LAMPIRAN A. Perhitungan Digital Nilai Geometrik G dan Faktor Screening K. A.1 Faktor geometrik G untuk kabel ikat berinti tiga dengan konduktor bulat

Transkripsi

1 LAMPIRAN A Perhitungan Digital Nilai Geometrik G dan Faktor Screening K A.1 Faktor geometrik G untuk kabel ikat berinti tiga dengan konduktor bulat (Gambar 3.4) dan di mana : merupakan fungsi X dany. Dengan menghitung ketiga nilai, dan di mana : Dan diperoleh nilai dengan interpolasi quadratic antara ketiga nilai yang dihitung. Hal ini dapat dilakukan dengan mensubtitusikan, dan ke dalam formula berikut ini :

2 A.2 Faktor screening untuk kabel berinti tiga berselubung logam dengan konduktor bulat (Gambar 3.5) dan Faktor screening K merupakan fungsi dari X dany. Dengan menghitung ketiga nilai, dan dari formula berikut apakah atau. Untuk : Untuk : diperoleh dengan interpolasi quadratic antara ketiga nilai yang dihitung. Hal ini dapat dilakukan dengan mensubtitusikannya kedalam formula berikut : di mana : Persentase error maksimum dalam perhitungan nilai dan kurang dari 0,5 % dibandingkan dengan nilai pada grafik.

3 LAMPIRAN B Standard Konstruksi Penanaman Kabel Tanah 20 kv Permukaan tanah 1200 Tanah urug dipadatkan ubp-1 upp-1 ktm ups 400 Catatan : No Kode Jumlah Material 1 ubp 1 2,22 buah Batu pengaman TM (4x30x45) cm 2 ups 0,062 m 3 Pasir urug 3 upp 1 1 m Pipa PVC 6 AW tebal 4 mm 4 ktm 1 m Kabel tanah TM 20 kv - Ukuran dalam mm - Setiap 30 cm tanah urug dipadatkan dengan stamper - Pipa PVC hanya digunakan ketika kabel melewati jalan raya.

4 LAMPIRAN C %Program Menentukan Kemampuan Hantar Arus close all; clear all; U=input('Tegangan sistem (volt)='); theta_amb=input('suhu tanah (C)='); rhoe=input('resistivitas termal tanah (K.m/W)='); L=input('Jarak permukaan tanah dengan sumbu kabel (mm)='); f=50; %Frekuensi sistem w=2*pi*f; rho20=0.125*10^-3; %Resistansi DC a20=4.03*10^-3; %Koefisien suhu konduktor pada 20 oc s=33.86; %Jarak antar sumbu Konduktor c=19.55; %Jarak Sumbu konduktor dengan Sumbu Kabel dc=18.7; %Diameter konduktor theta_max=90; %Suhu maksimum theta_sheath=70; %Suhu maksimum selubung n=3; %Jumlah konduktor dalam Kabel ks=1;kp=1; %Koefisien efek kulit dan proximity e_perm=2.5; %Permitivitas relatif isolasi tandelta=0.004; %Faktor rugi-rugi dielektrik Di=31.3; %Diameter isolasi Dsc=33.86; %Diameter tabir kawat tembaga din=77.2; %diameter selubung dalam da=78.8; %Diameter perisai De=87; %Diameter selubung luar sheath_rho20= ; %Reisistansi tabir kawat tembaga sheath_a20=3.93*10^-3; %Koefisien suhu selubung pada 20 oc alfa1=1; miu=300; %permiabilitas relatif pita baja rhoi=3.5; %Resistivitas termal isolasi rhof=6; %Resistivitas termal filler rhos=5; %Resistivitas termal selubung luar rhoc=0.5; %Resistivitas termal pasir urug t=15.16; %Tebal isolasi antar konduktor t1=6.3; %Tebal isolasi antara konduktor dan selubung

5 t2=3; t3=3.6; xa=200;ya=400; LG=1100; N=1; %Tebal bantalan %Tebal selubung luar %Tinggi dan lebar backfill %Jarak permukaan tanah dengan pusat backfill %Jumlah kabel yang dibebani dalam backfill %Perhitungan Resistansi AC Rdc=rho20*(1+a20*(theta_max-20)); Fs=(4*w*10^-7)/Rdc; xs=(fs*ks); ys=xs^2/( *xs^2); xp=(fs*kp); Fp=xp^2/( *xp^2); yp=fp*((dc/s)^2)*(0.312*((dc/s)^2)+1.18/(fp+0.27)); disp 'Resistansi AC konduktor (Ohm) adalah :' R=Rdc*(1+ys+yp) %Perhitungan Rugi-rugi Dielektrik C=e_perm/(18*log(Di/dc))*10^-9; Uo=U/sqrt(3); disp 'Rugi-rugi dielektrik isolasi kabel (W/m) adalah :' Wd=w*C*Uo^2*tandelta %Perhitungan Faktor Rugi-rugi Selubung Rs_dc=sheath_rho20*(1+sheath_a20*(theta_sheath-20)) lamb=((3.2*w^2)/(r*rs_dc))*((2*c)/dsc)^2*10^-14; Ap1=0.25*pi*(dA^2); Ap2=0.25*pi*(din^2); Ap=Ap1-Ap2; dho=ap/(pi*da); Fa=[1+(Dsc/dA)^2*(1/(1+(dA/miu*dho)))]^2; lambda_1=0;lambda 1=lamb*Fa; disp 'Total faktor rugi-rugi selubung adalah :' lambda1=lambda_1+lambda 1 %Perhitungan Faktor Rugi-rugi Perisai k=1/(1+(da/(miu*dho)));

6 lambda_2=(s^2*k^2*10^-7)/(r*da*dho); lambda 2=(2.25*s^2*k^2*dho*10^-8)/(R*dA); disp 'Total faktor rugi-rugi perisai adalah :' lambda2=lambda_2+lambda 2 %Perhitungan Resistansi Termal T1 X=t1/dc;Y=((2*t1)/t)-1; alfa=1/(1+((2*x)/(1+(2/sqrt(3))*(1+((2*x)/(1+y))))))^3; beta1=(((2/sqrt(3))*(1+((2*x)/(1+y))))- 3)/(((2/sqrt(3))*(1+((2*X)/(1+Y))))+3); beta=beta1*alfa; M=log((alfa1-(alfa*beta)+(((1-alfa^2)*(1-beta^2))^0.5))/(alfabeta)); Gs0= ( *X)+( *X^2); Gs05= ( *X)+( *X^2); Gs1= ( *X)+( *X^2); Gs=Gs0+(Y*((-3*Gs0)+(4*Gs05)-Gs1))+(Y^2*((2*Gs0)-(4*Gs05)+(2*Gs1))); G=M*Gs; disp 'Resistansi termal T1 (K.m/W) adalah :' T1=((rhoi/(2*pi))*G)+(0.031*((rhof-rhoi)*exp(0.67*(t/dc)))) %Perhitungan Resistansi Termal T2 disp 'Resistansi termal T2 (K.m/W) adalah :' T2=(1/(2*pi))*rhof*(log(1+((2*t2)/Dsc))) %Perhitungan Resistansi Termal T3 disp 'Resistansi termal T3(K.m/W) adalah :' T3=(1/(2*pi))*rhos*(log(1+((2*t3)/dA))) %Perhitungan Resistansi Termal T4 b1=0.5*(xa/ya)*((4/pi)-(xa/ya))*log(1+(ya^2/xa^2)); b2=log(xa/2); rb=exp(b1+b2); Gb=log((2*LG)/rb); disp 'Resistansi termal T4(K.m/W) adalah :' T4=((rhoc/(2*pi))*log((4*L)/De))+((N/(2*pi))*(rhoe-rhoc)*Gb)

7 %Perhitungan Kemampuan Hantar Arus (KHA) d_theta=theta_max-theta_amb; I_1=d_theta-(Wd*((0.5*T1)+(n*(T2+T3+T4)))); I_2=(R*T1)+(n*R*(1+lambda1)*T2)+(n*R*(1+lambda1+lambda2)*(T3+T4)); I=(I_1/I_2)^0.5; %Steady State_trans SoilTemp=10:5:40; for r=1:length(soiltemp); d_theta=theta_max-soiltemp(r); I_1=d_theta-(Wd*((0.5*T1)+(n*(T2+T3+T4)))); I_2=(R*T1)+(n*R*(1+lambda1)*T2)+(n*R*(1+lambda1+lambda2)*(T3+T4)); I1=(I_1/I_2)^0.5; Id(r)=I1; end disp 'Pengaruh Suhu Tanah Terhadap KHA Kabel ' disp 'pada suhu tanah 10 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,1) disp 'pada suhu tanah 15 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,2) disp 'pada suhu tanah 20 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,3) disp 'pada suhu tanah 25 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,4) disp 'pada suhu tanah 30 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,5) disp 'pada suhu tanah 35 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,6) disp 'pada suhu tanah 40 oc KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,7) SoilRes=[0.7,0.8,0.9,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0]; clear Id; for r=1:length(soilres); d_theta=theta_max-theta_amb; Te=((rhoc/(2*pi))*log((4*L)/De))+((N/(2*pi))*(SoilRes(r)- rhoc)*gb);

8 Teks(r)=Te; I_1=d_theta-(Wd*((0.5*T1)+(n*(T2+T3+Te)))); I_2=(R*T1)+(n*R*(1+lambda1)*T2)+(n*R*(1+lambda1+lambda2)*(T3+Te)); I2=(I_1/I_2)^0.5; Id(r)=I2; end disp 'Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap Resistansi Termal T4 ' disp 'pada resistivitas termal tanah 0,7 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,1) disp 'pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,2) disp 'pada resistivitas termal tanah 0,9 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,3) disp 'pada resistivitas termal tanah 1,0 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,4) disp 'pada resistivitas termal tanah 1,5 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,5) disp 'pada resistivitas termal tanah 2,0 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,6) disp 'pada resistivitas termal tanah 2,5 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,7) disp 'pada resistivitas termal tanah 3,0 K.m/W nilai resistansi termal T4 :' T4=Teks(1,8) disp 'Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap KHA Kabel (Ampere)' KHA=Id(1,1)

9 disp 'pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,2) disp 'pada resistivitas termal tanah 0,9 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,3) disp 'pada resistivitas termal tanah 1,0 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,4) disp 'pada resistivitas termal tanah 1,5 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,5) disp 'pada resistivitas termal tanah 2,0 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,6) disp 'pada resistivitas termal tanah 2,5 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,7) disp 'pada resistivitas termal tanah 3,0 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :' KHA=Id(1,8) Input Program : Tegangan sistem (volt)=20000 Suhu tanah (C)=30 Resistivitas termal tanah (K.m/W)=1 Jarak permukaan tanah dengan sumbu kabel (mm)=1100 Output Program : Resistansi AC konduktor (Ohm)adalah : R =

10 1.6146e-004 Rugi-rugi dielektrik isolasi kabel (W/m)adalah : Wd = Total faktor rugi-rugi selubung adalah : lambda1 = Total faktor rugi-rugi perisai adalah : lambda2 = Resistansi termal T1 (K.m/W) adalah : T1 = Resistansi termal T2 (K.m/W) adalah : T2 = Resistansi termal T3 (K.m/W) adalah : T3 = Resistansi termal T4 (K.m/W) adalah : T4 =

11 Pengaruh Suhu Tanah Terhadap KHA Kabel pada suhu tanah 10 oc KHA kabel (Ampere) adalah : pada suhu tanah 15 oc KHA kabel (Ampere) adalah : pada suhu tanah 20 oc KHA kabel (Ampere) adalah : pada suhu tanah 25 oc KHA kabel (Ampere) adalah : pada suhu tanah 30 oc KHA kabel (Ampere) adalah : pada suhu tanah 35 oc KHA kabel (Ampere) adalah : pada suhu tanah 40 oc KHA kabel (Ampere) adalah :

12 Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap Resistansi Termal T4 pada resistivitas termal tanah 0,7 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = pada resistivitas termal tanah 0,9 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = pada resistivitas termal tanah 1,0 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = pada resistivitas termal tanah 1,5 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = pada resistivitas termal tanah 2,0 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 =

13 pada resistivitas termal tanah 2,5 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = pada resistivitas termal tanah 3,0 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 = Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap KHA Kabel (Ampere) pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : pada resistivitas termal tanah 0,9 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : pada resistivitas termal tanah 1,0 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : pada resistivitas termal tanah 1,5 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :

14 pada resistivitas termal tanah 2,0 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : pada resistivitas termal tanah 2,5 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : pada resistivitas termal tanah 3,0 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : >>

15 LAMPIRAN D KHA terus menerus, kabel tanah berinti tiga berpenghantar aluminium berisolasi XLPE, berpelindung bebat tembaga pada tiap inti, berperisai baja serta berselubung PVC dan tegangan pengenal 6/10 kv (12 kv), 8,7/15 kv (17,5 kv), dan 12/20 kv (24 kv) pada suhu keliling 30 o C atau suhu tanah 30 o C KHA terus menerus Jenis kabel Luas Penampang Tegangan pengenal 6/10 kv (12 kv) Tegangan pengenal 8,7 kv (17,5 kv) & 12/20 kv (24 kv) (mm 2 ) di tanah A di udara A di tanah A di udara A NA2XSEBY NA2XSEFGbY NA2XSERGbY Sumber : PUIL 2000

16 LAMPIRAN E E.1 Hasil Simulasi ANSYS 10.0 untuk Suhu Maksimum PVC 70 o C dengan Variasi Suhu Tanah 10 o C 15 o C 20 o C 25 o C

17 30 o C 35 o C 40 o C

18 E.2 Hasil Simulasi ANSYS 10.0 untuk Suhu Maksimum PVC 70 o C dengan Variasi Resistivitas Termal Tanah 0.7 o K.m/W 0.8 o K.m/W 0.9 o K.m/W 1 o K.m/W

19 1.5 o K.m/W 2 o K.m/W 2.5 o K.m/W 3 o K.m/W