PENENTUAN LOKASI GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA SALURAN TRANSMISI MENGGUNAKAN TRANSFORMASI WAVELET LAPORAN TUGAS AKHIR Dibuat sebagai Syarat untuk Meraih Gelar Sarjana Teknik Elektro dari Institut Teknologi Bandung Oleh : RHOBI ROZIEANSHAH NIM : 13203054 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
LEMBAR PENGESAHAN PENENTUAN LOKASI GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA SALURAN TRANSMISI MENGGUNAKAN TRANSFORMASI WAVELET Oleh : RHOBI ROZIEANSHAH NIM : 13203054 Tugas akhir ini telah diterima dan disahkan sebagai kolokium untuk memenuhi persyaratan guna mencapai SARJANA TEKNIK ELEKTRO Pada PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Menyetujui Dosen Pembimbing Tanggal 27 September 2007 Dr. Ir. Redy Mardiana MT. NIP : 132150425
ABSTRAK Tugas akhir ini membahas tentang penggunaan transformasi wavelet untuk menentukan jenis dan letak gangguan hubung singkat yang terjadi pada jaringan transmisi tegangan tinggi. Metode ini menerapkan teori gelombang berjalan untuk menentukan waktu tempuh gelombang transien di sepanjang saluran transmisi antara titik gangguan dan sisi pengiriman (sending end). Pengukuran gelombang dilakukan di satu titik yaitu di sisi pengiriman (sending end). Sinyal gangguan yang berupa tegangan dikonversikan menjadi dua mode, yaitu mode ground dan mode aerial, dengan menggunakan transformasi Clarke. Mode ground digunakan untuk mengidentifikasi jenis gangguan hubung singkat yang terjadi (ungrounded/symmetrical fault atau grounded fault), sedangkan mode aerial digunakan untuk menentukan lokasi gangguan. Transformasi wavelet digunakan untuk menentukan perbedaan waktu (time differential) antara waktu datangnya puncak gelombang pertama dan puncak gelombang kedua akibat refleksi pada mode aerial. Sedangkan pada mode ground, transfomasi wavelet digunakan untuk mendapatkan koefisien transformasi wavelet (WTC) yang nantinya dipakai untuk mengidentifikasi jenis gangguan. Simulasi gangguan dilakukan dengan menggunakan sofware ATP, sedangkan pemoresan sinyal dilakukan dengan menggunakan sofware MATLAB versi 7.3. Simulasi dilakukan untuk berbagai frekuensi sampling, jenis gangguan, sudut fasa tegangan, dan lokasi gangguan. Hasil simulasi menunjukan bahwa metode ini mampu menentukan jenis dan lokasi gangguan dengan tingkat keakurasian yang cukup tinggi. iii
ABSTRACT This final project describes the use of wavelet transform for analyzing power system fault transients in order to determine the fault type and its location at high voltage transmission line. This method is applying travelling wave theory to determine the travel time of transient wave alongside transmission line between fault point and sending end. Measurement is done at one point, that is at sending end. The fault signal, in the form of voltage signal, is converted into two mode by using Clarke transform. Those are ground mode and aerial mode. Ground mode is used to identify fault type that occurred (ungrounded/symmetrical fault or grounded fault). Whereas aerial mode is used for determining fault location. Wavelet transform is used to calculating time differential between arrival time of first reflectected wave peak and arrival time of second reflected wave peak at aerial mode. For ground mode, wavelet transform is applied to getting wavelet transform coefficient value, that later is used to identify the type of fault. ATP software is considered to implement fault simulation. MATLAB 7.3 version is used for signal processing. Simulation is done for various sampling frequency, fault type, voltage phase angle, and fault location. Simulation results is shown that this method can determine the fault type and location with high level accuration. iv
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum wr.wb. Pertama, saya ucapkan puji syukur kepada Allah swt. yang telah memberikan kesehatan dan kesabaran bagi saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini sebagai salah satu syarat kelulusan tingkat sarjana dari Departemen Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Elektro dan Informatika, Institut Teknologi Bandung. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada orangtua saya tercinta, tanpa dukungan mereka saya tak bisa ada di sini. Bapak Redy Mardiana atas segala dukungan dan bimbingan selama penulisan. Adik beserta keluarga besar saya atas segala dukungan yang terus diberikan. Teman- teman satu angkatan EL 2003 khususnya teman-teman di Subjur Arus Kuat. Dan pihak-pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan, baik menyangkut materi pembahasan maupun teknik penulisan. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis.. Akhir kata, saya berharap bahwa laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi perkembangan ilmu ketenagalistrikan. Atas perhatiannya saya ucapkan terima kasih. Bandung, 27 September 2007 Penulis v
DAFTAR ISI vi
vii
viii
ix
DAFTAR GAMBAR x
xi
xii
xiii
xiv
xv
xvi
DAFTAR TABEL xvii