Presentasi Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS
STUDI ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN PEMODELAN ATP/EMTP PADA JARINGAN TRANSMISI 150 KV DI SULAWESI SELATAN
Franky Dwi Setyaatmoko NRP 2207100616
Dosen Pembimbing Ir. R. Wahyudi I.G.N. Satriyadi Hernanda,ST.,MT.
1
LATAR BELAKANG
Gangguan hubung singkat akan menimbulkan arus hubung singkat yang cukup besar dan tegangan yang sangat rendah di lokasi gangguan. Gangguan hubung singkat yang besar dapat mengakibatkan kerusakan atau mempengaruhi suatu sistem tenaga listrik.
2
PERMASALAHAN
Karakteristik perubahan arus dan tegangan selama terjadinya gangguan hubung singkat maupun tanpa gangguan pada saluran transmisi di Sulawesi Selatan dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP. Perbedaan karakteristik arus dan tegangan selama terjadinya gangguan hubung singkat pada saluran transmisi di Sulawesi Selatan dengan impedansi ataupun tanpa impedansi gangguan dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP.
3
BATASAN MASALAH
Simulasi dikerjakan dengan software ATP/EMTP Hanya mempelajari gangguan hubung singkat di saluran transmisi. Simulasi dilakukan pada kondisi normal dan kondisi selama terjadinya gangguan hubung singkat.
4
TUJUAN
Untuk meneliti perubahan arus dan tegangan selama terjadinya gangguan hubung singkat dengan impedansi gangguan ataupun tanpa impedansi gangguan pada sistem jaringan transmisi 150 kV di Sulawesi Selatan dengan menggunakan simulasi ATP/EMTP.
5
DIAGRAM ALIR PENELITIAN Pengumpulan Data
Pemodelan Sistem
Simulasi Sistem
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan 6
GANGGUAN HUBUNG SINGKAT
Hubung singkat sebagai salah satu gangguan dalam sistem tenaga listrik yang mempunyai karakteristik transient yang harus dapat diatasi oleh peralatan pengaman. Terjadinya hubung singkat mengakibatkan timbulnya lonjakan arus dengan magnitude lebih tinggi dari keadaan normal dan tegangan di tempat tersebut menjadi sangat rendah yang dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan sistem tenaga listrik.
7
JENIS G. HUBUNG SINGKAT 3-phase
2-phase
1-phase
8
HUBUNG SINGKAT DI SALURAN TRANSMISI Bentuk Arus dari penjumlahan 2 komponen i = iac + idc I = E [ sin (ωt+ α) – θ) – sin (α – θ)
e
R −( )t L
]
Z θ θ
α- θ
9
HUBUNG SINGKAT DI SALURAN TRANSMISI
10
ATP/EMTP
Electromeganetic Transient Program (EMTP) dikembangkan pada domain public di Bonneville Power Administration (BPA) Portland. Program ini mampu memperkirakan hasil dari variabel tertentu (tegangan dan arus) pada sebuah rangkaian listrik dalam fungsi waktu. Digunakan secara luas untuk studi analisa switching, surja petir, gangguan hubung singkat, koordinasi isolasi, harmonisa dan keandalan sistem tenaga listrik, dsb.
11
TAMPILAN ATP/EMTP
12
SISTEM KELISTRIKAN SULSEL PT PLN (PERSERO)
U
Pembangkit PLN Pembangkit IPP/SEWA PLTD PAlLOPO 6 MW
PLTD SEWA 7 MW
PLTA BAKARU 126 MW
GI Makale GI Polmas GI Majene
GI Palopo GI Bakaru
GI Pare GI Sidrap PLTD SUPPA 62 MW
PLTGU SENGKANG 135 MW GI Sengkang
GI Soppeng
GI Barru GI Pangkep THERMAL TELLO 197,7 MW
GI Tonasa GI Bosowa
PLTD SEWA 15 MW
LOKASI GANGGUAN
GI Bone
GI Tello GI Bulukumba GI. Tallo Lama GI Jeneponto GI Tjg. Bunga GI Tallasa
PLTA BILI-BILI 20 MW
13
SINGLE LINE SULSEL
14
SIMULASI SISTEM
15
BENTUK TEGANGAN PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV TANPA GANGGUAN 150
123.860 V
[kV] 100
50
0
-50
-100
-150 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
[s]
0.20
16
BENTUK ARUS PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV TANPA GANGGUAN 60
50,525 A
[A] 40
20
0
-20
-40
-60 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
[s]
0.20
17
BENTUK ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU PHASA KE TANAH 2500
2.260,0 A
[A] 1875 1250 625 0 -625 -1250 -1875 -2500 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
[s]
0.20
18
BENTUK TEGANGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT SATU PHASA KE TANAH 200
182.880 V 174.820 V
[kV] 150 100 50
11.298 V
0 -50 -100 -150 -200 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
[s]
0.20
19
BENTUK ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA PHASA 6.530,1 A 7000 [A] 5250 3500 1750 0 -1750 -3500 -5250
5.907,1 A 6.040,6 A
-7000 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
[s]
0.20
20
BENTUK TEGANGAN GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA PHASA 120 [kV] 80
78.780 V
40
0
75.302 V 77.187 V
-40
-80
-120 0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
[s]
0.20
21
ARUS HUBUNG SINGKAT TANPA IMPEDANSI GANGGUAN Arus Gangguan (A) Lokasi BONE ke BLKMB 150 KV
Fault
R
S
% Perubahan T
R
S
T
LG
2.487,7
0,00181
0,00190
49,2
27.914,4
26.592,1
LLG
7.646,7
7.270,9
0,00178
151,3
143,9
28384,8
LL
7.423,3
7.423,3
0,00127
146,9
146,9
39783,5
LLLG
8.867,4
7.780,6
8.056,2
175,5
154,0
159,4
LLL
8.882,1
7.719,2
8.039,3
175,8
152,8
159,1
22
ARUS HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN IMPEDANSI GANGGUAN 5 Ω Arus Gangguan (Ampere) Lokasi
Fault R
BONE ke BLKMB 150 KV
% Perubahan
5 Ohm S
T
R
S
T
LG
2.260,0
0,00175
0,00183
44,7
28.871,4
27.609,3
LLG
5.666,3
5.355,2
0,00174
112,1
106,8
29.037,4
LL
5.509,2
5.509,2
0,00126
109,0
109,1
40.099,2
LLLG
6.520,0
5.913,6
6.064,4
129,0
117,1
119,8
LLL
6.530,1
6.907,1
6.040,6
129,2
129,3
119,6
23
ARUS HUBUNG SINGKAT MENGGUNAKAN IMPEDANSI GANGGUAN 25 Ω Arus Gangguan (Ampere) Lokasi
Fault
25 Ohm R
BONE ke BLKMB 150 KV
S
% Perubahan T
R
S
T
LG
1.654,2 0,00159 0,00165 32,7 31.776,7 30.621,2
LLG
2.816,4
2.705,9 0,00164 55,7
53,6 30.807,9
LL
2.708,6
2.708,6 0,00125 53,6
53,6 40.420,0
LLL G
3.117,2
3.010,3
3.061,5 61,7
59,6
60,6
LLL
3.176,3
3.009,8
3.055,9 62,9
59,6
60,5
24
TEGANGAN HUBUNG SINGKAT TANPA IMPEDANSI GANGGUAN Tegangan Gangguan (A) Lokasi
Fault R
BONE ke BLKMB 150 KV
% Perubahan
S
T
R
S
T
LG
0
181.000
190.000
123.860
1,5
1,5
LLG
0
0
178.110
123.860
0,0
1,4
61.596
61.596
127.640
2,0
2,0
1,0
LLLG
0
0
0
123.860
123.860 123.860
LLL
0
0
0
123.860
123.860 123.860
LL
25
TEGANGAN HUBUNG SINGKAT DENGAN IMPEDANSI GANGGUAN 5 Ω Tegangan Hubung Singkat (Voltage) Lokasi
Fault
5 Ohm R
BONE ke BLKM B 150 KV
S
% Perubahan T
LG
11.290 174.820 182.880
LLG
28.240
LL
R
S
T
11,0
1,4
1,5
26.924 174.080
4,4
4,6
1,4
74.133
57.850 126.430
1,7
2,1
1,0
LLL G
32.589
29.447
30.248
3,8
4,2
4,1
LLL
31.239
29.667
31.872
4,0
4,2
3,9
26
TEGANGAN HUBUNG SINGKAT DENGAN IMPEDANSI GANGGUAN 25 Ω Tegangan Hubung Singkat (Voltage) Lokasi
Fault
25 Ohm R
BONE LG ke BLKM LLG B 150 KV LL
S
% Perubahan T
41.343 159.120 164.520 70.350
67.648 164.070
97.506
80.742 124.900
LLLG
79.290
75.277
76.524
LLL
78.780
75.302
77.187
R
S
T
3,0
1,3
1,3
1,8
1,8
1,3
1,3
1,5
1,0
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
27
KESIMPULAN
Studi tentang arus gangguan hubung singkat pada sistem transmisi tegangan tinggi 150 kV menggunakan ATP-EMTP di Sulawesi Selatan yang disebabkan adanya beberapa jenis gangguan hubung singkat di lokasi saluran udara antara GI Bone dengan GI BLKMB, yaitu; pada gangguan 3 phasa menghasilkan arus transient sebesar 8.882,1 A dan arus minimum pada gangguan satu phasa ke tanah sebesar 1.654,2 A. Sedangkan untuk tegangan maksimum dan minimum terletak pada gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah sebesar 190.000 V dan tegangan minimum 0 V. Besarnya arus dan tegangan yang terjadi pada saluran transmisi tegangan tinggi 150 kV di Sulawesi Selatan dengan impedansi gangguan yang lebih kecil yaitu tanpa impedansi akan menghasilkan arus yang sangat besar dan tegangan yang rendah. Sebaliknya, semakin besar nilai impedansi gangguan, maka semakin kecil arus hubung singkat yang dihasilkan. Diperoleh karakteristik arus dengan perubahan kenaikan sangat besar. Perubahan secara tiba-tiba dikarenakan adanya gangguan hubung singkat dengan arus yang sangat besar dan memiliki komponen DC sehingga menimbulkan karakteristik kurva melengkung ke bawah sampai menuju steady state. 28
TERIMAKASIH
29
