ITS Undergraduate 8466 2205100198 Presentation

Jurusan Teknik Elektro-ITS Page 1

Nama : Wahyu RiyadiNRP : 2205 100 198

SIMULASI DAN ANALISIS TRANSIEN CAPACITOR BANK SWITCHING TERHADAP KUALITAS DAYA LISTRIK DI PT HOLCIM

INDONESIA,TBK PLANT CC#2 CILACAP

Pembimbing :1. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT2. Dimas Anton Asfani, ST, MT

Presentasi Sidang Tugas Akhir (Genap 2009)Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS


DAFTAR ISI

• PENDAHULUAN• TEORI PENUNJANG• LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN• PEMODELAN SISTEM• SIMULASI DAN ANALISIS• KESIMPULAN

Jurusan Teknik Elektro-ITS

PendahuluanLatar belakang

• Beban beban industri biasanya menggunakan peralatan kontrol dan peralatan elektronika yang sensitif terhadap masalah power quality terutama fluktuatif tegangan misalnya saja variable speed drive (VSD) EFISIENSI ENERGI

• Untuk kompensasi daya reaktif, regulasi tegangan, mengurangi rugi-rugi dan meningkatkan faktor daya biasanya menggunakan capacitor bank

PENINGKATAN KUALITAS DAYA

Biaya


Permasalahan

• Capacitor bank switching TRANSIEN

Besarnya transien yang dihasilkan dari capacitor bank switching terhadap sistem !!!

Page 4


Batasan masalah

1. Plant yang digunakan pada simulasi tugas akhir ini adalahsistem kelistrikan industri pada PT HOLCIM INDONESIA,TBK PLANT CC#2 CILACAP.

2. Simulasi tugas akhir ini menggunakan MATLAB Simulink7.0.

3. Beban-beban pada simulasi tugas akhir ini dimodelkandengan menggunakan beban lump.

Page 5


DAFTAR ISI



Teori Penunjang

1. Transient 2. Tegangan lebih transien3. Arus transien4. Faktor yang mempengaruhi tegangan lebih

transien5. Dampak capacitor bank switching6. Metode untuk mengurangi efek transien


1. Transient

1. Impulsive TransientImpulsive transient adalah suatu perubahan tiba-tiba dalam keadaan steady state dari arus dan tegangan atau keduanya

secara tidak langsung pada polaritas positif atau negatifpetir

2. Oscillatory transientOscillatory transient adalah suatu perubahan tiba-tiba dalam

keadaan steady state dari arus dan tegangan, atau keduanya

secara tidak langsung pada polaritas positif dan negatifenergization pada capacitor bank


Impulsive Transient


Oscillatory transient


2. Tegangan lebih transien

• Terjadinya tegangan lebih transien (transientovervoltage) yang terjadi pada prosescapacitor bank switching diakibatkan shortcircuit yang terjadi pada saat pelepasanmuatan pada kapasitor selama pengisiansehingga pada sistem akan dihasilkan rippleeffect yang akan berosilasi sampai mencapaikeadaan steady state


Magnitudo tegangan lebih transien


Durasi tegangan transien


3. Karakteristik arus transien

• Capacitor bank switching selalu disertai dengan lonjakan arus yang dibatasi oleh impedansi dari sistem


4. Faktor yang mempengaruhi tegangan lebih transien

1. Besarnya capacitor bank 2. Lokasi capacitor bank3. Beban yang terpasang

• Jenis beban• Kondisi beban


Besarnya capacitor bank


Beban yang terpasang


5. Dampak capacitor bank switching

• 1.3-1.5 pu pada tegangan rendah• 2 pu berpotensi menyebabkan

kegagalan operasi pada peralatan kontrol dan peralatan elektronika daya seperti VSD

• 3 – 4 pu berpotensi merusak isolasi sistem (trafo) dynamic overvoltage


dynamic overvoltage


6. Metode untuk mengurangi efek transien

1. Pre insertion inductor2. Surge arrester3. Synchronous closing breaker

Page 20


1.Pre insertion inductor

• induktor ini akan membatasi arus transien selama proses energize

Page 21


Pre insertion inductor (2)


DAFTAR ISI



Langkah – Langkah PenelitianPengumpulan data :

1. SLD2. Spesifikasi peralatan3. Beban

Pemodelan sistem menggunakanMATLAB Simulink 7.0

Simulasi

Analisis

Solusi permasalahan


DAFTAR ISI

• PENDAHULUAN• TEORI PENUNJANG• LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN• PEMODELAN SISTEM • SIMULASI DAN ANALISIS• KESIMPULAN


PT HOLCIM INDONESIA, TBK PLANT CC#2 CILACAP

E12-1T140 MVA

E12-1S1

Node 1

Line A

LINE A2000 MVAsc

Node 2 NO

Line B

NO

NO

LINE B2000 MVAsc

E12-1S2

E12-1T240 MVA

E22-1S1.U2MSS 2

E22-1S1.UO

Capa

citor

2

E22-1S1.UN

NO

Spare20 MVA

E22-1S1.UM

Indirect

E22-1S1.UL

Fini

sh M

ill 1

E22-1S1.UK

Fini

sh M

ill 2

E22-1S1.UJ

Raw Mill

E22-1S1.UI

Raw

Mate

rial

&Shi

p Un

load

e

E22-1S1.UH

NO

MSS 1E22-1S1.U1

E22-1S1.UA

Capa

citor

1

E22-1S1.UB

Raw Mill 1

E22-1S1.UC

Blen

ding &

Kil

n

E22-1S1.UD

Burning & Cooler

E22-1S1.UE

Coal Mil

l,Gy

psum

&Add

itiv

e

E22-1S1.UF

Packi

ng

E22-1S1.UG

NO

Spare10 MVA

Bus 150 kV

Jala-jala PLN 150 kV

Trafo 150/6.3 kV, 40 MVA

Bus capacitor 1 Bus capacitor 2

Bus beban MSS 1

Bus beban MSS 2


Pemodelan sistem menggunakan MATLAB Simulink 7.0


Pemodelan beban


Pemodelan capacitor bank

1 MVarBusCap1

LS1.1S1.UD

E22-1S1.UP

E22-

1C1

1000

kva

r

E22-1S1.UQ

E22-

1C2

1000

kva

r

E22-1S1.UR

E22-

1C3

1000

kva

r

ETAP 4.0 MATLAB Simulink 7.0


DAFTAR ISI



Simulasi dan Analisis• Pengoperasian capacitor bank switching dalam tugas

akhir ini dibagi menjadi dua metode yaitu:1. single bank

Pengoperasian kapasitor secara single bank pada tugas akhir ini adalah pengoperasian yang dilakukan dengan switchingpada capacitor bank pada waktu yang bersamaan (t = 0.02)

2. back to back.Prinsip dari pengoperasian kapasitor secara back to back pada tugas akhir ini adalah melakukan switching untuk beberapa capacitor bank pada bus yang sama secara bergantian (t 1= 0.02, t2 = 0.021, t3 = 0.024 )


Hasil simulasi kondisi sebelum capacitor bank switching

Page 32

Lokasi Presentasepenurunan

tegangan steady (%)

Arus steady (A)

Bus 150 kV 0.82 266Bus MSS 1 7.44 2970.5Bus MSS 2 8.69 3339.5

Bus capacitor 1 7.44 0Bus capacitor 2 8.71 0


Single bank

Bus sumber 150 kV• Tegangan

• Arus

Page 33

1.04 pu

525.1 A

266 A232.5 A


• Tegangan

• arus

Bus Beban MSS 1 (6.3 kVrms)

7.44 %3.30 %

1.34 pu

6194.8 A

2970.5 A

2642.5 A


Bus Capacitor 1• Tegangan • Arus

7.44 %3.30 %

1.34 pu

4230 A

1130 A


Perbandingan antara single bank dan back to back

Tegangan puncak transien Arus transien

Lokasi Tegangan puncaktransien (pu)

Single bank Back to back

Bus 150 kV 1.04 1.01Bus MSS 1 1.34 1.24Bus MSS 2 1.35 1.25

Buscapacitor 1

1.34 1.25

Buscapacitor 2

1.35 1.25

Lokasi Arus puncak transien(A)

Single bank Back to back

Bus 150 kV 525.1 397.83Bus MSS 1 6194.8 4232Bus MSS 2 7138.4 4804.5

Buscapacitor 1

4230 2628

Buscapacitor 2

4907 2953.2


Pemodelan pre insertion inductor

10 mH-2.4 ohm


Nilai pre insertion inductor yang tersedia


High resistance dan low resistance

Arus puncak transien setelah switching dengan pre insertion inductor (A)

Low resistance10 mH - 2.4 ohm

High resistance18 mH - 39 ohm

379.3 288.74220 32484589 36272350 380.72

2745.5 382

Page 39


Hasil simulasi

Lokasi Tegangan puncak transien (pu)Single bank Back to back Pre insertion

inductor Bus 150 kV 1.04 1.01 1Bus MSS 1 1.34 1.24 1.02Bus MSS 2 1.35 1.25 1.00

Bus capacitor 1

1.34 1.25 1.02

Bus capacitor 2

1.35 1.25 1.00


Hasil simulasi

Lokasi Arus puncak transien (A)Single bank Back to back Pre insertion

inductor Bus 150 kV 525.1 397.83 379.3Bus MSS 1 6194.8 4232 4220Bus MSS 2 7138.4 4804.5 4589

Bus capacitor 1

4230 2628 2350

Bus capacitor 2

4907 2953.2 2745.5


DAFTAR ISI



Kesimpulan

1. Tegangan transien yang terjadi hanya sedikit berpengaruh pada sisi sumber 150 kV.

2. Pengoperasian capacitor bank secara back to back menghasilkan arus dan tegangan transien yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pengoperasian secara single bank.

3. Penggunaan pre insertion inductor sangat efektif untuk mengurangi efek transien yang dihasilkan dari capacitor bank switching.

Page 43


Sekian Terima kasih

Documents

ITS Undergraduate 8466 2205100198 Presentation