Dasar Sistem Poteksi.ppt

• KARENA KESALAHAN MANUSIA• DARI DALAM / SISTEM ATAU DARI

ALAT ITU SENDIRI• DARI LUAR ALAM BINATANG

GANGGUAN SISTEMDAPAT DISEBABKAN OLEH ;

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

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

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

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

PERANGKAT PROTEKSI

+

--

RELAI PROTEKSI

PMT

CT

PT

TIPPINGCOIL

BATERE

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

1. SELEKTIVITAS

2. KEANDALAN [ RELIABLE ]

3. KECPATAN

4. SENSITIVITAS

5. EKONOMIS

PERSYARATAN PROTEKSI

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

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 ]

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

PADA PRINSIPNYA RELAI HARUS PEKA , SEHINGGA DAPAT MENDETEKSI GANGGUAN WALAUPUN DALAM KONDISI YANG MEMBERIKAN RANGSANGAN YANG MINIMUM

KEPEKAAN [SENSITIVITY ]

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

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

1. PEMBAGIAN ATAS DAERAH – DAERAH PENGAMANAN [ ZONA PENGAMANAN ].

2. KOORDINASI DENGAN PERTINGKATAN WAKTU [ TIME GRADING ] .

SELEKTIVITAS DAPAT DIPEROLEH DENGAN ;

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 ]

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 .

TERCIPTANYA PENGAMAN SISTEM YANG DAPATMEMPERKECIL KERUGIAN ATAU KERUSAKAN AKIBAT GANGGUAN DAN

MEMAKSIMUMKAN KEANDALAN SUPLAI TENAGALISTRIK KEPADA KONSUMEN .

PROTEKSI ADALAH ASURANSI DARI SISTEM TENAGA LISTRIK

KLASIFIKASI RELAI PROTEKSI

1.Berdasarkan Besaran Input2.Berdasarkan Karakteristik Waktu kerja3.Berdasarkan Jenis kontak4.Berdasarkan Prinsip Kerja5.Berdasarkan Fungsi

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

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

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]

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

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

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

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

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 .

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

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

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

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

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 .

+V in

V ref V out

Vs

VsV

t

V out

V in

2. LEVEL DETECTOR

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

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

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

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

COINCIDENCEDETECTOREXCLUSIVE OR

POLARITYDETECTOR

Y

X

A

B

OUTPUT

1

0

01

X

Y

OUTPUT

KOMPARATOR FASA

POLARITYDETECTOR

COINCIDENCEDETECTOR

INTEGRATOR

LEVELDETECTOR

INPUTTRIP

KONDISIKERJA

KONDISIRESTRAINT

OUTPUTCOINCIDENEDETECTOR

OPERATERESETOUTPUTINTEGRATOR

- 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 “

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

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

0120

0120

Va1

Vb1Vc1

Va2

Vc2Vb2

Va0Vb0Vc0

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 .

OPERATOR “ a “

Suatu operator yang berfungsi untuk memutar vektor denganSudut 120 dan berlawanan arah dengan arah jarum jam ,

01201a01201a

02 2401a

0120

024003 3601a

01360sin360cos3601

866,05,0240sin240cos2401

866,05,0120sin120cos1201

0003

0002

000

jja

jja

jja

01 2 aa

HUBUNGAN KOMPONEN SIMETRIS DENGAN BESARAN FASA

0b0a0

a22

c2

a2b2

a2a2

a1c1

a12

b1

a1a1

VVV

VaV

aVVVV

aVV

VaV

VV

c

c0c2c1c

b0b2b1b

a0a2a1a

VVVVVVVVVVVV

a0a22

a1c

a0a2a12

b

a0a2a1a

VVaaVV

VaVVaV

VVVV

SYNTHESIS

a0a22

a1c

a0a2a12

b

a0a2a1a

VVaaVV

VaVVaV

VVVV

TEGANGAN

a0a22

a1c

a0a2a12

b

a0a2a1a

IIaaII

IaIIaI

IIII

ARUS

.

0120

0120

Va1

Vb1Vc1

Va2

Vc2Vb2

Va0Vb0Vc0

Va

Vb

Vc

Bila komponen simetrisnya diketahuiDapat digambarkan vektor aslinya.

BESARNYA KOMPONEN URUTAN NOL

a0cba

a0a22

a12

cba

a0a22

a1c

a0a2a12

b

a0a2a1a

3VVVV3V]Vaa[1a]Va[1VVV

VVaaVV

VaVVaV

VVVV

)........(4].........VV[V31V cbaa0

0aa1

0aa12

2

BESARNYA KOMPONEN URUTAN Negatip

a0a22

a1c

a0a2a12

b

a0a2a1a

VVaaVV

VaVVaV

VVVV

aa

....

....

1....2

a0a23

a12

c

a02

a23

a14

b2

a0a2a1a

aVVaVaaV

VaVaVaVa

VVVV

03V0a]Va[1]Vaa[1]Vaa[1aVVaV

a2

a02

a233

a124

cb2

a

}{31 2

2 cbaa aVVaVV

BESARNYA KOMPONEN URUTAN POSITIP

DENGAN CARA YANG SAMA DAN DENGAN MENGALIKANPERS ( 2 ) DENGAN BESARAN

2......

......1......

a

a

MAKA DIPEROLEH BESARNYA KOMPONEN URUTAN POSITIP

}{31 2

1 cbaa VaaVVV

ANALYSIS

}aIIa{I31I

}IaaI{I31I

}II{I31I

}aVVa{V31V

}VaaV{V31V

}VV{V31V

cb2

aa2

c2

baa1

cbaa0

cb2

aa2

c2

baa1

cbaa0

TEGANGAN

ARUS

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

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 .

IMPEDANSI URUTAN GENERATOR

RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN POSITIP. NEGATIP DAN NOLDARI GENERATOR :

PERSAMAAN DARI KETIGA URUTAN KOMPONEN SIMETRIS

0a0a0a0

2a2a2a2

1a1a1a1

ZIEVZIEVZIEV

1N 2N 0N

1I 2I 0I

1aE 2aE 0aE

1aV 2aV 0aV

. . . . . ( 1 )

aa1

a0a2

EE0EE

0a0a0

2a2a2

1a1a1a1

ZI0VZI0V

ZIEV

TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN GENERATOR SEIMBANGSEHINGGA

MAKA PERSAMAAN ( 1 ) MENJADI

. . . . . ( 2 )

A

C

0a0

cban

3I3IIIII

. . . . . ( 3 )

TEGANGAN URUTAN NOL

)3Z(ZIE

ZIZ3IE

ZIEZIV

ng0a0a0

g0a0na0a0

g0a0a0nna0

0gZ0gZ

0gZ

B

0gZ

0aE0bE0cE

0aI

0bI

0cI03 a

n

II nZ

.. . . . ( 4 )

g0Z

a0E

0aI

nZ

SEHINGGA RANGKAIAN IMPEDANSI URUTAN NOL DAPAT DIGAMBARKAN SBB;

g0Z

a0E

a0I

a0I

Tidak mengalir

Titik netral tidak ditanahkan

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

PENGHANTAR

RANGKAIAN

RANGKAIAN T

1Z 2Z 0Z

2XC1

2XC1

2XC2

2XC0

2XC2

2XC0

2Z1

2Z1

2Z2

2Z0

2Z2

2Z0

1XC2XC 0XC

URUTAN POSITIP URUTAN NEGATIP URUTAN NOL

URUTAN POSITIP URUTAN NEGATIP URUTAN NOL

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(V31V

)aVVa(V31V

)VaaV(V31V

cba0

cb2

a2

c2

ba1

(6)

DENGAN MEMASUKAN PERS. (5) KE (6) :

1

11111

1111

ZEI0ZIE

0ZIEV

0I0Z0ZI

0ZIV

2Z

22

222

ARUS PADA FASA a :

1

1

1021a

ZE

00IIIII

0I0Z0ZIV

00

000

1

1c

1

12b

1

1a

ZEaI

ZEaI

ZEI

JADI ; , , , , , , , (7)

. . . . . . . (8)

. . . . . . . (9)

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

A

BC

2. HUBUN SINGKAT 2 FASA

Kondisi awal pada titik Gangguan ;

0III

VV

a

cb

cb

3)........(1VV,makaa)V(aa)V(a

VVaaV

VaVVa

maka,VV,karenaVVaaVV

VaVVaV

21

22

12

022

1

0212

cb

022

1c

021a

b

DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS RUMUS KOMPONEN SIMETRIS MAKA ARUS HUBUNG SINGKAT DUA FASA DIPEROLEH ;

ARUS HUBUNG SINGKAT 2 FASA ;

......(21)..........ZZ

E3I21

1hs2φ

2 fasa

Zg

E1

Z1g Z2gI1 I2

N1 N2

F2F1

VCF

Ic

Ib

a

b

c

Vektor diagram

Diagram satu garis

Diagram urutan

A

BC

3. HUBUN SINGKAT 1 FASA TANAH

Kondisi awal pada titik Gangguan ;

0V0II

a

cb

Menentukan komponenKomponen simetris ;

aacba0

aacb2

a2

aac2

ba1

I310)(I

31)II(I

31I

I310)(I

31)aIIa(I

31I

I31o)(I

31)IaaI(I

31I

....(25)....................I31III a021 JADI :

DENGAN MENGGUNAKAN RUMUS RUMUS KOMPONENSIMETRIS MAKA ARUS GANGGUAN SATU FASA KETANAH DAPAT DIPEROLEH

Arus hubung singkat 1 fasa ke tanah :

(30) ........ZZZ

3EI321

1hs1φ

1 fasa

Zg

E1

Z1g Z2gI1 I2

N1 N2

F2F1

a

b

c

Vektor diagram

Diagram satu garis

Diagram urutan

Z0gI0

N0

F0

Ia

VbF

VcF

SATUAN PERUNIT ( PU )

RANGKAIAN 3 FASA :

b

2b

b

2b

b

b

b

b

bb

b

bb

bbb

MVAKV

VAV

V3VA3

VI3

VZ

V3VAI

IV3VA

2b

bseb KV

MVAZZ(pu)

r)Nilai(Dasanarnya)Nilai(sebeNilai(pu)

]lmMVAbrMVA[]

lmKVbrKV[lmZbrZ

MVAKVZ

KV31000MVAI

b

b2

b

bpupu

b

2b

b

b

bb

ARUS DASAR :

IMPEDANSI DASAR :

br = baru lm = lama

BILA :

lmMVAbrMVAlmZbrZ

lmKVbrKV

b

bpupu

bb

CONTOH ( 1 ) ; TRAFO DAYA 3 FASA

15 MVAXT = 10% = 0,1 PU

13,8 KV 138 KV

2)()(

2

)(

2

)(

]13,8KV138KV[sisi13,8KVX138KVX

127Ω0,115MVA138KVsisi138KVX

1,27Ω0,115MVA13,8KVsisi13,8KVX

Rasio Tegangan Kwadrat

CONTOH ( 2 ) ; TRAFO DAYA 3 FASA

15 MVAXT = 10% = 0,1 PU

13,8 KV138 KV

20 MVAXg = 30%

30%138KV20MVA286

KVMVAXXg

286Ω]13,8138[2,86Xg

13,8KV2,86Ω0,320MVA13,8KVXg

22b

bseb(%)

2(ΩΩ

2

(ΩΩ

KV20MVA;13,830%138KV:20MVA30%Xg

G

50MVA22%

50MVA10%

G T170KV

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 :

49Ω10070Z

825A3701001000I

2

b

b

PADA SISTEM 20 KV :

4Ω10020Z

2887A3201001000I

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

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 .

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 .

ACBCAB

BCACC

ACBCAB

BCABB

CABCAB

ACABA

ZZZZZZ

ZZZZZZ

ZZZZZZ

ΥΔ

ACCBBA

BAC

ACCBBA

ABC

CACBBA

CAB

ZZZZZZZZ

ZZZZZZZZ

ZZZZZZZZ

ΔΥ

RUMUS TRANSFORMASI

ZAB

ZBCZAC

A B

C

ZA

A B

ZB

ZCC

SISTEM

R TR TS SLINEG H

0GR

2GR

1GR

XXX

TRX0GH

2GH1GH

XXX

TSX0TS

2TS

1TS

XXX

1. RANGKAIAN URUTAN POSITIP ;

BUS N1

X F1

GRX1TRX 1GHX TSX

1GSX

E E

E

RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN POSITIP

E

XF1

1RI1LI1LX

1RX

N1

11L1R

1R1L

11L1R

1L1R

1GSTS1GH1R

TR1GR1L

IXX

XI

IXX

XI

XXXXXXX

XF1

N1

1R1L

1R1L1 XX

XXX

1I

R TR TS SLINE

SISTEM

G H

0GR

2GR

1GR

XXX

TRX0GH

2GH1GH

XXX

TSX0TS

2TS

1TS

XXX

1. RANGKAIAN URUTAN NEGATIP ;

BUS N2

X F2

GRX 2TRX 2GHX TSX

2GSX

RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN NEGATIP

XF2

2RI2LI2LX

2RX

N2

22L2R

2R2L

22L2R

2L2R

2GSTS2GH2R

TR2GR2L

IXX

XI

IXX

XI

XXXXXXX

XF2

N2

2R2L

2R2L2 XX

XXX

2I

R TR TS SLINE

SISTEM

G H

0GR

2GR

1GR

XXX

TRX0GH

2GH1GH

XXX

TSX0TS

2TS

1TS

XXX

1. RANGKAIAN URUTAN NOL ;

BUS N0

X F0

GRX 0TRX 0GHX

TSX0GSX

OPEN

N0

F0X

0RX0LX0LI 0RI

XF0

N0

RANGKAIAN EKUIVALEN URUTAN NOL

00L0R

0L0R

00R0L

0R0L

0GHTS0R

TR0GR0L

IXX

XI

IXX

XI

XXXXXX

0I 0X0R0L

0R0L0 XX

XXX

0L2L1LHS1φ

0R2R1RHS1φ

021HS1φ

III(kiri)I

III(kanan)IXXX

3EI

DIKETAHUI SUATU SISTEM SEPERTI GAMBAR

A

%10XXX

0TC

2TC1TC

10%X

20%XX

0GC

2GC1GC

B C

10%X20%XX

0GA

2GA1GA

%10XXX

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 jawabanImpedansi Generator,Trafo dan Transmisi.

j0,3puj0,1j0,2GTXGTXTrafoGen-Xtotal

j0,1puj10%TXTXTXj0,2puj20%GXGX

A2A1

A0A2A1

A2A1

j0,3puj0,1j0,2GTXGTXTrafoGen-Xtotal

j0,1puj10%TXTXTXj0,2puj20%GXGX

B2B1

C0C2C1

C2C1

j0,1067pu450j48

j48Ωj1,240ABX

j0,0355pu450j16

j16Ωj0,440ABXABX

450Ω50

150X

0

21

2

d

Xtotal Generator Trafodi A

Xtotal Generator Trafodi C

X Transmisi A - B

Lembar jawaban

j0.1333pu450j60

j60Ωj1,250BCX

j0,0444pu450j20

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

j0,1kiX0

j0,1TBX0

j0,1kaX0

j0,1067ABX0

j0,1333BCX0

CA B

0N

0F

X0F

0N

j0,2007kiX0

j0,1kaX0

kiI0 kaI0

j0,2007pu

j0,1333j0,1j0,2067j0,1j0,2067

j0,1333j0,1}j0,1067]//{[j0,1BCXTBAB]//[XXT[XkiX 000A00

j0,1kaX0

Lembar jawaban

j478,866Aj2,4882puj0,4019

1puj0,1j0,0667j0,0667

1putotXtotXtotX

EΥI

j0,0667puj0,1j0,2007j0,1j0,2007kaki//XXtotX

0210

000

A

puI

6048,14364557,1924646,7

4646,74882,2331φI 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

j0,2007kiX0

0N

210 III

211,2965A192,45571,0979

1,0979pu

2,4882j0,6799

j0,3

Ij0,3j0,3799

j0,3kiIkiI

1

21

267,5718A192,45571,3903

1,3903pu

2,4882j0,6799j0,3799

Ij0,3j0,3799

j0,3799kaIkaI

1

21

Lembar jawaban

159,2511A192,45570,8275

0,8275pu

2,4882j0,3007

j0,1

Ij0,1j0,2007

j0,1kiI 00

319,611A192,45571,6607

1,6607pu

2,4882j0,3007j0,2007

Ij0,1j0,2007

j0,2007kaI 00

DISTRIBUSI ARUS URUTAN POSITIP / NEGATIP

AB C

1N

1F

j0,3 j0,31,0979pukiII 1A

1,3909pukaII 1C

j0,0355pu j0,0444pu

211,2965A1,0979puIII AC-BB-A

(478,866A)2,4882pu

211,2965A1,0979pu

III C-BB-AA

267,5718A1,3909puIC

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

478,866A2,4882pu0,8275pukiII 0C-B

159,2511A0,8275pukiII

107,3310Aj0,5577pu0,8275puj0,3067j0,2067I

51,926Aj0,2698pu0,8275puj0,3067

j0,1

kiIj1067j0,1j0,1

j0,1II

0CB

B

0BAA

Lembar Jawaban

Arus Fasa di A

159,3705A51,926211,2965IIII474,519A51,926211,29652I2II

01cb

01a

Arus Fasa di B

107,3310A 107,33100IIII107,3310A107,33100I2II

01cb

01a

Arus Fasa di C

52,04A319,611-267,5718IIII854,7546A319,611267,57182I2II

01cb

01a

Arus Fasa di A-B

-159,3705A51,926-211,2965IIII474,519A51,926211,29652I2II

01cb

01a

Arus Fasa di B-C

-52,0454A59,25111-211,2965IIII581,8441A59,25111211,29652I2II

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

3Io1436,60A

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

j0,16670j0,208540,36121j0,2914550,58291j0,166701500,417092100,58291

j016607900,417092401900,582911201

VVaaVV

KV16,0478,035pu16,040,9011j0,2489850,86602

j0,16607j0,208540,36121j0,2914550,58291j0,16670300,41709300,58291

j0,16607900,417091201900,582912401

VaVVaV

0puj0,16607j0,41709j0,58291VVVVj0,16607puj0,11,6607GTC.XIVj0,41709puj0,31,3909GTC.XIV

j0,58291puj0,417091,0j0,31,39091,0GTC.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

3Io1436,60A

Distribusi Arus pada sistem untuk gangguan satu fasa ke tanahdi Bus C

3Io3Io

KV196,0778,043V

KV16,0478,035V

0V

0c

0b

a

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.

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)

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

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.

Ce bc

Ce

Ce

a

Kontribusi arus kapasitip pada saat terjadi gangguan Satu fasa ke tanah.

a

n

b c

3CeI

beI

CeICea

b cn

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

bc CeCe

Ce

a

Distribusi arus kapasitip dan resistip untuk pentanahan Tahanan tinggi.

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