Outline • • • • • •
Generator models Line models Transformer models Load models Single line diagram Per unit system
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
1
KOMPONEN UTAMA SISTEM TENAGA LISTRIK 1. 2. 3. 4.
GENERATOR SEREMPAK SALURAN TRANSMISI TRANSFORMATOR BEBAN
DIGUNAKAN RANGKAIAN PENGGANTI DARI KOMPONENKOMPONEN UTAMA DALAM "MENGANALISIS" SISTEM TENAGA LISTRIK. RANGKAIAN PENGGANTI YANG DIGUNAKAN ADALAH RANGKAIAN PENGGANTI SATU PHASA DENGAN NILAI PHASA-NETRALNYA, DENGAN ASUMSI SISTEM 3 PHASA YANG DIANALISIS DALAM KEADAAN SEIMBANG PADA KONDISI OPERASI NORMAL. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
2
Model Generator Serempak
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
3
Model Rangkaian Mesin Serempak d Stator
a'
c
b'
Celah Udara
c
a
b'
U
Kumparan medan
a'
c'
S
a Rotor S
U
b'
c'
b
b Kumparan medan pada rotor
Stator
a Rotor
c'
b
c
a' mmf lilitan
Rotor Kutub Bulat
Rotor Kutub Menonjol
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
4
PADA ANALISIS SISTEM TENAGA I (SISTEM DALAM KEADAAN STEADY STATE), KARAKTERISTIK GENERATOR DENGAN KUTUB MENONJOL MENDEKATI KARAKTERISTIK GENERATOR DENGAN KUTUB BULAT.
SEMUA GENERATOR DIASUMSIKAN MEMPUNYAI ROTOR BULAT
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
5
ROTOR YANG DICATU OLEH SUMBER ARUS SEARAH MENGHASILKAN MEDAN MAGNET YANG BERASAL DARI ARUS YANG MENGALIR PADA BELITAN ROTOR. ROTOR TERSEBUT DIPUTAR OLEH PRIME MOVER (TURBIN), SEHINGGA MEDAN MAGNET YANG DIHASILKAN ROTOR TERSEBUT MEMOTONG KUMPARAN-KUMPARAN PADA STATOR. AKIBATNYA, TEGANGAN DIINDUKSIKAN PADA KUMPARAN STATOR TERSEBUT.
(DIBANGKITKAN)
FREKWENSI DARI TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN OLEH STATOR ADALAH :
p n f Hz 2 60
p : jumlah dari kutub-kutub rotor n : kecepatan rotor (rpm) Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
6
TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN PADA STATOR DISEBUT TEGANGAN BEBAN NOL.
KUMPARAN
GENERATOR 3 FASA DENGAN BELITAN STATOR 3 FASA MEMBANGKITKAN TEGANGAN 3 FASA YANG SEIMBANG.
BILA SUATU BEBAN 3 FASA SEIMBANG DIHUBUNGKAN KE GENERATOR, MAKA AKAN MENGALIR ARUS 3 FASA SEIMBANG PADA BELITAN-BELITAN STATOR 3 FASA-NYA (BELITAN JANGKAR) ARUS TERSEBUT MENIMBULKAN MMF YANG DISEBUT MMF DARI REAKSI JANGKAR. SEHINGGA MEDAN MAGNET DIDALAM AIR GAP MERUPAKAN RESULTAN DARI MMF YANG DIHASILKAN OLEH ROTOR DAN REAKSI JANGKAR TERSEBUT. DAN, MMF RESULTAN TERSEBUT YANG MEMBANGKITKAN TEGANGAN PADA TIAP-TIAP PHASA DARI KUMPARAN STATOR. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
7
ar f
r Ef E ar Er
Ia
o
90
Diagram fasor yang menunjukkan hubungan antara fluks dan tegangan kumparan fase a. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
8
Ear jI a X ar Er E f Ear
Er E f jI a X ar
Vt Er jI a X l
Vt E f jI a X ar generated at no load
due to armature reaction
jI a X l due to armature leakage reactance
Vt E f jI a X s
Vt E f I a Ra jX s XS = Xar + Xl Ra = tahanan belitan stator Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
9
Xs X ar
Xl +
+ Ef
Ra +
Ia Vt
Er -
-
Rangkaian Pengganti 1 Fasa Generator Serempak Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
10
Rangkaian Pengganti 1 Fasa
Generator Serempak
Phasor Diagram
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
11
Model Saluran Transmisi
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
12
Parameter Saluran – L W/km self and mutual inductance – R W /km conduction losses – C F/km capacitance between phases – G S/km corona losses
• Return current at unbalance – Through earth – Average equivalent depth 850 m Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
13
1 2 3 4
Importance
• Distributed along line
Line models R
G 2
B 2
L
B 2
G 2
Saluran Transmisi Pendek 80-240km Saluran Transmisi Menengah >240km Saluran Transmisi Panjang <80km
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
14
Voltage levels • High voltage transmission – Large equipment – Lines have X/R≥10 => low losses
• Medium voltage for industries • Low voltage indoor (households…) – Compact equipment – Lines have X/R<<10 => high losses Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
15
Rangkaian Pengganti Saluran Transmisi Pendek Z IS
R
X = L
+ VS
IR + VR
-
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
-
16
Rangkaian Pengganti Saluran Transmisi Menengah Z IS
R
X = L
+
+ Yc 2
VS
Line Charging
IR
Yc 2
VR
Yc =
1 =C Xc
-
-
DALAM ANALISIS SISTEM TENAGA LISTRIK HANYA DIGUNAKAN RANGKAIAN PENGGANTI SALURAN TRANSMISI PENDEK DAN MENENGAH Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
17
Model Transformator
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
18
RADIATOR COOLING SYSTEM
TOP OIL TEMP.
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
19
The power transformer • Key component in AC power system – High reliability and efficiency >95% – Ratings up to 750MVA in Sweden
• Different types – Two-winding most common – Three-winding has two secondaries – Phase-shifting – Tap changing for voltage control Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
20
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
21
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
22
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
23
N1
N2
a r1
x1
a2 x2
+
IE
I1 V1
B
G
a2 r2 + I2 a
aV2
-
-
Rangkaian pengganti transformator dengan besaran dinyatakan terhadap sisi 1 (diukur di sisi 1, sisi 2 dihubungkan singkat) Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
24
R eq
Xeq
+ I1 V1
+ V2 ' -
-
Req (12) r1 a r2 2
X eq (12) x1 a x2 2
Req ( 21)
r1 r2 2 a
X eq ( 21)
x1 x2 2 a
Rangkaian ekivalen transformator dengan besaran dinyatakan terhadap sisi 1 dan sisi 2, arus magnet diabaikan. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
25
X eq + I 1 = I2
'
V1
+ V2 ' -
-
X eq (12) x1 a x2 2
X eq ( 21)
x1 x2 2 a
Rangkaian ekivalen transformator dengan mengabaikan Req Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
26
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
27
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
28
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
29
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
30
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
31
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
32
Transformator 3 (tiga) belitan (Three winding transformers)
Rangkaian Pengganti Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
33
Model Beban Beban terdiri dari motor-motor induksi, pemanas dan penerangan serta motor-motor serempak. Untuk tujuan analisis, ada tiga cara merepresentasikan beban :
1. Representasi beban dengan daya tetap. Daya aktif (MW) dan daya reaktif (MVAR) mempunyai harga yang tetap. 2. Representasi beban dengan arus tetap
P jQ I I * V
V V
Q tan P 1
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
34
3. Representasi beban dengan impedansi tetap Impedansi :
V V2 Z I P jQ
Admitansi :
I P jQ Y V V2
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
35
Diagram Segaris DENGAN MENGANGGAP BAHWA SISTEM 3 FASA DALAM KEADAAN SEIMBANG, PENYELESAIAN/ANALISIS DAPAT DIKERJAKAN DENGAN MENGGUNAKAN RANGKAIAN 1 FASA DENGAN SALURAN NETRAL SEBAGAI SALURAN KEMBALI. UNTUK MEREPRESENTASIKAN SUATU SISTEM TENAGA LISTRIK 3 FASA CUKUP DIGUNAKAN DIAGRAM 1 FASA YANG DIGAMBARKAN DENGAN MEMAKAI SIMBOLSIMBOL DAN SALURAN NETRAL DIABAIKAN. DIAGRAM TERSEBUT DISEBUT DIAGRAM SEGARIS (ONE LINE DIAGRAM). DIAGRAM SEGARIS BIASANYA DILENGKAPI DENGAN DATA DARI MASING-MASING KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
36
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
37
DIAGRAM SEGARIS
GEN.1 : 20.000 KVA, 6.6 KV, X = 0.655 OHM GEN.2 : 10.000 KVA, 6.6 KV, X = 1.31 OHM GEN.3 : 30.000 KVA, 3.81 KV, X = 0.1452 OHM T1 DAN T2 : MASING-MASING TERDIRI DARI 3 TRAFO 1 FASA : 10.000 KVA, 3.81-38.1 KV, X = 14.52 OHM DINYATAKAN TERHADAP SISI TEGANGAN TINGGI.
TRANSMISI : X = 17.4 OHM BEBAN A : 15.000 KW, 6.6 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG BEBAN B : 30.000 KW, 3.81 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
38
DIAGRAM IMPEDANSI DENGAN MENGGUNAKAN RANGKAIAN PENGGANTI MASING2 KOMPONEN DAN DARI DATA YANG DIKETAHUI DIPEROLEH:
BILA TERJADI HUBUNG SINGKAT 3 FASA ( SISTEM TETAP SEIMBANG) PADA BUS DIMANA BEBAN B TERHUBUNG, AKAN DIHITUNG ARUS HUBUNG SINGKAT TERSEBUT. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
39
BEBAN A & B DAPAT DIABAIKAN PERHITUNGAN DILAKUKAN DENGAN MENYATAKAN SEMUA BESARAN (TEGANGAN, ARUS & IMPEDANSI) TERHADAP SALAH SATU SISI TEGANGAN
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
40
UNTUK MENGHITUNG ARUS H.S. TERSEBUT, DIAGRAM IMPEDANSI DAPAT DISEDERHANAKAN (DENGAN SEMUA BESARAN DINYATAKAN TERHADAP SISI TEGANGAN TINGGI) DIGUNAKAN SUPERPOSISI KERJAKAN LAGI SOAL DIATAS BILA HUBUNG SINGKAT TERJADI PADA PERTENGAHAN SALURAN TRANSMISI Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
41
Per Unit Normalization • Normalize to nominal value • Example: 11 kV at 10 kV base Vp.u.=Vactual/Vbase=11kV/10kV=1.1p.u.
• p.u. indicates if situation is normal • Voltage levels comparable • Simplifies transformer calculations Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
42
4 (EMPAT) BESARAN DALAM SISTEM TENAGA LISTRIK : I (ARUS - AMPERE) V (TEGANGAN - VOLT) S (DAYA - VOLTAMPERE) Z (IMPEDANSI - OHM)
DENGAN MENENTUKAN BESARAN DASAR (BASE), BESARAN PERSATUAN (PER-UNIT) DAPAT DIHITUNG. CATATAN : BESARAN – BESARAN TSB ADALAH BESARAN 1 FASA (FASA – NETRAL) Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
43
I actual ( Amps) I I pu I base ( Amps) I B
Vactual (Volts ) V V pu Vbase (Volts ) VB
S actual (VA) S S pu S base (VA) S B
PER – UNIT VALUES
Z actual (ohm) Z Z pu Z base (ohm) Z B Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
44
Base values • Theoretically – Any two of S, V, I and Z
• Practically – System MVA base + One voltage base – Sbase/Vbase => Ibase – Vbase2/Sbase=> Zbase
• Turns ratios => other voltage bases Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
45
Dengan menggunakan data 1 fase :
IB
KVAbase1 KVbaseLN
KVbaseLN
2
ZB
1000
KVAbase1
KVbaseLN
2
MVAbase1
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
46
Dengan menggunakan data 3 fase :
IB
KVAbase3 3 KVbaseLL
KVbaseLL
2
ZB
1000
KVAbase3
KVbaseLL
2
MVAbase3
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
47
DIAGRAM SEGARIS
GEN.1 : 20.000 KVA, 6.6 KV, X = 0.655 OHM GEN.2 : 10.000 KVA, 6.6 KV, X = 1.31 OHM GEN.3 : 30.000 KVA, 3.81 KV, X = 0.1452 OHM T1 DAN T2 : MASING-MASING TERDIRI DARI 3 TRAFO 1 FASA : 10.000 KVA, 3.81-38.1 KV, X = 14.52 OHM DINYATAKAN TERHADAP SISI TEGANGAN TINGGI.
TRANSMISI : X = 17.4 OHM BEBAN A : 15.000 KW, 6.6 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG BEBAN B : 30.000 KW, 3.81 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG. Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
48
I
II
III
KVAB= 30.000 KVA
KVAB= 30.000 KVA
KVAB= 30.000 KVA
KVB= 6.6 KV
KVB= 66 KV
KVB= 3.81 KV
IB
30,000
2.624,32 A
3 6,6
6,6 2 ZB 1,452 Ohm 30
IB
30,000
262,43 A
3 66
66 2 ZB 145,2 Ohm 30
Data 3 phasa
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
IB
30,000
4.546,07 A
3 3,81
3,812 ZB 0,484 Ohm 30 49
1.0 pu
1.0 pu
BILA TERJADI HUBUNG SINGKAT 3 FASA ( SISTEM TETAP SEIMBANG) PADA BUS DIMANA BEBAN B TERHUBUNG, AKAN DIHITUNG ARUS HUBUNG SINGKAT TERSEBUT. PERHITUNGAN DILAKUKAN SETELAH SEMUA BESARAN (TEGANGAN ARUS & IMPEDANSI) DIUBAH SATUANNYA DALAM PU.
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
50
DENGAN CARA YANG SAMA ARUS HUBUNG SINGKAT 3 FASA DARI BUS DIMANA BEBAN B TERHUBUNG DAPAT DIHITUNG
Kerjakan contoh diatas dng : MVAbase=50 MVA, KVbase=10 KV (Gen 1 & 2), hub. Singkat pada pertengahan transmisi) Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
51
Per unit transformer model • p.u. value of Z12 and Z21 the same! • Simple p.u. model only a Zeq TRANFORMATOR 1 PHASA DENGAN RATING 110/440 V, 2.5 KVA. REAKTANSI BOCOR DIUKUR DARI SISI TEGANAGAN RENDAH 0.06 OHM.
TENTUKAN HARGA REAKTANSI BOCOR DALAM p.u.
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
52
2,5 kVA I1
110 Volt
N1 : N2
V1
a
110 440
I2
V2
440 Volt
X 12 0,06 W
IMPEDANSI BASE SISI TEGANGAN RENDAH :
Z B1
0,110 2 x 1000 4,84 W 2,5
REAKTANSI BOCOR (THD SISI TEGANGAN RENDAH):
X 12
0,06 0,012 pu 4,84 Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
53
REAKTANSI BOCOR (THD SISI TEGANGAN TINGGI) :
X 21
X 12 a2
2
440 0,06 0,96 W 110
IMPEDANSI BASE SISI TEGANGAN TINGGI :
Z B2
0,440 2 x 1000 77,5 W 2,5
REAKTANSI BOCOR (THD SISI TEGANGAN TINGGI):
X 21
0,96 0,012 pu 77,5
X12 = X21 (pu) Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
54
Impedansi (pu) trafo 3 belitan DARI TEST HUBUNG SINGKAT DAPAT DIPEROLEH 3 (TIGA) IMPEDANSI SEBAGAI BERIKUT :
Z12 : IMPEDANSI BOCOR DIUKUR PADA PRIMER DENGAN SEKUNDER SHORT DAN TERSIER OPEN. Z13 : IMPEDANSI BOCOR DIUKUR PADA PRIMER DENGAN TERSIER SHORT DAN SEKUNDER OPEN. Z23 : IMPEDANSI BOCOR DIUKUR PADA SEKUNDER DENGAN TERSIER SHORT DAN PRIMER OPEN. RANGKAIAN PENGGANTI TRAFO 3 BELITAN :
ground
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
55
Z12 Z1 Z 2 Z13 Z1 Z 3 Z 23 Z 2 Z 3 1 Z1 Z12 Z13 Z 23 2 1 Z 2 Z12 Z 23 Z13 2 1 Z 3 Z13 Z 23 Z12 2 Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
Semua impedansi dalam pu.
56
MENGUBAH (BASE) DARI BESARAN PERSATUAN 2
KVBo KVABn Z n ( pu ) Z o ( pu ) KVBn KVABo Zn = IMPEDANSI (p.u) DENGAN BASE BARU Zo = IMPEDANSI (p.u) DENGAN BASE LAMA KVBn = TEGANGAN BASE (KV) BARU KVBo = TEGANGAN BASE (KV) LAMA KVABn = DAYA BASE (KVA) BARU KVABo = DAYA BASE (KVA) LAMA Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
57
CONTOH 1 : p
T1 k
T2 l
m
M1
n r
G M2 Generator G: 300 MVA, 20 kV, x” = 20% = 0.2 pu Motor M1: 200 MVA (input), 13,2 kV, x” = 20% = 0.2 pu Motor M2: 100 MVA (input), 13,2 kV, x”=20% = 0.2 pu Transmisi: 64 km, 0,5 Ohm/km Trafo T1: 350 MVA, 230 Y - 20 kV, x =10% Trafo T2 terdiri dari 3 trafo single-phase : 100 MVA, 127-13,2 kV, x =10%
GAMBARKAN DIAGRAM REAKTANSI DALAM PU Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
58
The three-phase rating of transformer T2 is : 3 x 100 = 300 MVA
and its line-to-line voltage ratio is : 3 127 / 13.2 220 / 13.2 kV
A base of 300 MVA, 20 kV in the generator circuit requires a 300 MVA base in all parts of the system and the following voltage bases In the transmission line: 230 kV (since T1 is rated 230/20 kV) In the motor circuit:
13.2 230 13.8 kV 220
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
59
BASE BARU p
T1 k
T2 l
m
M1
n r
G M2
I MVAB= KVB =
II
300 MVA MVAB= 20 KV
KVB =
III
300
MVA MVAB=
230
KV
KVB =
300 MVA 13.8 KV
IB = 8660,254 A
IB = 753,066 A
IB = 12551,093 A
ZB = 1.333 Ohm
ZB = 176.33 Ohm
ZB = 0.635 Ohm
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
60
The reactances of the transformers converted to the proper base are : 300 0.0857 per unit 350
Transformer T1 :
X 0.1
Transformer T2 :
13.2 X 0.1 0.0915 per unit 13.8
2
The base impedance of the transmission line is :
2302 300
176.3 W
and the reactance of the line is : 0.5 x 64 0.1815 per unit 176.3 Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
61
2
13.2 300 Reactance of motor M1 = 0.2 0.2745 per unit 13.8 200 2 13 . 2 300 Reactance of motor M2 = 0.2 0.5490 per unit 13.8 100
The required reactance diagram : j0.085 k
j0.18
l
j0.09
m
n
p
r
j0.2 +
j0.27
j0.55
+
+
_ Em1 _
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
Em2 _
62
If the motors M1 and M2 have inputs of 120 and 60 MW respectively at 13.2 kV, and both operate at unity power factor (0.8 lag), find the voltage at terminals of the generator. Together the motors take 180 MW, or
180 0.6 per unit P= 300 Therefore with V and I at the motors in per-unit : |V| . |I| cosφ = 0.6 per-unit
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
63
and since, 13.2 V 0.9565/ 0 0 per unit 13.8
I=0.6/0.9565x0.8
=0.78/-36.860 pu
0.6 I 0.6273/ 0 0 per unit 0.9565
Tegangan Motor At the generator,
Drop Tegangan
V = 0.9565 + 0.6273(j0.0915 + j0.1815 + j0.0857) = 0.9565 + j0.2250 = 0.9826/13.200 per-unit The generator terminal voltage is : 0.9826 x 20 = 19.65 kVL-L Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
64
CONTOH 2 : The three phase rating of a three-winding transformer are: Primary Y-connected, 66 kV, 15 MVA Secondary Y-connected,13.2 kV, 10.0 MVA Tertiary -connected, 2.3 kV, 5 MVA Neglecting resistance, the leakage impedance are Zps = 7% on 15-MVA 66-kV base Zpt = 9% on 15-MVA 66-kV base Zst = 8% on 10.0-MVA 13.2-kV base Find the per-unit impedances of the star-connected circuit model for a base of 15 MVA, 66 kV in the primary circuit Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
65
With a base of 15 MVA, 66 kV in the primary circuit, the proper bases for the per-unit impedances of the equivalent circuit are 15 MVA, 66 kV for primarycircuit quantities, 15 MVA, 13.2 kV for secondary circuit quantities, and 15 MVA, 2.3 kV for tertiary circuit quantities. Zps and Zpt were measured in the primary circuit and are therefore already expressed on the proper base for the equivalent circuit. No change of voltage base is required for Zst. The required change in base kVA for Zst is made as follows:
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
66
Zst = 8% x 15/10 = 12% In per-unit on specified base :
1 Z p j 0.07 j 0.09 j 0.12 j 0.02 per unit 2 1 Z s j 0.07 j 0.12 j 0.09 j 0.05 per unit 2 1 Z t j 0.09 j 0.12 j 0.07 j 0.07 per unit 2 Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
67
A constant-voltage source (infinite bus) supplies a purely resistive 5-MW 2.3-kV load a 7.5-MVA 13.2-kV synchronous motor having a subtransient reactance of X” = 20%. The source is connected to the primary of the three winding transformer. The motor and resistive load are connected to the secondary and tertiary of the transformer. Draw the impedance diagram of the system and mark the per-unit impedance for a base of 66 kV, 15 MVA in the primary.
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
68
j0.05 j0.02
j0.07 + Eout _
j0.40
3.0
+ _
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
69
The constant-voltage source can be represented by a generator having no internal impedance. The resistance of the load is 1.0 per-unit on a base of 5 MVA, 2.3 kV in the tertiary Expressed on a 15 MVA 23.kV base the load resistance is
15 R 1.0 x 3.0 per unit 5 Changing the reactance of the motor to a base of 15 MVA, 13.2 kV yields
15 X 0.20x 0.40 per unit 7.5 ''
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
70
CONTOH 3 :
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
71
Gunakan base 100 MVA dan 22 kV pada sisi Generator G1. Data peralatan adalah sbb.: G1 : 35 MVA, 22 kV, x = 18% G2 : 25 MVA, 11 kV, x = 15% G3 : 30 MVA, 11 kV, x = 15% T1 : 50 MVA, 22Δ-220Y kV, x=10% T2 : 40 MVA, 11Δ-220Y kV, x=6% T3 : 40 MVA, 11Y-220Y kV, x=8%
Beban 3 fasa pada bus L menyerap daya 58 MW, faktor daya 0.6 lagging, pada tegangan 215 kV.
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
72
Tentukan :
a. Daya yang dibangkitkan masing2 generator dan rugi2 daya pada saluran b. Bila pada bus L dipasang kapasitor sehingga faktor dayanya menjadi 0.9 lagging. Tentukan rugi2 daya pada saluran, bandingkan dengan a./, apa kesimpulan saudara.
Electric Power Systems L3 - Olof Samuelsson
73