One Line Diagram [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM



UNIT 1 – UNIT 7 PRAKTIKUM KONVERSI ENERGI LISTRIK Disusun guna memenuhi syarat Mata Kuliah Praktikum Konversi Energi Listrik



Nama



: Yashinta Putriana



NIM



: 11524097



Hari/jam



: Rabu, 13.00-selesai



Asisten



: Wisnu Ainun



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA 2014



PRAKTIKUM ANALISIS SISTEM TENAGA



UNIT 1 ONE LINE DIAGRAM



Nama



: Yashinta Putriana



NIM



: 11524097



Hari/jam



: Selasa, 13.00-selesai



Asisten



: Dytta Azi Cahyani



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA



2014KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr.Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Laporan Praktikum Analisis Sistem Tenaga dapat diselesaikan guna memenuhi syarat Mata Kuliah Praktikum Konversi Energi Listrik Tahun 2014. Shalawat serta salam penulis haturkan kepada junjungan kita Nabi Agung Muhammad SAW beserta keluarga dan para sahabatnya. Pada laporan ini penulis membahas tentang cara dasar penggunaan software ETAP 7.0.0 untuk dapat menganalisa setiap permasalah yang diuji dalam praktikum, diantaranya Analisis One Line Diagram, Load Flow, Gangguan Sistem Tenaga Listrik, dan Motor Starting. Dalam laporan ini terdapat analisa dan solusi atas permasalahan tersebut, sehingga diharapkan penulis dan terutama pembaca dapat memahami dan mengerti tentang penggunaan ETAP pada berbagai masalah dalam sistem tenaga listrik. Terimakasih kami ucapkan kepada teman-teman dan asisten praktikum yang telah membantu kami dalam menyusun laporan ini. Penulis sangat mengharapkan masukan dari berbagai pihak untuk kesempurnaan laporan ini. Wassalamu’alaikum Wr.Wb.



Yogyakarta, Juni 2014



Yashinta Putriana



BAB I 1.1.



Tujuan 



Dapat memahami cara pengoperasian program software ETAP.







Dapat menggambar one line diagram sistem tenaga listrik dan setting beberapa komponennya pada software ETAP.







Dapat menjalankan simulasi aliran daya (Load Flow) untuk menganalisis turun tegangan dan rugi daya yang terjadi pada sistem yang dibuat.



1.2.



Alat dan Bahan







Seperangkat laptop







Modul Praktikum Dasar Konversi Energi



1.3.



Dasar Teori ETAP (Electric Transient and Analysis Program) merupakan suatu perangkat lunak



yang mendukung sistem tenaga listrik. Perangkat ini mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik, online untuk pengelolaan data real-time atau digunakan untuk mengendalikan sistem secara real-time. Fitur yang terdapat di dalamnya pun bermacammacam antara lain fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkitan tenaga listrik, sistem transmisi maupun sistem distribusi tenaga listrik. Analisa tenaga listrik yang dapat dilakukan ETAP antara lain : 1. Analisa Aliran Daya (Load Flow Analysis) 2. Analisa Hubung Singkat (Short Circuit Analysis) 3. Motor Starting 4. Arc Flash Analysis 5. Harmonics Power System 6. Analisa Kestabilan Transien (Transient Stability Analysis) 7. Protectitive Device Coordination Dalam menganalisa tenaga listrik, suatu diagram saluran tunggal (single line diagram) merupakan notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem tenaga listrik tiga fasa. Sebagai ganti dari representasi saluran tiga fasa yang terpisah, digunakanlah sebuah konduktor. Hal ini memudahkan dalam pembacaan diagram maupun dalam analisa rangkaian. Elemen elektrik seperti misalnya pemutus rangkaian, transformator, kapasitor, bus bar maupun



konduktor lain dapat ditunjukkan dengan menggunakan simbol yang telah distandardisasi untuk diagram saluran tunggal. Elemen pada diagram tidak mewakili ukuran fisik atau lokasi dari peralatan listrik, tetapi merupakan konvensi umum untuk mengatur diagram dengan urutan kiri-ke-kanan yang sama, atas-ke-bawah, sebagai saklar atau peralatan lainnya diwakili. ETAP memiliki 2 macam standar yang digunakan untuk melakukan analisa kelistrikan, ANSI dan IEC. Pada dasarnya perbedaan yang terjadi di antara kedua standar tersebut adalah frekuensi yang digunakan, jika pada standar IEC nilai frekuensi yang digunakan adalah 50 Hz, sedangkan pada standar ANSI nilai frekuensi yang digunakan adalah 60 Hz. Hal ini berakibat pada perbedaan spesifikasi peralatan yang sesuai dengan frekuensi tersebut. Simbol elemen listrik yang digunakan dalam analisa dengan menggunakan ETAP pun berbeda.



1.4.



Langkah Percobaan Untuk membuat sistem One Line Diagram langkah yang di lakukan oleh praktikan yakni sebagai berikut : 1. Pada sisi kanan lembar kerja pada ETAP pilih komponen generator, bus, 2winding transformer, induction machine 2. Kemudian hubungkan semua komponen tersebut 3. Setelah itu masukan data pada komponen tersebut sesuai perintah asisten praktikum 4. Setelah semua selesai, maka klik load flow analysis, kemudian klik run load flow untuk melihat hasilnya 5. Langkah berikutnya yakni dengan menambahkan beban berupa static load dan lump load, kemudian masukan data pada komponen tersebut 6. klik load flow analysis, kemudian klik run load flow untuk melihat hasilnya



BAB II



2.1. Hasil Percobaan



2.2. Analisis dan Pembahasan Percobaan pertama dalam pertama praktikum Analisis Sistem Tenaga kali ini mengenai analysis load flow pada sistem one line diagram. Komponen yang digunakan antara lain generator, transformator, dan beban. Generator disini berfungsi sebagai pembangkit listrik dengan rating nilai 20 MW 3,3 kV, transformator 20 MVA untuk menurunkan tegangan dengan rasio tertentu sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan, sedangkan beban disini menggunakan motor induksi dengan beban 50 kW. Percobaan I Beban Motor Induksi Semua komponen dihubungkan dan tidak lupa untuk memberikan bus 1 diantara generator dan trafo kemudian bus 2 diantara trafo dan beban (motor). Barulah bisa kita lihat hasil analysis load flow pada sistem yang telah kita buat tersebut dengan memunculkan parameter yang ada. Tegangan pada bus 1 3,3 kV sedang bus 2 hanya 0,4 kV hal ini disebabkan karena trafo yang digunakan adalah trafo step down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan sebelum disampaikan ke beban. Sedang efisiensi dalam % pada bus 1 awalnya 100% tetapi pada bus 2 menjadi 99.86% karena adanya drop tegangan pada trafo. Kemudian dapat kita lihat dari generator nilai arus yang masuk ke trafo 183 A dengan nilai faktor daya 97,4 %, dan yang sampai ke beban arusnya turun menjadi 86,1% dengan faktor daya 97,5%. Ketika beban motor induksi pada sistem diperbesar menjadi 100 kW maka pada sisi pembangkit nilai arus dari generator ke trafo menjadi 700,2 A tetapi faktor dayanya menurun menjadi 97,3%. Sedangkan pada sisi beban nilai arus menjadi 171,1 A dan faktor dayanya meningkat meskipun sangat kecil yaitu 97,6%. Saat beban diperbesar lagi menjadi 500 kW sistem blackout, hal ini disebabkan generator tidak mampu mensuplay daya yang dibutuhkan oleh beban. Besar beban dapat mempengaruhi nilai arus dan faktor daya pada tiap bus. Percobaan II Beban Motor Induksi, static load, dan lumped load Pada bus 2 beban ditambah dengan Motor 2, beban static dan beban lump. Ketika sistem dijalankan arus Motor 2 lebih besar daripada Motor 1 yaitu 170,4 A, arus yang menuju beban static dan lump sama yaitu 3,3 A tetapi besar faktor dayanya berbeda dimana pada beban static 100% dan 85% pada beban lump. Beban lump atau lomp load disini berfungsi untuk mengatur jenis beban, bisa bekerja sebagai beban statis atau beban dinamis dengan cara



mengatur constant KVA pada load type. Pada saat mengatur beban static dengan meng-click iconnya lalu masuk ke tab loading, bisa kita lihat bahwa rating kV sudah terisi otomatis mengikuti nilai busbar. Click calculator maka akan muncul power calculator, disini bisa kita inputkan salah satu nilai daya dan power factornya maka ETAP yang akan menghitung arusnya. Kemudian klik subtite dan jalankan sistem maka arus yang muncul pada gambar sama dengan yang dihitung oleh power calculator tadi. Jika power factornya dirubah maka daya reaktif akan berubah juga. Percobaan III Sizing Cable Setelah membuat one line diagram untuk loadflow, sekarang kita berikan penambahan sizing cablenya.



Unit system dipilih matric, frekuensi 50 Hz, besar kV dipilih 0,6 kV karena motor 3 phase yang kita gunakan tegangannya 0,4 kW atau 400 Volt jadi sudah cukup, kemudian size.nya bisa kita atur 6, 10, 16, 25, 35, dst. Jika ternyata ukuran kabel yang kita pilih tidak sesuai, ETAP akan memberikan rekomendasi sendiri dan bisa dilihat pada sizing pada cable editor. Besar ukuran kabel static load ternyata tidak merubah loadflownya, karena yang bisa merubah nilai pada loadflow adalah panjang kabelnya. Semakin panjang kabelnya maka arus yang mengalir ke beban static semakin kecil.



BAB III 3.1. Kesimpulan Dari hasil analisis dan pembahasan praktikum di atas dapat disimpulkan bahwa : 



Semakin besar beban yang digunakan akan mempengaruhi besar nilai arus dan faktor







daya pada sisi pembangkit (bus 1) maupun sisi beban (bus 2) akan besar juga. Jika beban yang digunakan terlalu besar maka sistem akan terjadi blackout karena







generator tidak mampu mensuplay daya sebesar yang dibutuhkan. Beban yang digunakan dalam praktikum ini adalah motor induksi, static load dan







lump load. Pada pengaturan lump load bisa ditentukan jenis beban yang akan digunakan yaitu







beban dinamis atau beban statis. Ukuran kabel pada static load tidak akan mempengaruhi keadaan loadflow tetapi panjang kabel sangat berpengaruh pada besar arus yang mengalir ke beban static. Semakin panjang kabel maka arus yang mengalir akan makin kecil. Begitu juga besar faktor akan berbanding lurus dengan besar arusnya.



3.2 Tugas 1. Lumped load dalam ETAP biasa digunakan untuk sebuah feeder yang diasumsikan mempunyai motor dan beban static. Lebih mudahnya, lumped load merupakan gabungan antara beban motor dan beban static. 2. Jelaskan dan pengaruh dari : a. Daya Aktif (P) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya. Adalah daya yang sebanarnya dibutuhkan oleh beban, besarnya daya ini sangat dipengaruhi oleh efisiensi instalasi dan beban. Semakin banyak beban induksi yang tidak efisien maka semakin tinggi Daya Aktif ini. Satuannya dalam Watt. b. Daya Reaktif (Q) adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks medan magnet. Contoh daya yang menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar dan lain – lain. Satuan daya reaktif adalah Var. Daya reaktif (Q) ini tidak memiliki dampak apapun dalam kerja suatu beban listrik, dengan kata lain daya reaktif ini tidak berguna bagi konsumen listrik. c. Daya Nyata (S) adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian tegangan rms dan arus rms dalam satu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan reaktif. Satuan daya nyata adalah VA. Adalah daya yang diberikan pembangkit ke konsumen. Beban beban yang sifat dayanya nyata adalah semua peralatan yang menimbulkan energi panas (Resistif), antara lain: Setrika, Lampu Pijar, Rice Cooker, Solder, Pemanggang roti, Dispeser-Hot & Cold-, Magic Jar, dll. Peralatan ini ketika Start maupun beroperasi memerlukan daya listrik sesaat yang SAMA dengan yang tertera di peralatan. 3. Analisa one line diagram ketika penambahan beban statik, lumped load dan sizing cable Penambahan beban static dan beban lump pada bus 2 akan berpengaruh pada besar daya yang akan dibangkitkan oleh generator untuk mensuplay ke beban. Maka akan berpengaruh juga terhadap besar arusnya. Sedangkan ukuran kabel tidak akan berpengaruh pada arusnya tetapi panjang kabel yang mempengaruhi perubahan arus pada loadflow.