Analisis Pengaruh Resistansi Pentanahan Menara Terhadap Terjadinya Back Flashover

Transkripsi

1 Analisis Pengaruh Resistansi Pentanahan Menara Terhadap Terjadinya Back Flashover oleh : Putra Rezkyan Nash Dosen Pembimbing : 1. I G N Satriyadi H,ST,MT. 2. Dr.Eng.I Made Yulistya N,ST,M.Sc.

2 Latar Belakang Indonesia terletak di daerah tropis Menara transmisi terletak pada tempat terbuka Tegangan lebih akibat induksi petir merupakan salah satu penyebab terjadinya gagal isolasi pada suatu sistem tenaga listrik jika magnitude tegangannya melebihi BIL (Basic Impuls Insulation Level) peralatan isolasi serta komponen sistem tenaga listrik yang dipakai

3 Permasalahan a.bagaimana Pemodelan Menara Transmisi 500 kv dengan Menggunakan ATP-EMTP? b.bagaimana pengaruh nilai resistansi pentanahan menara transmisi dan bentuk gelombang petir terhadap tegangan lebih yang terjadi?

4 Batasan Masalah Sambaran petir diasumsikan mengenai saluran transmisi dengan besar arus puncak petir tipe heidler yang berkisar antara ka. Model dan jarak antar menara berdasarkan data menara milik PT. PLN P3B 500 kv Gresik Krian.. Model menara yang digunakan adalah model JMarti. Simulasi sistem menggunakan perangkat lunak ATP-EMTP.

5 Tujuan Membuat pemodelan tegangan lebih akibat induksi petir pada saluran transmisi. Analisa pengaruh nilai dari resistansi pentanahan menara dan bentuk gelombang petir terhadap tegangan lebih akibat sambaran petir.

6 Komponen Saluran Transmisi Struktur Pendukung Tiang baja, tiang beton, dan tiang kayu, umumnya untuk saluran transmisi dengan tegangan yang relatif rendah (dibawah 70 kv). Menara baja, digunakan untuk saluran transmisi yang tegangan kerjanya tinggi (SUTT) dan tegangan ekstra tinggi (SUTET). Kawat Penghantar tembaga dengan konduktivitas 100% (Cu 100%) tembaga dengan konduktivitas 97,5% (Cu 97,5%) aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%)

7 Komponen Saluran Transmisi [2] Isolator jenis isolator yang digunakan adalah jenis porselin atau gelas. Kawat tanah (ground wire) untuk melindungi kawat-kawat penghantar atau kawat-kawat fasa terhadap sambaran petir

8 Klasifikasi Tegangan Lebih BERDASARKAN SEBABNYA SEBAB DALAM (INTERNAL OVER VOLTAGE) CONTOH : TEGANGAN LEBIH SWITCHING SEBAB LUAR (EXTERNAL OVER VOLTAGE) CONTOH : TEGANGAN LEBIH PETIR TEGANGAN LEBIH BERDASARKAN BENTUKNYA BERDASARKAN SUMBER- SUMBERNYA PERIODIK CONTOH : TEGANGAN LEBIH TEMPORER APERIODIK CONTOH : TEGANGAN LEBIH PETIR PETIR SAMBARAN LANGSUNG CONTOH : PADA KAWAT FASA SAMBARAN TIDAK LANGSUNG CONTOH : INDUKSI KAWAT FASA SWITCHING CONTOH : - PEMUTUSAN ARUS HUBUNG SINGKAT - PEMUTUSAN ARUS PADA PENGHANTAR TERBUKA - PEMISAHAN DARI TRAFO BEBAN NOL - PENYAMBUNGAN ATAU PEMUTUSAN BEBAN TEMPORER CONTOH : GANGGUAN KAWAT FASA KE TANAH

9 Petir Petir merupakan kejadian alam di mana terjadi loncatan muatan listrik antara awan dengan bumi. Indonesia terletak di negara tropis yang sangat panas dan lembab. Kedua faktor ini sangat penting dalam pembentukan awan Cumulonimbus (Cb) penghasil petir.

10 Awan Commulonimbus

11 Petir

12 Jenis Sambaran Petir 1.Sambaran Langsung apabila kilat menyambar langsung pada kawat fasa (untuk saluran tanpa kawat tanah) atau pada kawat tanah (untuk saluran dengan kawat tanah) 2.Sambaran Tidak Langsung (Sambaran Induksi) merupakan sambaran titik lain yang letaknya jauh tetapi obyek terkena pengaruh dari sambaran sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada obyek tersebut.

13 Iso Keraunic Level (IKL) Iso Keraunic Level (IKL) merupakan ukuran keseringan sambaran petir pada suatu daerah. Wilayah Indonesia yang berada di daerah khatulistiwa mempunyai keadaan iklim yang lembab dan wilayah perairan yang luas sehingga banyak terjadi pembentukan awan bermuatan yang tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya banyak sambaran petir setiap tahunnya.

14 Peta Iso Keraunic Dunia

15 Guruh per tahun di beberapa negara Negara Hari Guruh per tahun Indonesia Malaysia Singapura Thailand Brazil Argentina Hongkong 9-100

16 Resistansi Pentanahan Menara Faktor-faktor yang mempengaruhi resistansi pentanahan : Jenis Tanah Lapisan tanah Kelembapan tanah Temperatur

17 Tahanan Jenis Tanah Nilai resitansi jenis tanah, sangat berbeda tergantung dari komposisi tanah seperti yang terlihat pada pasal di dalam PUIL 1987: Jenis Tanah Resistansi Tanah (ohm - m) Tanah Rawa Tanah Liat Pasir Basah Kerikil Basah Kerikil kering < Tanah Berbatu

18 Perangkat Lunak ATP-EMTP ATP Draw adalah program grafis untuk versi ATP dari EMTP untuk windows. ATP termasuk salah satu program yang digunakan secara luas untuk simulasi digital dari fenomena transien elektromagnetik.

19 Menara Transmisi 500 kv

20 Data menara transmisi 500 kv Parameter Menara Transmisi Nilai Panjang isolator (m) 5,5 m Tinggi menara (m) 69 m Tinggi Kawat tanah di tenagah span (m) 56 m Lebar dasar menara (m) 10,5 m Jarak Puncak menara ke : 1. Lengan atas 5 m 2. Lengan tengah 18,6 m 3. Lengan Bawah 33,2 m Panjang Lengan Menara : 1. Atas 24,2 m 2. Tengah 25,2 m 3. Bawah 26,4 m Jarak antar konduktor pada : 1. Lengan menara atas 14,4 m 2. Lengan menara tengah 15,2 m 3. Lengan menara bawah 16,4 m

21 Data Konduktor No. Konduktor Fungsi Radius Konduktor (m) Tegangan Operasi Sudut Fase 1 2 Kawat tanah Kawat tanah Fase A Fase B Fase C Fase A Fase B Fase C

22 Pemodelan Dengan ATP draw ATP Draw adalah program grafis untuk versi ATP dari EMTP untuk windows. ATP termasuk salah satu program yang digunakan secara luas untuk simulasi digital dari fenomena transien elektromagnetik.

23 Model Simulasi L_imp TOP V1

24 Contoh Pemasukan Data Petir

25 Contoh Model Petir 50 [ka] [us] 25 (f ile C0ba.pl4; x-v ar t) c:light - Model dari arus petir yang digunakan adalah tipe Heidler.

26 Hasil Simulasi Pada Tanah Rawa 4 [MV] [us] 25 (f ile Rawa.pl4; x-v ar t) v :V1A v :V1B v :V1C

27 Hasil Simulasi Pada tanah Liat 4 [MV] [us] 25 (f ile Rawa.pl4; x-v ar t) v :V1A v :V1B v :V1C

28 Hasil Simulasi Pada Jenis Tanah Pasir Basah 3.5 [MV] [us] 25 (f ile Rawa.pl4; x-v ar t) v :V1A v :V1B v :V1C

29 Hasil Simulasi Pada Jenis Tanah Berbatu 3.0 [MV] [us] 25 (f ile Rawa.pl4; x-v ar t) v :V1A v :V1B v :V1C

30 Hasil Simulasi Pada Jenis Tanah Kerikil 900 [kv] [us] 25 (f ile Rawa.pl4; x-v ar t) v :V1A v :V1B v :V1C

31 Pengaruh Resistansi Pentanahan Menara Terhadap Tegangan Lebih akibat Sambaran Petir Tegangan Lebih (kv) Resistansi (ohm)

32 Pengaruh Dari Tegangan Puncak Petir terhadap Tegangan Lebih yang Tejadi pada Kawat Fasa 2500 Tegangan Lebih (kv) Arus Puncak Petir (ka)

33 Pengaruh Bentuk Gelombang Petir Terhadap Tegangan Lebih Tegangan Lebih (kv) Waktu Muka (mikro s)

34 Pengaruh Bentuk Gelombang Petir Terhadap Tegangan Lebih [2] 4000 Tegangan Lebih Petir (kv) Waktu Ekor (mikro sekon)

35 Kesimpulan Hubungan antara nilai dari resistansi pentanahan menara transmisi dengan tegangan lebih yang terjadi pada kawat fasa adalah semakin besar nilai dari resistansi menara transmisi maka tegangan lebih yang terjadi pada kawat fasa akan semakin besar. Berdasarkan tabel simulasi yang dibuat menunjukan nilai tegangan lebih paling besar terjadi pada jenis tanah liat yaitu sebesar 2,534 MV.

36 Kesimpulan [2] Arus puncak dari sambaran petir mempengaruhi tegangan lebih yang terjadi. Hubungan antara arus puncak dari sambaran petir dengan tegangan lebih yang terjadi pada kawat fasa adalah semakin besar arus puncak dari sambaran petir maka nilai dari tegangan lebih yang terjadi akan semakin besar. Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan, nilai paling besar terjadi ketika arus puncak dari sambaran adalah 150 ka.

37 Kesimpulan [3] Hubungan antara tegangan lebih yag terjadi akibat sambaran petir dengan waktu muka dari sambaran petir adalah semakin besar waktu muka dari sambaran petir maka nilai dari tegangan lebih yang terjadi akan semakin kecil. Berdasarkan simulasi yang dilakukan tegangan lebih paling besar terjadi ketika nilai muka dari sambaran petir adalah 1 µs dan nilai paling kecil dari tegangan lebih akibat sambaran petir terjadi ketika waktu muka gelombang petir saat 3 µs.

38 Kesimpulan [4] Hubungan antara tegangan lebih yag terjadi akibat sambaran petir dengan waktu ekor dari sambaran petir adalah berbanding terbalik. Semakin besar waktu ekor dari sambaran petir maka nilai dari tegangan lebih yang terjadi akan semakin kecil. Berdasarkan simulasi yang dilakukan tegangan lebih paling besar terjadi ketika nilai ekor dari sambaran petir adalah 30 µs dan nilai paling kecil dari tegangan lebih akibat sambaran petir terjadi ketika waktu ekor gelombang petir saat 75 µs.

39 S.E.K.I.A.N