Uts Ast [PDF]

Citation preview

TUGAS UTS ANALISA SISTEM TENAGA Dibuat untuk memenuhi nilai UTS mata kuliah Analisa Sistem Tenaga



Disusun Oleh: Adythia Rizky Taufik (141321001) 2A



DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI D3 TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2016



1. Sebuah trafo daya, 900 MVA 525/241.5, memiliki impedansi yang tertulis pada nameplatenya 10.14%. ([ 0,3x no.absen x 10,14 %]) a. Tentukan impedansi dalam ohm, mengacu ke sisi 525 kV b. Tentukan impedansi dalam ohm, mengacu ke sis 241.5 kV Penyelesaian : Pertama-tama konversikan impedansi yang dalam % ke pu Zpu =



Z 1 OO



=



0.3 X 1 X 10.14 1 OO



= 0.03 Ω



Gunakan persamaan (5.5a) untuk mendapatkan Zactual



Sehingga : Z(Ω)= 0.03 Ω



Z(Ω)= 0.03 Ω



( 525 X 525 ) kV 9 OO kV



(241.5 X 241.5) (9 OO)



= 9.1875 Ω



= 1.9441 Ω



Pengecekan dapat dilakukan untuk melihat apakah impedansi sisi tegangan tinggi terhadap sisi tegangan rendah sebanding dengan kuadrat dari rasio belitan. 9.1875Ω 1.9441Ω



= 4.726 Ω



5252 2 421.5



= 4.726 Ω



Berdasarkan perhitungan, TERBUKTI bahwa impedansi sisi tegangan tinggi terhadap sisi tegangan rendah sebanding dan nilainya ekivalen dengan kuadrat dari rasio belitan.



2. Diketahui sistem tenaga listrik seperti gambar dibawah. Ditetapkan Vbase untuk saluran transmisi adalah 161 kV dan Sbase 20 MVA.



Hitunglah pu impedansi dari semua komponen dengan mengacu pada base diatas. Berikut adalah rating dari peralatan-peralatan listrik : Generator



: 15 MVA, 13.8 kV, x = 0.15 pu



Motor



: 10 MVA, 13.2 kV, x = 0.15 pu



T1



: 25 MVA, 13.2 – 161 kV, x = 0.1 pu



T2



: 15 MVA, 13.8 – 161 kV, X = 0.1 pu



Transmisi



: Z = 50+j100 Ohm ( 0.3 x no.absen x[ 50+j100]) Z = (0,3 X 1 X[50+j100]) = 0.3 X [50+j100] = 15 + j30 Ohm



Load



: 4 MVA at 0.8 pf lag



Penyelesaian : Pertama-tama bagilah jaringan diatas ke dalam bagian-bagian tertentu yang dipisahkan oleh trafo. Untuk Sbase akan bersifat universal pada semua bagian sedangkan untuk Vbase akan tergantung untuk masing-masing bagian yang besarannya mengikuti tegangan pada sisi trafo dimana bagian itu berada.



Berikut adalah pembagiannya :



Bagian I trafo T1)



: Sbase = 20 MVA; Vbase = 13.2 kV (Mengikuti tegangan sisi primer



Bagian II



: Sbase = 20 MVA; Vbase = 161 kV (Mengikuti tegangan sisi sekunder trafo T1 atau sisi primer trafo T2)



Bagian III : Sbase = 20 MVA; Vbase = 13.8 (Mengikuti tegangan sisi sekunder trafo T2) Kemudian lakukan perhitungan pu berdasarkan Sbase dan Vbase diatas dan bagian-bagiannya.



Generator



Motor



:



:



T1



:



T2



:



Untuk saluran transmisi, kita harus merubah dari besaran ohmic ke pu. Hal ini dilakukan dengan persamaan (1.5a) Z=



(15+ j 3 0 ohm)(20) (161)2



= 0.0117 + j0.023 Ω



Untuk load, nilai R-X parallel dihitung dengan mencari nilai P dan Q-nya terlebih dulu. Setelah itu kemudian hitung R dan X-nya.



S= 4 MVA (0.8 +J 0.6) = 3.2 MVA + j2.4 MVA Kemudian



3. A 220 kV, three phase transmission line is 40 km long. The resistance per phase is 0,15 Ω per km and the inductance per phase is 1.3263 mH per km. The shunt capacitance is negligible. Use the short line model to find the voltage and power at the sending end and the voltage regulation and efficiency when the line is supplying a three phase load off a. 360 at 0.8 power factor lagging at 220 kV. b. 360 at 0.8 power factor leading at 220 kV. Diketahui:



 A 220 kV  l = 40 km  R/fasa = 0,15 Ω  L/fasa = 1,3263 mH a) The series impedance per phase is 



Z=(r+jwL)l = ( 0.15 + j 2 π



−3



x 60 x 1,3263 x 10



) 40 = 6+ 20 Ω



Z = 0.3 × no.absen × impedansi = 0.3 x 1 x 6 + j20 = 1.8+ j6 Ω 



The receiving end voltage per phase is VR =







220 ∠ 0 ° √3



= 127 ∠ 0 ° kV



The apparent power is −1 SR(3 ᵩ) = 360∠ cos 0.8 = 360∠36.87° MVA= 287.9 MW+ j216 MVar







The current per phase is given by IR =



3 S R(3 ᵩ) 360 ∠−36,.87 ° 10 = 3VR 3 x 127∠ 0°



= 944,88∠-36.87° A







The sending end voltage is −3 Vs= VR + z IR =127 ∠ 0 ° + (1.8 + j6) (944,88∠-36.87°) ( 10 ) −3 = 127 + (6.05 ∠82.4°) (944,88 ∠-36.87° ) ( 10 )



= 127 + 5.716 ∠45.53° = 127 + 4 +j4.07 = 131 + j4.07 kV =131.06 ∠1.78° kV







The sending end line to line voltage magnitude is



|Vs|L−L|| = √ 3 Vs = √ 3 × 131.06 ∠1.78° kV = 227 kV 



The sending end power is Ss(3 ᵩ) =3 Vs Is* −3 = 3 x 131.∠1.78° kV x 944,88∠36, 87° A x 10







= 371.5 ∠38.65° MVA = 290.13 Mw + 232 Mvar Voltage regulation is VR =







227−220 220



x 100 %= 3.18 %



Transmission line efficiency is ɳ=



P r (3 ᵩ ) P s(3 ᵩ )



=



287.9 290.13



x 100 %= 99.23 %



b) The current for 360 MVA with 0.8 leading power factor is 



The current per phase is given by



S R(3 ᵩ) 360 ∠−36,.87 ° 103 = 3VR 3 x 127∠ 0°



IR = 



= 944,88∠-36.87° A



The sending end voltage is −3 Vs= VR + z IR =127 ∠ 0 ° + (1.8 + j6) (944,88∠36.87°) ( 10 ) −3 = 127 + (6.05 ∠82.4°) (944,88 ∠-36.87° ) ( 10 )



= 127 + 5.716 ∠45.53° = 127 + 4 +j4.07 = 131 + j4.07 kV =131.06 ∠1.78° kV







The sending end line to line voltage magnitude is



|Vs|L−L|| = √ 3 Vs = √ 3 × 131.06 ∠1.78° kV = 227 kV 



The sending end power is Ss(3 ᵩ) =3 Vs Is* −3



= 3 x 131.06 ∠1.78° kV x 944,88∠-36, 87° A x 10







= 371.50 ∠-35.09° MVA = 303.97 Mw - 213.56 Mvar Voltage regulation is VR =







227−220 220



x 100 %= 3.18 %



Transmission line efficiency is ɳ=



P r (3 ᵩ ) P s(3 ᵩ )



=



287.9 303.97



x 100 %= 94.71 %