Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Sistem tenaga listrik dibangun guna menyalurkan kebutuhan energi listrik kepada pengguna akhir. Paparan mengenai sistem tenaga listrik ini akan diberikan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Sistem tenaga listrik dibangun guna menyalurkan kebutuhan energi listrik kepada pengguna akhir. Paparan mengenai sistem tenaga listrik ini akan diberikan."— Transcript presentasi:

1

2 Sistem tenaga listrik dibangun guna menyalurkan kebutuhan energi listrik kepada pengguna akhir. Paparan mengenai sistem tenaga listrik ini akan diberikan secara serial. Pokok bahasan hanya menyangkut teknik kelistrikan saja, mulai dari mesin pembangkit listrik ke arah pengguna akhir. Instalasi konversi energi sebelum mesin pembangkit listrik yang berperan mengubah energi primer, tidak termasuk dalam pembahasan.

3 Sudaryatno Sudirham

4 Pendahuluan Pernyataan Besaran Listrik Sistem Tiga Fasa Seimbang Sistem Per Unit Komponen Simetris

5

6 TRANSFORMATOR BOILER TURBIN GENERATOR GARDU DISTRIBUSI Sistem Proteksi dan Koordinasi Isolasi Transmisi Penggerak awalGenerator DistribusiBeban Tansformator Struktur Instalasi: Sistem Tenaga Listrik bertugas memasok energi listrik sesuai dengan kebutuhan pengguna akhir Pendahuluan

7 Reliability terkait dengan ketiadaan pasokan secara total atau tegangan secara total Reliability dinyatakan dengan indeks yang dihitung per tahun dengan memasukkan faktor-faktor jumlah pelanggan, beban terpasang, durasi ketiadaan pasokan, jumlah daya (kVA) yang terputus, serta seringnya daya terputus. SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) SAIDI (System Average Interruption Duration Index) CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index) MAIFI (Momentary Average Interruption Frequency Index) Reliability Pendahuluan

8 Kriteria Kualitas Listrik Tegangan konstan Frekuensi konstan Bentuk gelombang sinus Pada pembebanan yang selalu berubah, deviasi tegangan tidak boleh melebihi batas tertentu. Demikian pula halnya dengan frekuensi. Selain deviasi frekuensi tidak melebihi batas tertentu, total durasi deviasi frekuensi juga tidak melebihi batas tertentu, misalnya tidak lebih dari 2 detik dalam 24 jam Bentuk gelombang tegangan dan arus sedapat mungkin mendekati bentuk sinus murni. Kandungan harmonisa tidak melebihi batas tertentu Total Harmonic Distortion (THD) Pendahuluan

9 Permasalahan Kualitas Daya Power Surges Voltage Sag Undervoltage Brownouts Blackouts Transients / Interruptions High-Voltage Spikes Frequency Variation Electrical Line Noise Harmonics Perkembangan teknologi menghasilkan peralatan-peralatan sensitif yang menuntut pasokan daya dengan kualitas lebih baik. Permasalahan kualitas daya kemudian mencakup: Pendahuluan

10 Pembangkitan Energi Listrik Macam-macam Sumber Energi Primer Thermal: Batubara Minyak Gas Surya (konsentrator) Geothermal Biomassa Nuklir (Fisi dan Fusi) Nonthermal: Hidro Pasang-Surut Bayu Gelombang Laut Surya (semikonduktor) Pendahuluan

11 Produksi Energi Listrik Beberapa industri memproduksi listrik untuk keperluan sendiri dan lokal PLN memproduksi listrik untuk keperluan nasional. Kita akan melihat sistem tenaga listrik mengacu pada sistem PLN Sampai saat ini PLN memproduksi listrik dengan memanfaatkan sumber energi primer Batubara Minyak Gas Alam Air (Hidro) Geothermal Sumber energi alternatif telah pula mulai dikembangkan dan dimanfaatkan Pendahuluan

12 Produksi PLN s/d 2005 Produksi Sumber: Statistik PLN Pendahuluan

13 Pertumbuhan Produksi Prod SendiriEnergi Beli TahunTotal GWhGWhtumbuh %GWhtumbuh % ,90374,4213, ,77580, , ,32683, , ,65487, , ,36188, , ,97290, , ,24493, , ,37098, , Produksi total PLN terdiri dari produksi sendiri dan pembelian energi dari pihak lain Sumber: Statistik PLN Pendahuluan

14 Komposisi Produksi Sumber: Statistik PLN Pendahuluan

15 Sumber: Statistik PLN Pendahuluan

16

17

18

19

20

21 Beban Pelanggan PLN dikelompokkan menjadi 4 kelompok: Rumah Tangga, Industri, Bisnis, dan Lainnya Pendahuluan Sumber: Statistik PLN Pelanggan RT 93% dari total

22 Energi Terjual [GWh]: TahunPlg RTPlg IndustriPlg BisnisPlg Lainnya , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Sumber: Statistik PLN Pendahuluan Total konsumsi RT berimbang dengan Industri

23 Pendahuluan

24 Analisis Sistem Tenaga Analisis sistem tenaga pada umumnya dilakukan dengan menyatakan bentuk galombang sinus dalam fasor yang merupakan besaran kompleks. Dengan menyatakan tegangan dan arus dalam fasor maka pernyataan elemen-elemen rangkaian sistem tenaga menjadi impedansi yaitu perbandingan fasor tegangan dan fasor arus impedansi fasor tegangan fasor arus Pernyataan Besaran Listrik

25 Resistor : Induktor : Kapasitor : Perhatikan: relasi-relasi ini adalah relasi linier. Dengan bekerja di kawasan fasor kita terhindar dari perhitungan integro-diferensial. Pernyataan Besaran Listrik

26 Perhatian : Walaupun impedansi merupakan pernyataan yang berbentuk kompleks, akan tetapi impedansi bukanlah fasor. Impedansi dan fasor merupakan dua pengertian dari dua konsep yang berbeda. –Fasor adalah pernyataan dari sinyal sinus –Impedansi adalah pernyataan elemen. Pernyataan Besaran Listrik

27 Karena tegangan dan arus dinyatakan dalam fasor yang merupakan bilangan kompleks maka daya yang merupakan perkalian tegangan dan arus juga merupakan bilangan kompleks Pernyataan Besaran Listrik

28 Tegangan, arus, di kawasan fasor: Tegangan, arus, dan daya di kawasan waktu: besaran kompleks Daya Kompleks : Re Im  P jQ Segitiga daya Pernyataan Besaran Listrik didefinisikan sebagai

29 Faktor Daya dan Segitiga Daya: jQ P Re Im  Faktor daya lagging (lagging) Re Im  V (leading) Re Im   jQ P Re Im  Faktor daya leading Pernyataan Besaran Listrik

30 Daya Kompleks dan Impedansi Beban Pernyataan Besaran Listrik Daya reaktif Daya nyata

31

32 Diagram fasor sumber tiga fasa Sumber terhubung Y Keadaan Seimbang B A C N V AN V BN V CN  + +  + + Diagram fasor tegangan 120 o Im Re Sistem Tiga Fasa Seimbang

33 Beban Terhubung Y, V ff N A B C Z = R + j X Sistem Tiga Fasa Seimbang

34 Beban Terhubung , V ff A B C Z = R + j X Sistem Tiga Fasa Seimbang

35 Dalam sistem tiga fasa kita berhadapan dengan paling sedikit 6 peubah sinyal, yaitu 3 tegangan dan 3 arus. Dalam keadaan seimbang: A B C Jaringan X Jaringan Y Sistem Tiga Fasa Seimbang

36

37 Sistem tiga fasa tidak selalu dalam keadaan seimbang. Pada waktu-waktu tertentu, misalnya pada waktu terjadi hubung singkat satu fasa ke tanah, sistem menjadi tidak seimbang. Analisis sistem tiga fasa tidak seimbang, dilakukan dengan memanfaatkan komponen simetris. Pada 1918, C.L. Fortesque memaparkan dalam papernya, bahwa tegangan (ataupun arus) dalam sistem tak seimbang dapat dinyatakan sebagai jumlah dari tegangan-tegangan (atau arus-arus) yang seimbang. Tegangan-tegangan (atau arus-arus) yang seimbang ini disebut komponen simetris. Dengan menggunakan komponen simetris, tegangan dan arus tiga fasa yang dalam keadaan tak seimbang di- transformasikan ke dalam komponen-komponen simetris. Setelah analisis dilaksanakan pada setiap komponen simetris, dilakukan transformasi balik dan kita dapatkan solusi dari keadaan tak seimbang. Komponen Simetris

38 Hanya ada 3 kemungkinan fasor seimbang yang bisa menjadi komponen simetris yaitu: Urutan Positif Urutan NegatifUrutan Nol 120 o VAVA VBVB VCVC Im Re 120 o VAVA VCVC VBVB Im Re V A = V B = V C Im Re A B C Jaringan X Jaringan Y Komponen Simetris

39 Operator a Re 120 o Im Badingkan dengan operator j yang sudah kita kenal Im Re Komponen Simetris

40 Uraian fasor yang tak seimbang ke dalam komponen- komponen simetris dengan menggunakan operator a Urutan nol Urutan positif Urutan negatif Im Re 120 o Im 120 o Im Re Komponen Simetris

41 Mencari komponen simetris dari fasor tak seimbang

42 Contoh: Carilah komponen simetris dari tiga fasor arus tak seimbang berikut ini. Komponen Simetris

43 Transformasi fasor tak seimbang ke dalam komponen simetrisnya dapat dituliskan dalam bentuk matriks sebagai: Dengan cara yang sama, kita peroleh untuk arus: Fasor tak seimbang Fasor komponen simetris komponen simetris Komponen simetris Fasor tak seimbang ditulis Komponen Simetris Fasor tak seimbang komponen simetris

44 Karena fasor tak seimbang ditransformasi ke dalam komponen simetrisnya maka impedansi harus disesuaikan. Sesuai dengan konsep Impedansi di kawasan fasor, kita dapat menuliskan relasi : Ini adalah matriks impedansi 3  3 yang memberikan induktansi sendiri dan induktansi bersama antar fasa didefinisikan sebagi relasi komponen simetris Komponen Simetris

45 Contoh:    XmXm XmXm XmXm Tentukan Z 012 Transformasi: Komponen Simetris

46 Transformasi: Impedansi urutan nol Impedansi urutan positif Impedansi urutan negatif Komponen Simetris

47 Impedansi urutan nol Impedansi urutan positif Impedansi urutan negatif Masing-masing dipecahkan dengan tatacara rangkaian seimbang. Transformasi balik memberikan pemecahan rangkaian tak seimbang Komponen Simetris Hasil transformasi merupakan 1 set rangkaian seimbang

48

49 Secara umum relasi daya kompleks 3 fasa adalah: Dalam bentuk matriks jumlah perkalian ini dinyatakan sebagai: A B C Jaringan X Jaringan Y Komponen Simetris

50 maka : Jika fasor tegangan dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: dan fasor arus dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: dituliskan secara kompak: Komponen Simetris

51 karena maka dan sehingga atau Komponen Simetris

52 Contoh: Tentukan daya kompleks 3 fasa dalam keadaan tak seimbang dimana fasor tegangan fasa dan arus saluran diberikan dalam bentuk matriks sbb: Perhatikan bahwa: dan Komponen Simetris

53 Contoh: Tentukan daya kompleks 3 fasa dalam Contoh sebelumnya dengan menggunakan komponen simetris Komponen Simetris

54 Hasil perhitungan sama dengan hasil pada Contoh sebelumnya. Komponen Simetris

55

56 Sistem per-unit merupakan sistem penskalaan atau normalisasi guna mempermudah kalkulasi. Nilai basis selalu memiliki satuan sama dengan nilai sesungguhnya sehingga nilai per-unit tidak berdimensi. Di samping itu nilai basis merupakan bilangan nyata sedangkan nilai sesungguhnya bisa bilangan kompleks. Kita ambil contoh daya kompleks Jika dan maka Kita ambil nilai basis sembarangmaka Sistem Per-Unit

57 Salah satu, V base atau I base, dapat ditentukan sembarang namun tidak ke-dua-dua-nya. Dengan cara itu maka Basis impedansi Basis tegangan dan basis arus harus memenuhi relasi tidak diperlukan menentukan basis untuk R dan X secara sendiri-sendiri Sistem Per-Unit

58 Contoh: 3   j4  j8   Jika kita tentukan S base = 500 VA dan V base = 100 V maka dan Dalam per-unit, nilai elemen rangkaian menjadi: Sistem Per-Unit

59 Penggambaran rangkaian dalam per-unit menjadi 0,15  j0,2 j0,4  Sistem Per-Unit

60

61 Diagram satu garis digunakan untuk menggambarkan rangkaian sistem tenaga listrik yang sangat rumit. Walaupun demikian diagram satu garis harus tetap memberikan informasi yang diperlukan mengenai hubungan-hubungan piranti dalam sistem. Y Z Y  load Generato r Pentanahan netral melalui impedansi Y   CB Hubungan Y ditanahkan Hubungan  Transformator tiga belitan Transformator dua belitan Saluran transmisi Nomor bus Hubungan Y sering dihubungkan ke tanah. Pentanahan melalui impedansi berarti ada impedansi (biasanya induktif atau resistif) diselipkan antara titik netral dan tanah. Titik netral juga mungkin dihubungkan secara langsung ke tanah. Diagram Satu Garis

62 Courseware Sistem Tenaga Listrik # 1 Sudaryatno Sudirham


Download ppt "Sistem tenaga listrik dibangun guna menyalurkan kebutuhan energi listrik kepada pengguna akhir. Paparan mengenai sistem tenaga listrik ini akan diberikan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google