ANALISIS TEGANGAN LEBIH TRANSIEN IMPULS PERSEGI PADA UJUNG SALURAN TRANSMISI SECARA EKSPERIMENTAL

dokumen-dokumen yang mirip
KOORDINASI PROTEKSI ARESTER PCB DAN DIODA ZENER DENGAN ELEMEN DEKOPLING PADA PERALATAN LISTRIK JURNAL SKRIPSI

BAB II IMPEDANSI SURJA MENARA DAN KAWAT TANAH

OPTIMASI PELETAKKAN ARESTER PADA SALURAN DISTRIBUSI KABEL CABANG TUNGGAL AKIBAT SURJA PETIR GELOMBANG PENUH

SIMULASI DISTRIBUSI TEGANGAN PETIR DI JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20 KV PENYULANG KENTUNGAN 2 YOGYAKARTA

Studi Pengaruh Lokasi Pemasangan Surge Arrester pada Saluran Udara 150 Kv terhadap Tegangan Lebih Switching

STUDI KARAKTERISTIK TRANSIEN LIGHTNING ARRESTER PADA TEGANGAN MENENGAH BERBASIS PENGUJIAN DAN SIMULASI

PROFIL SURJA HUBUNG KARENA PROSES ENERGIZED PADA SALURAN TRANSMISI 500 KV

KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA SALURAN TRANSMISI 500 KV

ANALISIS RANGKAIAN GENERATOR IMPULS UNTUK MEMBANGKITKAN TEGANGAN IMPULS PETIR MENURUT BERBAGAI STANDAR

ANALISIS DISTRIBUSI TEGANGAN LEBIH AKIBAT SAMBARAN PETIR UNTUK PERTIMBANGAN PROTEKSI PERALATAN PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 kv di YOGYAKARTA

Penentuan Nilai Impedansi Pembumian Elektroda Batang Tunggal Berdasarkan Karakteristik Response Impuls

OPTIMASI JARAK MAKSIMUM PENEMPATAN LIGHTNING ARRESTER SEBAGAI PROTEKSI TRANSFORMATOR PADA GARDU INDUK. Oleh : Togar Timoteus Gultom, S.

Kata Kunci Proteksi, Arrester, Bonding Ekipotensial, LPZ.

STUDI PENGARUH KONFIGURASI 1 PERALATAN PADA SALURAN DISTRIBUSI 20 KV TERHADAP PERFORMA PERLINDUNGAN PETIR MENGGUNAKAN SIMULASI ATP/EMTP

BAB I PENDAHULUAN. lebih impuls yang disebabkan oleh adanya operasi hubung-buka (switching. ketahanan peralatan dalam memikul tegangan lebih impuls.

PENGARUH PERISAI PELAT LOGAM TERHADAP INDUKSI TEGANGAN SURJA PETIR PADA INSTALASI TEGANGAN RENDAH

BAB II TEORI DASAR GANGGUAN PETIR

BAB II TEORI DASAR GELOMBANG BERJALAN DAN PEMBUMIAN (PENTANAHAN)

ARESTER SEBAGAI SISTEM PENGAMAN TEGANGAN LEBIH PADA JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20KV. Tri Cahyaningsih, Hamzah Berahim, Subiyanto ABSTRAK

SIMULASI DAN ANALISIS PENGARUH TEGANGAN LEBIH IMPULS PADA BELITAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI 20 KV

Dasman 1), Rudy Harman 2)

SISTEM PROTEKSI TERHADAP TEGANGAN LEBIH PADA GARDU TRAFO TIANG 20 kv

Studi Pengaman Tegangan Lebih pada Saluran Kabel Tegangan Tinggi 150kV yang Dilindungi oleh Arester Surja

PENENTUAN LETAK OPTIMUM ARRESTER PADA GARDU INDUK (GI) 150 kv SIANTAN MENGGUNAKAN METODE OPTIMASI

II. TINJAUAN PUSTAKA

FAKTOR - FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPON TRANSIEN PEMBUMIAN GRID

Studi Pengaruh Konfigurasi Peralatan pada Saluran Distribusi 20 kv Terhadap Performa Perlindungan Petir Menggunakan Simulasi ATP/EMTP

PERALATAN KOPLING POWER LINE CARRIER

PROTEKSI PETIR PADA TRANSISI SALURAN UDARA DAN BAWAH TANAH TEGANGAN MENENGAH 20 kv

ABSTRAK. Kata kunci : Arus Transien, Ketahanan Transformator, Jenis Beban. ABSTRACT. Keywords : Transient Current, Transformer withstand, load type.

TUGAS PAPER MATA KULIAH SISTEM PROTEKSI MENENTUKAN JARAK PEMASANGAN ARRESTER SEBAGAI PENGAMAN TRAFO TERHADAP SAMBARAN PETIR

BAB I PENDAHULUAN. utama bagi setiap orang. Ketergantungan masyarakat terhadap listrik

PENGARUH PENGGUNAAN REAKTOR TERHADAP TEGANGAN LEBIH TRANSIENT PADA OPERASI PELEPASAN BEBAN DI GARDU INDUK 500 KV UNGARAN-PEDAN

Proteksi Terhadap Petir. Distribusi Daya Dian Retno Sawitri

Deteksi Lokasi Untuk Gangguan Multi Point Pada Jaring Tiang Distribusi 20 KV Dengan Menggunakan Metode Perambatan Gelombang Sinyal Arus Balik

Model Arrester SiC Menggunakan Model Arrester ZnO IEEE WG

II. TINJAUAN PUSTAKA. (updraft) membawa udara lembab. Semakin tinggi dari permukaan bumi, semakin

BAB II GANGGUAN TEGANGAN LEBIH PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

ANALISIS SAMBARAN PETIR PADA TIANG TRANSMISI DENGAN MENGGUNAKAN METODE LATTICE

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Studi Analisis Gangguan Petir Terhadap Kinerja Arrester Pada Sistem Distribusi Tegangan Menengah 20 KV Menggunakan Alternative Transient Program (ATP)

PENGGUNAAN ATP DRAW 3.8 UNTUK MENENTUKAN JUMLAH GANGGUAN PADA SALURAN TRANSMISI 150 kv AKIBAT BACKFLASHOVER

PERBANDINGAN WATAK PERLINDUNGAN ARESTER ZnO DAN SiC PADA PERALATAN LISTRIK MENURUT LOKASI PENEMPATANNYA

Oleh: Dedy Setiawan IGN SatriyadiI H., ST., MT. 2. Dr. Eng. I Made Yulistya N., ST., M.Sc

Studi Analisa Keandalan Isolator Pada Saluran Transmisi 150 kv Sirkit Ganda Waru-Bangil TUGAS AKHIR. oleh : Nama : Nifta Faturochman NIM :

1 BAB I PENDAHULUAN. menyalurkan daya listrik dari pembangkit ke konsumen yang letaknya dapat

DAN RANGKAIAN AC A B A. Gambar 4.1 Berbagai bentuk isyarat penting pada sistem elektronika

BAB 2 DASAR TEORI. Gambar 2.1 Rangkaian seri RLC

PERCOBAAN - I PEMBANGKITAN DAN PENGUKURAN TEGANGAN TINGGI BOLAK-BALIK

STUDI PERENCANAAN SISTEM PERLINDUNGAN PETIR EKSTERNAL DI GARDU INDUK 150 KV NEW-TUREN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Tes Surja untuk Mendeteksi Kerusakan Belitan pada Motor Induksi Tegangan Rendah

STUDI PENGARUH STRAY CAPACITANCE TERHADAP KINERJA ARRESTER TEGANGAN TINGGI 150 KV DENGAN FINITE ELEMENT METHODS (FEM)

Teknik Transmisi. Radio

Analisis Pengaruh Penambahan Unit Pembangkit Baru terhadap Arus Gangguan ke Tanah pada Gardu Induk Grati

Perbandingan Tegangan Residu Arester SiC dan ZnO Terhadap Variasi Front Time

ANALISIS KOORDINASI ISOLASI SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI 150 KV TERHADAP SAMBARAN PETIR DI GIS TANDES MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK EMTP RV

BAB II SALURAN DISTRIBUSI

BAB II TINJAUAN TEORITIS

HIGH VOLTAGE (equipment & testing) HASBULLAH, M.T

EVALUASI ARRESTER UNTUK PROTEKSI GI 150 KV JAJAR DARI SURJA PETIR MENGGUNAKAN SOFTWARE PSCAD

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

III. METODE PENELITIAN

BAB II LANDASAN TEORI. Dalam merencanakan suatu sistem pengaman (Proteksi) yang ada

KINERJA RANGKAIAN R-C DAN R-L-C DALAM PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI IMPULS

Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Waktu

DASAR TEORI. Kata kunci: Kabel Single core, Kabel Three core, Rugi Daya, Transmisi. I. PENDAHULUAN

BAB II KAJIAN PUSTAKA

SIMULASI PENENTUAN NILAI TAHANAN PENTANAHAN MENARA TRANSMISI 150 KV TERHADAP BACKFLASHOVER AKIBAT SAMBARAN PETIR LANGSUNG

BAB I PENDAHULUAN. gelombang berjalan juga dapat ditimbulkan dari proses switching atau proses

PEMAKAIAN DAN PEMELIHARAAN ARRESTER GARDU INDUK 150 KV UNGARAN PT. PLN (PERSERO) APP SEMARANG

BAB III PELINDUNG SALURAN TRANSMISI. keamanan sistem tenaga dan tak mungkin dihindari, sedangkan alat-alat

Hendri Kijoyo Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Insttut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Sela Batang Sela batang merupakan alat pelindung surja yang paling sederhana tetapi paling kuat dan kokoh. Sela batang ini jarang digunakan pad

A. Kompetensi Mengukur beban R, L, C pada sumber tegangan DC dan AC

KOORDINASI ISOLASI. By : HASBULLAH, S.Pd., MT ELECTRICAL ENGINEERING DEPT. FPTK UPI 2009

Percobaan III Gejala Transien

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 2, (2015) ISSN: ( Print) A-130

DAMPAK PEMBERIAN IMPULS ARUS TERHADAP KETAHANAN ARRESTER TEGANGAN RENDAH

PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI IMPULS

BAB III PROTEKSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) TERHADAP SAMBARAN PETIR

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK NO LOAD AND LOAD TEST GENERATOR SINKRON EXPERIMENT N.2 & N.4

ANALISIS GANGGUAN PETIR AKIBAT SAMBARAN LANGSUNG PADA SALURAN TRANSMISI TEGANGAN EKSTRA TINGGI 500 kv

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Analisis Pengaruh Resistansi Pentanahan Menara Terhadap Terjadinya Back Flashover

ANALISIS HARMONIK DAN PERANCANGAN SINGLE TUNED FILTER PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 18 BUS DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP POWER STATION 4.

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I ORDE PERTAMA RANGKAIAN RL DAN RC (E6)

BAB 3 DISAIN RANGKAIAN SNUBBER DAN SIMULASI MENGGUNAKAN MULTISIM

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. A. Hasil Preparasi, Pencetakan dan Penyinteran Varistor

STUDI KARAKTERISTIK TRANSIEN LIGHTNING ARRESTER PADA TEGANGAN MENENGAH BERBASIS PENGUJIAN DAN SIMULASI

PENDAHULUAN. 1. Untuk meneliti sifat-sifat listrik dielektrik yang baru ditemukan, sebagai usaha dalam menemukan bahan isolasi yang lebih murah.

BAB II TEORI DASAR. 2.1 Umum. Pada dasarnya suatu gangguan ialah setiap keadaan sistem yang menyimpang

Penentuan Kapasitas CB Dengan Analisa Hubung Singkat Pada Jaringan 70 kv Sistem Minahasa

Desain dan Pembuatan Resistor Shunt Ohmik Rendah dan Aplikasinya sebagai Elemen Pengukuran Arus Tinggi Impulse, 8/20μs

ANALISIS ARUS TRANSIEN PADA SISI PRIMER TRANSFORMATOR TERHADAP PELEPASAN BEBAN MENGGUNAKAN SIMULASI EMTP

ANALISIS PERLINDUNGAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI YANG EFEKTIF TERHADAP SURJA PETIR. Lory M. Parera *, Ari Permana ** Abstract

Vol.3 No1. Januari

Perancangan Penyesuai Impedansi antara RF Uplink dengan Antena Pemancar pada Portable Transceiver Satelit Iinusat-01

PEMELIHARAAN DAN PERTIMBANGAN PENEMPATAN ARRESTER PADA GARDU INDUK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JB REGION JAWA TENGAH DAN DIY UPT SEMARANG

Transkripsi:

ANALISIS TEGANGAN LEBIH TRANSIEN IMPULS PERSEGI PADA UJUNG SALURAN TRANSMISI SECARA EKSPERIMENTAL Roby Permana 1*), Ir. Danial, MT 2), Managam Rajagukguk, ST, MT 3) 1) Mahasiswa dan 2,3) Dosen Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura * Email: roby.permana31@yahoo.com ABSTRAK Dalam Skripsi ini telah dilakukan analisis tegangan lebih transien impuls persegi pada ujung saluran transmisi akibat pengaruh beban R, L, dan C secara eksperimental. Hasil Penelitian menunjukan bahwa, untuk beban bersifat induktif dan kapasitif, tegangan pada ujung saluran transmisi dapat mencapai dua kali besar tegangan gelombang datang. Besar L dan C hanya berpengaruh kepada waktu kenaikan gelombang. Untuk beban bersifat resistif, besar R berpengaruh terhadap tegangan pada ujung saluran. Jika beban R lebih besar daripada impedansi surja (R>Z) maka tegangan lebih pada ujung saluran lebih besar dari besar tegangan gelombang datang. Jika beban resistif lebih kecil atau sama dengan impedansi surja (R Z) tegangan pada ujung saluran tidak akan lebih besar dari tegangan gelombang datang. Kata kunci : Eksperimental, Gelombang Berjalan Kawat Transmisi, Tegangan Lebih Transien. ABSTRACT In this skripsi has been carried out analysis of transient overvoltage square impulse at the end of the transmission line due to the influence of the load R, L, and C experimentally. Research results show that, for inductive and capacitive loads, the voltage at the end of the transmission line can reach twice the coming big wave voltage. Large L and C only affect the wave rise time.for resistive load, large R affect the voltage at the end of the line. If the load R is larger than the surge impedance (R> Z) then over at the end of the line voltage is greater than the voltage big wave coming. If the resistive load less than or equal to the surge impedance (R Z) voltage at the ends of the channel will not be greater than the voltage of the incoming wave. Keywords: Experimentally, Traveling Wave Wire Transmission, Transient Overvoltage. 1. Pendahuluan Tegangan lebih transien (transient overvoltage) yang terjadi pada suatu sistem tenaga dapat disebabkan oleh faktor eksternal misalnya petir atau oleh faktor internal, misalnya pada proses alih hubung (switching). Transien pada sistem transmisi disebabkan oleh perubahan yang mendadak pada konfigurasi sistem dalam kondisi kerja. Petir dapat menimbulkan ancaman bahaya kerusakan pada peralatan-peralatan sistem tenaga, demikian pula proses alih hubung yang dapat mengakibatkan gelombang berjalan pada kawat transmisi (Yanuar, 1998). Masa transien menjadi sangat penting dalam sistem karena pada masa tersebut suatu perubahan mendadak akan termanifestasikan baik dalam bentuk arus maupun tegangan yang kadangkala dalam hal ekstrim akan mengakibatkan kerusakan fatal pada sistem seperti menganggu kinerja mesin, memutuskan hubungan listrik, menganggu / menggagalkan sistem komunikasi. Semua fenomena transien dalam sistem listrik mekanis dapat dinyatakan oleh 3 jenis elemen rangkaian listrik berupa resistansi, induktansi, dan kapasitansi. Ketiga jenisa elemen listrik yaitu resistor, induktor, dan kapasitor dapat mengeluarkan energi alam dalam jumlah terbatas, misalnya resistor hanya mampu mendisipasi energi listrik dalam bentuk panas I 2 R, sedangkan induktor dan kapasitor mampu menyimpan masing-masing energi magnetik (1/2)Li 2 dan energi elektris (1/2)CV 2 (Greenwood, 1991:1-2) Dalam penelitian ini ditekankan pada efek beban R, L dan C R serta berapa besar tegangan lebih transien impuls persegi pada ujung saluran transmisi secara eksperimental.

2. Tinjauan Pustaka 2.1 Pengertian Tegangan Lebih Tegangan lebih adalah tegangan yang hanya dapat ditahan untuk waktu yang terbatas (Reynaldo Zorro, 1987). Oleh karena itu, dalam pengoperasian sistem tenaga listrik perlu perhatian khusus pada sistem proteksi terhadap tegangan lebih (Arismunandar, 1990). Ditinjau dari bentuknya ada dua jenis tegangan lebih, yaitu : 1. Tegangan lebih periodik 2. Tegangan lebih aperiodik Berdasarkan sebabnya ada dua jenis penyebab, yaitu : 1. Sebab luar (external over voltage) 2. Sebab dalam (internal over voltage) Tegangan lebih berdasarkan sumbernya menurut IEC, ditimbulkan oleh : 1. Tegangan lebih petir (lightning over voltage) pada peralatan listrik baik sambaran langsung, tidak langsung, maupun secara induksi. 2. Tegangan lebih sementara (temporary over voltage) yang disebabkan oleh sistem 3. Tegangan lebih surja hubung (switching over voltage) baik akibat operasi penutupan maupun operasi pembukaan. 2.2 Gelombang Berjalan Dilihat dari sudut energi, dapat dikatakan bahwa surja pada kawat disebabkan oleh penyuntikan energi secara tiba-tiba pada kawat. Energi ini merambat pada kawat, sama halnya apabila kita melemparkan batu pada air yang tenang dalam sebuah kolam. Energi yang merambat ini terdiri dari arus dan tegangan (T.S Hutahuruk, 1991). Hal ini disebabkan adanya induktansi dan kapasitansi pada sistem tanpa rugi rugi (loss less line). Kecepatan merambat gelombang berjalan tergantung dari konstanta konstanta kawat. Pada kawat di udara, kecepatan merambat ini kira-kira 300 m/µs jadi sama dengan kecepatan cahaya dan pada kabel tanah kira-kira 150 m/µs. Apabila gelombang mencapai titik peralihan atau diskontinuitas akan terjadi perubahan pada gelombang tersebut sehingga terdapat sedikit perbedaan dengan gelombang asal. Bentuk dan spesifikasi gelombang berjalan digambarkan sebagai berikut: Spesifikasi dari gelombang berjalan adalah: a. Puncak gelombang, E (kv), yaitu amplitudo maksimum dari gelombang. b. Muka Gelombang, t 1 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai puncak. Dalam hal ini diambil dari 10% E sampai 90% E, yang di tampilkan di gambar II.1. c. Ekor gelombang, yaitu bagian dibelakang puncak. Panjang gelombang, t 2 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50% E pada ekor gelombang. d. Polaritas, yaitu polaritas dari gelombang, positif atau negatif. Suatu gelombang berjalan (surja) dinyatakan sebagai: E = t 1 / t 2 Jadi suatu gelombang dengan polaritas positif, puncak 1000kV, muka 3 mikrodetik, dan panjang 21 mikrodetik dinyatakan sebagai: +1000, 3 x 21 µs. Gelombang ini akan mencapai ujung yang lain dari hantaran dalam waktu tertentu. Dalam perambatan gelombang ini umumnya akan menemukan diskontinuitas dalam hantaran sehingga terjadi pemantulan gelombang. Umumnya pada setiap saat, tegangan dan arus pada setiap titik merupakan superposisi dari gelombang datang dan gelombang pantul. Gelombang berjalan ini timbul dalam sistem transmisi sebagai akibat adanya tegangan lebih pada sistem yang disebabkan oleh proses sambaran petir atau proses pembukaan dan penutupan saklar daya (switching). 3. Metode Penelitian 3.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan untuk perancangan desain meliputi : - Pembangkit Pulsa : 10 V - Kabel Coaxial : l a = 1 m - Kabel Coaxial : l b = 40 m - Kabel Coaxial : l c = 20 m - Resistor : 50 Ω (2 buah) - Beban Kapasitif : 1 nf parallel R=3,3 kω - Beban Induktif : 2,2 µh - Saklar ON/OFF - BNC Cabang - Oscilloscope Tektronik TDS 220 dan Printer (tersedia dalam kit) 3.2 Desain Pembuatan Alat Pembangkit pulsa persegi adalah simulasi transien gelombang berjalan di sepanjang saluran transmisi yang diaplikasikan kedalam bentuk tegangan DC kawat tunggal (kabel coaxial) dalam satu box dan diukur dengan Oscilloscope pada port chanel yang telah disediakan dalam rangkaian. Data yang dihasilkan dapat dianalisis untuk mengetahui akibat pengaruh beban di ujung saluran transmisi pada saat transien. Gambar 2.1 Bentuk dan Spesifikasi Gelombang Berjalan

3.3 Metode Perhitungan Metode perhitungan untuk perancangan alat pembangkit pulsa yang menghasilkan gelombang berjalan dengan pengaruh beban R, L dan C R pada ujung saluran transmisi sangat diperlukan dalam mendesain alat yang akan dirancang dimana metode perhitungan ini terdiri dari: - Penentuan panjang gelombang dari pembangkit pulsa - Variasi panjang jaringan transmisi Gambar3.1 Desain perancangan alat pembangkit pulsa yang terhubung dengan kawat transmisi Gambar 3.2 Hasil perancangan alat pembangkit pulsa yang terhubung dengan kawat transmisi dan beban (tampak depan) Gambar 3.3 Hasil perancangan alat pembangkit pulsa yang terhubung dengan kawat dan saklar beban (tampak samping) 3.5 Refleksi Pada Hantaran Transmisi dengan Terminasi Resistansi R Pengukuran gelombang berjalan akibat efek terminasi resistansi di ujung saluran transmisi mengikuti tahapan berikut, gelombang diukur pada resistor R2 : - Menghitung refleksi dan koefisien transmisi dengan formulasi dibawah ini: Koofisien Refleksi : r u =... (3.1) Koofisien Transmisi : b u =... (3.2) - Menggambarkan bentuk gelombang berjalan (semua resistansi gelombang: Z=50Ω) menggunakan perambatan gelombang grafik, dan menghitung tegangan lebih di ujung saluran transmisi. - Mengetahui bentuk gelombang tegangan dari pengukuran osciloscope. 3.6 Refleksi Pada Hantaran Transmisi Dengan Terminasi Induktansi L Pada pengukuran refleksi dengan pemutusan indukstansi hanya dengan mengganti kapasitor di ujung saluran transmisi dengan induktor. Gelombang yang dipantulkan akan berubah secara ekponensial. Langkah pengukuran gelombang berjalan untuk induktansi adalah sebagai berikut : - Menghitung konstanta waktu τ dari pengukuran dan menghitung tegangan induktansi dengan formulasi di bawah ini. / dt... (3.3) U= = U=... (3.4) u(t) = 2U 0 e -(t/τ)... (3.6) τ =... (3.7) - Mengetahui bentuk gelombang tegangan dari pengukuran osciloscope. 3.7 Refleksi Pada Hantaran Transmisi Dengan Terminasi Kapasitor C R Langkah pengukuran gelombang berjalan untuk kapasitansi mengikuti tahapan berikut ini - Menghitung konstanta waktu τ dari pengukuran dan menghitung tegangan kapasitansi dengan formulasi unit step U(t) sebagai berikut : u(t)=2u 0 (1-exp -(t/τ) )... (3.8) Zt =... (3.9) τ = Z t C... (3.10) - Mengetahui bentuk gelombang tegangan dari pengukuran osciloscope. 3.8 Analisis Hasil Analisis yang dilakukan adalah dengan mengetahui bentuk karakteristik gelombang berjalan dari pengaruh beban R, beban L, dan C R yang berada di ujung saluran transmisi dari eksperimen yang dilakukan dan kemudian dibuktikan dengan perhitungan dan grafik simulasi yang dilakukan pada tahap eksperimen yaitu refleksi akibat tegangan lebih dan harga gelombang tegangan lebih yang sampai di ujung saluran transmisi serta fungsi pembacaan karakteristik gelombang tegangan untuk diaplikasikan di saluran udara transmisi tegangan tinggi.

4. Hasil Dan Pembahasan 4.1 Perhitungan Lebar Pulsa Gelombang dan Variasi Panjang Jaringan Transmisi Waktu yang diinginkan dalam perambatan dari gelombang berjalan dengan muka gelombang T i =50ns, maka lebar pulsa gelombang persegi 2 T i = 2 50 = 100ns, karena panjang jaringan transmisi di generator pulsa sangat diperlukan dalam perancangan alat, maka untuk mendapatkan panjang jaringan tersebut diperlukan langkah perhitungan sebagai berikut : a. Kecepatan rambat gelombang di kabel coaxial v = Dimana Induktansi dan Kapasitansi jaringan transmisi yang diberikan dalam perhitungan ini adalah: C'=101pF/m dan Z=50Ohm. karena impedansi surja (Z) dan kapasitansi jaringan (C') sudah diketahui, maka harga dari induktansi jaringan (L') pada kabel adalah sebagai berikut : L' = Z 2 C' = 50 2 (101 10-12 )= 2,525 10-7 = 0,252 µh/m Jadi, kecepatan rambat gelombang di saluran transmisi : v= =!" " $ %!",' " $( % = ) "* " ",' = 1,98 108 m/s b. Setelah mendapatkan kecepatan merambat gelombang di saluran transmisi (kabel) maka panjang jaringan transmisi l i di generator pulsa l i = v T i = (1,98 10 8 m/s) (50ns) = (1,98 10 8 ) (50 10-9 ) = 9,9 m 4.2 Pengukuran Panjang Kabel Pada Generator Pulsa Langkah awal pada pengukuran panjang kabel di generator pulsa ini adalah dengan memeriksa magnitude tegangan dari generator pulsa yaitu 5 V dan Z 2 = 50Ω. Berikut gambar diagram ekivalen untuk mengetahui konstanta dari rangkaian generator pulsa : S Z U 0 Gambar 4.1 Diagram ekivalen dari generator pulsa yang terhubung dengan beban R 1 Langkah-langkah perhitungan untuk pengukuran panjang kabel : - Menghitung waktu gelombang berjalan pada kabel generator pulsa l i (Z=50Ω, C =101pF/m) karena diperlukan x (m) untuk mendapatkan waktu gelombang berjalan di generator pulsa. Waktu berjalan pada kabel di generator pulsa : t =, - = + - 5V.,.,./ " * = 5 10-8 = 50 10-9 = 50 ns - Menggambarkan grafik gelombang keluaran dengan propagasi gelombang menurut latice bewley untuk mengetahui panjang gelombang berjalan di saluran transmisi. 50 50 R c. Kemudian penyelesaian untuk mendapatkan panjang kabel transmisi l b Waktu perambatan gelombang berjalan : t= T i + T b = 50ns + 200ns = 250 ns dimana : T i adalah muka gelombang (ns) T b adalah ekor gelombang (ns) Jadi panjang kabel transmisi l b = [v (T i + T b )] - l i = [(1,98 10 8 m/s) (50ns+200ns)] 9,9m = [(1,98 10 8 ) (250 10-9 )] 9,9 = 39,6 m atau lebih tepatnya, lebar pulsa sama dengan lima kali lebih luas panjang jaringan l i : Panjang kabel transmisi lima kali lebih besar, sehingga l x = 5 l i = 5 9,9 = 49,5 m Panjang kabel transmisi: l b = l x l i = 49,5 9,9 = 39,6 m Gambar 4.2 Grafik perambatan gelombang dari generator pulsa pada pengukuran panjang kabel di generator pulsa Gambar hasil pengukuran dengan menggunakan oscilloscope : Gambar 4.3 Karakteristik signal R pada saat

4.3 Pengukuran Panjang Gelombang Dari Penambahan Panjang Kabel Saluran Transmisi Kabel (saluran transmisi) dalam generator pulsa dapat diperpanjang dengan menggunakan kabel eksternal l b. Kabel eksternal ini harus dihubungkan ke port B1 untuk menerima gelombang pulsa persegi kemudian gelombang diukur pada resistor R 1 =Z 1. Waktu perambatan gelombang berjalan di generator pulsa dapat diselesaikan sebagai berikut : t =, - = 0 10 2 - =.,.3",./ " * =252 10-9 =252 ns Panjang gelombang berjalan yang merambat di jaringan transmisi adalah : λ= 4 = c t =3 10 8 m/s 252 10-9 s=75,6 m Hasil pengukuran dengan oscilloscope dapat diketahui karakteristik gelombang keluaran yang sama dengan hasil perhitungan dengan menggunakan grafik propogasi Lattice Bewley, sehingga dapat dilakukan langkah-langkah eksperimen pada tahapan berikutnya dengan efek terminasi (beban ujung) di saluran transmisi. 4.4 Refleksi Pada Hantaran Transmisi dengan Terminasi Resistansi a. Menghitung refleksi dan koefisien transmisi dengan formulasi dibawah ini: Impedansi total: Z= = '" '" '"'" Koefisien Refleksi: r u = 5 = ''" 5 ''" 6 Koefisien Transmisi: b u = 7 = ' 5 ' '" 6 b. Menggambarkan bentuk gelombang berjalan (semua resistansi gelombang : Z=50Ω), kemudian menghitung tegangan lebih di ujung saluran transmisi. Gambar 4.4 Grafik perambatan gelombang dari generator pulsa pada pengukuran dari penambahan panjang kabel transmisi Dari hasil perambatan grafik propagasi gelombang tegangan dapat diketahui perbedaan antara pengukuran panjang kabel dengan pengukuran dari penambahan kabel transmisi l b di port B 1. Data propagasi gelombang tegangan dari hasil perhitungan dapat dibandingkan dengan hasil berikut ini Gambar 4.6 Grafik perambatan gelombang refleksi pada hantaran transmisi dengan beban resistansi (R=Z 0 ) c. Mengetahui bentuk gelombang tegangan dari pengukuran oscilloscope Gambar 4.5 Karakteristik signal R pada saat Gambar 4.7 Karakteristik signal R parallel saat

4.5 Refleksi Pada Hantaran Transmisi Dengan Pemutusan Induktansi (L) Langkah pengukuran gelombang berjalan untuk induktansi adalah sebagai berikut : Menghitung konstanta waktu τ dari pengukuran dan menghitung tegangan induktansi dengan formulasi : u(t) = 2U 0 e -(t/τ) U 0 + - 5 V S Z 50Ω 1 nf C R 1 3,3 S Z Voltage U 0 5 V E + - Gambar 4.8 Diagram rangkaian ekivalen dari pengaturan rangkaian pada terminasi Induktif 12 10 8 6 4 2 0 10 5,212 50 Ω 2,2 µh 0,947 0,035-100 0 100 200 300 time (ns) L Voltage Gambar 4.11 Diagram ekivalen dari pengaturan rangkaian pada terminasi dengan kapasitif E 12 10 8 6 4 2 0 4,899 8,123 9,990-100 -2 0 100 200 300 400 time (ns) Gambar 4.12 Grafik perambatan gelombang akibat terminasi kapasitif 1. Mengetahui bentuk gelombang tegangan dari hasil sebagai berikut : Gambar 4.9 Grafik perambatan gelombang akibat terminasi induktif 1. Mengetahui bentuk gelombang tegangan dari sebagai berikut : Gambar 4.13 Karakteristik signal C saat pengukuran dengan menggunakan Oscilloscope Gambar 4.10 Karakteristik signal L saat pengukuran dengan menggunakan oscilloscope 4.6 Refleksi Pada Hantaran Transmisi Dengan Terminasi KapasitansiC Langkah pengukuran gelombang berjalan untuk kapasitansi menikuti tahapan berikut Menghitung konstanta waktu τ dari pengukuran dan menghitung tegangan kapasitansi dengan formulasi unit step u(t) = 2U 0 (1-exp -(t/τ) ) 4.7 Analisis Hasil 4.7.1 Pengaruh Beban Resistif R Dari hasil eksperimen pada terminasi beban resistansi (R), jika R sama dengan imedansi surja Z (R=Z) transmisi, maka tegangan pantul pada beban R mempunyai magnitude gelombang maksimum sebesar gelombang tegangan yang datang. Jika beban resistansi R di ujung saluran transmisi lebih besar dari impedansi surja transmisi Z, maka akan timbul gelombang pantul dan akibatnya tegangan lebih di ujung saluran transmisi menjadi : (R>Z) R=100Ω, Z=50Ω Koefisien Rekfleksi: r u = =""'" = ""'" 6 Koefisien Transmisi: b u = = "" "" '" = 3 6

5. Penutup 5.1 Kesimpulan Dari hasil eksperimen dan analisa gelombang berjalan akibat tegangan lebih transien impuls persegi di ujung saluran transmisi dengan karakteristik beban R, L, C menunjukan bahwa: Gambar 4.14 Grafik refleksi perambatan gelombang tegangan pada hantaran transmisi dengan beban Resistansi (R>Z o ) 4.7.2 Pengaruh Beban Induktif L Dari hasil eksperimen yang dilakukan pada terminasi beban induktifl, bahwa tegangan yang melewati indikator awalnya naik dua kali lipat nilainya dari gelombang datang dan perlahan-lahan menurun secara eksponensial yang juga dipengaruhi oleh laju penurunan gelombang tegangan akibat dari besar atau kecilnya konstanta waktu τ. Dari hasil keluaran signal gelombang tegangan pada terminasi induktansi L dari oscilloscope, pada saat gelombang naik dua kali lipat gelombang datang dan akan turun secara eksponensial terjadi noise yang diakibatkan peluahan (discharge) yang terjadi berulang-ulang dijaringan akibat adanya pengaruh kapasitansi yang besar di switch. 4.7.3 Pengaruh Beban Kapasitif C Dari hasil eksperimen yang dilakukan pada terminasi beban kapasitifc yang diparalelkan dengan R, bahwa mula-mula tegangan diserap (carge) oleh kapasitor dan kemudian gelombang tegangan naik perlahan-lahan secara eksponensial hingga mencapai harga gelombang datang yang dipengaruhi laju kenaikan tegangan atau konstanta waktu, karena jika konstanta waktu semakin besar maka gelombang eksponensial akan vepat naik dan jika konstanta waktu kecil maka gelombang eksponensial akan naik perlahan hingga mencapai harga gelombang datang. 12 10 9,990 8 6 4 2 0-200 -2 0 200 400 time 600 800 Gambar 4.15 Grafik muatan dan peluahan teganganakibat terminasi dengan beban kapasitif Voltage 1. Untuk beban bersifat induktif dan kapasitif, tegangan pada ujung saluran transmisi dapat mencapai dua kali besar tegangan gelombang datang. 2. Besar L dan C hanya berpengaruh kepada waktu kenaikan gelombang. 3. Untuk beban bersifat resistif, besar R berpengaruh terhadap tegangan pada ujung saluran. 4. Jika beban R lebih besar daripada impedansi surja (R>Z) maka tegangan lebih pada ujung saluran lebih besar dari besar tegangan gelombang datang. 5. Jika beban resistif lebih kecil atau sama dengan impedansi surja (R Z) tegangan pada ujung saluran tidak akan lebih besar dari tegangan gelombang datang. 5.2 Saran 1. Untuk mendapatkan karakteristik gelombang berjalan yang lebih baik, dalam penelitan selanjutnya sebaiknya dilakukan dengan menambah beban secara bervariasi di ujung saluran transmisi untuk mengetahui apakah ada pengaruh dari karakteristik pantulan gelombang yang diakibatkan variasi beban yang berada di ujung saluran transmisi terhadap besar tegangan lebih yang lebih diredam bagi sistem koordinasi isolasi yaitu dengan tidak melebihi tegangan gelombang datang atau tidak melebihi basic impulse level. 2. Untuk mendapatkan hasil simulasi yang lebih akurat perlu dilakukan lebih lanjut dengan menghilangkan asumsi-asumsi pada penelelitian ini. Juga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menentukan langkah-langkah guna meredam tegangan lebih transien 6. Daftar Pustaka Arismunandar. 1990, Teknik Tegangan Tinggi, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. Abduh, S. 2001, Teknik Tegangan Tinggi, Salemba Teknik, Jakarta. Greenwood. A. 1991, Electrical Transients In Power Systems, John Wiley & Sons, Singapore. Hery Purnomo dan Mahfudz Shidiq. Desember 2010. Analisa Perambatan Gelombang Surja Berjalan Pada Belitan Trafo Distribusi.Jurnal EECCIS. Vol. 4 (II).

Hutauruk. T.S. 1991, Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja, Erlangga, Jakarta. Kind, D. 1993, Pengantar Teknik Eksperimental Tegangan Tinggi. Bandung: ITB. LV, Bewley. 1951, Traveling Waves on Transmission Systems, 2nd. Ed., John Wiley & Sons, New York Prof. Dr.-Ing. Armin Schnettler. Power Engineering Practical Course II Experiment 11. Rheinisch Westfalische Technische Hochschule Aachen: Institut Fur Hochspannungstechnik. Stevenson. W.D. 1994, Analisis Sistem Tenaga Listrik, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta. Yanuar Z. Arif, Prouli M. Pakpahan, dan Syarif Hidayat. 1998, Analisis Transien Akibat Surja Petir Pada Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi Dengan Menggunakan Electromagnetic Transients Program. Jurnal Penelitian dan Evaluasi Proceedings Teknik tegangan tinggi. ITB. Vol. 1 (I). Hlm. A3-7