Masalah Arus Hubung Singkat (Short Circuit)

A. Pendahuluan

Tenaga listrik disalurkan ke masyarakat melalui jaringan distribusi. Oleh sebab itu jaringan distribusi merupakan bagian jaringan listrik yang paling dekat dengan masyarakat. Jaringan distribusi dikelompokkan menjadi dua, yaitu jaringan distribusi primer dan jaringan distribusi sekunder. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 kV, 12 kV, 6 KV. Pada saat ini, tegangan distribusi primer yang cenderung dikembangkan oleh PLN adalah 20 kV. Tegangan pada jaringan distribusi primer, diturunkan oleh gardu distribusi menjadi tegangan rendah yang besarnya adalah 380/220 V, dan disalurkan kembali melalui jaringan tegangan rendah kepada konsumen.Dalam operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan - gangguan

yang dapat mengakibatkan terganggunya penyaluran tenaga listrik ke konsumen. Gangguan adalah penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal. Suatu gangguan di dalam peralatan listrik didefinisikan sebagai terjadinya suatu kerusakan di dalam jaringan listrik yang menyebabkan aliran arus listrik keluar dari saluran yang seharusnya.

Berdasarkan ANSI/IEEE Std. 100-1992 gangguan didefenisikan sebagai suatu kondisi fisis yang disebabkan kegagalan suatu perangkat, komponen atau suatu elemen untuk bekerja sesuai dengan fungsinya. Gangguan hampir selalu ditimbulkan oleh hubung singkat antar fase atau hubung singkat fase ke tanah.

Hubung singkat merupakan suatu hubungan abnormal (termasuk busur api) pada impedansi yang relatif rendah terjadi secara kebetulan atau disengaja antara dua titik yang mempunyai potensial yang berbeda. Istilah gangguan atau gangguan hubung singkat digunakan untuk menjelaskan suatu hubungan singkat.Tujuan menganalisis gangguan pada jaringan distribusi adalah :

1. Untuk menentukan arus maksimum dan minimum hubung singkat tiga fasa.

2. Untuk menentukan arus gangguan tak simetris bagi gangguan satu dan dua line ke tanah,

gangguan line ke line, dan rangkaian terbuka.

3. Penyelidikan operasi rele-rele proteksi.

4. Untuk menentukan kapasitas pemutus dari circuit breaker.

5. Untuk menentukan distribusi arus gangguan dan tingkat tegangan busbar selama gangguan.

(Weedy, 1988 : 299)Klasifikasi gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi (Hutauruk,

1987 : 4) adalah :

a. Dilihat dari jenis gangguannya :.

1) Gangguan dua fasa atau tiga fasa melalui hubungan tanah

2) Gangguan fasa ke fasa

3) Gangguan dua fasa ke tanah

4) Gangguan satu fasa ke tanah atau gangguan tanah

b. Dilihat dari lamanya gangguan

1) Gangguan permanen

2) Gangguan temporer

Sumber: http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf

Gangguan yang terdiri dari gangguan temporer atau permanent, rata-rata jumlah gangguan temporer lebih tinggi dibandingkan gangguan permanent. Kebanyakan gangguan temporer di amankan dengan circuit breaker (CB) atau pengaman lainnya.

Gangguan permanent adalah gangguan yang menyebabkan kerusakan permanent pada sistem. Seperti kegagalan isolator, kerusakan penghantar,kerusakan pada peralatan seperti transformator atau kapasitor. Pada saluran

bawah tanah hampir semua gangguan adalah gangguan permanen.

Kebanyakan gangguan peralatan akan menyebabkan hubung singkat.

Gangguan permanen hampir semuanya menyebabkanpemutusan/gangguan pada konsumen. Untuk melindungi jaringan dari gangguan digunakan fuse,

recloser atau CB.

Gangguan hubung singkat

a. Gangguan hubung singkat dapat terjadi antar fase (3 fase atau 2

fase) atau 1 fase ketanah dan sifatnya bisa temporer atau permanen.

b. Gangguan permanen : Hubung singkat pada kabel, belitan trafo,

generator, (tembusnya isolasi).

c. Gangguan temporer : Flashover karena sambaran petir, flashover dengan pohon, tertiup angin.Gangguan - gangguan tersebut dapat menyebabkan terjadinya :

1. Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada para konsumen apabi1a gangguan itu sampai menyebabkan terputusnya suatu rangkaian (sircuit) atau menyebabkan keluarnya satu unit pembangkit .

2. Penurunan tegangan yang cukup besar menyebabkan rendahnya kualitas

tenaga listrik dan merintangi kerja normal pada peralatan konsumen.

3. Pengurangan stabilitas sistim dan menyebabkan jatuhnya generator.

4. Merusak peralatan pada daerah terjadinya gangguan itu.Sumber: http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf Pengertian Hubung Singkat(Short Circuit)Arus Hubung Singkat (Short Circuit)Arus hubung singkat merupakan arus lebih yang dihasilkan oleh gangguan dengan mengabaikan impedansi antara titik - titik pada potensial yang berbeda dalam kondisi layanan normal.PUIL 2000 (1.9) mendefinisikan Arus Hubung Pendek(Short Circuit) merupakan arus lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedans yang sangat kecil mendekati nol antara dua penghantar aktif yang dalam kondisi operasi normal berbeda potensialnya(short circuit--current).

Hal yang akan Ditimbulkan Akibat Hubung Singkat1. Pada lokasi gangguan, akan adanya busur api listrik yang dapat menyebabkan : * Kerusakan pada isolasi. * Melelehnya penghantar. * Api dan bahaya kebakaran.

2. Pada sirkuit yang tergantung : * Gaya elektrodinamik yang timbul sehingga menyebabkan :

Perubahan bentuk bus-bar.

Terputusnya kabel.

* Suhu yang berlebihan akan terus meningkat, akibatnya rugi dalam joule semakin besar pula, sehingga menyebabkan resiko kerusakan pada isolasi.

3. Sirkuit jaringan lain atau yang berdekatan dengan jaringan akan menyebabkan: * Tegangan menurun selama waktu gangguan yang bervariasi dari beberapa milidetik

s/d beberap ratus milidetik. * Mematikan sebagian jaringan. * Ketidak stabilan dinamis dan/atau rugi sinkronisasi mekanis. * Gangguan kendali atau kontrol sirkuit.Sumber: http://www.habetec.com/news/24/Arus-Hubung-Singkat-Short-Circuit 02 Maret 2011Jenis Jenis Gangguan Hubung Singkat

Sumber: http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12824-Paper.pdf Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas:Sirkuit Pendek (Disambiguasi) .

Kontak dengan pohon menyebabkan korsleting selama badai

Sebuah hubungan pendek (kadang-kadang disingkat atau pendek / c) dalam sebuah sirkuit listrik adalah salah satu yang memungkinkan saat ini untuk melakukan perjalanan sepanjang jalan di mana pada dasarnya tidak ada (atau sangat rendah) impedansi listrik ditemukan. Kebalikan listrik arus pendek adalah " rangkaian terbuka ", yang merupakan perlawanan tak terbatas antara dua node. Hal ini umum untuk penyalahgunaan "hubung singkat" untuk menggambarkan setiap kerusakan listrik, terlepas dari masalah yang sebenarnya.

1 Definisi 2 Contoh 3 konduktor Aerial dibundel 4 Kerusakan 5 Terkait konsep

Definisi

Diagram menunjukkan hubungan pendek sebagai penghubung kawat, resistor bernilai nol atau sumber tegangan bernilai nol

Sebuah hubungan pendek adalah abnormal rendah resistansi koneksi antara dua node dari sebuah sirkuit listrik yang dimaksudkan untuk berada pada tegangan yang berbeda. Hal ini menghasilkan suatu yang berlebihan, arus listrik ( arus lebih ) hanya dibatasi oleh resistensi setara Thevenin dari sisa jaringan dan berpotensi menyebabkan kerusakan sirkuit, sirkuit terlalu panas, kebakaran atau ledakan . Meskipun biasanya hasil dari suatu kesalahan, ada kasus di mana sirkuit pendek yang disebabkan sengaja, misalnya, untuk tujuan tegangan - sensing pelindung sirkuit linggis .

Dalam analisis rangkaian (lihat gambar), rangkaian jangka pendek digunakan oleh analogi untuk menunjuk nol impedansi koneksi antara dua node. Hal ini akan memaksa dua node berada pada tegangan yang sama. Dalam suatu rangkaian singkat yang ideal, ini berarti tidak ada resistensi dan tidak ada jatuh tegangan pendek. Dalam analisis rangkaian sederhana, kabel dianggap celana pendek. Dalam rangkaian nyata, hasilnya adalah koneksi hampir nol impedansi , dan hampir tidak ada perlawanan.ContohJenis umum dari hubungan pendek terjadi ketika terminal positif dan negatif dari baterai yang dihubungkan bersama-sama dengan rendah resistansi konduktor , seperti kawat . Dengan resistensi yang rendah di sambungan, yang tinggi saat ini ada, menyebabkan sel untuk memberikan sejumlah besar energi dalam waktu singkat.

Sebuah arus besar melalui baterai dapat menyebabkan penumpukan cepat panas, yang berpotensi menimbulkan ledakan atau pelepasan hidrogen gas dan elektrolit (suatu asam atau basa ), yang dapat membakar jaringan, menyebabkan kebutaan atau bahkan kematian. Kabel overload juga dapat menjadi terlalu panas, kadang-kadang menyebabkan kerusakan pada isolasi kabel, atau kebakaran. Kondisi saat ini yang tinggi juga dapat terjadi dengan motor listrik beban dalam kondisi terhenti, seperti saat pendorong dari digerakkan oleh tenaga listrik pompa macet akibat puing - puing, ini bukan pendek, meskipun mungkin memiliki beberapa efek yang sama.

Dalam perangkat listrik, sirkuit pendek yang tidak disengaja biasanya disebabkan ketika kawat isolasi rusak, atau ketika materi lain melakukan diperkenalkan, sehingga biaya mengalir sepanjang jalan yang berbeda dari yang dimaksudkan.

Dalam sirkuit utama, sirkuit pendek dapat terjadi antara dua fase , antara fase dan netral atau antara fase dan bumi (tanah). Sirkuit pendek tersebut mungkin mengakibatkan perangkat saat ini dan karenanya cepat memicu yang sangat tinggi sebuah arus lebih perlindungan. Namun, dimungkinkan untuk sirkuit pendek timbul antara konduktor netral dan bumi, dan antara dua konduktor fasa yang sama. Sirkuit pendek seperti itu (bisa berbahaya), terutama karena mereka mungkin tidak segera menghasilkan arus yang besar dan karenanya kecil kemungkinannya untuk dideteksi. Kemungkinan efek termasuk energisation tak terduga dari rangkaian diduga terisolasi. Untuk membantu mengurangi efek negatif dari arus pendek, listrik trafo distribusi sengaja dirancang untuk memiliki sejumlah reaktansi kebocoran. Reaktansi kebocoran (biasanya sekitar 5 sampai 10% dari impedansi beban penuh) membantu membatasi baik besar dan laju kenaikan kesalahan saat ini.

Sebuah hubungan pendek dapat mengakibatkan terbentuknya busur.

Busur sebuah saluran panas terionisasi plasma , sangat konduktif dan dapat bertahan bahkan setelah sejumlah besar bahan asli dari konduktor diuapkan. Erosi permukaan adalah tanda khas kerusakan busur listrik. Bahkan busur pendek dapat menghilangkan sejumlah besar bahan dari elektroda.

Konduktor Dibundel UdaraKabel listrik tegangan rendah udara menggunakan kabel uninsulated, karena mereka bergantung pada jarak yang luas untuk memberikan isolasi diperlukan. Namun, angin dapat meniup kabel bersama-sama, atau cabang bisa menjembatani kesenjangan, sehingga bunga api yang dapat menyulut kebakaran semak . Untuk mengurangi masalah ini, Australia telah melihat pengenalan konduktor dibundel udara , dimana tiga fase ditambah kawat kawat bumi terisolasi dan kemudian dibungkus bersama-sama. Sekarang bahaya bunga api tidak dapat terjadi.Kerusakan

Jalur debit dibentuk oleh cairan konduktif merembes ke dalam perakitan plug-socket. Perhatikan erosi baik dari plastik dan bagian logam. Ampere pemutus sirkuit melayani itu tersandung langsung untuk mencegah kerusakan lebih lanjut.

Kerusakan dari sirkuit pendek dapat dikurangi atau dicegah dengan menggunakan sekering , pemutus rangkaian , atau perlindungan yang berlebihan , yang mencabut power dalam reaksi terhadap arus berlebih. Proteksi beban harus dipilih sesuai dengan hubungan pendek arus calon dalam sebuah rangkaian. Sebagai contoh, besar peralatan rumah tangga (seperti pengering pakaian) biasanya menarik 10 sampai 20 ampere, sehingga adalah umum bagi mereka untuk dilindungi oleh 20-30 pemutus sirkuit ampere, sedangkan pencahayaan sirkuit biasanya menarik kurang dari 10 ampere dan dilindungi oleh 15 -20 pemecah ampere. Pengukur Wire ditetapkan dalam membangun dan listrik kode , dan harus hati-hati dipilih untuk aplikasi tertentu untuk menjamin operasi yang aman dalam hubungannya dengan perlindungan overload.

Dalam pemasangan yang tidak benar, yang arus lebih dari arus pendek dapat menyebabkan pemanasan ohmik bagian sirkuit dengan konduktivitas miskin (kesalahan sambungan dalam jaringan kabel, kontak di soket listrik rusak, atau bahkan lokasi hubung singkat sendiri). Seperti overheating adalah penyebab umum dari. Busur listrik, jika bentuk selama hubung singkat, jumlah yang tinggi menghasilkan panas dan dapat menyebabkan pembakaran bahan mudah terbakar juga.

Konsep TerkaitDalam elektronik , model ideal (tak terbatas keuntungan ) dari sebuah penguat operasional dikatakan menghasilkan hubungan pendek virtual antara terminal input karena tidak peduli apa tegangan output, maka perbedaan potensial antara terminal masukan adalah nol. Jika salah satu terminal input dihubungkan ke tanah, maka yang lain dikatakan untuk memberikan tanah virtual karena potensi adalah (idealnya) identik dengan tanah. Sebuah penguat operasional yang ideal juga memiliki tak terhingga impedansi masukan sehingga tidak seperti nyata, hubungan pendek tidak ada arus antara arus terminal virtual pendek. Karena perbedaan ini, terminologi dapat membingungkan, satu buku sambil lalu menunjukkan bahwa "rangkaian terbuka virtual" mungkin sama-sama cocok karena tidak ada arus mengalir.Sumber: http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Short_circuit http://en.wikipedia.org/wiki/Short_circuit Analisis Gangguan

1. Gangguan Hubung SingkatGangguan hubung singkat adalah gangguan yang terjadi karena adanya kesalahan antara bagian-bagian yang bertegangan atau Gangguan hubung singkat adalah suatu kondisi pada sistem tenaga dimana penghantar yang berarus terhubung dengan penghantar lain atau dengan tanah. Gangguan hubung singkat dapat juga terjadi akibat adanya isolasi yang tembus atau rusak karena tidak tahan terhadap tegangan lebih, baik yang berasal dari dalam maupun yang berasal dari luar (akibat sambaran petir).Gangguan yang mengakibatkan hubung singkat dapat menimbulkan arus yang jauh lebih besar dari pada arus normal. Bila gangguan hubung singkat dibiarkan berlangsung dengan lama pada suatu sistem daya, banyak pengaruh-pengaruh yang tidak diinginkan dapat terjadi(Stevenson, 1982: 317) Berikut ini akibat yang ditimbulkan gangguan hubung singkat antara lain:a. Berkurangnya batas-batas kestabilan untuk sistem daya.

b. Rusaknya perlengkapan yang berada dekat dengan gangguan yang disebabkan oleh arus tak seimbang, atau tegangan rendah yang

ditimbulkan oleh hubung singkat.

c. Ledakan-ledakan yang mungkin terjadi pada peralatan yang

mengandung minyak isolasi sewaktu terjadinya suatu hubung

singkat, dan yang mungkin menimbulkan kebakaran sehingga

dapatmembahayakan orang yang menanganinya dan merusak

peralatan peralatan yang lain.d. Terpecah-pecahnya keseluruhan daerah pelayanan sistem daya itu

oleh suatu rentetan tindakan pengamanan yang diambil oleh

sistem sistem pengamanan yang berbeda beda; kejadian ini

di kenal sebagai cascading.

Perhitungan Hubung Singkat Perhitungan hubung singkat adalah suatu analisa kelakuan suatu sistem tenaga listrik pada keadaan gangguan hubung singkat, dimana cara ini diperoleh nilai besaran - besaran listrik yang dihasilkan sebagai akibat gangguan hubung singkat tersebut.

Analisa gangguan hubung singkat diperlukan untuk mempelajari sistem tenaga listrik baik waktu perencanaan maupun setelah beroperasi kelak.

Dan juga, analisa hubung singkat digunakan untuk menentukan setting relai proteksi yang digunakan untuk melindungi sistem tersebut dari kemungkinan adanya gangguan tersebut.Kegunaan dari analisis gangguan hubung singkat antara lain adalah

(B. M. Weedy, 1988: 299):

a. Untuk menentukan arus maksimum dan minimum hubung singkat

tiga-fasa.

b. Untuk menentukan arus gangguan.

c. Penyelidikan operasi relai-relai proteksi.

d. Untuk menentukan kapasitas pemutus daya.

e. Untuk menentukan distribusi arus gangguan dan tingkat tegangan busbar selama gangguan.Sumber: http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf

Tujuan Perhitungan Gangguan Hubung Singkat(Short Circuit)

Tujuan dari perhitungan gangguan hubung singkat adalah untuk menghitung arus maksimum dan minimum gangguan, dan tegangan pada lokasi yang berbeda dari sistem tenaga untuk jenis gangguan yang berbeda sehingga rancangan pengaman, relai dan pemutus yang tepat bisa dipilih untuk melindungi sistem dari kondisi yang tidak normal dalam waktu yang singkat.Salah satu relai proteksi yang digunakan adalah relai gangguan tanah Ground Fault Relai (GFR). Relai ini digunakan sebagai pengaman dimana fungsinya nanti adalah untuk membantu relai diferensial dalam mengamankan busbar dari gangguan hubung tanah di dalam daerah pengaman busbar. Karena diketahui relai differensial tidak terlalu sensitif dalam mendeteksi terjadinya gangguan hubung singkat ke tanah tetapi relai diferensial ini cukup efektif untuk mengatasi gangguan hubung singkat antara fasa dengan fasa karena biasanya arus gangguan untuk hubung singkat antara fasa dengan fasa adalah tidak terhingga.Sehingga, Gangguan hubung singkat dapat didefinisikan sebagai gangguan yang terjadi akibat adanya penurunan kekuatan dasar isolasi antara sesama kawat fasa dengan tanah yang menyebabkan kenaikan arus secara berlebihan. Analisa gangguan hubung singkat diperlukan untuk mempelajari sistem tenaga listrik baik waktu perencanaan maupun setelah beroperasi kelak.Sumber: http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf

Penggunaan Program ATP / EMTP

Electromeganetic Transient Program (EMTP) dikembangkan pada domain public di Bonneville Power Administration (BPA) Portland.

Program ini mampu memperkirakan hasil dari variabel tertentu (tegangan dan arus) pada sebuah rangkaian listrik dalam fungsi waktu.

Digunakan secara luas untuk studi analisa switching, surja petir, gangguan hubung singkat, koordinasi isolasi, harmonisa dan keandalan sistem tenaga listrik, dsb.Sumber: http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12824-Paper.pdf

2. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah untuk Netral Tidak

Diketanahkan

Pada jaringan distribusi tenaga dengan tegangan yang tidak terlalu tinggi antara 3 kV sampai 35 kV titik netralnya tidak diketanahkan seperti gambar 168. Karena adanya kapasitansi antara kawat dan tanah maka kalau ada hubungan singkat arus IA = 0 karena adanya arus kapasitive antara kawat dan tanah.

Gambar 168. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ketanah

Untuk Netral Tidak Diketanahkan

Pada titik K gambar 168 dianggap timbul tegangan Vo = EA

VA= EA EA = 0 (1)

VB= EB EA = 3 Vph. (2)

VC= EC EA = 3 Vph. (3)

Karena adanya kapasitansi antara kawat penghantar dengan tanah, maka walaupun titik netral tidak ditanahkan arus akan mengalir relatif kecil pada waktu terjadi hubung singkat kawat ke tanah.

C = Total Capasitansi dari kawat yang tidak mendapat gangguan.3. Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah

Untuk gangguan ini dianggap phasa a mengalami gangguan.

Gangguan ini dapat digambarkan pada gambar di bawah:

Gambar 169. Gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah

Kondisi terminalnya sebagai berikut:

Ib = 0 ; Ic = 0 ; Va = Ia.ZfUntuk persamaan arus yang digunakan diperoleh dari komponen

simetris arus:

Arus ganguan untuk fhasa a didapatkan

I af =Ia0 + Ia1 + Ia2

I af =3Ia0 = 3Ia1 = 3Ia2 (9)Dengan kata lain semua arus urutan sama dari persamaan dan dari

gambar diatasVaf = 3Z f x I a1

Vaf = Va1 + Va2 + Va0 = 3Z f x I a1 (10)Persamaan di atas menunjukkan bahwa masing-masing arus urutan

sama.

Jika pada phasa b atau c terjadi gangguan satu phasa ketanah,maka tegangan dari phasa a dapat dilihat dari komponem

Menurut Turan Gonen (1986 : 549 ) rumus untuk gangguan satu

phasa ke tanah, yaitu:

Pada arus dapat digambarkan dengan rangkaian equivalen sebagai berikut :

Gambar 170. Rangkaian ekivalen gangguan hubung singkat satu phasa ke tanahDari persamaan-persamaan di atas kita dapat melukiskan vector diagram untuk arus dan tegangan sebagai berikut:

Gambar 171. Vektor diagram arus dan tegangan gangguan hubung singkat satu phasa ke tanahSehingga diperoleh:

Sebagian besar saluran distribusi adalah jenis radial, dengan hanya satu sumber dan satu jalur untuk arus gangguan. Gambar berikut menunjukkan persamaan untuk menghitung arus gangguan pada saluran distribusi.

Gambar 172. Gangguan hubung singkat satu phasa ke tanahSumber: http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf

4. Gangguan hubung singkat tiga fasa

Kondisi saat terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa (Turan Gonen,

1986: 284):

Ia + Ib + Ic = 0

Zf Zf Zf

Va = Vb = Vc

Gambar 173. Gangguan hubung singkat tiga fasaKarena sistemnya seimbang maka urutan negatif dan urutan nol tidak ada, sehingga diperoleh:Va = Vf Ia1Za1 = 0 (22)

GGambar 174. Ganguan hubung singkat tiga fasa dengan vektor diagramnya5. Gangguan hubung singkat dua fasa

Gangguan terjadi pada phasa b dan phasa c Kondisi pada saat gangguan

Gambar 175. Gangguan hubung singkat dua fasa

Ia = 0 ; Ib = - Ic ; Vb - Vc = Zf IbDari komponen - komponen simetris (Turan Gonen, 1986:275)

Subtitusikan persamaan (14) dan (15) ke persamaan (2) maka didapat

Ibf = - Icf = 3 90 a1 I (27)Menurut Gonen ( 1986 : 548 ) rumus untuk gangguan dua phasa adalah:

Dari komponren-komponen simetris (Turan Gonen, 1986: 275):

Ia0 = 1/3 (Ia + Ib + Ic)

= 1/3 (0 + -Ic + Ic) = 0 (29)

Ia1 = 1/3 (Ia + a Ib + a2 Ic)

= 1/3 (0 + a Ib a2 Ib) = 1/3 (a a2) Ib (30)

Ia2 = 1/3 (Ia + a2 Ib + a Ic)

= 1/3 (0 + a2 Ib a Ib) = 1/3 (a2 a) Ib (31)Sehingga :

Ia1 = -Ia2

Vb Vc = ZfIb

Vb Vc = (a2 - a) (Va1 Va2) (32)

(a2 - a) [ Vf - (Z1 + Z2) Ia1] = Zf IbSubsitusikan Ib ke persamaan (8), maka :

Sehingga diperoleh :

Ia1 = Vf (34)

Z1 + Z2 + ZfJadi arus gangguan antar fasa adalah :

Gambar 175. Gangguan hubung singkat dua fasa6. Hubung Singkat Fasa ke Fasa

Hubungan singkat antara 2 kawat penghantar dengan. titik netral sistem tidak ditanahkan seperti berikut:

Gambar 176. Persentase gangguan berdasarkan sebabKita misalkan pada phasa B dan C terjadi hubungan singkat titik K.

Dari kejadian ini kita membuat 3 persamaan.IA = 0 (Arus beban diabaikan) (40)

IB = Ic (41)

UBK = UcK

(42)Dengan mempergunakan analisa komponen simetris untuk arus kita

memperoleh hubungan berikut :I0A = 1/3(IA+IB+IC) = 1/3(0+IB-IC) = 0 (43)

Kita nyatakan dengan equivalent sebagai berikut :

Gambar 177. Rangkaian equvalent hubungan singkat phasa-phasa

Berdasarkan persamaan diatas hasil dari analisa kamponen simetris kita dapat melukiskan diagram vektor untuk arus dan tegangan.

Gambar 178. Diagram vektor arus dan tegangan untuk gangguan hubung singkat fasa ke fasaTegangan sepanjang kawat penghantar dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 179. Persentase gangguan berdasarkan sebabDari hubungan singkat phasa-phasa diatas dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut :

1. sangat mengganggu simetris dari arus dan tegangan

2. hubungan phasa antara arus dan tegangan sangat berbeda.

Gambar 180. Gangguan hubung singkat fasa ke fasaSumber: http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf 7. Hubung Singkat Fasa-Fasa ke Tanah

Hubungan galvanis phasa-phasa pengahantar pada satu titik ketanah

dengan titik netralnya ketanah. Dapat dilukiskan dengan rangkaian

ekivalent

Gambar 181. Gangguan hubung singkat fasa-fasa ke tanahDari peristiwa hubungan singkat diatas kita menetapkan 3 persamaan

sebagai berikut :IA = 0 (47)

UBK = 0 (48)

UCK = 0 (49)Dengan analisa komponen simetris untuk tegangan kita

mendapatkan

U1A = 1/3 UA (50)

U2A = 1/3 UA (51)

UoA = 1/3 UA (52)

U1A=U2A=UoA=1/3 UA 53)Dari analisa komponen simetris untuk arus kita mendapatkan :

8. Gangguan Hubung Singkat 3 Fasa

Kondisi saat terjadi gangguan hubung singkat tiga phasa.

Ia + Ib + Ic = 0 Ia = 0 E = Eb = Ec

Gambar 182. Gangguan Hubung Singkat Tiga Phasa

Subtitusikan Persamaan (20) ke Persamaan (2)

Va0 = 0; Va2 = 0; Va1 = Zf . Ia1 ...... (61)

Vaf = Zf . Ia1 ...... (62)

Vbf = Zf . Ia1 240 ...... (63)

Vcf = Zf . Ia1120 ...... (64)Menurut Gonen ( 1986 : 547 ) rumus untuk gangguan tiga phasa adalah:

Sehingga Masalah Arus Hubung Singkat:Dalam sistem jangan sampai ada bagian sistem yang arus hubung singkatnya

melampaui kemampuan memutus arus dari pemutus tenaga (Circuit Breaker).

Sebaliknya di saat-saat beban sistem rendah misalnya pada waktu hari libur ada kemungkinan terdapat bagian-bagian dalam sistem yang mempunyai arus hubungsingkat yang terlalu rendah sehingga tidak cukup untuk mengerjakan relay apabila terjadi gangguan.

Tabel 19. Frekuensi gangguan yang terjadi pada saluran udara

Tipe gangguan Gambar % Kejadian

Sumber: (Gonen 1988 : 545 ) dalam: materi-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1: http://adobe.acrobat.com http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdf

Kesimpulan:

Dalam pembahasan ini dapat disimpulkan bahwa:

1. Gangguan merupakan penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal.2. Gangguan dapat terdiri dari, gangguan temporer dan gangguan permanen.

3. Gangguan hubung singkat merupakan gangguan yang terjadi karena adanya kesalahan antara bagian-bagian yang bertegangan adanya kondisi pada sistem tenaga listrik dimana penghantar yang berarus terhubung dengan penghantar lain atau dengan tanah. Serta dapat terjadi akibat adanya isolasi yang tembus atau rusak karena tidak tahan terhadap tegangan lebih, baik yang berasal dari dalam maupun yang berasal dari luar (akibat sambaran petir).4. Bila gangguan hubung singkat dibiarkan berlangsung dengan lama pada suatu sistem daya, banyak pengaruh-pengaruh yang tidak diinginkan dapat terjadi, seperti:

a. Berkurangnya batas-batas kestabilan untuk sistem daya.

b. Rusaknya perlengkapan yang berada dekat dengan gangguan. c. Ledakan-ledakan yang mungkin terjadi pada peralatan yang

mengandung minyak isolasi sehingga dapat terjadi kebakaran d. Terpecah - pecahnya keseluruhan daerah pelayanan sistem

daya untuk pengamanan oleh sistem sistem pengamanan

yang berbeda beda kejadian ini di kenalsebagaicascading.

5. Perhitungan hubung singkat merupakan suatu analisa kelakuan suatu sistem tenaga listrik pada saat keadaan gangguan hubung singkat terjadi, dimana dengan cara ini diperoleh nilai besaran - besaran listrik yang dihasilkan sebagai akibat gangguan hubung singkat tersebut.

6.Tujuan dari perhitungan gangguan hubung singkat adalah untuk menghitung arus maksimum dan minimum gangguan, dan tegangan saat terjadi gangguan.Daftar Pustaka Sumber pustaka diperoleh melalui:

http://daman48.files.wordpress.com/2010/11/materi-13-analisis-gangguan-pada-jaringan-distribusi1.pdfhttp://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Short_circuit http://en.wikipedia.org/wiki/Short_circuit http://www.habetec.com/news/24/Arus-Hubung-Singkat-Short-Circuit

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12824-Paper.pdfhttp://www.docstoc.com/docs/22179445/PROTEKSI-SISTEM-TENAGA-LISTRIK

35