Disusun oleh : Ir. I Nyoman Setiawan, MT.
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga
Kompetensi Lulusan Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga : A. Pengetahuan dan Pemahaman (Knowledge and Understanding) 1.
Mengerti dan memahami sains dasar yaitu matematika, fisika dan statistik
2.
Mengerti dan memahami teknik-teknik analisis dan perancangan sistem tenaga listrik yang meliputi teknik konversi energi, teknik transmisi dan distribusi tenaga listrik, teknik pengendalian dan pengaman, teknik instalasi listrik, serta penggunaan program-program aplikasi untuk simulasi dan perancangan
3.
Mengerti dan memahami teknik-teknik untuk melakukan analisis sistem, administrasi basis data, pemrograman multimedia, pemrograman web, administrasi jaringan, pemrograman aplikasi, dan teknik perangkat keras
4.
Mengerti dan memahami teknik-teknik analisis, perancangan, dan implementasi sistem di bidang elektronika komunikasi, teknik jaringan telekomunikasi, dan sistem komunikasi nirkabel
5. Mengerti dan memahami teknik-teknik analisis, perancangan, dan implementasi rangkaian dan sistem elektronika di bidang elektronika terapan.
B. Ketrampilan Intelektual (Intellectual Skill) 1.
Menguasai penerapan sains dasar (matematika, fisika, elektroteknik).
2.
Menguasai perancangan dan pelaksanaan eksperimen serta analisis
dan
interpretasi data. 3.
Menguasai perancangan sistem (sistem tenaga, sistem komputer/informatika, sistem telekomunikasi, elektronika terapan) sesuai dengan kebutuhan.
4.
Menguasai cara mengidentifikasi, merumuskan, dan menyelesaikan persoalanpersoalan elektroteknik.
C. Ketrampilan Praktis (Practical Skill) 1.
Menguasai teknik-teknik analisis dan perancangan sistem tenaga listrik yang meliputi teknik konversi energi, teknik transmisi dan distribusi tenaga listrik, teknik pengendalian dan pengaman, teknik instalasi listrik, serta penggunaan programprogram aplikasi untuk simulasi dan perancangan. Halaman
ii dari vi
Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga
2.
Menguasai tektik, keahlian, dan piranti elektroteknik modern yang diperlukan untuk proses-proses elektroteknik
3.
Menguasai metode matematis, probabilitas dan teknik statistik serta penerapannya dalam elektroteknik.
D. Ketrampilan Managerial dan Sikap (Managerial Skill and Attitude) 1.
Menjunjung tinggi norma, tata-nilai, moral, agama, etika dan tanggung jawab profesional.
2.
Mampu berkomunikasi secara efektif
3.
Mengerti dampak penyelesaian elektroteknik dalam konteks masyarakat baik nasional, regional maupun internasional.
4.
Mengerti isu-isu keteknikan kontemporer
5.
Mampu memanfaatkan dan menerapkan teknologi informasi dan komunikasi (Information and communication technology, ICT)
6.
Mampu untuk mengembangkan diri dan mampu berfikir secara logis dan analitis untuk menyelesaikan masalah-masalah yang dihadapi secara profesional.
7.
Mampu bekerja sarna dan menyesuaikan diri dengan cepat di lingkungan kerja.
Halaman iii dari vi
Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga
PRAKTIKUM ANALISA SISTEM TENAGA TE6508 ( 1 SKS )
Standar Kompetensi Lulusan (SKL) 1
Mahasiswa
mampu
memahami
perintah-
perintah yang dimiliki PowerWord Simulator
2.
•
Edit Mode
•
Run Mode
•
Inset Palette
•
Run Mode Palette
Mahasiswa mampu menggambar sistem tenaga
•
Bus Bar
listrik dengan PowerWord Simulator dan
•
Generator
mengaplikasikan
•
Transformator
•
Transmisi/Line
•
Beban/Load
•
Kapasitor
•
Analisis Aliran Daya
pada
sistem
yang
sesungguhnya.
3.
Ruang Lingkup Materi
Mahasiswa mampu melakukan analisis dan menjelaskan
hasil
simulasi
aliran
daya,
1. Metode Gauss -Seidel
pengaruh perubahan beban dan pemasangan
2. Metode Newton- Raphson
kapasitor pada sistem tenaga listrik dengan
3. Metode Fast Decoupled •
Pengaturan Tegangan
Mahasiswa mampu melakukan analisis dan
•
Hubung Singkat Simetri
menjelaskan hasil simulasi hubung singkat
•
Hubung Singkat Tak Simetri :
PowerWord mengaplikasikan
Simulator pada
dan sistem
mampu yang
sesungguhnya. 4
dengan PowerWord Simulator dan mampu
1. Satu Phasa ke Tanah
mengaplikasikan
2. Antar Phasa
sesungguhnya.
pada
sistem
yang
3. Dua Phasa ke Tanah
Halaman
iv dari vi
Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya kami susun modul praktikum ini.
Modul ini kami
susun untuk membantu mahasiswa melaksanakan
praktikum Analisa Sistem Tenaga dengan menggunakan PowerWord Simulator. PowerWorld Simulator adalah suatu program simulasi sistem tenaga yang dirancang untuk dapat digunakan dengan mudah dan lebih interaktif. Simulator ini memiliki kemampuan untuk menganalisis masalah teknik. Disamping itu juga ditampilkan berupa gambar untuk menjelaskan operasi sistem tenaga bagi orang-orang non teknik. Dari versi 8.0 dibuat simulasi yang lebih mudah digunakan, dengan tampak lebih jelas. Simulator ini adalah produk yang telah terintegrasi dan bisa digunakan untuk menyelesaikan perhitungan aliran daya dan memungkinkan sampai 60.000 bus. Modul praktikum ini terdiri dari 8 percobaan yang diawali dengan pengenalan Power Word Simulator, kemudian dilanjutkan dengan analisis aliran daya dan analisis hubung singkat. Terima kasih kami sampaikan kepada Asisten Lab. AST yang telah membantu penyusunan modul praktikum ini. Semoga modul ini memberikan manfaat kepada pembaca khususnya mahasiswa Teknik Elektro yang sedang mengambil praktikum Analisa Sistem Tenaga. Saran dan kritik dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan modul ini. Saran dapat disampaikan lewat e-mail (
[email protected]) atau langsung di Lab. AST
Bukit Jimbaran, 30 April 2007
Ir. I Nyoman Setiawan, MT.
Halaman
v dari vi
Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga
Kata Pengantar
v
Daftar Isi
vi
Percobaan 1.
Pengenalan Power Word Simulator………………………………………..
1
Percobaan 2.
Simulasi Analisa Aliran Daya……………………………………………...
13
Percobaan 3.
Pengaruh Perubahan Beban dalam Analisa Aliran Daya..............................
19
Percobaan 4.
Pengaruh Pemasangan Kapasitor Pada Sistem Tenaga Listrik.....................
22
Percobaan 5.
Analisis Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris..............................................
25
Percobaan 6.
Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah............................................
29
Percobaan 7.
Analisis Hubung Singkat Dua Phasa.............................................................
33
Percobaan 8.
Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanah.............................................
38
Halaman
vi dari vi
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
PENGENALAN POWER WORLD SIMULATOR 1.1 Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1
Mampu menggambar sistem tenaga listrik dengan PowerWord Simulator
2
Mampu memahami dan menjalankan intruksi-intruksi yang dimiliki PowerWord Simulator
1.2 Teori PowerWorld Simulator adalah suatu simulasi sistem tenaga yang dirancang agar dapat digunakan dengan mudah dan lebih interaktif. Simulator ini memiliki kemampuan untuk menganalisis masalah teknik. Disamping itu juga ditampilkan berupa gambar untuk menjelaskan operasi sistem tenaga bagi orang-orang non teknik. Dari versi 8.0 dibuat simulasi yang lebih mudah digunakan, dengan
tampak lebih jelas. Simulator ini adalah produk yang telah
terintegrasi dan bisa digunakan untuk menyelesaikan perhitungan aliran daya dan memungkinkan sampai 60.000 bus. Ini memungkinkan simulator untuk dapat membuat suatu rangkaian analisis aliran daya yang cukup komplek. Tidak seperti program aliran daya lainnya, simulator ini dapat menampilkan one line diagram yang berwarna dan terlihat lebih jelas. Kapanpun sistem ini dapat dimodifikasi dengan menggunakan Simulator’s full-featured graphical case editor. Saluran transmisi dengan mudah dapat dipasang atau didilepas dari sistem, transmisi baru atau generator baru dapat ditambahkan begitu juga dengan rangkaian baru hanya dengan sedikit klik pada mouse. Penggunaan simulator ini akan mempermudah pemakai untuk memahami karakteristik sistem dan akan lebih mudah bila sering dilatih. Simulasi juga dapat digunakan untuk perubahan simulasi dari sitem tenaga setiap saat. Beban, pembangkitan, dan pergantian bentuk setiap saat akan ditampilkan. Pada simulasi ini bisa juga untuk mencari economic dispatch, analisis area transaksi ekonomi, Komputasi Power Transfer Distribution Factor (PTDF), analisis hubung singkat dan analisis contingency. Program ini sangat memungkinkan untuk kita menjalankan suatu rangkaian dengan waktu yang singkat. Berikut beberapa istilah / instruksi yang digunakan dalam mengoperasikan PowerWord Simulator.
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 1 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Toolbars
Edit Mode digunakan untuk membuat gambar baru New Case atau memodifikasi gambar yang sudah ada Run Mode digunakan untuk menjalankan Single Solution atau menjalankan animasi Log berisi pesan tentang hasil Power Flow Solution Abort digunakan untuk memberhentikan sementara simulasi (pause)
File Palette
Digunakan untuk Open Simulation Case, Open Online, Save Online, Save Case dan mencetak (print)
Inset Palette
Digunakan untuk inset gambar seperti bus, transformator, transmisi, beban dan lain sebagainya.
Run Mode Palette
Digunakan untuk menjalankan simulasi Play, Pause, Stop, Contouring, different Flow dan Fault Analysis
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 2 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
1.3 Langkah-Langkah Percobaan : 1.3.1 Memulai program PowerWord Simulator 1.
Klik POWERWORLD pada desktop dan akan muncul seperti gambar beikut.
Gambar 1.1 Selamat Datang di POWER WORLD SIMULATOR
2. Klik File pilih New Case 3. Muncul pada layar menu utama program PowerWorld
Gambar 1.2 Menu utama Program POWER WORLD
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 3 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 1.3 Contoh diagram satu garis untuk percobaan 1(J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma)
1.3.2
Memulai Menggambar A. Menggambar Bus 1. Gambar bus 1 seperti gambar 1.3 2. Klik Insert pilih Bus atau klik Bus pada Toollbar (Insert Peltte) 3. Klik-kiri pada layar dimana akan meletakkan bus. Kemudian akan muncul kotak dialog seperti gambar 1.4 dan lengkapi kotak dialog bus (Bus Option DialogBox) tersebut seperti Bus Number (otomatis akan muncul angka 1), Bus Name, Zise, Orientation, Area, Zone dan Nominal Voltage.
Gambar 1.4 Bus Option
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 4 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
4. Atur posisi dengan memilih Vertical bar 5. Kalau bus tersebut sebagai Slack, maka centang System Slack Bus 6. Klick OK akan muncul seperti gambar berikut.
Bus Bar
Gambar 1.5 Gambar Bus Bar
7. Dengan langkah yang sama untuk mengambar bus 2, 3, 4, 5.
B. Mengambar Generator 1. Gambar Generator 1 seperti terlihat pada Gambar 1.3 2. Klik Insert pilih generator atau
klik Generator pada Toollbar (Insert Peltte),
kemudian klik kiri pada layar dimana generator akan diletakan. Kemudian lengkapi kotak dialog seperti gambar 1.6 Display Information pada Generator Options.
Gambar 1.6 Generation Option Dialog pada Display Information Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 5 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
3. Pada Orientation pilih left. 4. Bila akan melakukan analisa aliran daya klik MW and Voltage Contol dan lengkapi kotak dialog tersebut, bila melakukan analisis hubung singkat klik Fault Parameters dan lengkapi kotak dialog tersebut. 5. Klik OK dan akan terlihat seperti gambar 1.7 berikut.
Generator
Gambar 1.7 Gambar Generator
6. Ulangi langkah tersebut untuk menggambar generator di bus 3
C. Menggambar Trafo 1. Gambar Trafo antara Bus 1 dan 5 2. Klik Insert pilih Transformer 3. Klik-kiri pada Bus 1 kemudian seret sampai bus 5 terus klik kiri dua kali. Kemudian lengkapi katak dialog Parameters/Display pada Transmission Line/Transformer Options seperti gambar berikut. Resistansi, reaktansi dan line charging dalam satuan per unit (pu) dan Limit dalam Satuan MVA yaitu daya mampu dari trafo. Bila melakukan perubahan tap trafo klik Transformer Control, dan bila melakukan analisa hubung singkat klik Fault Parameters dan lengkapi kotak dialog tersebut seperti gambar 1.8.
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 6 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 1.8 Transmission Line/Transformer Optiosn Dialog pada Parameter/Display
4. Klick OK dan akan terlihat seperti gambar 1.9 berikut.
Transformator
Gambar 1.9 Transformator
5. Ulangi langkah tersebut untuk menggambar tranfo antara Bus 3 dan 4 D. Menggambar Transmission Line 1. Gambar transmision line dari bus 5 ke bus 4 2.
Klik Insert pilih Transmission Line atau klik AC Transmission Line pada Toollbar (Insert Peltte)
3. Klik-kiri pada Bus 5 kemudian seret sampai bus 4 terus klik kiri dua kali. Kemudian lengkapi katak dialog
Parameter/Display pada Transmission Line/Transformer
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 7 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Options. Resistansi, reaktansi dan line charging dalam satuan per unit (pu) dan Limit dalam Satuan MVA yaitu daya mampu dari transmisi. Bila melakukan analisa hubung singkat klik Fault Parameters dan lengkapi kotak dialog tersebut seperti gambar 1.10.
Gambar 1.10 Transmission Line/Transformer Optiosn Dialog pada Parameter/Display
4. Klik OK dan akan terlihat seperti gambar 1.11 berikut.
Transmission Line
Gambar 1.11 Saluran Transmisi
5.
Ulangi langkah-langkah tersebut untuk menggambar transmision line dari 2-5 dan 2-4
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 8 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
E. Menggambar Load 1. Gambar load pada bus 2 2. Klik Insert pilih Load atau klik Load pada Toollbar (Insert Peltte) 3. Klik-kiri pada bus yang akan diberi beban (bus 2) dan akan muncul kotak dialog seperti gambar 1.12. Kemudian lengkapi kotak dialog Load Information pada Load Option. Orientation pilih Down untu beban yang arahnya ke bawah. Model beban ada tiga pilihan yaitu daya konstan, arus konstan dan impedansi konstan dan dalam satuan MW untuk daya aktif dan MVAR untuk daya reaktif.
Gambar 1.12 Load Optiosn Dialog
4. Klik OK dan akan terlihat seperti gambaar di bawah.
Beban/Load Gambar 1.13 Beban
5. Ulangi langkah-langkah tersebut untuk menggambar beban pada bus 3
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 9 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
1.3.3 Menyimpan Gambar 1. Klik File pilih Save Case atau Save Case As akan muncul kotak dialog seperti terlihat pada gambar 1.14 2. Buatkan folder sesuai kelompok – beri nama gambar , contoh folder : Kelompok1 3. Untuk percobaan simpan gambar dengan : File – Save Case As – beri nama gambar sesuai percobaan, contoh HasilPercobaan_01
Gambar 1.14 Kotak dialog penyimpanan
1.3.4 Menjalankan Program 1. Klik Run Mode
Klik Play
2. Klik Play
Gambar 1.15 Tampilan Simulasi Program
1.3.5 Mengedit Gambar atau Data 1. Klik Edit Mode 2. Klik-kiri pada gambar yang mau diedit. Contoh ingin mengedit data Generator pada bus 1. Klik kiri pilih Information Dialog..., kemudian lakukan pengeditan.
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 10 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 1.16 Pengeditan Generator
1.3.6 Analisis Hubung Singkat/Fault Analysis 1. Klik Options/Tools, plih Fault Analysis atau klik Fault pada Toolbars Run Mode Pelette dan akan muncul kotak dialog seperti gambar 1.17. 2. Pilih lokasi ganguan/Fault Location(Bus Fault, In Line Fault) 3. Pilih Bus yang terganggu 4. Pilh jenis gangguan/Type Fault (Single Line to Ground, Line to Line, 3Phase Balanced, Doble Line to Ground) 5. Klik Calculate akan muncul hasil Fault Anaysis seperti gambar 1.18
Gambar 1.17 Kotak dialog Fault Analysis
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 11 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 1.18 Hasil dari Fault Analysis
1.3.7 Hasil Percobaan Copy gambar yang telah dibuat ke dalam Microsoft Word dengan cara klik kanan pilih Copy Image to Clipboard, buka Microsoft Word klik kanan pilih Paste. Kemudian gambar tersebut disimpan dengan nama file Hasil Percobaan_01a.
Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator
Halaman 12 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
SIMULASI ANALISA ALIRAN DAYA
2.1. Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan analisa aliran daya dengan PowerWord Simulator 2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa aliran daya
2.2. Teori 2.2.1 Studi Aliran Daya Sistem Tenaga Listrik. Studi aliran daya merupakan penentuan atau perhitungan tegangan, arus, daya aktif maupun daya reaktif yang terdapat pada berbagai titik jaringan listrik pada keadaan pengoperasian normal, baik yang sedang berjalan maupun yang diharapkan akan terjadi di masa yang akan datang. Dalam analisa sistem tenaga listrik ada empat variabel yang perlu diperhatikan yaitu : tegangan(V), Sudut phasa (θ), Daya Aktif (P) dan Daya Reaktif (Q). Tujuan dari studi analisa aliran daya adalah sebagai berikut : a. Mengetahui tegangan pada setiap bus yang ada dalam sistem. b. Mengetahui daya aktif dan reaktif yang mengalir dalam setiap saluran yang ada dalam sistem. c. Mengetahui kondisi dari semua peralatan, apakah memenuhi batas-batas yang ditentukan untuk menyalurkan daya listrik yang diinginkan. d. Untuk memperoleh kondisi mula pada perencanaan sistem yang baru. e. Untuk memperoleh kondisi awal untuk studi-studi selanjutnya yaitu : studi hubung singkat, studi stabilitas dan juga studi rugi-rugi transmisi. 2.2.2 Besaran Per-Unit Volt adalah satuan untuk tegangan, amper untuk arus dan watt untuk daya yang sudah biasa dipakai. Tetapi satuan sering juga dinyatakan sebagai suatu persentase atau perunit (pu) dari suatu nilai dasar. Rumus-rumus yang dapat digunakan untuk memperoleh nilai dasar dari berbagai besaran untuk sistem tiga phasa adalah sebagai berikut :
Percobaan 2. Analisa Aliran Daya
Halaman 13 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Sbase 3φ
Sbase 1φ = Vbase LN =
3 Vbase LL 3
Sbase 3φ = Pbase 3φ = Qbase 3φ I base =
Sbase 3φ
Z base =
Vbase LN
3Vbase LL I base
=
2 Vbase LN
Sbase 1φ
Rbase = X base = Z base =
=
2 Vbase LL
Sbase 3φ
11 Ybase
2.2.2 Klasifikasi Bus. Besarnya aliran daya dan rugi-rugi dalam setiap saluran transmisi dapat diketahui dengan terlebih dahulu menghitung besar (magnitude) dan sudut phasa tegangan pada semua bus dalam sistem tenaga listrik. Pada tiap-tiap bus terdapat 4 (empat) parameter atau besaran : 1. Injeksi netto daya riil P, 2. Injeksi netto daya reaktif Q, 3. Harga skalar tegangan |V|, 4. Sudut phasa tegangan θ. Pada tiap-tiap bus hanya ada dua macam besaran ditentukan sedang kedua besaran yang lain merupakan hasil akhir dari perhitungan. Berdasarkan parameter atau besaran yang diketahui maka bus dapat diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu : 1. Slack bus : harga skalar |V| dan sudut phasanya θ. 2. Voltage controlled bus : daya riil P dan harga skalar tegangan |V|, 3. Load bus : daya P dan Q. Slack bus ini berfungsi untuk menyuplai kekurangan daya riil dan daya reaktif termasuk rugi-rugi pada kawat transmisi, karena rugi-rugi ini baru dapat diketahui setelah solusi terakhir diperoleh. Pemberian besaran untuk bus-bus diatas berlaku baik bila kita menghitung dengan AC Network Analyzer maupun dengan digital computer. Untuk memecahkan persoalan aliran daya, cara yang paling tua tetapi masih luas penggunaannya adalah dalam bentuk ” admitansi bus ”. |I| Bus = |Y| Bus |V| Bus dimana |I| . |Y| dan |V|merupakan matriks.
2.2.3 Rumus Umum Percobaan 2. Analisa Aliran Daya
Halaman 14 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
a.
Persamaan Pembebanan Daya riil dan daya reaktif pada salah satu bus P : Pp – jQp = Vp . Ip Dan arus : IP =
PP − jQP * VP
Ip bertanda positif apabila arus mengalir ke bus dan bertanda negatif bila arus mengalir dari bus. Bila elemen shunt tidak termasuk dalam matriks parameter maka arus total pada bus P adalah :
Ip = Dimana :
Pp − jQ p
Yp Yp Vp
b.
Vp
*
− YpV p
= admitansi shunt total pada bus P. = arus shunt yang mengalir dari bus P ke tanah.
Persamaan Aliran Daya (Saluran) Setelah tegangan-tegangan bus diketahui maka aliran daya dapat dicari. Arus yang mengalir dari bus p ke bus q adalah :
I pq = (V p − Vq ) y pq + V p
y pq 2
Dimana : ypq
= admitansi kawat p ke q
y’pq= admitansi shunt kawat p-q
V1
y ' pq 2
= kontribusi arus pada bus p oleh arus shunt.
c. Persamaan Daya Daya yang mengalir dari bus p ke q :
Ppq − JQ pq = V pi pq atau, *
*
Ppq − jQ pq = V p (V p − Vq ) y pq + V p V p
y pq
'
2
sedangkan daya yang mengalir dari bus q ke p : '
*
Pqp − jQqp = Vq (Vq − V p ) y pq + Vq Vq
Percobaan 2. Analisa Aliran Daya
y pq ' 2
Halaman 15 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Persamaan dalam bentuk hybrid :
[
]
[
]
Pi =| Vi | ∑ | V j | Gij cos(θ i − θ j ) + Bij sin (θ i − θ j ) n
j =1
Qi =| Vi | ∑ | V j | Gij sin (θ i − θ j ) − Bij cos(θ i − θ j ) n
j =1
2.2.4. Metode Penyelesaian Aliran Daya
Beberapa metode telah dikembangkan untuk menyelesaikan analisa aliran daya, seperti metode Gauss-Seidel, Newton-Raphson dan Fast Decoupled. Penyelesaian aliran daya dalam percobaan ini menggunakan metode Newton Raphson.
2.3. Langkah-Langkah Percobaan 1. Klik PowerWord Simulator
2. Open/ buka file Percobaan_2. 3. Masukan data-data berikut : Tabel 2.1 Data Input Bus V
Bus
Type
1
Swing/Slack
2
Load
3
V Controled
4 5
(pu)
δ (o)
PG
QG
PL
QL
Qgmax
QGmin
(pu)
(pu)
(pu)
(pu)
(pu)
(pu)
1.0
0
-
-
0
0
-
-
-
-
0
0
8.0
2.8
-
-
1.05
-
5.2
-
0.8
0.4
4.0
-2.8
Load
-
-
0
0
0
0
-
-
Load
-
-
0
0
0
0
-
-
Tabel 2.2 Data Input Line/Transmisi R
X
G
B
Maksimum
(pu)
(pu)
(pu)
(pu)
MVA (pu)
2-4
0.0090
0.100
0
1.72
12.0
2-5
0.0045
0.050
0
0.88
12.0
4-5
0.00225
0.025
0
0.44
12.0
Bus-to-Bus
Percobaan 2. Analisa Aliran Daya
Halaman 16 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Tabel 2.3 Data Input Transformator Bus-to-Bus
1-5 3-4
R
X
G
B
Maksimum
(pu)
(pu)
(pu)
(pu)
MVA (pu)
0.00150 0.00075
0.02 0.01
0 0
0 0
6.0 10.0
Maksimum TAP Setting (pu) -
*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kV di bus 2,4,5
Gambar 2.1 Diagram segaris untuk percobaan 2
4. Klik Simulation, Play untuk mulai simulasi (sebelum mengklik Play direset dahulu) 5. Amati hasil simulasi. 6. Simpan hasilnya (Report Writer) dengan nama file HasilPercobaan_02
2.4. Hasil Percobaan
From Number 1 5 4 2 5 2 3 4 5 4
From Name SATU LIMA EMPAT DUA LIMA DUA TIGA EMPAT LIMA EMPAT
Number
Name
1 2 3 4 5
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
To Number 5 1 2 4 2 5 4 3 4 5
Percobaan 2. Analisa Aliran Daya
To Name LIMA SATU DUA EMPAT DUA LIMA EMPAT TIGA EMPAT LIMA
Voltage kV
Angle
Line Flow P(MW) Q(MVar)
Losses P(MW) Q(MVar)
Halaman 17 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Pembangkitan P(MW)
Q(Mvar)
G1 G2 2.5 Analisis a. Tentukan matrtik YBus b. Hitunglah tegangan bus 2 dengan metode Gauss-Seidel setelah iterasi pertama c. Tentukan matrik Jakobian d. Hitunglah tegangan bus 2 dengan metode Newton-Raphson setelah iterasi pertama. e. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 2
Percobaan 2. Analisa Aliran Daya
Halaman 18 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
PENGARUH PERUBAHAN BEBAN DALAM ANALISA ALIRAN DAYA
3.1 Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan perubahan beban dalam analisa aliran daya dengan PowerWord Simulator 2. Mampu memahami pengaruh perubahan beban dalam analisa aliran daya 3.2 Teori Beban dalam sistem tenaga listrik setiap saat akan mengalami perubahan sesuai dengan kebutuhan konsumen. Beban atau daya terdiri dari dua komponen yaitu daya aktif (P) dan daya reaktif (Q). Cosinus dari sudut phasa ϕ diantara tegangan dan arus dinamakan faktor daya (power factor). Suatu beban induktif dikatakan mempunyai faktor daya yang ketinggalan (lagging power factor) dan beban kapasitif dikatakan mempunyai faktor daya yang mendahului (leading power factor).
S = P + jQ
(VA, kVA, MVA)
P = V I cos ϕ
(W , kW , MW ) )
Q = V I sin ϕ
(Var , kVar , MVar )
Q⎞ ⎛ cos ϕ = cos⎜ tan −1 ⎟ P⎠ ⎝ P cos ϕ = P2 + Q2
Gambar 3.1 Segitiga daya untuk suatu beban induktif
Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban
Halaman 19 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
3.3 Langkah –Langkah Percobaan
1. Klik PowerWord Simulator 2. Open/ buka file Percobaan_3.
Gambar 3.1 Diagram Segaris untuk Percobaan 3
3. Klik Simulation, Play untuk mulai simulasi (sebelum mengklik Play direset dahulu) 4. Amati dan catat hasilnya (lengkapi tabel Tabel 3.1). 5. Naikan beban P pada bus 2 dari 800 MW denga step 20 MW (820 MW, 840 MW, 880 MW). Setiap step amati dan catat hasilnya serta simpan hasilnya. 6. Turunkan beban P pada bus 2 dari 800MW dengan step 100MW (700 MW, 600 MW, 500 MW). Setiap step amati dan catat hasilnya dan simpan hasilnya. 3.4 Hasil Percobaan Lengkapi Tabel 3.1 berikut dari hasil pengamatan.
Tabel 3.1 Perubahan Beban Beban (MW)
P = 880
P = 860
Tegangan (kV)
Rugi-Rugi /Losses P(MW) Q(MVAR)
Keterangan
Bus1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5 Bus1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5
Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban
Halaman 20 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
P = 840
P =820
P = 800
P = 700
P = 600
P = 500
Bus1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5 Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5 Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5 Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5 Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5 Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4 Bus 5
3.5 Analisis 1. Hitunglah power faktor beban 2. Berikan analisa hasil percobaan 3
Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban
Halaman 21 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR PADA SISTEM TENAGA LISTRIK
4.1 Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan pemasangan kapasitor pada sistem tenaga listrik dengan PowerWord Simulator 2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi pengaruh pemasangan kapasitor pada sistem tenaga listrik. 4.2 Teori Salah satu cara untuk pengaturan tegangan adalah dengan pemasangan kapasitor secara paralel (shunt capasitor bank). Kapasitor adalah suatu alat untuk mencatu daya reaktif pada titik pemasangannya. Capasitor Bank dapat dihubungkan secara tetap atau dapat diatur sesuai dengan kebutuhan baik secara manual atau secara otomatis. Pemasangan kapasitor akan memperkecil arus saluran yang diperlukan untuk mencatu beban, mengurangi jatuh tegangan dan mempaerbaiki faktor daya. Jika pada suatu simpul tertentu dipasang kapasitor, kenaikan tegangan pada simpul dapat ditentukan dengan dalil Thevenin. Pada gambar4.1 sakelar terbuka teganganb simpul Vt sama dengan tegangan Thevenin Eth. Bila sakelar ditutup, arus yang ditarik oleh kapasitor adalah
IC =
E th Z th − jX C
Gambar 4.1 Rangkaian ekivalen Thevenin pemasangan sebuah kapasitor melalui sakelar S
Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor
Halaman 22 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 4.2 Diagram phasor gambar 4.1
Diagram phasor diperlihatkan pada gambar 4.2. Kenaikan Vt yang disebabkan oleh penambahan kapasitor hampir sama dengan I C X th jika dimisalkan bahwa Eth tetap tidak berubah karena Eth dan Vth adalah identik sebelum penambahan kapasitor. Kapasitor menyerap nol daya aktif PC = 0 W, dan menyerap negatif daya reaktif, QC = − reaktif, QC = +
V2 var, atau kapasitor mengirim positif daya XC
V2 var. XC
4.3 Langkah –Langkah Percobaan 1. Klik PowerWord Simulator 2. Open/ buka file Percobaan_4.
Gambar 4.1 Diagram Segaris untuk Percobaan 4
3. Klik Simulation, Play untuk mulai simulasi
Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor
Halaman 23 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
4. Switch On kapasitor pada bus dua 5. Naikan step kapasitor (4 step) 6. Amati dan catat hasilnya setiap step (lengkapi tabel Tabel 4.1). 7. Simpan hasilnya setiap step
4.4 Hasil Percobaan Lengkapi Tabel 4.1 berikut dari hasil pengamatan. Tabel 4.1 Perubahan Pembangkitan Kapasitor
Tegangan (kV)
Total Losses P (MW)
Step 0
Step I
Step II
Step III
Step IV
Q (Mvar)
G1 P (MW)
G2 Q (Mvar)
P (MW)
Q (Mvar)
Bus 2 Bus 4 Bus 5 Bus 2 Bus 4 Bus 5 Bus 2 Bus 4 Bus 5 Bus 2 Bus 4 Bus 5 Bus 2 Bus 4 Bus 5
4.5 Analisis Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 4
Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor
Halaman 24 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
ANALISA HUBUNG SINGKAT TIGA PHASA SIMETRIS
5.1. Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat tiga phasa simetris
dengan
PowerWord Simulator 2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat tiga phasa simetris 5.2. Teori 5.2.1 Analisa hubung singkat bertujuan untuk : 1. Menentukan arus dan tegangan maksimum & minimum pada bagian-bagian / titiktitik tertentu dari suatu sistem tenaga listrik untuk jenis-jenis gangguan yang mungkin terjadi. 2. Menentukan pola pengamanan, relay dan pemutus (circuit breaker) untuk mengamankan sistem dari keadaan abnormal dalam waktu yang seminimal mungkin.
5.2.2 Jenis Gangguan Hubung Singkat Jenis analisa gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi pada sistem tenaga listrik 3 phasa yaitu : 1. Hubung singkat 3 phasa simetri : •
Tiga phasa ( L-L-L )
2. Hubung singkat tidak simetri : •
Satu phasa ke tanah ( 1L-G )
•
Antar phasa ke tanah ( 2L-G )
•
Antar phasa ( L-L )
5.2.3 Rumus Umum Gambar 5.1 menunjukkan rangkaian ekivalen hubung singkat 3 phasa. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa arus maupun tegangan dalam keadaan gangguan tidak mengandung unsur urutan nol atau impedansi netral. Oleh sebab itu, pada hubung singkat tiga phasa sistem pentanahan netral tidak berpengaruh terhadap besarnya arus hubung singkat.
Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris
Halaman 25 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 5.1. Rangkaian ekivalen hubung singkat tiga phasa Dengan demikian: Ia = Ib = Ic Va − Vb = 0 ; Va − Vc = 0 ; Vb − Vc = 0 Va = Vb = Vc Persamaan urutan tegangan adalah: Va 0 = 1 3( Va + Vb + Vc ) = Va
Va1 = 1 3( Va + 2Va + a 2Va ) = 1 3( a + a + a 2 )Va = 0 Arus urutan nolnya adalah: I a 0 = 1 3( I a + I b + I c ) = 0 Va1 = Ea − I a1 Z1 0 = E a − I a1 Z 1 → 5.3. Langkah-Langkah Percobaan
1. Klik PowerWord Simulator 2. Open/ buka file Percobaan_5.
Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris
Halaman 26 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 5.2 Diagram segaris untuk percoban 5
3. Masukkan data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat dalam tabel berikut : Tabel 5.1 Data Generator Bus
Reaktansi Sub Transien Generator X” (pu)
1
0.045
3
0.0225
Tabel 5.2 Data Transmisi Bus-to-Bus
Equivalen Reaktansi Seri Urutan Positip (pu)
2-4
0.1
2-5
0.05
4-5
0.025
Tabel 5.3 Data Transformator Bus-to-Bus
Reaktansi Bocor( Leakage Reactance) X (pu)
1-5
0.02
3-4
0.01
*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5 4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis 5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan 6. Klik Calculate. 7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan 8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar. Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris
Halaman 27 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan06 5.4. Hasil Percobaan
Tabel 5.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan Number
Fault Curent Magnitude pu A
Name
1 2 3 4 5
Angle (deg)
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Tabel 5.5 Tegangan masing-masing bus Phase Volt A
Number
Name
1 2 3 4 5
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Phase Volt B
Phase Volt C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
Tabel 5.6 Arus gangguan yang mengalir From Number
From Name
To Number
To Name
1 4 5 3 5
SATU EMPAT LIMA TIGA LIMA
5 2 2 4 4
LIMA DUA DUA EMPAT EMPAT
Phase Cur A From
Phase Cur B From
Phase Cur C From
Phase Cur A To
Phase Cur B To
Phase Cur C To
Tabel 5.7 Arus gangguan yang keluar dari generator Number 1 3
Name
Phase Cur A
Phase Cur B
Phase Cur C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
SATU TIGA
5.5. Analisis
a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan tiga phasa simetris b. Hitunglah arus hubung singkat tiga phasa simetris secara manual c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan_6
Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris
Halaman 28 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
ANALISIS HUBUNG SINGKAT SATU PHASA KE TANAH
6.1. Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat satu phasa ke tanah
dengan
PowerWord Simulator 2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat satu phasa ketanah 6.2. Teori 6.2.1 Rumus Umum Jika gangguan hubung singkat terjadi pada phasa a, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.1.
Gambar 6.1: Gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah maka: Va = 0 ; I b = 0 ; I c = 0 Dengan: Ib = Ic = 0 I a 0 = 1 3( I a + I b + I c ) = 1 3 I a
I a1 = 1 3( I a + aI b + a 2 I c ) = 1 3 I a
I a 2 = 1 3( I a + a 2 I b + aI c ) = 1 3 I a Maka diperoleh: I a 0 = I a1 = I a 2 = 1 3 I a
Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah
Halaman 29 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 6.2: Rangkaian ekivalen urutan gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah Gambar 6.2. menujukkan rangkaian ekivalen urutan untuk gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah. Dari gambar tersebut dapat ditentukan arus satu phasa ke tanah (Ia) adalah: I a 0 = I a1 = I a 2 =
I a = 3I a1 =
Ea Z 0 + Z1 + Z 2
3E a Z 0 + Z1 + Z 2
6.3. Langkah-Langkah Percobaan
1. Klik PowerWord Simulator 2. Open/ buka file Percobaan_6.
Gambar 8.1 Diagram segaris untuk percoban 6
3. Masukkan data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat dalam tabel berikut :
Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah
Halaman 30 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Tabel 6.1 Data Generator Bus
X0 (pu)
X1(Xd”)
X2
Reaktansi Netral Xn (pu)
1
0.0125
0.045
0.045
0
3
0.005
0.0225
0.0225
0.0025
Tabel 6.2 Data Transmisi Bus-to-Bus
X0 (pu)
X1 (pu)
2-4
0.3
0.1
2-5
0.15
0.05
4-5
0.075
0.025
Tabel 6.3 Data Transformator Bus Tegangan
Bus Tegangan
Reaktansi Bocor ( Leakage
Reaktansi Netral
Rendah
Tinggi
Reactance) X (pu)
Xn (pu)
(hubungan)
(hubungan)
1 (∆)
5 (Y)
0.02
0
3 (∆)
4 (Y)
0.01
0
*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5 4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis 5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan 6. Klik Calculate. 7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan 8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar. 9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan06 6.4. Hasil Percobaan
Tabel 6.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan Number 1 2 3 4 5
Name
Fault Curent Magnitude pu A
Angle (deg)
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah
Halaman 31 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Tabel 6.5 Tegangan masing-masing bus Phase Volt A
Number
Name
1 2 3 4 5
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Phase Volt B
Phase Volt C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
Tabel 6.6 Arus gangguan yang mengalir From Number
From Name
To Number
To Name
1 4 5 3 5
SATU EMPAT LIMA TIGA LIMA
5 2 2 4 4
LIMA DUA DUA EMPAT EMPAT
Phase Cur A From
Phase Cur B From
Phase Cur C From
Phase Cur A To
Phase Cur B To
Phase Cur C To
Tabel 6.7 Arus gangguan yang keluar dari generator Number 1 3
Name
Phase Cur A
Phase Cur B
Phase Cur C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
SATU TIGA
6.5. Analisis
a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan satu phasa ke tanah b. Hitunglah arus hubung singkat satu phasa ketanah secara manual c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan_6
Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah
Halaman 32 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
ANALISIS HUBUNG SINGKAT DUA PHASA
7.1. Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat antar phasa dengan PowerWord Simulator 2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat dua phasa 7.2. Teori Gambar 7.1 menunjukkan gangguan hubung singkat antar phasa b dan c, sedangkan Gambar 7.2 menunjukkan rangkaian ekivalen urutan untuk gangguan hubung singkat antar phasa tersebut. Dengan demikian: Vb = Vc ; I b = − I c ; I a = 0
Komponen simetris tegangannya: Va 0 = 1 3( Va + Vb + Vc ) = 1 3( Va + 2Vb )
Va1 = 1 3( Va + aVb + a 2Vc ) = 1 3( Va + (a + a 2 )Vb ) Va 2 = 1 3( Va + a 2Vb + aVc ) = 1 3( Va + (a 2 + a )Vb )
Gambar 7.1: Gangguan hubung singkat antar phasa
Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa
Halaman 33 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Gambar 7.2: Rangkaian ekivalen urutan gangguan hubung singkat antar phasa Dengan demikian, diperoleh: Va1 = Va 2
Komponen-komponen arusnya adalah: I a 0 = 1 3( I a + I b + I c ) = 0 I a1 = 1 3( I a + a(− I c + a 2 I c )) = 1 3 (a 2 − a) I c I a 2 = 1 3(( I a + a 2 ) − I c + aI c ) = 1 3 (a − a 2 ) I c
Maka: I a1 = − I a 2
Dari Gambar 7.2, diperoleh : I a1 =
Ea Z1 + Z 2
I a2 =
Ea Z1 + Z 2
(
)
I b = −I c = a 2 − a =
Ea Z1 + Z 2
Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa
Halaman 34 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
7.3. Langkah-Langkah Percobaan
1. Klik PowerWord Simulator 2. Open/ buka file Percobaan_7.
Gambar 7.3 Diagram segaris untuk percobaan 7
3. Masukkan/edit data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat dalam tabel berikut : Tabel 7.1 Data Generator Bus
X0 (pu)
X1(Xd”)
X2
Reaktansi Netral Xn (pu)
1
0.0125
0.045
0.045
0
3
0.005
0.0225
0.0225
0.0025
Tabel 7.2 Data Transmisi Bus-to-Bus
X0 (pu)
X1 (pu)
2-4
0.3
0.1
2-5
0.15
0.05
4-5
0.075
0.025
Tabel 7.3 Data Transformator Bus Tegangan
Bus Tegangan
Reaktansi Bocor ( Leakage
Reaktansi Netral
Rendah
Tinggi
Reactance) X (pu)
Xn (pu)
(hubungan)
(hubungan)
1 (∆)
5 (Y)
0.02
0
3 (∆)
4 (Y)
0.01
0
*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5
Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa
Halaman 35 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis 5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan 6. Klik Calculate. 7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan 8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar. 9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan07
7.4. Hasil Percobaan
Tabel 7.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan Number
Fault Curent Magnitude pu A
Name
1 2 3 4 5
Angle (deg)
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Tabel 7.5 Tegangan masing-masing bus Phase Volt A
Number
Name
1 2 3 4 5
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Phase Volt B
Phase Volt C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
Tabel 7.6 Arus gangguan yang mengalir From Number
From Name
To Number
To Name
1 4 5 3 5
SATU EMPAT LIMA TIGA LIMA
5 2 2 4 4
LIMA DUA DUA EMPAT EMPAT
Phase Cur A From
Phase Cur B From
Phase Cur C From
Phase Cur A To
Phase Cur B To
Phase Cur C To
Tabel 7.7. Arus gangguan yang keluar dari generator Number 1 3
Name
Phase Cur A
Phase Cur B
Phase Cur C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
SATU TIGA
Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa
Halaman 36 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
7.5. Analisis
a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan dua phasa b. Hitunglah arus hubung singkat dua phasa secara manual c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 7
Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa
Halaman 37 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
ANALISIS HUBUNG SINGKAT DUA PHASA KE TANAH
8.1. Tujuan : Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan : 1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat dua phasa ke tanah dengan PowerWord Simulator 2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat dua phasa ketanah 8.2. Teori
Gambar 8.1 Gangguan hubung singkat dua phasa ke tanah
Jika gangguan hubung singkat terjadi pada phasa b dan c ke tanah, seperti ditunjukkan pada Gambar 8.1, maka arus dan tegangannya adalah: Eb = Ec = 0 dan Ia = 0 Dengan demikian: I a1 =
Ea Z x Z0 Z1 + 2 Z2 + Z0
I a2 = −
Z2 xE a Z1 Z 2 + Z1 Z 0 + Z 2 Z 0
I a0 = −
Z0 xE a Z1 Z 0 + Z1 Z 2 + Z 2 Z 0
Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht
Halaman 38 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
8.3. Langkah-Langkah Percobaan 1. Klik PowerWord Simulator 2. Open/ buka file Percobaan_8.
Gambar 8.2 Diagram segaris untuk percobaan 8
3. Masukkan data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat dalam tabel berikut : Tabel 8.1 Data Generator Bus
X0 (pu)
X1(Xd”)
X2
Reaktansi Netral Xn (pu)
1
0.0125
0.045
0.045
0
3
0.005
0.0225
0.0225
0.0025
Tabel 8.2 Data Transmisi Bus-to-Bus
X0 (pu)
X1 (pu)
2-4
0.3
0.1
2-5
0.15
0.05
4-5
0.075
0.025
Tabel 8.3 Data Transformator Bus Tegangan
Bus Tegangan
Reaktansi Bocor ( Leakage
Reaktansi Netral
Rendah
Tinggi
Reactance) X (pu)
Xn (pu)
(hubungan)
(hubungan)
1 (∆)
5 (Y)
0.02
0
3 (∆)
4 (Y)
0.01
0
*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5
Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht
Halaman 39 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis 5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan 6. Klik Calculate. 7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan 8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar. 9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan_08
8.4. Hasil Percobaan Tabel 8.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan Number 1 2 3 4 5
Fault Curent Magnitude pu A
Name
Angle (deg)
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Tabel 8.5 Tegangan masing-masing bus Number
Name
1 2 3 4 5
SATU DUA TIGA EMPAT LIMA
Phase Volt A
Phase Volt B
Phase Volt C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
Tabel 8.6 Arus gangguan yang mengalir From Number
From Name
To Number
To Name
1 4 5 3 5
SATU EMPAT LIMA TIGA LIMA
5 2 2 4 4
LIMA DUA DUA EMPAT EMPAT
Phase Cur A From
Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht
Phase Cur B From
Phase Cur C From
Phase Cur A To
Phase Cur B To
Phase Cur C To
Halaman 40 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Tabel 8.7 Arus gangguan yang keluar dari generator Number 1 3
Name
Phase Cur A
Phase Cur B
Phase Cur C
Phase Ang A
Phase Ang B
Phase Ang C
SATU TIGA
8.5. Analisis a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan dua phasa ke tanah b. Hitunglah arus hubung singkat dua phasa ketanah secara manual c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 8
Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht
Halaman 41 dari 42
Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga
Dhar, R.N. 1984. Computer Aided Power System Operation and Analysis. New Delhi : Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. El-Hawary,ME. 1995. Electrical Power Systems. New York : The Institute of Electrical and Electronics Engineers,Inc. Grainger, JJ. and Stevenson,JR. WD. 1994. Power System Analysis. Singapore : McGraw-Hill, Inc. Glover,J Duncan, Sarma Mulukutla S., 2002, Power System Analysis and Design, Brooks/Cole Thomson Learning Pai. 1979. Computer Techniques in Power System Analysis. New Delhi : Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. Stevenson, Jr. WD. 1996. Analisis Sistem Tenaga. Jakarta : Penerbit Erlangga. Sulasno. 1993. Analisa Sistem Tenaga Listrik. Semarang : Penerbit Satya Wacana.
Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht
Halaman 42 dari 42