STUDI ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN PEMODELAN ATP/EMTP PADA JARINGAN TRANSMISI 150 KV DI SULAWESI SELATAN

Transkripsi

1 Presentasi Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS STUDI ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN PEMODELAN ATP/EMTP PADA JARINGAN TRANSMISI 15 KV DI SULAWESI SELATAN Franky Dwi Setyaatmoko NRP Dosen Pembimbing Ir. R. Wahyudi I.G.N. Satriyadi Hernanda,ST.,MT. 1

2 LATAR BELAKANG Gangguan hubung singkat akan menimbulkan arus hubung singkat yang cukup besar dan tegangan yang sangat rendah di lokasi gangguan. Gangguan hubung singkat yang besar dapat mengakibatkan kerusakan atau mempengaruhi suatu sistem tenaga listrik. 2

3 PERMASALAHAN Karakteristik perubahan arus dan tegangan selama terjadinya gangguan hubung singkat maupun tanpa gangguan pada saluran transmisi di Sulawesi Selatan dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP. Perbedaan karakteristik arus dan tegangan selama terjadinya gangguan hubung singkat pada saluran transmisi di Sulawesi Selatan dengan impedansi ataupun tanpa impedansi gangguan dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP. 3

4 BATASAN MASALAH Simulasi dikerjakan dengan software ATP/EMTP Hanya mempelajari gangguan hubung singkat di saluran transmisi. Simulasi dilakukan pada kondisi normal dan kondisi selama terjadinya gangguan hubung singkat. 4

5 TUJUAN Untuk meneliti perubahan arus dan tegangan selama terjadinya gangguan hubung singkat dengan impedansi gangguan ataupun tanpa impedansi gangguan pada sistem jaringan transmisi 15 kv di Sulawesi Selatan dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP. 5

6 DIAGRAM ALIR PENELITIAN Pengumpulan Data Pemodelan Sistem Simulasi Sistem Analisa dan Pembahasan Kesimpulan 6

7 GANGGUAN HUBUNG SINGKAT Hubung singkat sebagai salah satu gangguan dalam sistem tenaga listrik yang mempunyai karakteristik transient yang harus dapat diatasi oleh peralatan pengaman. Terjadinya hubung singkat mengakibatkan timbulnya lonjakan arus dengan magnitude lebih tinggi dari keadaan normal dan tegangan di tempat tersebut menjadi sangat rendah yang dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan sistem tenaga listrik. 7

8 JENIS G. HUBUNG SINGKAT 3-phase 2-phase 1-phase 8

9 HUBUNG SINGKAT DI SALURAN TRANSMISI Bentuk Arus dari penjumlahan 2 komponen i = i ac + i dc R ( ) t I = E L [ sin (ωt+ α) θ) sin (α θ) e ] Z θ θ α-θ 9

10 HUBUNG SINGKAT DI SALURAN TRANSMISI 1

11 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. 11

12 TAMPILAN ATP/EMTP 12

13 U SISTEM KELISTRIKAN SULSEL PT PLN (PERSERO) PembangkitPLN PembangkitIPP/SEWA PLTD PAlLOPO 6 MW GI Polmas GI Majene PLTA BAKARU 126 MW GI Makale GI Bakaru PLTD SEWA 7 MW GI Palopo PLTD SUPPA 62 MW GI Pare GI Sidrap GI Sengkang PLTGU SENGKANG 135 MW GI Soppeng GI Barru GI Pangkep GI Bone LOKASI GANGGUAN THERMAL TELLO 197,7 MW PLTD SEWA 15 MW GI Tonasa GI Bosowa GI Tello GI Bulukumba GI. Tallo Lama GI Jeneponto GI Tjg. Bunga GI Tallasa PLTA BILI-BILI 2 MW 13

14 SINGLE LINE SULSEL 14

15 SIMULASI SISTEM 15

16 BENTUK TEGANGAN PADA SALURAN TRANSMISI 15 KV TANPA GANGGUAN V [kv] [s].2 16

17 BENTUK ARUS PADA SALURAN TRANSMISI 15 KV TANPA GANGGUAN 6 5,525 A [A] [s].2 17

18 BENTUK ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU PHASA KE TANAH 2.26, A 25 [A] [s].2 18

19 BENTUK TEGANGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU PHASA KE TANAH V V 2 [kv] V [s].2 19

20 BENTUK ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA PHASA 6.53,1 A 7 [A] ,1 A 6.4,6 A [s].2 2

21 BENTUK TEGANGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA PHASA 12 [kv] V V V [s].2 21

22 ARUS HUBUNG SINGKAT TANPA IMPEDANSI GANGGUAN Lokasi Fault R Arus Gangguan (A) S T R % Perubahan S T BONE ke BLKMB 15 KV LG LLG 2.487, ,7, ,9,19,178 49,2 151, ,4 143, , ,8 LL 7.423, ,3, ,9 146, ,5 LLLG 8.867,4 7.78,6 8.56,2 175,5 154, 159,4 LLL 8.882, ,2 8.39,3 175,8 152,8 159,1 22

23 ARUS HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN IMPEDANSI GANGGUAN 5 Ω Arus Gangguan (Ampere) Lokasi Fault 5 Ohm % Perubahan R S T R S T BONE ke BLKMB 15 KV LG LLG 2.26, 5.666,3, ,2,183,174 44,7 112, ,4 16, , ,4 LL 5.59,2 5.59,2,126 19, 19,1 4.99,2 LLLG 6.52, 5.913,6 6.64,4 129, 117,1 119,8 LLL 6.53,1 6.97,1 6.4,6 129,2 129,3 119,6 23

24 ARUS HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN IMPEDANSI GANGGUAN 25 Ω Arus Gangguan (Ampere) Lokasi Fault 25 Ohm % Perubahan R S T R S T BONE ke BLKMB 15 KV LG LLG 1.654, ,4, ,9,165,164 32,7 55, ,7 53, ,2 3.87,9 LL 2.78,6 2.78,6,125 53,6 53,6 4.42, LLL G 3.117,2 3.1,3 3.61,5 61,7 59,6 6,6 LLL 3.176,3 3.9,8 3.55,9 62,9 59,6 6,5 24

25 TEGANGAN HUBUNG SINGKAT TANPA IMPEDANSI GANGGUAN Lokasi Fault Tegangan Gangguan (A) R S T R % Perubahan S T BONE ke BLKMB 15 KV LG LLG ,5, 1,5 1,4 LL , 2, 1, LLLG LLL

26 TEGANGAN HUBUNG SINGKAT DENGAN IMPEDANSI GANGGUAN 5 Ω Tegangan Hubung Singkat (Voltage) Lokasi Fault 5 Ohm % Perubahan R S T R S T BONE ke BLKM B 15 KV LG LLG LL , 4,4 1,7 1,4 4,6 2,1 1,5 1,4 1, LLL G ,8 4,2 4,1 LLL , 4,2 3,9 26

27 TEGANGAN HUBUNG SINGKAT DENGAN IMPEDANSI GANGGUAN 25 Ω Tegangan Hubung Singkat (Voltage) Lokasi Fault 25 Ohm % Perubahan R S T R S T BONE ke BLKM B 15 KV LG LLG LL , 1,8 1,3 1,3 1,8 1,5 1,3 1,3 1, LLLG ,6 1,6 1,6 LLL ,6 1,6 1,6 27

28 KESIMPULAN Studi tentang arus gangguan hubung singkat pada sistem transmisi tegangan tinggi 15 kv menggunakan ATP-EMTP di Sulawesi Selatan yang disebabkan adanya beberapa jenis gangguan hubung singkat di lokasi saluran udara antara GI Bone dengan GI BLKMB, yaitu; pada gangguan 3 phasa menghasilkan arus transient sebesar 8.882,1 A dan arus minimum pada gangguan satu phasa ke tanah sebesar 1.654,2 A. Sedangkan untuk tegangan maksimum dan minimum terletak pada gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah sebesar 19. V dan tegangan minimum V. Besarnya arus dan tegangan yang terjadi pada saluran transmisi tegangan tinggi 15 kv di Sulawesi Selatan dengan impedansi gangguan yang lebih kecil yaitu tanpa impedansi akan menghasilkan arus yang sangat besar dan tegangan yang rendah. Sebaliknya, semakin besar nilai impedansi gangguan, maka semakin kecil arus hubung singkat yang dihasilkan. Diperoleh karakteristik arus dengan perubahan kenaikan sangat besar. Perubahan secara tiba-tiba dikarenakan adanya gangguan hubung singkat dengan arus yang sangat besar dan memiliki komponen DC sehingga menimbulkan karakteristik kurva melengkung ke bawah sampai menuju steady state. 28

29 TERIMAKASIH 29