BAB II
KARAKTERISTIK LISTRIK DARI SALURAN TRANSMISI
Karakteristik listrik dan saluran transmisi adalah konstanta saluran yaitu, tahanan (R), induktansi (L), konduktansi (G) dan kapasitansi (C). Pada saluran udara konduktansi sangat kecil sehingga dengan ,engabaikan kondukstasi perhitungan akan jauh lebih mudah dan pengaruhnya masuh dalam batas batas yang diabaikan.
a. Tahanan (R)
Tahanan suatu konduktor dapat dilihat pada rumus:
R=ρ l A
dengan:ρ=resistivitas(tahanan jenis bahan)
l=panjang kawat A=luas penampang
Dalam tabel yang sering kita jumpai penampang kawat dalam satuan CM (Circular Mill), definisi CM adalah penampang kawat yang mempunyai diameter 1 mil. Bila penampang kawat diberikan dalam MM2, maka penampang kawat dalam CM adalah:
CM = 1973 x ( penampang kawat)
Mm2 = 5,067 x 10-4 x (penampang kawat)
Rt2=Rt1
[
1+αt2(
T2−T1)]
dengan:Rt2=tahanan pada temperatur2Rt1=tahanan pada temperatur1
αt1=koefisien temperatur daritahanan pada temperatur t10C
2.2 Induktansi dan Reaktansi induktif dari Rangkaian Fasa Tunggal
Dalam penurunan rumus untuk induktansi dan reaktansi induktif dari suatu konduktor biasanya diabaikan dua factor yaotu:
1. Efek kulit 2. Efek sekitar
Efek kulit ialah gejala pada arus bolak balik, bahwa kerapatan arus dalam penampang konduktor tersebut makin besar kearah permukaan kawat, tetapi jika hanya meninjau dari kerja maka pengaruh skin efek sangat kecil dan dapat diabaikan. Efek sekitar adalah pengaruh dari kawat lain yang berada disamping kawat pertama sehingga distribusi fluks tidak simetris lagi, tetapi bila radius konduktor kecil terhadap jarak antara keduanya maka efek sekitar dapat diabaikan.
2.3 Fluks Magnit
Kerapatan fluks magnit dapat dilihat pada rumus dibawah ini,
|
Be|
=d∅eda
=μeμvi1
⟦
weber m2⟧
dimana∅e=fluksi diluar kawat
∅e=μeμvh i1
Karena fluks lingkup melingkari kawat hanya sekali, jadinya hanya satu lilitan maka fluks lingkup hasil dari fluks tadi sama dengan fluks itu sendiri jadi.
λe=N∅e(N−1)
Definisi Induktansi dari suatu rangkaian adalah, jatuhtegangan yang ditimbulkan oleh perubahan arus
perubahan arus
Bila permeabilitas dari medan magnit konstan maka definisi diatas sama dengan:
fluks−lingkup yang ditimbulkan oleh arus arus
2.5. Fluks – lingkup dari penghantar yang terdiri dari n kawat.
Bila suatu kawat penghantar terdiri dari n kawat maka dengan car yang sama
a. Induktansi dari kawat kawat pilin.
Pada umumnya penghantar transmisi itu terdiri dari banyak kawat yang sama dan dipilin sesuai dengan rumus :
Dengan:
P= Jumlah lapisan, tidak termasuk kawat pertama yang merupakan intinya jadi bila P=1 maka jumlah kawat =7,
b. Radius rata-rata Geometri (GMR)
Radius rata rata geometri dari luas area ialah limit dari jarak rata-rata geometris (GMD), antara pasangan elemen dalam luas itu sendiri bisa jumlah elemen itu dperbesar sampai tak terhingga.Atau dengan kata lain khususnya untuk kawat bundar GMR dari suatu kawat bundar ialah : radius dari suatu silinder berdinding yang sangat tipis mendekati nol sehingga induktansi dari silinder itu sama dengan induktansi kawat asli.
Penggunaan GMR ini membutuhkan distribusi arus yang uniform dan tidak ada bahan-bahan magnit, untuk bahan jenis ACSR dengan inti yang terdiri dari kawat baja (bahan magnit). Dalam hal ini nilai tahanan/impedansi baja jauh lebih besar dari bahan penghantar jenis tembaga atau allumunium (Al,Cu) dimisalkan semua arus mengalir melewati penghantar, dan arus yang kecil yang melewati baja dapat diabaikan, dengan demikian GMR dapat digunakan pada ACSR.
c. Jarak rata-rata Geometris a. Teori GUYE
jka di suatu lingkaran dengan radius r terdapat n titik yang jarak satu sama lain sama besar .
b. GMD dari suatu titik terhadap lingkaran adalah jarak dari titik itu terhadap lingkaran
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, umumnya konduktor itu terdiri dari kawat yang dipilin, semua kawat elemen mempunyai diameter yang sama, demikian juga dalam ACSR,diameter kawat baja dianggap sama dengan diameter dari kawat penghantar Al. Jumlah kawat – kawat dalam elemen dari suatu penghaantar yang dipilin itu seperti dalam rumus n=3P2+3P+1
Dengan P merupakan jumlah lapisan kawat , tidak termasuk inti dan jumlah kawat pada tiap lapisan adalah 6p.
a). Kabel konsentris dengan 7 kawat.
Kabel konsentris dengan 7 kawat terdiri dari 1 kawat inti dan 6 kawat yang mengelilingi kaawt inti tersebut, menurut teori GOYE GMD antara kawat-kawat yang mengelilingi kawat inti itu adalah GMD = 2r 5
√
6Karena jarak dari tiap kawat berurutan adalah 2t, dimana jari-jari tiap kawat adalah r. Jarak bersama antara tiap pasangan kawat adalah sama dengan jarak antara pusat-pusat kawat, disini ada 6x5 jarak-jarak, dan hasil kali dari itu semua adalah pangkat 30 dari GMD nya. Jarak dari pusat kawat yang mengelilingi kawat inti terhadap kawat inti adalah 2 r juga jumlah jarak-jarak bersama dari kawat-kawat yang terdapat dalam lapisan (6kawat), dengan kawat inti 6x 2 = 12 jarak-jarak, jadi GMR dari kabel konsentris dengan 7 kawat adalah :
GMR= 7
√
r 17(2 r 5√
6 )6x5(2r)6x2= 2,1767 r Dengan
r1. e 2
2.4 Radius rata-rata Geometris dari kabel ACSR
Kabel ACSR adalah merupakan kabel konsentris, api dalam perhitungan karena arus dalam kawat baja yang merupakan inti dari kabel diabaikan, maka kawat baja tersebut tidak diperhitungkan.
2.5. Jarak-jarak antara ketiga kawat tidak sama
Bila jarak antara ketiga kawat itu tidak sama maka fluks-lingkup pada kawat 1 tergantung dari arus i2 dan i3 demikian juga untuk kawat 2 dan 3, jadi induktansi L1,L2, dan L3 semikian juga reaktansi X1,X2,dan X3 tidak sama.
Untuk mengatasi masalah ini , kawat dari rangkaian fasa tiga sering di transportasisi pada jarak tertentu, sehingga tiap fasa menduduki setiap kedudukan kawat untuk 1/3 dri panjang kawat,keadaan ini membutuhkan paling sedikit 2 titik transportasi, sehingga membagi jarak itu dalam tiga daerah.
