Laporan Percobaan Hubung Singkat Kel 4 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PERCOBAAN SHORT CIRCUIT 3 FASA, 1 FASA-TANAH, 2 FASA DAN 2 FASA-TANAH Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Lab Sistem Tenaga Listrik II Yang dibimbing oleh Ibu Rohmanita Duanaputri ,S.ST., MT



Disusunolehkelompok 4: 1. 2. 3. 4. 5. 6.



Fadil Zulkarnaen Jeri Penta M. Alviando Wisang Rifal Husnu Syah Arief H Vivian Tifani D



(08) (12) (16) (20) (23) (24)



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI SISTEM KELISTRIKAN POLITEKNIK NEGERI MALANG 2020



1



Tujuan Praktikum 1. Mengetahui gangguan yang bias terjadi pada saluran transmisi 2. Mengetahui dan memahami arus hubung singkat tiga fasa, dua fasa, dua fasa ke tanah, dan satu fasa ke tanah 3. Mengetahui analisa gangguan hubung singkat pada saluran transmisi sesuai dengan percobaan



2



Dasar Teori Hubung singkat / short circuit adalah salah satu gangguan yg bias terjadi di



system tenaga listrik. Definisi hubung singkat menurut IEC 60909 adalah hubungan konduksi sengaja atau tidak sengaja melalui hambatan atau impedansi yg cukup rendah antara dua atau lebih titik yg dalam keadaan normalnya mempunyai beda potensial. Penyebab dari hubung singkat diantaranya adalah: 1. Hubungan kontak langsung dengan konduktor bertegangan 2. Temperatur berlebih karena adanya arus berlebih / overload 3. Pelepasan / discharge electron yg merusak karena tegangan berlebih 4. Busur / arcing karena pengembunan bersama dengan udara, terutama pada isolator Akibat dari hubung singkat diantaranya adalah: 1. Membahayakan keselamatan manusia 2. Putusnya suplai tenagalistrik 3. Kerusakan peralatan listrik karena peningkatan tekanan termal dan mekanis yg akhirnya tidak bias ditoleransi oleh peralatan listrik Jenis-jenis hubung singkat diantaranya: A. Hubung singkat simetri Hubung singkat tipe ini didefinisikan sebagai gangguan hubung singkat tiga fasa, dimana gangguan itu jarang terjadi tetapi merupakan tipe gangguan yang paling parah karena pada setiap saluran arus gangguan sama besarnya. Hubung singkat ini terjadi pada ketiga konduktor berarus terhubung singkat secara bersamaan.



Maka dari gambar tersebut diperoleh bahwa: |Ia| = |Ib| = |Ic| Va = Vb = Vc = 0 Gambar jala-jala urutan fasa:



B. Hubung singkat asimetri Hubung singkat ini terjadi di antara konduktor berarus dengan atau tanpa ketanah. Hubung singkat asimetri ini dibagi menjadi: 1.



Hubung singkat fasa kefasa tanpa ketanah (dua fasa tanpa ketanah)



Maka dari gambartersebutdiperolehbahwa: Ia = 0 Ib = -Ic Vb= Vc Gambarjala-jalaurutanfasa:



2.



Hubungsingkatfasakefasadenganketanah (duafasaketanah)



Maka dari gambar tersebut diperoleh bahwa: Ia = 0 Vb = Vc = 0 Gambar jala-jala urutan fasa:



Maka diperoleh persamaan berikut. IA= -j√3 𝑍



𝑍0 − 𝑎𝑍1



1 (𝑍1 +2𝑍0 )



𝑍0 − 𝑎2 𝑍1



IB= j√3 𝑍



1 (𝑍1 +2𝑍0 )



IG = (𝑍



𝑉𝐿𝑁



𝑉𝐿𝑁



− 𝑉𝐿𝑁



1 +2𝑍0 )/3



3.



Hubung singkat satu fasa ketanah



Maka dari gambar tersebut diperoleh bahwa: Ib = Ic = 0 Va = 0 Gambar jala-jala urutan fasa:



Diperoleh persamaan berikut. Ia0 = Ia1 = Ia2 = 𝑍



𝑉



0 + 𝑍1 +𝑍2



Ia = Ia0 + Ia1 + Ia2 = 𝑍



3𝑉



0 + 𝑍1 +𝑍2



3



Alat dan bahan



3.1 Percobaan Short Ciruit 3 Fasa        



DL 2108TAL Tree-phase power supply unit DL 2108T02 Power circuit breaker DL 1080TT Three-phase transformer DL 7901TT Overhead line model DL 2109T26 Power meter DL 2109T2A5 Moving-iron ammeter (2,5 A) DL 2109T1PV Moving-iron voltmeter (600 V) Kabel Penghubung



: 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 2 unit : 1 unit : secukupnya



3.1 Percobaan Short Ciruit 1 fasa        



DL 2108TAL Tree-phase power supply unit DL 2108T02 Power circuit breaker DL 1080TT Three-phase transformer DL 7901TT Overhead line model DL 2109T26 Power meter DL 2109T2A5 Moving-iron ammeter (2,5 A) DL 2109T1PV Moving-iron voltmeter (600 V) Kabel Penghubung



: 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 2 unit : 2 unit : secukupnya



3.1 Percobaan Short Ciruit 2 Fasa Tanpa Tanah        



DL 2108TAL Tree-phase power supply unit DL 2108T02 Power circuit breaker DL 1080TT Three-phase transformer DL 7901TT Overhead line model DL 2109T26 Power meter DL 2109T2A5 Moving-iron ammeter (2,5 A) DL 2109T1PV Moving-iron voltmeter (600 V) Kabel Penghubung



: 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 2 buah : 2 buah : secukupnya



3.1 Percobaan Short Ciruit 2 Fasa Dengan Tanah       



DL 2108TAL Tree-phase power supply unit DL 2108T02 Power circuit breaker DL 1080TT Three-phase transformer DL 7901TT Overhead line model DL 2109T26 Power meter DL 2109T2A5 Moving-iron ammeter (2,5 A) DL 2109T1PV Moving-iron voltmeter (600 V)



: 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 1 unit : 3 unit : 2 unit







Kabel Penghubung



: secukupnya



4 4.1



Gambar Rangkaian Percobaan short circuit 3 fasa



4.2



Percobaan short ciruit 1 fasa



4.3 Percobaan short circuit dua fasa tanpa tanah



4.4 Percobaan short circuit dua fasa dengan tanah



5 5.1



Prosedur Praktikum Short Circuit Tiga Fasa a. Merangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian b. Mengatur sisi primer dari transformer tiga fasa dalam hubungan delta 380 V dan dengan menggunakan kabel jumper (bridging plugs )untuk mengatur sisi sekunder dalam hubungan star UN - 15% c. Menghubungkan power supply 3 fasa dengan sumber tegangan. d. Menyalakan CB pada power supply 3 fasa dan tekan tombol start CB e. Mengatur tegangan suplai sebesar 130 V f. Menekan tombol ON pada Power Circuit Breaker g. Mencatat arus, tegangan dan daya yang terukur pada Amperemeter, Voltmeter dan Power meter. Karena arus beban tinggi pada komponen selama arus pendek, pengukuran harus dilakukan dengan cepat. h. Menekan tombol OFF pada Power Circuit Breaker i. Mengatur tegangan pada Power supply sampai 0 kV dan tekan tombol stop pada power supply j. Menekan tombol stop pada CB power supply dan mematikan CB k. Mencabut steker power supply 3 fasa dari stop kontak



5.2



Short Circuit Satu Fasa a. Merangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian b. Mengatursisi primer dari transformer tiga fasa dalam hubungan delta 380 V dan dengan menggunakan kabel jumper (bridging plugs) untuk mengatur sisi sekunder dalam hubungan star UN - 15% c. Menghubungkan steker power supply 3 fasa dengan stop kontak kemudian menyalakan CB pada power supply 3 fasa dan tekan tombol start CB d. Menekan tombol start pada power supply 3 fasa dan atur tegangan sampai 130 V lalu menekan tombol ON pada Power Circuit Breaker e. Mengukur arus hubung singkat IK dari fasa yang terganggu L1 juga tegangan dari dua fasa sehat (tidak mengalami gangguan) L1 dan L2 dengan terhubung ketanah



f. Membandingkan hasil pengukuran dari arus hubung singkat ini dengan hubung singkat tiga fasa Arus hubung singkat satu fasa jauh lebih kecil dari pada hubung singkat tiga fasa g. Langkah selanjutnya mematikan rangkaian dengan cara yang sama seperti percobaan short circuit 3 5.3



Hubung Singkat Dua Fasa tanpa Tanah a. Merangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian b. Mengatursisi primer dari transformer tiga fasa dalam hubungan delta 380 V dan dengan menggunakan kabel jumper (bridging plug) untuk mengatur sisi sekunder dalam hubungan star UN - 15% c. Menghubungkan steker power supply 3 fasa dengan stop kontak kemudian menyalakan CB pada power supply 3 fasa dan tekan tombol start CB d. Menekan tombol start pada power supply 3 fasa dan atur tegangan sampai 130 V, lalu menekan tombol ON pada Power Circuit Breaker e. Mengukur arus hubung singkat I2 dan I3 juga tegangan fasa L1 yang tidak terganggu dengan dihubungkan kebumi juga mengukur daya P serta Q pada Power Meter f. Langkah selanjutnya yaitu mematikan rangkiaan dengan menekan tombol OFF pada Power Circuit Breaker mengatur tur tegangan pada Power supply sampai 0 V dan tekan tombol stop pada power supply dan CB serta mematikan CB langkah terakhir mencabut power supply g. Membandingkan hasil pengukuran praktikum ini dengan hubung singkat dua fasa terhubung ketanah dan hubung singkat tiga fasa. Arus parsial di hubung singkat dua fasa terhubung ketanah lebih besar dari hubung singkat tanpa terhubung ke tanah. Nilai arus gangguan hubung singkat dua fasa dibawah nilai arus gangguan hubung singkat tiga fasa. h. Kemudian mematikan rangkaian seperti langkah-langkah sebelumnya



5.4



Hubung Singkat Dua Fasa dengan Tanah a. Merangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian b. Mengatursisi primer dari transformer tiga fasa dalam hubungan delta 380 V dan dengan menggunakan kabel jumper (bridging plugs )untuk mengatur sisi sekunder dalam hubungan star UN - 15% c. Memasang semua kabel jumper (bridging plugs) yang menghubungkan kapasitansi k eover head line model. d. Mengatur tegangan suplai sebesar UN = 130 V e. Karena arus yang tinggi pada komponen pada waktu hubung singkat, maka pengukuran harus dilakukan dengan cepat f. Mengukur arus hubung singkat parsial I2 dan I3 dari konduktor L2 dan L3 juga arus hubung singkat IK dan tegangan fasa yang tidak terganggu dengan dihubungkan kebumi. Arus hubung singkat IK lebih kecil dari pada dua arus hubung singkat parsial (I2dan I3) dan juga mengukur daya P dan Q pada powermeter g. Membandingkan hasil pengukuran ini dengan praktikum hubung singkat dua fasa ketanah dan hubung singkat tiga fasa. Arus parsial pada keadaan sebeanrnya dari hubung singkat dua fasa ketanah lebih besar dari pada gangguan tanpa terhubung ketanah. Arus gangguan berada di bawah nilai arus hubung singkat tiga fasa h. Kemudian mematikan rangkaian seperti langkah-langkah sebelumnya



6



Hasil Pengukuran



6.1 Hasil Percobaan Short Circuit 3 Fasa U1



= 210 V



I1



= 1,1 A



I2



= 1,2 A



P



= 21



Q



= 119 Var



W



6.2 Hasil Percobaan Short Ciruit 1 Fasa Ik



= 0,52 A



U2



= 170 V



U3



= 150 V



P



= 10



W



Q



= 53



Var



I1



= 0,52 A



6.3 Hasil Percobaan Short Circuit 2 Fasa Tanpa Tanah I2



=1



A



I3



= 0,95 A



V1(L-N) = 120 V Pinput



=0



W



Qinput = 24,8 Var Vinput = 200 A Iinput



= 0,203 A



VL-L



= 200 V



6.4 Hasil Percobaan Short Circuit 2 Fasa Dengan Tanah I2



=1



A



I3



= 0,97



A



Ik



= 0,45



A



U1(L-N) = 205



V



Pinput



W



=0



Qinput = 26,2



Var



Vinput = 200



V



Iinput



= 0,216



A



VL-L



= 200



V



7. Analisis Short Circuit 3 Fasa



I1



I2



= 1,1 A



= 1,2 A



Short Circuit 1 Fasa



Short Circuit 2 Fasa Tanpa Tanah



Short Circuit 2 Fasa dengan Tanah



I1



Iinput



= 0,203 A



Iinput



= 0,216 A



I2



=1



A



I2



=1



I3



= 0,95 A



I3



= 0,97 A



Ik



= 0,45 A



Ik



= 0,52 A



= 0,52 A



A



dari data di atas dapat di lihat bahwa arus short circuit berbeda beda dikarenakan terdapat perbedaan sistem yang short sehingga dapat mempengaruhi besar kecilnya arus gangguan.



8. Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis 1. Besar arus hubung singkat menghasilkan besar arus hubung singkat yang berbeda-beda, perbedaan besar arus hubung singkat tersebut dikarenakan pengaruh variasi letak gangguan dan jenis gangguan hubung singkat yang dilakukan 2. Analisis hubung singkat digunakan untuk memprediksi ketika terjadinya arus gangguan terbesar yang memungkinkan terjadi sehingga dapat digunakan sebagai referensi dalam menentukan kapasitas circuit breaker yang akan digunakan, serta acuan dalam menerapkan settingan relay proteksi