LAMPIRAN A. Perhitungan Digital Nilai Geometrik G dan Faktor Screening K. A.1 Faktor geometrik G untuk kabel ikat berinti tiga dengan konduktor bulat

(1)

LAMPIRAN A

Perhitungan Digital Nilai Geometrik G dan Faktor Screening K

A.1 Faktor geometrik G untuk kabel ikat berinti tiga dengan konduktor bulat (Gambar 3.4)

dan

di mana :

merupakan fungsi X danY. Dengan menghitung ketiga nilai , dan di mana :

Dan diperoleh nilai dengan interpolasi quadratic antara ketiga nilai yang dihitung. Hal ini dapat dilakukan dengan mensubtitusikan , dan

(2)

A.2 Faktor screening untuk kabel berinti tiga berselubung logam dengan konduktor bulat (Gambar 3.5)

dan

Faktor screening K merupakan fungsi dari X danY. Dengan menghitung ketiga nilai , dan dari formula berikut apakah atau

.

Untuk :

diperoleh dengan interpolasi quadratic antara ketiga nilai yang dihitung. Hal ini dapat dilakukan dengan mensubtitusikannya kedalam formula berikut :

di mana :

Persentase error maksimum dalam perhitungan nilai dan kurang dari 0,5 % dibandingkan dengan nilai pada grafik.

(3)

LAMPIRAN B

Standard Konstruksi Penanaman Kabel Tanah 20 kV

100 100 40 1200 300 400 Tanah urug dipadatkan ubp-1 upp-1 ktm ups Permukaan tanah

No Kode Jumlah Material

1 ubp – 1 2,22 buah Batu pengaman TM (4x30x45) cm 2 ups 0,062 m3 Pasir urug

3 upp – 1 1 m Pipa PVC 6 ”AW tebal 4 mm 4 ktm 1 m Kabel tanah TM 20 kV

Catatan :

- Ukuran dalam mm

- Setiap 30 cm tanah urug dipadatkan dengan stamper

(4)

LAMPIRAN C

%Program Menentukan Kemampuan Hantar Arus

close all; clear all;

U=input('Tegangan sistem (volt)='); theta_amb=input('Suhu tanah (C)=');

rhoe=input('Resistivitas termal tanah (K.m/W)=');

L=input('Jarak permukaan tanah dengan sumbu kabel (mm)='); f=50; %Frekuensi sistem

w=2*pi*f; rho20=0.125*10^-3; %Resistansi DC

a20=4.03*10^-3; %Koefisien suhu konduktor pada 20 oC

s=33.86; %Jarak antar sumbu Konduktor

c=19.55; %Jarak Sumbu konduktor dengan Sumbu Kabel

dc=18.7; %Diameter konduktor

theta_max=90; %Suhu maksimum

theta_sheath=70; %Suhu maksimum selubung

n=3; %Jumlah konduktor dalam Kabel

ks=1;kp=1; %Koefisien efek kulit dan proximity

e_perm=2.5; %Permitivitas relatif isolasi

tandelta=0.004; %Faktor rugi-rugi dielektrik

Di=31.3; %Diameter isolasi

Dsc=33.86; %Diameter tabir kawat tembaga

din=77.2; %diameter selubung dalam

dA=78.8; %Diameter perisai

De=87; %Diameter selubung luar

sheath_rho20=0.000734; %Reisistansi tabir kawat tembaga

sheath_a20=3.93*10^-3; %Koefisien suhu selubung pada 20 oC

alfa1=1;

miu=300; %permiabilitas relatif pita baja

rhoi=3.5; %Resistivitas termal isolasi

rhof=6; %Resistivitas termal filler

rhos=5; %Resistivitas termal selubung luar

rhoc=0.5; %Resistivitas termal pasir urug

t=15.16; %Tebal isolasi antar konduktor

(5)

t2=3; %Tebal bantalan

t3=3.6; %Tebal selubung luar

xa=200;ya=400; %Tinggi dan lebar backfill

LG=1100; %Jarak permukaan tanah dengan pusat backfill

N=1; %Jumlah kabel yang dibebani dalam backfill

%Perhitungan Resistansi AC Rdc=rho20*(1+a20*(theta_max-20)); Fs=(4*w*10^-7)/Rdc; xs=(Fs*ks); ys=xs^2/(192+0.8*xs^2); xp=(Fs*kp); Fp=xp^2/(192+0.8*xp^2); yp=Fp*((dc/s)^2)*(0.312*((dc/s)^2)+1.18/(Fp+0.27)); disp 'Resistansi AC konduktor (Ohm) adalah :'

R=Rdc*(1+ys+yp)

%Perhitungan Rugi-rugi Dielektrik

C=e_perm/(18*log(Di/dc))*10^-9; Uo=U/sqrt(3);

disp 'Rugi-rugi dielektrik isolasi kabel (W/m) adalah :'

Wd=w*C*Uo^2*tandelta

%Perhitungan Faktor Rugi-rugi Selubung

Rs_dc=sheath_rho20*(1+sheath_a20*(theta_sheath-20)) lamb=((3.2*w^2)/(R*Rs_dc))*((2*c)/Dsc)^2*10^-14; Ap1=0.25*pi*(dA^2); Ap2=0.25*pi*(din^2); Ap=Ap1-Ap2; dho=Ap/(pi*dA); Fa=[1+(Dsc/dA)^2*(1/(1+(dA/miu*dho)))]^2; lambda_1=0;lambda__1=lamb*Fa;

disp 'Total faktor rugi-rugi selubung adalah :'

lambda1=lambda_1+lambda__1

%Perhitungan Faktor Rugi-rugi Perisai

(6)

lambda_2=(s^2*k^2*10^-7)/(R*dA*dho);

lambda__2=(2.25*s^2*k^2*dho*10^-8)/(R*dA); disp 'Total faktor rugi-rugi perisai adalah :'

lambda2=lambda_2+lambda__2

%Perhitungan Resistansi Termal T1

X=t1/dc;Y=((2*t1)/t)-1; alfa=1/(1+((2*X)/(1+(2/sqrt(3))*(1+((2*X)/(1+Y))))))^3; beta1=(((2/sqrt(3))*(1+((2*X)/(1+Y))))-3)/(((2/sqrt(3))*(1+((2*X)/(1+Y))))+3); beta=beta1*alfa; M=log((alfa1-(alfa*beta)+(((1-alfa^2)*(1-beta^2))^0.5))/(alfa-beta)); Gs0=1.09414-(0.0944045*X)+(0.0234464*X^2); Gs05=1.09605-(0.0801857*X)+(0.0176917*X^2); Gs1=1.09831-(0.0720631*X)+(0.0145909*X^2); Gs=Gs0+(Y*((-3*Gs0)+(4*Gs05)-Gs1))+(Y^2*((2*Gs0)-(4*Gs05)+(2*Gs1))); G=M*Gs;

disp 'Resistansi termal T1 (K.m/W) adalah :'

T1=((rhoi/(2*pi))*G)+(0.031*((rhof-rhoi)*exp(0.67*(t/dc))))

disp 'Resistansi termal T2 (K.m/W) adalah :'

T2=(1/(2*pi))*rhof*(log(1+((2*t2)/Dsc)))

disp 'Resistansi termal T3(K.m/W) adalah :'

T3=(1/(2*pi))*rhos*(log(1+((2*t3)/dA)))

b1=0.5*(xa/ya)*((4/pi)-(xa/ya))*log(1+(ya^2/xa^2)); b2=log(xa/2);

rb=exp(b1+b2); Gb=log((2*LG)/rb);

disp 'Resistansi termal T4(K.m/W) adalah :'

(7)

%Perhitungan Kemampuan Hantar Arus (KHA) d_theta=theta_max-theta_amb; I_1=d_theta-(Wd*((0.5*T1)+(n*(T2+T3+T4)))); I_2=(R*T1)+(n*R*(1+lambda1)*T2)+(n*R*(1+lambda1+lambda2)*(T3+T4)); I=(I_1/I_2)^0.5; %Steady State_trans SoilTemp=10:5:40; for r=1:length(SoilTemp); d_theta=theta_max-SoilTemp(r); I_1=d_theta-(Wd*((0.5*T1)+(n*(T2+T3+T4)))); I_2=(R*T1)+(n*R*(1+lambda1)*T2)+(n*R*(1+lambda1+lambda2)*(T3+T4)); I1=(I_1/I_2)^0.5; Id(r)=I1; end

disp 'Pengaruh Suhu Tanah Terhadap KHA Kabel '

disp 'pada suhu tanah 10 oC KHA kabel (Ampere) adalah :'

KHA=Id(1,1)

KHA=Id(1,2)

KHA=Id(1,3)

KHA=Id(1,4)

KHA=Id(1,5)

KHA=Id(1,6)

KHA=Id(1,7) SoilRes=[0.7,0.8,0.9,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0]; clear Id; for r=1:length(SoilRes); d_theta=theta_max-theta_amb; Te=((rhoc/(2*pi))*log((4*L)/De))+((N/(2*pi))*(SoilRes(r)-rhoc)*Gb);

(8)

Teks(r)=Te; I_1=d_theta-(Wd*((0.5*T1)+(n*(T2+T3+Te)))); I_2=(R*T1)+(n*R*(1+lambda1)*T2)+(n*R*(1+lambda1+lambda2)*(T3+Te)); I2=(I_1/I_2)^0.5; Id(r)=I2; end

disp 'Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap Resistansi Termal T4 '

disp 'pada resistivitas termal tanah 0,7 K.m/W nilai resistansi

termal T4 :'

T4=Teks(1,1)

termal T4 :'

T4=Teks(1,2)

termal T4 :'

T4=Teks(1,3)

termal T4 :'

T4=Teks(1,4)

termal T4 :'

T4=Teks(1,5)

termal T4 :'

T4=Teks(1,6)

termal T4 :'

T4=Teks(1,7)

termal T4 :'

T4=Teks(1,8)

disp 'Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap KHA Kabel

(Ampere)'

(9)

disp 'pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah :'

KHA=Id(1,2)

disp 'pada resistivitas termal tanah 0,9 K.m/W KHA kabel (Ampere)

adalah :'

KHA=Id(1,3)

adalah :'

KHA=Id(1,4)

adalah :'

KHA=Id(1,5)

adalah :'

KHA=Id(1,6)

adalah :'

KHA=Id(1,7)

adalah :'

KHA=Id(1,8)

Input Program :

Tegangan sistem (volt)=20000 Suhu tanah (C)=30

Resistivitas termal tanah (K.m/W)=1

Jarak permukaan tanah dengan sumbu kabel (mm)=1100

Output Program :

Resistansi AC konduktor (Ohm)adalah : R =

(10)

1.6146e-004

Rugi-rugi dielektrik isolasi kabel (W/m)adalah : Wd =

0.0452

Total faktor rugi-rugi selubung adalah : lambda1 =

0.0395

Total faktor rugi-rugi perisai adalah : lambda2 =

0.0073

Resistansi termal T1 (K.m/W) adalah : T1 =

0.7611

0.1558

0.0696

(11)

0.5334

Pengaruh Suhu Tanah Terhadap KHA Kabel

pada suhu tanah 10 oC KHA kabel (Ampere) adalah : KHA =

396.8925

384.2703

371.2191

357.6921

343.6329

328.9735

(12)

KHA = 313.6296

Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap Resistansi Termal T4 pada resistivitas termal tanah 0,7 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 =

0.4007

pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W nilai resistansi termal T4 : T4 =

0.4449

0.4892

0.5334

0.7547

(13)

1.1971

1.4183

Pengaruh Resistivitas Termal Tanah Terhadap KHA Kabel (Ampere) KHA =

369.0460

pada resistivitas termal tanah 0,8 K.m/W KHA kabel (Ampere) adalah : KHA =

359.9609

351.5136

343.6329

(14)

285.9788

266.2216

250.0496 >>

(15)

LAMPIRAN D

KHA terus menerus, kabel tanah berinti tiga berpenghantar aluminium berisolasi XLPE, berpelindung bebat tembaga pada tiap inti, berperisai baja serta berselubung PVC dan tegangan pengenal 6/10 kV (12 kV), 8,7/15 kV (17,5 kV), dan 12/20 kV (24 kV) pada suhu keliling 30 oC atau suhu tanah 30 oC

Jenis kabel

Luas Penampang

(mm2)

KHA terus menerus Tegangan pengenal 6/10 kV (12 kV) Tegangan pengenal 8,7 kV (17,5 kV) & 12/20 kV (24 kV) di tanah A di udara A di tanah A di udara A 1 2 3 4 5 6 NA2XSEBY NA2XSEFGbY NA2XSERGbY 35 137 139 127 139 50 153 160 148 161 70 189 199 179 204 95 226 242 214 242 120 257 280 246 282 150 288 318 272 319 185 327 365 308 365 240 280 431 358 425 300 - - 398 481 Sumber : PUIL 2000

(16)

LAMPIRAN E

E.1 Hasil Simulasi ANSYS 10.0 untuk Suhu Maksimum PVC 70oC dengan Variasi Suhu Tanah

10oC 15oC

(17)

30oC 35oC

(18)

E.2 Hasil Simulasi ANSYS 10.0 untuk Suhu Maksimum PVC 70oC dengan Variasi Resistivitas Termal Tanah

0.7 oK.m/W 0.8 oK.m/W

(19)

1.5 oK.m/W 2 oK.m/W