Soal Dan Pembahasan Analisa Sistem Tenaga

1. Analisa HS dilakukan pada sistem di bawah ini,



Penyelesaian:

a) Tentukan MVA hubung singkat pada bus 1,3 dan 4. Untuk mencari nilai MVA hubung singkat maka menggunakan rumus sebagai berikut :

√        Dengan :

         √            √    

Tegangan (line-line) sebelum gangguan Pada titik gangguan (volt)

Harga Efektif Arus Hubung Singkat Awal Simetris (Amper) (Melalui Cb)

 = Faktor pengali

1. MVA hubung singkat pada bus 1  bus 1 = 230 kV

 Ampere

Diketahui Nilai hubung singkat pada bus 1 adalah hasil running MATLAB From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees 1 F 14.1050 -90.0000 2 1 2.0051 2.0051 -90.0000 3 1 2.0998 2.0998 -90.0000 4 2 2.0051 2.0051 -90.0000 4 3 1.5473 1.5473 -90.0000 4 5 0.5526 0.5526 -90.0000 5 3 0.5526 0.5526 -90.0000 G 6 10.0000 -90.0000 6 1 10.0000 -90.0000 G 7 4.1050 -90.0000 7 4 4.1050 4.1050 -90.0000 Sehingga arus hubung singkat pada bus 1 (dalam ampere) = I(pu)



 Id

= 14,1050

 

= 3540,651 A

MVA Short Circuit bus 1 = = 2256,792 MVA

 √ 

 MVA

2. MVA hubung singkat pada bus 3

    √            √      bus 3 = 230 kV

 Ampere

Diketahui Nilai hubung singkat pada bus 3 adalah hasil running MATLAB From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees 1 3 4.4786 4.4786 -90.0000 2 1 0.1216 0.1216 -90.0000 3 F 8.3565 8.3565 -90.0000 4 2 0.1216 0.1216 -90.0000 4 3 2.8574 2.8574 -90.0000 4 5 1.0205 1.0205 -90.0000 5 3 1.0205 1.0205 -90.0000 G 6 4.3570 -90.0000 6 1 4.3570 4.3570 -90.0000 G 7 3.9995 -90.0000 7 4 3.9995 3.9995 -90.0000 Sehingga arus hubung singkat pada bus 3 (dalam ampere) = I(pu)  Id = 8,3565

  

= 2097,656 A

  √ 

MVA Short Circuit bus 3 =

 MVA

= 1337,034 MVA 3. MVA hubung singkat pada bus 4

    √            √      bus 4 = 230 kV

 Ampere

Diketahui Nilai hubung singkat pada bus 4 adalah hasil running MATLAB From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees

 

1 2 2.0051 2.0051 -90.0000 1 3 2.0998 2.0998 -90.0000 2 4 2.0051 2.0051 -90.0000 3 4 1.5473 1.5473 -90.0000 3 5 0.5526 0.5526 -90.0000 4 F 14.1050 -90.0000 5 4 0.5526 0.5526 -90.0000 G 6 4.1050 -90.0000 6 1 4.1050 4.1050 -90.0000 G 7 10.0000 -90.0000 7 4 10.0000 -90.0000 Sehingga arus hubung singkat pada bus 4 (dalam ampere) = I(pu)



 Id

= 14,1050

 

= 3540,651 A

MVA Short Circuit bus 4 =

 √ 

 MVA

= 2256,792 MVA

 b) Bila Hubung Singkat 3 phasa terjadi pada bus 3, tentukan arus hubung singkat yang mengalir menuju bus 3. (bandingkan dengan hasil MATLAB) Jawab :

Arus yang mengalir ke bus 3 adalah dari I ( 1-3), I (4-3), I (5-3) Maka untuk mencari arus saluran saat terjadi hubung singkat adalah sebagai berikut :

       

I (1-3) arus hubung singkat saluran dari bus 1 ke bus 3 :

Diketahui : Tegangan saat hubung singkat

                         0.5643 pu

0.0000 pu

 (hasil perhitungan)

Sedangkan hasil running MATLAB adalah :

From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees 1 3 4.4786 4.4786 -90.0000 2 1 0.1216 0.1216 -90.0000 3 F 8.3565 8.3565 -90.0000 4 2 0.1216 0.1216 -90.0000 4 3 2.8574 2.8574 -90.0000 4 5 1.0205 1.0205 -90.0000 5 3 1.0205 1.0205 -90.0000 G 6 4.3570 -90.0000 6 1 4.3570 4.3570 -90.0000 G 7 3.9995 -90.0000 7 4 3.9995 3.9995 -90.0000  (hasil MATLAB)

    

I (4-3) arus hubung singkat saluran dari bus 4 ke bus 3 :

Diketahui : Tegangan saat hubung singkat

                         0.6001 pu

0.0000 pu

 (hasil perhitungan)

Sedangkan hasil running MATLAB adalah : From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees 1 3 4.4786 4.4786 -90.0000 2 1 0.1216 0.1216 -90.0000 3 F 8.3565 8.3565 -90.0000 4 2 0.1216 0.1216 -90.0000 4 3 2.8574 2.8574 -90.0000 4 5 1.0205 1.0205 -90.0000 5 3 1.0205 1.0205 -90.0000 G 6 4.3570 -90.0000 6 1 4.3570 4.3570 -90.0000 G 7 3.9995 -90.0000 7 4 3.9995 3.9995 -90.0000  (hasil MATLAB)

  

I (5-3) arus hubung singkat saluran dari bus 5 ke bus 3 :

Diketahui : Tegangan saat hubung singkat

                         0.2572 pu

0.0000 pu

 (hasil perhitungan)

Sedangkan hasil running MATLAB adalah : From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees 1 3 4.4786 4.4786 -90.0000 2 1 0.1216 0.1216 -90.0000 3 F 8.3565 8.3565 -90.0000 4 2 0.1216 0.1216 -90.0000 4 3 2.8574 2.8574 -90.0000 4 5 1.0205 1.0205 -90.0000 5 3 1.0205 1.0205 -90.0000 G 6 4.3570 -90.0000 6 1 4.3570 4.3570 -90.0000 G 7 3.9995 -90.0000 7 4 3.9995 3.9995 -90.0000  (hasil MATLAB)

    

c). Tentukan kapasitas CB yang di pasang pada sisi teg. tinggi trafo T1 a. Kapasitas CB pada sisi teg. Tinggi trafo T1 setelah bus 6 :

    







        √       √        

I effektif =

Sedangkan arus hubung singkat dari bus 6 ke bus 1 adalah : From To Current Angle Bus Bus Magnitude degrees 1 3 4.4786 4.4786 -90.0000 2 1 0.1216 0.1216 -90.0000 3 F 8.3565 8.3565 -90.0000 4 2 0.1216 0.1216 -90.0000 4 3 2.8574 2.8574 -90.0000 4 5 1.0205 1.0205 -90.0000 5 3 1.0205 1.0205 -90.0000 G 6 4.3570 -90.0000 6 1 4.3570 4.3570 -90.0000 G 7 3.9995 -90.0000 7 4 3.9995 3.9995 -90.0000 Sehingga

            

                

c) Tentukan rangkaian pengganti Thevenin yang digunakan untuk menghitung arus hubung singkat 3 phasa pada bus 4.

VTH = 1

∠°

ZTH =0,0709

 0

d) Tentukan rangkaian pengganti Thevenin yang digunakan untuk menghitung arus hubung singkat 3 phasa pada bus 4.

2. Diketahui sistem kelistrikan di bawah ini



Penyelesaian:

Koreksi Nilai Reaktansi Pada Urutan Nol :

                     

G1 = G2 =

T1 = 0.05

 = 0.04 p.u

T2 = 0.05 T3 = 0.10

   

 = 0.04 p.u  = 0.10 p.u

Koreksi Nilai Reaktansi Pada urutan positif dan negatif :

                             

G1 = G2 =

T1 = 0.05

 = 0.04 p.u

T2 = 0.05

 = 0.04 p.u

T3 = 0.10

 = 0.10 p.u

a. Zbus urutan nol, positif dan negative: Parameter-parameter pada program MATLAB:

Zbus urutan positif :

Zbus urutan negatif :

Zbus urutan nol :

 b. Arus Hubung Singkat pada sisi tegangan rendah dari trafo T1 (dalam Ampere) bila HS 3 fasa terjadi pada bus 2:

Arus yang mengalir pada sisi tegangan rendah trafo T1 :

                     √     √            ( )               

c. Tegangan bus 2 ke tanah (dalam kV) bila HS 1 fasa terjadi pada bus 2 dan arus yang mengalir pada saluran transmisi bila HS 1 fasa terjadi pada bus 1: HS 1 fasa terjadi pada bus 2:

[]   [  ] []   [  ] []  []            

Sehingga, Tegangan pada bus 2 = 0.6086 p.u

                    HS 1 fasa terjadi pada bus 1:

[]   [  ] []   [  ] []  []            

  °   °                °  

d. Tegangan dan arus dari generator ke bus 1 dan 5 bila HS antar fasa terjadi pada bus 3, serta arus yang mengalir pada setiap saluran: