Saluran Transmisi Sistem Per Unit Komponen Simetris.

Presentasi berjudul: "Saluran Transmisi Sistem Per Unit Komponen Simetris."— Transcript presentasi:

1 Saluran Transmisi Sistem Per Unit Komponen Simetris

2 Sistem Tenaga Listrik bertugas
Struktur Instalasi Sistem Tenaga Listrik bertugas memasok energi listrik sesuai dengan kebutuhan pengguna akhir TRANSFORMATOR BOILER TURBIN GENERATOR GARDU DISTRIBUSI Sistem Proteksi dan Koordinasi Isolasi Transmisi Penggerak awal Generator Distribusi Beban Tansformator Struktur Instalasi:

3 Ulas Ulang Pernyataan Besaran Listrik

4 Analisis Sistem Tenaga
Pernyataan Besaran Listrik Analisis Sistem Tenaga Analisis Rangkaian 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 fasor tegangan impedansi fasor arus

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

6 Tentang Fasor dan Impedansi
Pernyataan Besaran Listrik Tentang Fasor dan Impedansi 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.

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

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

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

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

11 Sistem Tiga Fasa Seimbang

12 Diagram Fasor sumber tiga Fasa
Sistem Tiga Fasa Seimbang Diagram Fasor sumber tiga Fasa Diagram fasor sumber tiga fasa Diagram fasor tegangan 120o Im Re B A C N VAN VBN VCN  + +  Sumber terhubung Y Keadaan Seimbang

13 Sistem Tiga Fasa Seimbang
Beban Terhubung Y Beban Terhubung Y, Vff N A B C Z = R + j X

14 Beban Terhubung Segitiga
Sistem Tiga Fasa Seimbang Beban Terhubung Segitiga Beban Terhubung , Vff A B C Z = R + j X

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

16 Sistem Tiga Fasa Tak Seimbang Komponen Simetris

17 Komponen Simetris Fortesque 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.

18 3 kemungkinan fasor seimbang
Komponen Simetris 3 kemungkinan fasor seimbang A B C Jaringan X Jaringan Y Hanya ada 3 kemungkinan fasor seimbang yang bisa menjadi komponen simetris yaitu: 120o VA VB VC Im Re 120o VA VC VB Im Re VA= VB= VC Im Re Urutan Positif Urutan Negatif Urutan Nol

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

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

21 Mecari Komponen Simetris
Mencari komponen simetris dari fasor tak seimbang + + +

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

23 Komponen Simetris Bentuk Matriks Transformasi fasor tak seimbang ke dalam komponen simetrisnya dapat dituliskan dalam bentuk matriks sebagai: Fasor tak seimbang Fasor tak seimbang ditulis komponen simetris komponen simetris ditulis Komponen simetris Fasor tak seimbang Inversi matriks [T] Dengan cara yang sama, kita peroleh untuk arus: Fasor tak seimbang Fasor komponen simetris

24 Komponen Simetris Vabc=ZabcIabc 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

25 Komponen Simetris Contoh Contoh: Tentukan Z012  Xm Transformasi:

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

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

28 Daya Pada Komponen Simetris

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

30 Relasi Daya dalam Matriks
Komponen Simetris Relasi Daya dalam Matriks Jika fasor tegangan dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: dan fasor arus dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: maka : dituliskan secara kompak:

31 Relasi Daya dalam Matriks
Komponen Simetris Relasi Daya dalam Matriks karena dan maka sehingga atau

32 Komponen Simetris 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

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

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

35 Sistem Per-Unit

36 Sistem Per-Unit Nilai Basis 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 sembarang maka

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

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

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

40 Diagram Satu Garis

41 Diagram Satu Garis Diagram Satu Garis 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  load Generator Pentanahan netral melalui impedansi CB 1 3 2 4 5 6 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.

42 Saluran Transmisi Course Ware Sistem Per Unit Komponen Simetris
Sudaryatno Sudirham