Modul IV
Modul IV
Pembumian Sistem Tenaga
Pembumian Sistem Tenaga
Pentanahan Titik Netral Melalui Reaktansi
Pentanahan Titik Netral Melalui Reaktansi
Seperti halnya pada suatu system yang ditanahkan tanap impedansi, maka besar Seperti halnya pada suatu system yang ditanahkan tanap impedansi, maka besar del
delta ta jugjuga a dadapapat t dihdihituitung ng papada da pepengngetaetanahnahan an nenetratral l memelalalui lui rereaktaktasnasni i dadan n kakapaspasitoitor r berdasarkan persamaan:
berdasarkan persamaan:
Besar harga reaktansi pengeatanahan terletak antara nol
Besar harga reaktansi pengeatanahan terletak antara nol dan tak berhinggadan tak berhingga Untuk penggun
Untuk penggunaan persamaan diatas dibutuhkan syarat – aan persamaan diatas dibutuhkan syarat – syarat antara lain :syarat antara lain :
( terletak impedansi antara titik gangguan dan titil netral)( terletak impedansi antara titik gangguan dan titil netral)
Impedansi Zo ( termasuk impedasni antar titik Impedansi Zo ( termasuk impedasni antar titik netral dan tanahnetral dan tanah
Prosentasi tahanan yang ada dalam Z1, Z2 Prosentasi tahanan yang ada dalam Z1, Z2 dan Z0 dianggap kecil, sehingga dapatdan Z0 dianggap kecil, sehingga dapat diabaikan
diabaikan
Berikut ini dapat dilihat beberapa kondisi antara lain : Berikut ini dapat dilihat beberapa kondisi antara lain :
1.
1. TiTititik nk netetraral dil diisisololir ir K =
K =
2.
2. Titik Titik netrnetral dal ditanitanahkaahkan tan tanpa npa impimpedanedansisi
a.
a. Untuk hubungan transformator Untuk hubungan transformator
Jadi B = c Ephasa Jadi B = c Ephasa 3.
3. ImpeImpedansi dansi uruturutan nan nol Z0 ol Z0 samsama dea dengangan non noll K = 0
Kondisi Zo = 0 diperoleh apabila system disuplai oleh generator yang netralnya ditanahkan langsung sehingga X0 sangat kecil bila dibandingkan dengan X1 dan harag X1 dan X2 harganya hamper sama.
Hubungan transformator Y – Y Harga k = 10
Bila antara titik netral dan titik gangguan terdapat kawat transmisi maka harga k akan menjadi besar, karena untuk kawat transmisi menghasilkan yang sangat besar.
Catatan :
Untuk daerah dianggap pentanahan melalui kapasitor yang besar K = - 2 terdapat resonansi antara kapasitor pengetanahan dan
Titik netral ditanahkan secara efektif
Suatu sistem disebut sebagai ditanahkan sistem atau sebagian dari suatu sistem menghasilkan harga – harga :
Jadi dengan melihat ketentuan diatas maka pengetanahan tanpa impedansi dan pegetanahan dengan reaktansi yang rendah dapat digolongkan sebagai pengetanahan yang efektif
Apabila kita inggin memilih sistem pentanahan pada suatu sistem pentanahan pada suatu sistem diperhatikan hal – hal :
Untung rugi masing – masing sistem Kondisi system
4.1 Factor pengetanahan
Factor pengetanahan ( FP ) pada suatu titik tertentu dari suatu sistem 3 phasa, dinyatakan sebagai perbandingan antara tegangan kerja tinggi ke tanah pada fasa yang sehat pada titik tersebut ( dalam kondisi gangguan ke tanah atau fase ke tanah) dengan tegangan jala – jala yang diperoleh pada tempat yang sama dalam keadaan tidak ada gangguan.
Dimana :
+ = tegangan pada fasa sehat ketanah pada metode pengetanahan efektif dan tahanan.
Dari gambar diatas diperoleh
Persamaan :
Menjadi
Kondisi ini dianggap
R1 dan R diabaikan
Selanjutnya persamaan (2)
Menjadi
Catatan
Jatuh tegangan dari kedua fase yang tidak terganggu diperoleh dengan menjumlahkan dan setelah komponen – komponen ini diputar .
4.2 Pertukaran Antara Tekanan Arus dan Tahanan Tegangan.
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa dengan mengetanahkan titik netral system, akan mempengaruhi tekanan menjadi tekanan arus.
Untuk mengetahui hubungan antara kedua tekanan tersebut kita ambil suatu sirkuit ideal dengan impedansi urutan positif dan impedansi urutan negative dianggap sama, sedangkan impedansi urutan nol sama dengan nol.
Arus gangguan pada sirkuit yang ideal
Selanjutnya apabila ditinjau suatu kondisi yang bersifat umum impedansi urutan nol tidak sama dengan nol.
Missal jatuh tegangan pada urutan nol = E0
Dari definisi diperoleh bahwa sama dengan tiga kali besar arus yang dihasilkan tegangan pada suatu sirkuit yang terdiri dari impedansi dan yang terhubung seri. Arus gangguan sebenarnya :
Maka
Dari persamaan :
Maka
Jadi besar tegangan dari fasa – fasa yang tidak terganggu itu tergantung dari factor K = Z0/Z1
4.3 Titik Netral diketanahkan Melalui Reaktansi
Pembahasan system yang netralnya diketanahkan tanpa impedansi membawa kita kepada pemakaian yang lebih umum. Sebenarnya persamaan itu tidak terbatas hanya pada system yang netral melalui reaktansi, dan juga melalui kapasitor, dalam hal terakhir ini k
berharga negative. Tegasnya sesuatu harag reaktansi pengetanahan antara nol dan tak terhingga.
Persamaan diatas hanya memerlukan satu syarat yaitu Z1 = Z2, dalam mana termasuk impedansi antara titik gangguan dan titik netral. Pada Z0 termasuk juga impedansi antara titik netral dan tanah. Disamping syarat diatas persentase tahanan dalam Z1,Z2 dan Z3 dimisalkan sama atau sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Sekarang akan kita tinjau beberapa keadaan:
a) Titik netral diisolir
a. K =
b. c.
b) Titik netral ditanahkan tanpa impedansi
c) Untuk hubungan transformator
1. 2. 3.
4. Jadi B = c
d) Hubungan transformator Y – Y
Dalam hal ini harga k sekitar 10, jadi bila transformator itu diketanahkan bukanlah dimaksudkan untuk membatasi tegangan fasa – fasa yang tidak terganggu.
e) Impedansi urutan nol, Z0 sama dengan nol Dalam hal ini k = 0 dan jadi
B = C =
Keadaan dimana Z0 = 0 diperoleh pada system yang disuplai oleh suatau generator yang netralnya langsung diketanahkan. Dalam hal ini X0 mungkin sangat kecil dibandingkan dengan X1, sedang X1, tidak begitu banyakl berbeda dengan X2.
Daerah dimana merepresentasikan pengetanahan meleui kapasitor yang sangat besar. Dalam keadaan K = -2 terdapat resonansi antara kapasitor pengetanahan dan 2 X ( dalam praktek hal ini tak pernah ada) dari gambar dapat dilihat bagaimana tegangan fasa – fasa yahng tidak terganggu itu berubah dengan perubahan harga K.
Gambar 4.3 gangguan pada system
(a) Pengeatanhan dengan rekatansi konstruksi tempat kedudukan tegnagan untuk harga k Z0/Z1 yang berubah – ubah.
Bila anatar titik dan titik gangguan itu terdapat kawat transmisi harga k makin besar kareana X0 lebih besar dari X1 untuk kawat transmisi, jadi harga delta pun diperbesar. Sebaliknya penambahan hubungan tanah tidak hanya mengurangi harga k ( jadi membatasi kenaikan tegangan fasa – fasa yang tidak tergannggu ) tetepi bersamaan dengan itu memperbesar arus gangguan.
4.4 Titik Netral Diketanahkan Melelui Tahanan
Dari sirkuit ekivalen sama seperti gambr 3.1 dan gambar 3.2, tetapi dengan arus gangguan dapat ditentukan dari
dengan X1 dan X2 dan tahanan R1 dan R2 diabaikan.
Jatuh tegangan pada tiap fasa kedua fasa yang tidak terganggu, analog dengan gambar 3.2, diperoleh dengan menjumlahkan dengan dan setelah kedua komponen ini diputar dengan sudut dan jatuh tegangan itu adalah
4.5 Titik Netral Tidak Diketanahkan dan titik Netral Diketanahkan dengan Kumparan Petersen
Istilah titik netral tidak diketanhakan itu sebenarnya meragukan. Ini membayangkan kepada kita seolah – olah tak terhingga. Tetapi pada suatau system yang tidak diketanahkan kombinasi reaktansi – reaktansi urutan nol diberikan oleh kapasitansi perfasa terhadap tanah. Jadi X0 mempunyai harga negative yang sangat besar. Dalam hal tersebut harga k adalah antara – 40 dan tak terhingga. Jadi delta negative dan harganya sekitar 105% . Jadi tegangan dari fasa – fasa yang tidak terganggu itu tidak lebih besar dari tegangan jala – jala, .
Mengenai resonant grounding ini akan dihahas lebih lanjut dalam bab4.
4.6 Titik Netral diketanahkan Secara Efektif dan factor Pengetanahan.
Suatu system atau sebagian dari system dikatakan diketanahkan secara efektif apabila ubtuk tiap – tiap titik pada system itu atau untuk sebagian tertentu dari system itu diperoleh harga – harga dan untuk setiap macam keadaan kerja dari system itu.
Jadi bila seluruh system itu tidak efektif diketanahkan, bagian tertentu dari system itu dapat dikatakan diketanahkan efektif bila memenuhi ketentuan – ketentuan diatas. Jadi
pengetanahan tanpa impedansi dan pengetanahan dengan reaktansi yang rendah dapat termasuk pengetanahan efektif.
Dalam beberapa hal diinginkan menyelipkan impedasni antara netral dan tanah supaya arus gangguan pada system – system yang sering kena gangguan dibatasi besarnya. Pemilihan pengetanahan tanpa impedansi, pengetanahan dengan reaktansi dan pengetanahan dengan tahanan baru dapat ditentukan apabila untung rugi dari masing – masing macam pengetanahn itu dipelajari secara terperinci dan disesuaikan dengan keadaan system yang dihadapi.
