ANALISIS GANGGUAN/ HUBUNG SINGKAT

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "ANALISIS GANGGUAN/ HUBUNG SINGKAT"

Leony Johan
6 tahun lalu
Tontonan:

1 MATERI KULIAH ANALISIS GANGGUAN/ HUBUNG SINGKAT ANALISIS STABILITAS 1

2 DALAM ANALISIS SISTEM TENAGA II, DIANALISIS SISTEM DALAM KEADAAN PERALIHAN DAN SIMETRI /TIDAK SIMETRI. ATAU ANALISIS DILAKUKAN SESAAT (S/D ~ 1 DETIK) SETELAH TERJADI GANGGUAN DALAM SISTEM, DIMANA SISTEM MUNGKIN DALAM KEADAAN TIDAK SIMETRI ATAU SIMETRI 2

3 PENDAHULUAN Pengertian Hubung Singkat pada Sistem Tenaga Listrik Fenomena Peralihan selama Hubung Singkat Thévenin equivalent Short-circuit capacity Bus admittance matrix (Ybus) Bus impedance matrix (Zbus) 3

4 Tujuan Analisis Hubung Singkat Menentukan arus dan tegangan maximum & minimum pada bagian-bagian / titik-titik tertentu dari suatu sistem tenaga listrik untuk jenis-jenis gangguan yang mungkin terjadi. Dapat ditentukan setting relay dan koordinasi pengaman untuk mengamankan sistem dari keadaan abnormal dalam waktu yang seminimal mungkin. Menentukan short circuit capacity (daya hubung singkat dalam MVA) pada setiap bus dan juga daya h.s. yang mengalir pada saluran yang terhubung pada bus tsb. dapat ditentukan kapasitas alat pemutus daya 4

5 SUMBER ARUS H.S. GENERATOR SINKRON MOTOR SINKRON MOTOR INDUKSI ARUS H.S. YANG BERASAL DARI MOTOR INDUKSI BIASANYA DIABAIKAN 5

6 Asumsi dlm Analisis H.S. BEBAN NORMAL, KAPASITANSI PENGISIAN SALURAN (LINE CHARGING CAPACITANCE), HUBUNGAN SHUNT KE TANAH DIABAIKAN SEMUA TEGANGAN INTERNAL SISTEM MEMPUNYAI MAGNITUDE DAN PHASE SAMA (DIASUMSIKAN V=1.0 /0 0 pu.) BIASANYA TAHANAN SERI DARI SALURAN TRANSMISI DAN TRAFO DIABAIKAN SEMUA TRAFO DIANGGAP PADA POSISI TAP NOMINAL GENERATOR, MOTOR DIREPRESENTASIKAN DENGAN SUMBER TEGANGAN TETAP YANG DIHUBUNGKAN SERI DENGAN REAKTANSI SUB-PERALIHAN (SISTEM DALAM KEADAAN SUB- PERALIHAN) ATAU DENGAN REAKTANSI PERALIHAN (SISTEM DALAM KEADAAN PERALIHAN) ATAU DENGAN REAKTANSI SINKRON (SISTEM DALAM KEADAAN STEADY-STATE) 6

7 arus Fenomena Peralihan selama H.S. arus sinusoidal Waktu Gelombang arus saat h.s. terjadi, dalam waktu tunak (steady state) akan cenderung sama dengan bentuk gelombang awalnya (sinusoidal) sebelum terjadi hubung singkat, hanya berbeda pada magnitudenya. 7

8 Sumber Tegangan Ideal e( t) E sin( t ) m Rangkaian Sistem Tenaga Listrik Pers. Diff. E m sin( t ) Ri di L dt Arus H.S. E m i ( t) sin( t ) sin( ) e Z Z Komponen DC R L 2 E Z m sin( ) e tan R t L 1 L R R t L 8

9 arus Arus asimetris total komponen DC arus AC simetris Waktu Magnitude arus hubung singkat berada maksimum pada titik terjadinya hubung singkat dan menurun secara eksponensial (akibat adanya komponen DC) menuju steady state 9

10 Arus H.S. Dengan Sumber Tegangan tidak Ideal 10

11 Arus H.S. Fasa a, b dan c dengan komponen DC 0 11

12 Catatan : SAAT TERJADI HUBUNG SINGKAT TIDAK BISA DIRAMAL, SEHINGGA HARGA α TIDAK DAPAT DIKETAHUI TERLEBIH DAHULU (KOMP. DC DITENTUKAN DNG FAKTOR PENGALI, MAX. 1.6) KOMPONEN DC HILANG DENGAN CEPAT, BIASANYA DALAM 8-10 cycles REAKTANSI DARI MESIN SINKRON BERUBAH TERHADAP WAKTU UNTUK MENGHITUNG ARUS GANGGUAN, REAKTANSI MESIN SINKRON DAPAT DINYATAKAN SBB : " Reaktansi Sub-Peralihan, untuk menentukan arus H.S. selama cycle x d pertama setelah H.S. terjadi dalam waktu detik, bertambah besar menjadi, x d Reaktansi Peralihan, untuk menentukan arus H.S. setelah beberapa cycle setelah H.S. terjadi dalam waktu detik, bertambah besar menjadi x d Reaktansi Sinkron, untuk menentukan arus H.S. setelah keadaan steady state dicapai 12

13 Analisis Hubung Singkat A. GANGGUAN SHUNT (HUBUNG SINGKAT) 1. HUBUNG SINGKAT 3 PHASA SIMETRI a. TIGA PHASA (L-L-L) b. TIGA PHASA KE TANAH (L-L-L-G) 2. HUBUNG SINGKAT TIDAK SIMETRI a. SATU PHASA KE TANAH (1L-G) b. ANTAR PHASA (L-L) c. ANTAR PHASA KE TANAH (2L-G) B. GANGGUAN SERI (HUBUNGAN TERBUKA) 1. SATU SALURAN TERBUKA (1L-0) 2. DUA SALURAN TERBUKA (2L-0) 3. IMPEDANSI SERI TAK SEIMBANG C. GANGGUAN SIMULTAN 1. SHUNT - SHUNT 2. SHUNT - SERI 3. SERI - SERI 13

14 a. HS 1 fasa ke tanah b. HS antar fasa c. HS 2 fasa ke tanah d. HS 3 fasa ke tanah e. HS 3 fasa f. HS 1 fasa ke tanah melalui impedansi 14

15 Thévenin equivalent Z TH Represents passive network V TH ~ No-load voltage V TH Short-circuit impedance Z TH All sources zero for Z TH Also for entire power system +/0/- seq. equivalents 15

16 Short-circuit current Z TH Z=0 connected at terminals Short-circuit current V TH ~ I SC Limited by Z TH (good!) I SC =V TH /Z TH 1/Z TH p.u. (V TH 1) Determines breaker rating 16

17 Short-circuit power Z TH Short-circuit power Short-circuit capacity V TH ~ I SC Fault level S SC =V TH I SC I SC 1/Z TH p.u. S SC not useful power 17

18 Network strength Z TH V TH ~ S LOAD S LOAD relative to S SC S LOAD << S SC : strong S LOAD S SC /2 : weak S LOAD > S SC /2 : impossible 18

19 Example: Z TH and S SC in network a) p.u. network model b) c) Assume all sources are V=1 all impedances p.u. on common base S SC 1/Z TH with all sources at zero 19

20 Bus admittance matrix Y bus Admittance representation Nodal current balances I= Y bus V bus Reference bus removed 20

21 Setting up Y bus Element ii by inspection Sum of all admittances connected to bus i Element ij by inspection (admittance connecting buses i and j) Element ij from measurements 1 p.u. voltage source at node j Voltage sources at nodes j zero Current into bus i is Y bus,ij 21

22 Example: Y bus 22

23 Y bus properties With reference Row and column sums zero Reference removed Dimensions N-1 x N-1 One Y bus for each sequence Sparse and symmetric Compact network model 23

24 Bus impedance matrix Z bus V bus = Z bus I If Y bus is invertible: Z bus = Y bus -1 Z bus by inspection difficult 24

25 Setting up Z bus Element ij of Z bus from measurement 1 p.u. current source at node j Current sources at nodes j to zero Voltage at bus i is Z bus,ij 25

26 Z TH from Z bus Element ii of Z bus Short-circuit impedance Z TH at bus i Conditions Z bus has neutral as reference Generators have internal impedance Loads can be included in Z bus Practical for large systems 26

dokumen-dokumen yang mirip

ANALISIS SISTEM TENAGA. Analisis Gangguan

ANALISIS SISTEM TENAGA. Analisis Gangguan ANALISIS SISTEM TENAGA Analisis Gangguan Dr. Muhammad Nurdin Ir. Nanang Hariyanto, MSc Departemen Teknik Elektro ITB Pendahuluan Sistem tenaga listrik pasti mengalami gangguan dengan arus yang besar Alat