L/O/G/O PENGGUNAAN METODE SYNCHRONOUS CLOSING BREAKER UNTUK MENGURANGI EFEK TRANSIEN CAPACITOR BANK SWITCHING DI PT. ASAHIMAS FLAT GLASS TBK.
Dany Harfadli 2211106082
Pembimbing :
1. Prof.Dr.Ir.Adi Soeprijanto,MT 2. Dr.Eng.Rony Seto Wibowo,ST.,MT
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN TEORI PENUNJANG PEMODELAN SISTEM SIMULASI KESIMPULAN
PENDAHULUAN – Latar Belakang Faktor daya rendah • Denda kVarh • Peralatan kontrol dan elektronik • Motor induksi
Solusi • Pemasangan kapasitor bank • daya reaktif (kVar) • Kompensasi tegangan
Permasalahan • Kapasitor bank switching menimbulkan transien.
PENDAHULUAN – Permasalahan
• Transien dan pengaruhnya Kapasitor Bank Switching
• Cara untuk mereduksi / mengurangai transien • Metode yang digunakan dan pemodelan sesuai lapangan
PENDAHULUAN – Tujuan
Melakukan pemodelan sistem di PT. Asahimas dengan Matlab Simulink dan melakukan observasi serta
analisa
terhadap
efek
transien
yang
ditimbulkan oleh proses kapasitor bank switching, Kemudian menentukan solusi yang tepat untuk mereduksinya.
PENDAHULUAN – Batasan Masalah 1. Plant yang digunakan pada Tugas Akhir ini adalah sistem kelistrikan PT. Asahimas Flat Glass Tbk. – Sidoarjo Unit A2. 2. Simulasi menggunakan software MATLAB Simulink 7.8 3. Sumber yang digunakan adalah satu sumber (tanpa genset) 4. Beban yang digunakan diasumsikan linier dan diambil nilai beban rata-rata. 5. Pembahasan difokuskan hanya pada efek transien yang ditimbulkan oleh proses switching kapasitor bank.
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG PEMODELAN SISTEM SIMULASI KESIMPULAN
TEORI PENUNJANG – Oscillatory Transient Oscillatory Transient merupakan perubahan tiba-tiba dari keadaan steady state arus dan tegangan atau keduanya dengan polaritas positif dan negative. Perubahan polaritas ini berlangsung sangat cepat pada varisasi waktu, frekuensi dan magnitude.
TEORI PENUNJANG – Transien Akibat Capacitor Bank Switching Proses switching kapasitor pada saat energizing menimbulkan osilasi tegangan transien. tegangan
Peristiwa tegangan transien selalu diikuti dengan lonjakan arus. arus
TEORI PENUNJANG – Faktor yang Menentukan Nilai Transien Beberapa hal yang mempengaruhi besarnya nilai transien karena proses switching Kapasitor : 1. 2. 3. 4.
Ukuran kapasitor Hubungan/konfigurasi kapasitor Jenis beban Lokasi pemasangan kapasitor
TEORI PENUNJANG – Faktor yang Menentukan Nilai Transien Ukuran kapasitor yang diimplementasikan (kVar) mempengaruhi besarnya transien yang dihasilkan saat proses switching kapasitor.
TEORI PENUNJANG – Faktor yang Menentukan Nilai Transien Jenis beban mempengaruhi besarnya transien yang dihasilkan saat proses switching kapasitor.
TEORI PENUNJANG – Dampak dari Capacitor Bank Switching. Akibat yang ditimbulkan : 1. Kegagalan operasi pada peralatan elektronika dan peralatan kontrol seperti VSD ( Variable Speed Driver), Servo amplifier, PLC. 2. Degradasi (penurunan kemampuan) terhadap isolasi dan kemungkinan terjadinya kegagalan pada peralatan gardu induk 3. Terjadinya trip yang tidak diinginkan 4. Beropersinya arrester surja
TEORI PENUNJANG – Metode yang Digunakan 1. Synchronous Closing Breaker 2. Pre-insertion inductor 3. Surge arrester
TEORI PENUNJANG – Definisi Synchronous Closing Breaker Synchronous Closing Breaker adalah penutupan kontak breaker pada saat tegangan fasa berada atau mendekati nilai nol volt.
TEORI PENUNJANG – Ilustrasi Synchronous Closing Breaker
TEORI PENUNJANG – Peralatan Synchronous Closing Breaker 1. PT (potential transf.)
2. VCB (Vacuum Circuit Breaker)
3. Synchronous closing Controller
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN TEORI PENUNJANG
PEMODELAN SISTEM SIMULASI KESIMPULAN
PEMODELAN SISTEM SLD (Single Line Diagram) dengan Autocad
PEMODELAN SISTEM Menggunakan MATLAB Simulink 7.8
A2 Plant
A1 Plant
PEMODELAN SISTEM Beban Unit A2
PEMODELAN SISTEM Kapasitor Unit A2
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN TEORI PENUNJANG PEMODELAN SISTEM
SIMULASI & ANALISIS KESIMPULAN
SIMULASI & ANALISIS Langkah – langkah simulasi 1. Tanpa kapasitor bank 2. Pengoperasian single switching 3. Pengoperasian back-to-back switching 4. Pengoperasian synchronous closing breaker switching
SIMULASI & ANALISIS Tanpa Menggunakan Kapasitor Vp nom = 4.4 kV Vp steady = 3.6 kV Penurunan teg. 19 % Ip steady = 1374 A PF = 0.66 Vp nom = 4.4 kV Vp steady = 3.4 kV Penurunan teg. 22 % Ip steady = 0A
Bus 3kV
Bus kapasitor
SIMULASI & ANALISIS Single Switching Vp transien = 8.9 kV (2.8pu) V nominal = 3.18 kV 0.9 % dari 3.15 kV Ip transien = 2224A (1.7pu) PF = 0.97
Bus 3kV
Vp transien = 5.1 kV (1.6pu) V nominal = 3.17 kV 0.4 % dari 3.15 kV Ip transien = 578A (1.9pu) Bus kapasitor
SIMULASI & ANALISIS Single Switching Tabel Tegangan dan Arus Transien Lokasi Bus
Tegangan Transien
Arus Transien
kV
pu
A
pu
30.72
1.48
351
1.71
Sumber 3.15kV
8.9
2.83
2224
1.70
Beban A2
4.76
1.51
944
1.53
Kapasitor A2
5.13
1.63
578
1.96
Sumber 20kV
Tabel Perbandingan Faktor Daya Sebelum dan sesudah switching Faktor Daya
Faktor Daya
Sebelum
Sesudah
0.66
0.97
Lokasi Bus
Sumber 3.15kV
SIMULASI & ANALISIS Back to Back Switching Vp transien = 5.06 kV (1.61pu) V nominal = 3.18 kV 0.9 % dari 3.15 kV Ip transien = 1984A (1.52pu) PF = 0.97
Bus 3kV
Vp transien = 4.51 kV (1.43pu) V nominal = 3.17 kV 0.5 % dari 3.15 kV Ip transien = 580A (1.96pu) Bus kapasitor
SIMULASI & ANALISIS Back to Back Switching Tabel Tegangan dan Arus Transien Lokasi Bus
Tegangan Transien
Arus Transien
kV
pu
A
pu
30
1.44
299
1.45
Sumber 3.15kV
5.06
1.61
1984
1.52
Beban A2
5.29
1.68
900
1.45
Kapasitor A2
4.51
1.43
580
1.96
Sumber 20kV
Tabel Perbandingan Faktor Daya Sebelum dan sesudah switching Faktor Daya
Faktor Daya
Sebelum
Sesudah
0.66
0.97
Lokasi Bus
Sumber 3.15kV
SIMULASI & ANALISIS Synchronous Closing Breaker kontrol
Flow chart MULAI
tidak
Menerima sinyal perintah VCB 1 = close 0 = open
ya Monitor tegangan bus
tidak cek tegangan bus nol Volt (zero cross)
ya Perintah closing VCB
SELESAI
SIMULASI & ANALISIS Synchronous Closing Breaker Vp transien = 4.8 kV (1.5pu) V nominal = 3.18 kV 0.9 % dari 3.15 kV Ip transien = 1903A (1.46pu) PF = 0.97
Bus 3kV
Vp transien = 4.7 kV (1.49pu) V nominal = 3.17 kV 0.5 % dari 3.15 kV Ip transien = 580A (1.96pu) Bus kapasitor
SIMULASI & ANALISIS Synchronous Closing Breaker Tabel Tegangan dan Arus Transien Lokasi Bus
Tegangan Transien
Arus Transien
kV
pu
A
pu
Sumber 20kV
28.9
1.39
298
1.45
Sumber 3.15kV
4.8
1.52
1903
1.46
Beban A2
4.4
1.40
891
1.44
Kapasitor A2
4.7
1.49
359
1.21
Tabel Perbandingan Faktor Daya Sebelum dan sesudah switching Faktor Daya
Faktor Daya
Sebelum
Sesudah
0.66
0.97
Lokasi Bus
Sumber 3.15kV
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN TEORI PENUNJANG PEMODELAN SISTEM SIMULASI & ANALISIS
KESIMPULAN
KESIMPULAN Grafik Nilai Transien Tiap Metode Switching
KESIMPULAN 1.
Perubahan nilai faktor daya pada sistem kelistrikan PT. Asahimas Flat Glass Tbk yang sebelumnya 0.66 , menjadi 0.97 setelah menggunakan kapasitor bank. Nilai tegangan nominal masih dalam batas standar PLN yaitu -10% sampai +5%.
2.
Berdasar hasil simulasi pada bus sumber 3kV, metode back to back switching memiliki performa lebih baik 1.6 pu dibandingkan metode single switching 2.8 pu.
3.
Berdasar hasil simulasi pada bus beban, metode single switching memiliki performa lebih baik 1.5 pu dibandingkan metode back-to-back switching 1.68 pu.
4.
Berdasar hasil simulasi pada bus kapasitor, metode back to back switching memiliki performa lebih baik 1.4 pu dibandingkan metode single switching 1.6 pu.
5.
Penggunaan metode Synchronous Closing Breaker memiliki performa terbaik dalam mengurangi tegangan transien, dibandingkan kedua metode lainnya yaitu 1.5 pu pada bus sumber 3kV. Sedangkan untuk arus transien, penurunan signifikan terjadi pada bus kapasitor yaitu 1.22 pu, dibandingkan dengan kedua metode yang lain yaitu 1.96 pu untuk back to back dan juga single switching.
L/O/G/O
Terima Kasih
