TEGANGAN TRANSIEN K U A L I T A S D A Y A S I S T E M T E N A G A L I S T R I K S E N I N, 1 8 N O V 2 0 1 3
TRANSIEN DALAM TL (PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB) FENOMENA TRANSIEN SISTEM PROTEKSI TRANSIEN STUDI KASUS
APA ITU TRANSIEN Transien merupakan suatu gejala peralihan, yakni perubahan nilai tegangan atau arus maupun keduanya yang terjadi dalam waktu sesaat (dalam orde miikrodetik) dari keadaan tunak (steady state). Dalam suatu rangkaian listrik, transien merupakan suatu karakteristik respon alami tegangan atau arus dari suatu sistem yang terdiri dari komponen resistif (R), induktif (L), dan kapasitif (C).
PENYEBAB TRANSIEN 20% of Transients come from External Sources Characteristics: High level surges, 10kA over 200kA Immediate Catastrophic Damage Examples: Ligthning Fault Clearing 80% of Transients come from Internal Sources Characteristics: Low level Repeated multiple events Cause damage over time Examples: Compressors Inductive loads Ellevator Source : Presentation of Surge Suppression Devices by GE Digital Energy
JENIS TRANSIEN Transien Impulsif (Impulsive Transient) adalah sutu respon lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan tanpa mengubah frekuensi dari kondisi tunaknya dengan bentuk gelombang yang memiliki polaritas searah. Transien Osilasi (Oscillatory Transient) adalah sutu respon lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan tanpa mengubah frekuensi dari kondisi tunaknya dengan bentuk gelombang yang memiliki polaritas bolak-balik. Dikelompokkan menjadi - frekuensi tinggi - frekuensi rendah - frekuensi menengah
JENIS TRANSIEN Jenis Osilasi Transien Frekuensi Durasi Frek Tinggi > 500 khz Mikrodetik Frek Menengah 5 500 khz Puluhan mikrodetik Frek Rendah < 5 khz 0,3 0,5 ms Jenis Osilasi Transien Frek Tinggi Frek Menengah Frek Rendah Contoh Kasus Respon dari sistem thd transien impulsif Pensaklaran atau respon transien impulsif Pelepasan muatan bank capacitor
JENIS TRANSIEN Transient Impulsif Transient Ossilasi
TRANSIEN DALAM TL (PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB) FENOMENA TRANSIEN SISTEM PROTEKSI TRANSIEN STUDI KASUS
TRANSIEN AKIBAT PETIR Petir adalah penyebab utama transien jenis impulsif Penelitian di Amerika : - Florida merupakan daerah langganan petir dunia - 45% dari kasus data losses disebabkan oleh kegagalan daya - AS mengeluarkan biaya sebesar $28 billion per tahun karena kerusakan peralatan elektronik yang disebabkan oleh tegangan transient Lokasi hantaman petir pada jaringan listrik adalah sbb:
TRANSIEN AKIBAT PETIR Dalam suatu studi kasus : A lightning current (2/70 μs ) of 30 ka is simulated by current source in ATP. This lightning stroke the tower of transmission line. Source : Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System by Vahidi dkk
TRANSIEN PADA PENSAKLARAN KAPASITOR (Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan dkk)
TRANSIEN DALAM TL (PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB) FENOMENA TRANSIEN PROTEKSI TRANSIEN STUDI KASUS
PRINSIP PROTEKSI TERHADAP TRANSIEN Membatasi tegangan yang melintasi isolasi yang sensitif Mengalihkan surja arus yang menuju beban Memblok surja arus yang akan melewati beban Grounding bersama pada peralatan Membuat low pass filter yang sesuai yang dapat digunakan untuk membatasi dan memblokir tegangan dan arus pada frekuensi tertentu (Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan dkk)
PERALATAN PROTEKSI TRANSIEN Surge Arrester Berfungsi untuk menggroundingkan arus petir yang masuk melalui jalur yang dilindunginya. Transient Voltage Surge Surpressors Melindungi peralatan dengan membatasi tegangan berlebih transient tersebut. Ada 2 model operasi peralatan yakni; crowbar devices dan clamping devices. Isolation Transformer Mengisolasi beban elektrik dari kebocoran arus induktansi pada transformator Low Pass Filter LPF menggunakan prinsip rangkaian pi yang bertujuan untuk memberikan proteksi pada transien frekuensi tinggi.
SURGE ARRESTER
TRANSIENT OVERVOLTAGE SURGE SURPRESS. Salah satu prinsip kerja TVSS dalam proteksi transien Penggunaan Dioda Zedner sbg TVSS Source : TVS Diode Application Training (pdf) by Littelfuse
Layered TVSS Protection per ANSI/IEEE C62.41 Categories of Exposure Source : Presentation of Surge Suppression Devices by GE Digital Energy External Transient Sources A/C Internal / External Transient Source Main Primary & Secondary Distribution Electronic Ballasts Sensitive Loads Trans former TVSS Main TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS 480V 120V TVSS 480V Branch Panels 120V Security Computers Video Internal Transient Sources Xfmr 480V 120V TVSS 480V Drives Motors Service Entrance Category C Distribution Category B Point of Use Category A
ISOLATION TRANSFORMER VS LPF Issolation Transformer dengan electrostatic shield Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan dkk Perbandingan Isolation Transformer dan LPF Source : Technical Note : Isolation Transformer and Surge Protection www.erico.com
TRANSIEN DALAM TL (PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB) FENOMENA TRANSIEN PROTEKSI TRANSIEN STUDI KASUS
KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA SALURAN TRANSMISI 500 KV Tujuan : mengetahui profil dan karakteristik tegangan lebih transien yang terjadi karena proses energized, dengan memakai program simulasi EMTP (Electromagnetic Transients Program). Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi 500 kv Ungaran- Pedan. Kesimpulan : Tegangan lebih transien yang terjadi di ujung penerima saluran transmisi 500 kv yang terbuka pada saat proses energized mencapai dua kali tegangan yang dikenakan di ujung pengirim sehingga sangat berbahaya bagi koordinasi sistem osilasinya.
KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA SALURAN TRANSMISI 500 KV
STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO LIGTHNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES Tujuan : Mengkaji gangguan sambaran petir tidak langsung (indirect stroke) pada saluran distribusi 20 kv. Mengkaji kerja lightning arrester / surge arrester yang berfungsi sebagai proteksi pada saluran distribusi. Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi 500 kv Ungaran- Pedan. Kesimpulan : The simulation results show that the lightning stroke 20 ka in By1-61-61E-84-9I on S phase at 0,1 ms, make voltage on S phase was increased about 1,3 MV. For R phase and T phase will increase of induced voltage were 0,8 MV and 0,8 MV. Arrester can decrease voltage up to 15,2 kv on S phase, while at R phase and T phase arrester can decrease voltage up to 11,4 kv and 13,6 kv.
STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO LIGTHNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES
STUDI KASUS LAIN 1. Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System 2. Cascade Protection with Transient Voltage Surge Suppressors (TVSS) in Variable Speed Drive for Electro-Submergible Pumps 3. Pengaruh Tahanan Kaki Menara Saluran Transmisi 150 kv terhadap Tegangan Lebih Transient akibat Surja Petir dengan Menggunakan Elektromagnetic Transients Program (EMTP) (GI Kilirianjao GI Muaro Bungo) 4. Evaluation of a 132 kv Transmission Line Performance via Transient Modelling Approach 5. Non Uniform Line Tower Model For Lightning Transient Studies 6. Simulasi dan Analisis Transien Capacitor Bank Switching terhadap Kualitas Daya Listrik di PT Holcim Indonesia,Tbk Plant cc#2 Cilacap
REFERENSI 1. Rudi Purwo, Tugas Mutu Sistim tenaga Listrik, Departement Teknik Elektro 2011 2. B. Vahidi, R Shariati Nassab, S. Ghahghahe Zadeh, Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System Department of Electrical Engineering, Amirkabir University of Technology, Teheran-Iran 3. Presentation in Pdf format Surge Suppression Devices by GE Digital Energy 4. Presentation in Pdf format TVS Diode Application Training by Littelfuse 5. Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, Surya Santoso, H Wayne Beaty, Electrical Power System Quality, Mc Graw-Hill, New York, 2002 6. Technical Note Isolation Transformer and Surge Protection www.erico.com 7. Warsito Agung, Abdul Syakur, Liliyana NS, Study on Surge Arrester Performance due to Ligthning Stroke in 20 kv Distribution Lines Teknik Elektro- Universitas Diponegoro, Semarang 8. Yuniarto, Karakteristik Tegangan Lebih Kondisi Transient Saat Proses Energized (Pemberian Tenaga) pada Saluran Transmisi 500 kv. Teknik Elektro-Universitas Diponegoro, Semarang