif dan negatif transformator dalam Ohm dihitung dengan persamaan sebagai berikut : (Hendra, dkk, 2015).
Pada
transformator
daya
pada
umumnya
informasi
nilai
reaktansi
menggunakan nilai persentase. Reaktansi transformator daya dengan daya dasar baru :
37
2.
Reaktansi Transformator Urutan Nol
Sebelum menghitung reaktansi urutan nol
terlebih dahulu harus
diketahui data transformator daya itu sendiri yaitu data dari kapasitas belitan delta yang ada dalam ransformator :
Untuk transformator daya dengan hubungan belitan ΔY dimana kapasitas belitan delta sama besar dengan kapasitas belitan Y, maka
.
Untuk transformator daya dengan hubungan belitan Yyd dimana kapasitas belitan delta (d) biasanya adalah sepertiga dari kapasitas belitan Y (belitan yang dipakai untuk menyalurkan daya, sedangkan belitan delta tetap ada didalam tetapi tidak dikeluarkan
kecuali
satu terminal delta untuk ditanahkan),
maka nilai
Untuk transformator daya dengan hubungan belitan YY dan tidak mempunyai belitan delta di dalamnya, maka untuk menghitung besarnya antara 9 s/d 14 x
38
berkisar
3.5.3
Menentukan Impedansi Penyulang
Untuk perhitungan impedansi penyulang, perhitungan nya tergantung dari besarnya impedansi per km dari penyulang yang akan dihitung, dimana besar nilainya tergantung pada jenis penghantarnya, yaitu dari bahan apa penghantar tersebut dibuat dan juga tergantung dari besar-kecilnya penampang dan panjang penghantar nya. Impedansi penyulang dalam satuan per unit adalah :
3.5.4
Menentukan Impedansi Ekivalen Penyulang
Perhitungan yang akan dilakukan disini adalah perhitungan besarnya nilai impedansi ekivalen urutan positif. Karena dari sejak sumber ketitik gangguan impedansi yang terbentuk adalah tersambung seri maka perhitungan impedansi ekivalen urutan positif (Z1) dapat langsung dengan cara menjumlahkan impedansi tersebut. Sehingga untuk impedansi ekivalen urutan positif dan negatif penyulang dapat dihitung dengan menggunakan rumus : (Hendra, dkk, 2015).
39
3.5.5
Arus Gangguan
Setelah memperoleh impedansi ekivalen dan di asumsi tegangan sumber sebesar 1,0 pu, sehinggga arus gangguan hubung – singkat dapat dihitung dalam satuan per unit (pu) dengan uraian sebagai berikut : 1.
Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa :
2.
Arus Gangguan Hubung Singkat Fasa-Fasa :
40
3. Arus Gangguan Hubung Singkat Fasa ke Tanah :
3.6
Rating Arus ( Rated I nterrupting Current) PMT
Yang di maksudkan dengan rating arus yang dapat di putuskan adalah arus total terbesar (AC dan DC) yang dapat di putuskan dengan baik. Besar arus ini tergantung dari waktu membuka nya alat pemutus daya itu. Pada umum nya komponen DC tersebut sulit dihitung, jadi untuk mengikut sertakan komponen DC, arus simetris yang diperoleh dikalikan dengan factor pengali. Faktor pengali tersebut besarn ya tergantung dari waktu membukanya alat pemutus tenaga. Faktor pengali dan lamanya waktu membuka alat pemutus tenaga (PMT) ditunjukkan pada tabel dibawah ini :
Waktu membukannya alat pemutus tenaga 8 cycle (0,16 Second)
Faktor Pengali
5 cycle (0,1 Second)
1,1
3 cycle (0,06 Second)
1,2
2 cycle (0,04 Second)
1,4
sesaat
1,6
Sumber : Sirait, (2012)
41
1,0
Menurut Gonen (1988 : 159), untuk penentuan kapasitas pemutus tenaga PMT dengan persamaan :
42
3.7
Flowchart alur penelitian
Mulai
Studi literatur
Pengumpulan Data : Data Arus Hubung Singkat Tiga Fasa Data Teknis Transformator Daya Data Teknis Penyulang
Menentukan :
MVA Hubung Singkat
Daya Dasar MVA
Tegangan dasar KV
Menghitung :
Impedansi dasar Z
Impedansi Sumber X
Reaktansi Urutan Positif Transformator
Impedansi Penyulang Z
Impedansi Eqivalent Urutan Positif
Arus Gangguan Hubung Singkat 3 Fase
Menentukan Rating MVA PMT
Selesai
43