PTL 4 Latihan Soal Hubung Singkat [PDF]

Citation preview

LATIHAN SOAL HUBUNG SINGKAT



LANGKAH MENYELESAIKAN PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN SISTEM KELISTRIKAN G



1. 2.



G



F



Tentukan MVA base dan kV base Ubah semua impedansi (reaktansi, dan resistansi) menjadi per unit dengan base yang ditentukan sesuai dengan urutan yaitu positip, negatip dan nol. a. Untuk Generator dan trafo : b. Untuk saluran : 𝐗 =



3.



𝐗 = 𝐗𝐆/𝐓



𝐌𝐕𝐀 𝐛𝐚𝐬𝐞 𝐌𝐕𝐀 𝐆/𝐓



𝐌𝐕𝐀 𝐛𝐚𝐬𝐞 . 𝐗 𝐕𝟐



Gambarkan diagram ekivalen dari impedansi urutan positip, negatip dan nol



LANGKAH MENYELESAIKAN PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN 3.



Gambarkan diagram ekivalen dari impedansi urutan positip, negatip dan nol URUTAN NEGATIP



S



S



URUTAN POSITIP



XG



XG



F



SISI KIRI



4.



5.



XL



XT



XG



XG



SISI KANAN



F



XL



XT



Lakukan perhitungan impedansi ekivalen dari system dengan titik gangguan sebagai ujung dari rangkaian yaitu hitung lebih dulu impedansi sisi kiri titik gangguan dan sisi kanan. Kemudian kedua impedansi tersebut dihitung secara paralel Lakukan perhitungan arus gangguan



PERHITUNGAN IMPEDANSI URUTAN NOL TRAFO 3 KUMPARAN • Transformator tiga kumparan biasanya mempunyai konfigurasi wyewye-delta dengan leakage impedance-nya ditentukan oleh pabrik pembuat yaitu XHM, XHL dan XML. • Dalam perhitungan impedansi urutan diperlukan konversi ke konfigurasi wye, sehingga diperoleh rumus XH = 0,5 (XHM + XHL – XML) XM = 0,5 (XHM + XML – XHL) XL = 0,5 (XHL + XML – XHM) • Kunci perhitungan ini adalah untuk nilai impedansi sebesar setengah kali penjumlahan leakage impedance yang terhubung dan dikurangi leakage impedance lainnya. Misalnya untuk XH, penjumlahan XHM dan XHL dikurangi XML. • Ada kalanya besaran impedansi telah ditentukan besaran XH, XM dan XL



CONTOH SOAL 1



Base = 100 MVA Gangguan terjadi pada bus G, Hitunglah : 1. Arus Gangguan 3 phasa 2. Arus Gangguan 1 phasa ke tanah



PERHITUNGAN KONVERSI IMPEDANSI



Base = 100 MVA Gangguan terjadi pada bus G, Mencari Impedansi Urutan Positip



Impedansi sisi kiri : Xd” = 0,16 x (100/80) = j 0,20 XTG = 0,11 x (100/80) = j 0,1375 X1kiri = j 0,20 + j 0,1375 = j 0,3375



Impedansi sisi kanan : X1GH = (100 x 24)/1152 = j 0,18147 XHM = 0,055 x (100/150) = j 0,03667 X1S = j 0,03 X1kanan = j 0,18147 + j 0,03667 + j 0,03 = j 0,2481



RANGKAIAN DAN NILAI URUTAN POSITIF DAN NEGATIF



I=0,2481/0,5856=0,4237



X = j0,20 + j0,1375 = j0,3375



Nilai reaktansi paralel : X1 = X2 =



0,3375  0,2481 = j 0,1430 pu 0,5856



I=0,5763=0,3375/0,5856



X = j0,18147+j0,03667+j0,03 =j0,2481



RANGKAIAN DAN NILAI URUTAN NOL



Karena trafo hubungan delta, maka trafo dan generator terbuka, maka XG tidak dihitung ZNH dan ZNM = 0 karena netral ditanahkan langsung (solid grounded) XHM = 0,055 x (100/150) = 0,03667 pu XHL = 0,360 x (100/150) = 0,2400 pu XML = 0,280 x (100/150) = 0,18667 pu XH = 0,5 (0,03667+ 0,2400- 0,18667) = 0,0450 pu XM = 0,5 (0,03667+ 0,18667-0,2400) = - 0,00833 pu XL = 0,5 (0,2400+0,18667- 0,03667) = 0,1950 pu XOGH = (100 x 82)/(1152) = 0,620 pu (0,5 karena perhitungan rata-rata dari penjumlahan reaktansi)



Urutan Nol



Cara menyelesaikan : 1. Paralel ZL dengan ZH + XOS 0,1950  0,0850 = j 0,0592 0,280



2. Serikan hasil diatas dengan ZM dan XOGH j 0,0592 - j 0,0083 + j 0,620 = j 0,6709 3. Sisi kanan paralel dengan sisi kiri sehingga : 0,6709  0,1375 = 0,1141 pu pada 100 MVA 0,8084



PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN • Gangguan 3 phasa pada bus G I1 = IaF =



j1,0 = 6,993pu j0,143



= 6,993 ×



100.000 3 × 115



= 𝟑. 𝟓𝟏𝟎, 𝟖𝑨 pada 115 kV



Arus dari sisi kiri dan kanan adalah : IaG = 0,4237  6,993 = 2,963 pu IaH = 0,5763  6,993 = 4,030 pu



• Gangguan 1 phasa ke tanah pada bus G I1 = I2 = I0 =



j1,0 = 2,50 pu j(0,143 + 0,143 + 0,1141)



IaF = 3 × 2,5 = 7,5 pu pada 100 MVA = 7,5 ×



100.000 3 × 115



= 𝟑. 𝟕𝟔𝟒, 𝟒 A pada 115 kV



CONTOH SOAL 2



SOAL 2 Suatu jaringan di mana generator 11 kV dengan trafo penaik tegangan 11/66 kV dan terhubung dengan trafo 66/11/3,3 kV di mana impedansi antara trafo penaik tegangan dengan trafo penurun tegangan diabaikan. Hitunglah arus hubung singkat 3 phasa dan satu phasa ke tanah yang terjadi pada terminal trafo penurun tegangan sisi 11 kV Data system tersebut : a. Generator : X1 = j 0,15pu, X2 = j0,1 pu , X0 = j0,03 pu pada base 10 MVA. Titik bintang generator ditanahkan melalui tahanan 3 W. b. Trafo penaik tegangan 11/66 kV : X1 = X2 = X0 = j0,1 pu pada base 10 MVA. Sisi 11 kV dihubungan delta dan sisi 66 kV dihubungkan wye dengan pentanahan langsung c. Trafo penurun tegangan menggunakan 3 kumparan yaitu wye-wye-delta. ▪ Belitan 66 kV dengan kumparan terhubung wye ditanahkan langsung dengan X1 = X2 = X0 = j0,04 pu ▪ Belitan 11 kV dengan kumparan terhubung wye ditanahkan dengan tahnanan sebesar 3 W dan X1 = X2 = X0 = j0,04 pu ▪ Belitan 3,3 kV dengan kumparan terhubung delta dengan X1 = X2 = X0 = j0,05 pu. Semua impedansi tersebut dengan base 10 MVA



PENYELESAIAN (1) 1. GAMBAR JARINGAN 11 KV/66 KV 11 KV 3W



3W



F



2. MENGHITUNG IMPEDANSI URUTAN Berhubung impedansi urutan sudah dinyatakan semua pada soal, maka yang perlu dihitung hanya tahanan pentanahan. Tahanan pentanahan 3 W , maka: Rpu = R x MVA base/((KV)2 x 1000) = 3 x 10.000/((11)2 x1000) = 0,25 pu



PENYELESAIAN (2) 3. DIAGRAM URUTAN POSITIP 1,0



1 pu



j0,32 pu j0,05 j0,15



j0,1



F1



j0,04 F1 j0,03



4. DIAGRAM URUTAN NEGATIP



j0,27 pu j0,05 j0,1



j0,1



F2



j0,04 F2 j0,03



PENYELESAIAN (3) 5. DIAGRAM URUTAN NOL j0,075 pu 3 x 0,25



0,75 pu



j0,05 j0,03



j0,1



F0



j0,4 F0 j0,03 3 x 0,25



Karena sisi 11 KV trafo penaik tegangan hubungan delta, maka rangkaian trafo ini terputus dengan generator. Dengan demikian, Impedansinya adalah impedansi trafo penaik tegangan dan impedansi trafo penurun tegangan. X0a = (j0,1+j0,4)*j0,05/(j0,1+j0,4+j0,05) = j0,045 -> hubungan paralel X0 = j0,045 + j0,03 = j 0,075 -> hubungan seri dari X0a denganj0,03 R = 3 x 0,25 = 0,75



PENYELESAIAN (4) 6. ARUS GANGGUAN 3 PHASA Rumus yang digunakan adalah : E 1 Ihs = = = 𝟑, 𝟏𝟐𝟓 𝐩𝐮 Z1 0,32 10 x 106 Ihs = 3,125 x = 𝟏. 𝟔𝟒𝟎, 𝟏𝟓𝟑 𝐀 11000 x √3 Arus hubung singkat 3 phasa adalah 1.640 Amper



1 pu



j0,32 pu F1



7. ARUS GANGGUAN 1 PHASA KE TANAH Rumus yang digunakan adalah : 3xE Ihs = Z1 + Z2 + Z0 + 3 ZG 1 3 = = = 𝟑𝐩𝐮 j0,32 + j0,27 + j0,075 + 0,75 0,75 + j0,66 10 x 106 Ihs = 3 x = 𝟏. 𝟓𝟕𝟒, 𝟓𝟒𝟕𝐀 11000 x √3 Arus hubung singkat 1 phasa ke tanah adalah 1.575 Amper



j0,27 pu



F2



j0,075 pu 0,75 pu F0