BAB IV ANALISIS DAN PERHITUNGAN 4.1
Perhitungan pada Transformator Dari spesifikasi transformator yang telah disebutkan pada bab 3, maka dengan persamaan yang ada di bab 2 akan didapat besarnya arus, kemampuan daya hubung singkat dan arus hubung singkat pada transformator tersebut dengan perhitungan sebagai berikut.
Gambar 4.1 Alur perhitungan dari Transformator ke PUTR
23
Pada gambar 4.1 dapat terlihat data transformator dan kabel yang digunakan untuk munyuplai daya listik ke panel utama tegangan randah (PUTR). Perhitungan arus hubung singkat dapat dilakukan dengan merujuk data yang ada pada gambar diatas. 4.1.1 Arus Beban Penuh sisi sekunder Dari persamaan 2.3 pada Bab II dapat dihitung arus beban penuh sisi sekunder trafo sebagaimana dijelaskan dibawah ini. I beban penuh = I beban penuh =
√ √
I beban penuh = 2430,95A Didapat bahwa Arus beban penuh Transformator sisi primer sebesar: 2430,95A . Nilai ini digunakan untuk menghitung arus hubung singkat pada sisi sekunder. Perhitungan dapat dilihat pada subbab 4.1.3. 4.1.2 Daya hubung singkat Dengan persamaan 2.6 dapat dihitung pula daya hubung singkat transformator sebagai berikut. VAsc1 =
VAsc1 =
,!"
VAsc1 = 35555555,56 VA
24
Didapat Daya hubung singkat Transformator sebesar: 35555555,56VA Nilai ini akan dipakai untuk menghitung daya hubung singkat pada panel utama tegangan rendah pada subbab 4.3.1 4.1.3 Arus hubung singkat Dari persamaan 2.5 dapat dihitung arus hubung singkat pada sisi sekunder transformator.
Isc1 =
$ %&%'( )&(*+ ,&-*(.&/
Isc1 =
0! ,1" ,!"
Isc1 = 54021.078 A Arus hubung singkat Transformator sebesar: 54021.78A . Nilai ini akan digunakan sebagai pembanding nilai arus hubung singkat yang terjadi pada sisi yang dekat dengan transformator dan sisi panel tegangan rendah.
4.2
Perhitungan pada kabel Dari transformator ke PUTR Dari spesifikasi kabel yang telah disebutkan pada bab 3, maka dengan persamaan yang ada di bab 2 akan didapat impedansi kabel dan kemampuan daya hubung singkat perhitungan sebagai berikut. 4.2.1 Impedansi Kabel Langkah awal pada tahap perhitungan ini terlebuh dahulu dihitung nilai impedansi kabel dengan menggunakan persamaan 2.8 Zc = Lc x √(R0 + X 0 )
25
Dengan merujuk nilai R dan X kabel pada lampiran 4, didapat bahwa nilai R dan X pada kabel tembaga 1Cx300mm² adalah sebasar 0,078 dan 0,08. Maka impedansi kabel dihitung sebagai berikut Zc = 0,02 x √(0,0780 + 0,080 ) Zc = 0,00223 ohm Dikarenakan memakai 3 kali tarikan kabel maka impedansi kabel menjadi: 0,00223/3 = 0,00743 ohm. Nilai ini akan digunakan pada perhitungan Daya hubung singkat kabel seperti dibawah ini. 4.2.2 Daya hubung singkat kabel Dengan persamaan 2.7 dapat dihitung daya hubung singkat kabel sebagai berikut
VAsc2 =
² @
²
VAsc2 = ,A! VAsc2 = 193857037,8VA Daya hubung singkat pada kabel penghantar dari transformator ke PUTR adalah 193857037,8VA
4.3
Perhitungan pada PUTR (Panel Utama Tegangan Rendah) Dari hasil perhitungan daya hubung singkat transformator dan daya hubung singkat pada kabel akan didapat kemampuan daya hubung singkat, dan arus hubung singkat pada PUTR dengan perhitungan sebagai berikut.
26
4.3.1 Daya hubung singkat Panel Utama Tegangan Rendah Dari pesamaan 2.9 dapat kita hitung daya hubung singkat pada panel utama tegangan rendah dengan mengambil nilai VAsc1 pada subbab 4.1.2 dan VAsc2 pada subbab 4.2.2, maka:
VAsc3 =
1
1 1 VAsc1+VAsc2
VAsc3 = 30044970,84VA
Daya hubung singkat pada PUTR sebesar 30044970,84VA. Nilai ini akan digunakan untuk perhitungan arus hubung singkat pada panel tegangan rendah seperti terlihat pada subbab 4.3.2 dibawah ini 4.3.2 Arus Hubung Singkat Panel Utama Tegangan Rendah Dengan persamaan 2.10 dan nilai daya hubung singkat pada panel ini telah didapat pada perhitungan di subbab 4.3.1 diatas, maka arus hubung singkat pada panel utama tegangan rendah dapat dihitung sebagai berikut. Isc2 =
',@
Isc2 =
!!1A,!
√
√
Isc2 = 43417,59A
Arus hubung singkat pada PUTR sebesar 43417,59A
27
Mengacu pada hasil perhitungan arus hubung singkat pada Panel Utama Tegangan Rendah sebesar 43417,59A. Maka Breaking Capacity pada CB yang terpasang pada PUTR sebesar 43417,59 x 1.25 (safety factor) = 54271.98A Atau setara dengan 55kA. Dari sini juga dapat dibandingkan arus hubung singkat pada sisi transformator sebesar 54021.78A (dapat dilihat di perhitungan pada subbab 4.1.2) jauh lebih besar jika dibandingkan arus hubung singkat pada Panel Utama Tegangan Rendah sebesar 43417,59A. Dengan demikian dapat diartikan nilai impedansi kabel penghantar dapat mengurangi arus hubung singkat pada sisi yang jauh dari transformer. Dari perhitungan yang telah dilalui diatas, dengan nilai R dan X berbeda beda pada setiap jenis dan ukuran kabel (dapat dilihat pada lampiran 4) maka akan didapat nilai impedansi kabel yang berbeda-beda pula. Begitupun panjang kabel, semakin panjang kabel yang digunakan akan menambah besar nilai impedansi kabel yang otomatis akan mempengaruhi besaran arus hubung singkat pada panel.
4.4
Perhitungan pada kabel Dari PUTR ke DB-01 Dengan mengulang perhitungan pada subbab 4.2 dan spesifikasi kabel yang menghubungkan antara PUTR ke DB-01 sebagaimana telah disebutkan pada bab 3, maka perhitungan arus hubung singkat pada distribution board-01 dapat dihitung dengan langkah-langkah sebagai berikut.
28
Gambar 4.2 Alur perhitungan dari PUTR ke DB-01 Pada gambar 4.2 diatas terlihat bahwa perhitungan Arus hubung singkat pada DB01 dapat dihitung dengan terlebuh dahulu menghitung daya hubung singkat pada kabel penghantar. 4.4.1 Impedansi Kabel Dengan persamaan 2.8 dapat dihitung nilai impedansi kabel penghubung PUTR ke DB-01
29
Zc = Lc x √(R0 + X 0 ) Zc = 0,035 x √(0,0780 + 0,080 ) *(nilai R dan X merujuk ke lampiran 4) Zc = 0,00391 ohm Dikarenakan memakai 2 kali tarikan kabel maka impedansi kabel menjadi: 0,00391/2 = 0,00196 ohm 4.4.2 Daya hubung singkat kabel Dengan persamaan 2.7 perhitungan daya hubung singkat kabel penghubung PUTR ke DB-01 dapat dilakukan sebagai berikut.
VAsc2 =
² @
²
VAsc2 = ,1 VAsc4 = 73850300.12VA
Daya hubung singkat pada kabel penghantar dari PUTR ke DB-01 adalah 73850300.12VA
4.5
Perhitungan pada DB-01 (Distribution Board - 01) Dari hasil perhitungan daya hubung singkat PUTR dan daya hubung singkat pada kabel akan didapat kemampuan daya hubung singkat, dan arus hubung singkat pada DB-01 dengan perhitungan sebagai berikut. 4.5.1 Daya hubung singkat DB-01 Dengan persamaan 2.9 Daya hubung singkat pada Distribution board -01 dapat dihitung sebagai berikut:
30
VAsc5 =
1
1 + 1 VAsc3 VAsc4
VAsc5 = 21356411,05VA
Daya hubung singkat pada DB-01 sebesar 21356411,05VA 4.5.2 Arus Hubung Singkat DB-01 Dengan persamaan 2.10 dan besaran daya hubung singkat Distribution boar diatas, dapat dihitung arus hubung singkat sebagai berikut Isc3 =
',@"
Isc3 =
0 "!,"
√
√
Isc3 = 30861,87A
Dari hail perhitungan didapat arus hubung singkat pada DB-01 sebesar 30861,87A
Mengacu pada hasil perhitungan arus hubung singkat pada DB01sebesar 30861,87. Maka Breaking Capacity pada CB yang terpasang pada DB-01 sebesar 30861,87 x 1.25 (safety factor) = 38577,33A Atau setara dengan 39kA. Terlihat pula hasil perhitungan arus hubung singkat pada DB-01 lebih kecil jika dibandingkan besaran arus hubung singkat pada sisi transformator dan sisi PUTR. Hal ini dikarenakan nilai impedansi yang terjadi pada kabel penghantar.
31
Secara ringkas, rincian seluruh hasil perhitungan dapat dilihat pada table dibawah ini:
TABEL HASIL PERHITUNGAN
NO
DESKRIPSI
NIAI MINIMUM BREAKING CAPACITY CB
ARUS HUBUNG SINGKAT
DAYA HUBUNG SINGKAT
IMPEDANSI KABEL PENGHANTAR
(A)
(A)
(VA)
(OHM)
1
TRANSFORMATOR
N/A
54021.78
35555555,56
N/A
2
KABEL PENGHANTAR DARI TRAFO KE PUTR
N/A
N/A
193857037,8
0,00743
3
PUTR
54271.98
43417,59
30044970,84
N/A
4
KABEL PENGHANTAR DARI PUTR KE DB-01
N/A
N/A
73850300,12
0,00196
5
DB-01
38577,33
30861,87
21356411,05
N/A
Secara lengkap diagram perhitungan dapat dilihat pada lampiran 5
32
