Analisa Sistem Daya degan metode Sistem Per Unit

BAB I BAB I

PENDAHULUAN PENDAHULUAN

I.

I. LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG Sistem per unit merupak

Sistem per unit merupakan an metode atau cara untuk metode atau cara untuk memudahkan perhitungmemudahkan perhitungan- an- perhitungan

 perhitungan dan dan analisa analisa sistem sistem tenaga tenaga listrik. listrik. Nilai-nilai Nilai-nilai yang yang dinyatakan dinyatakan dalamdalam (pu) ini ialah nilai yang sebenarnya terjadi dibagi dengan suatu nilai dasar. Nilai (pu) ini ialah nilai yang sebenarnya terjadi dibagi dengan suatu nilai dasar. Nilai dasar ini diambil dari sembarang nilai

dasar ini diambil dari sembarang nilai yang dipilih dalam besaran yang sama.yang dipilih dalam besaran yang sama.

Gambar 1.1 diagram satu garis Gambar 1.1 diagram satu garis

Dalam analisa sistem daya nilai-nilai yang harus dihitung pun cukup besar apabila Dalam analisa sistem daya nilai-nilai yang harus dihitung pun cukup besar apabila tetap menggunakan satuan-satuan biasa. Sehingga memungkinkan terjadinya tetap menggunakan satuan-satuan biasa. Sehingga memungkinkan terjadinya kesulitan atau kesalahan dalam perhitungan. Maka dari itu diperlukan sebuah kesulitan atau kesalahan dalam perhitungan. Maka dari itu diperlukan sebuah metode untuk mengatasi masalah tersebut. Terdapat dua metode yang bisa metode untuk mengatasi masalah tersebut. Terdapat dua metode yang bisa digunakan untuk mengatasi masalah tersebut yaitu menggunakan persentase dan digunakan untuk mengatasi masalah tersebut yaitu menggunakan persentase dan satuan per unit. Kedua metode perhitungan tersebut, baik dengan persentase satuan per unit. Kedua metode perhitungan tersebut, baik dengan persentase maupun dengan satuan per unit, lebih s

maupun dengan satuan per unit, lebih sederhana dibanding menggunakan langsungederhana dibanding menggunakan langsung nilai-nilai ampere,

nilai-nilai ampere, ohm, dan ohm, dan volt volt yang yang sebenarnya.sebenarnya.

Definisi satuan per unit untuk suatu nilai yang dimana perbandingan nilai tersebut Definisi satuan per unit untuk suatu nilai yang dimana perbandingan nilai tersebut terhadap nilai dasarnya yang dinyatakan dalam desimal. Atau dengan kata lain terhadap nilai dasarnya yang dinyatakan dalam desimal. Atau dengan kata lain satuan per unit merupakan sistem penskalaan guna mempermudah kalkulasi atau satuan per unit merupakan sistem penskalaan guna mempermudah kalkulasi atau  proses

 proses perhitungan perhitungan dalam dalam menganalisa menganalisa sebuah sebuah sistem sistem jaringan jaringan listrik. listrik. Besaran- Besaran- besaran

 besaran sistem sistem dalam dalam satuan satuan masing-masing, masing-masing, tegangan tegangan dalam dalam volt, volt, arus arus dalamdalam ampere, impedansi dalam ohm, ditransformasikan ke dalam besaran tak berdimensi ampere, impedansi dalam ohm, ditransformasikan ke dalam besaran tak berdimensi yaitu

yaitu per-unit per-unit (disingkat (disingkat pu).pu).

Pada mulanya

Pada mulanya transformasi ke dalam transformasi ke dalam per-unit dimaksudkan per-unit dimaksudkan untuk mempermudahuntuk mempermudah  perhitungan,

 perhitungan, namun namun dengan dengan perkembangan perkembangan penggunaan penggunaan komputer komputer maksudmaksud  penyederhanaan itu sudah kurang

 bermanfaat terutama bagi sistem yang memiliki beberapa bagian yang dihubungkan oleh trafo dan memiliki level tegangan berbeda.

 Nilai per-unit dari suatu besaran merupakan rasio dari besaran tersebut dengan suatu besaran basis. Besaran basis ini berada pada satuan yang sama dengan satuan  besaran aslinya sehingga nilai per-unit besaran itu menjadi tidak memiliki satuan

atau dimensi.

 Nilai per-unit =

   

       

I.I Sistem Per Unit dalam Satu Fasa

Misalkan pada suatu sistem memiliki suatu daya dan tegangan, kemudian dinyatakan daya dan tegangan dasarnya.

Daya Dasar (VoltAmpere) base = (VA)B VA

Tegangan Dasar = VB volt

Maka, Arus Dasar =

I

_

=

 ()

_ A  (1.1)

Impedansi Dasar =

Z

_

=

 _

=

_

()_ ohm  (1.2)

Kemudian bisa didefinisikan Impedansi per-unit nya (1.3) Impedansi per unit = Z(pu)=

 _ =

_(ℎ)()_

_ ohm (1.4)

I.II Sistem Per Unit dalam Tiga Fasa

Misalkan pada suatu sistem memiliki suatu daya dan tegangan, kemudian dinyatakan daya dan tegangan dasarnya.

Daya Dasar : MVA tiga fasa dasar = (MVA)B atau

kVA tiga fasa dasar = (kVA)B

Impedansi per unit = Z(pu)=  _ = _(ℎ)()_ ()_

=

_(ℎ)()_ ()_ ohm (2.4)

II. RUMUSAN MASALAH

Bagaimana melakukan perhitungan analisis sistem daya dengan menggunakan metode sistem per unit?

III. TUJUAN

Untuk mengurangi beban komputasi dalam proses analisis pada sistem daya atau tenaga listrik. (Menyederhakan proses perhitungan).

BAB II ISI

I. DIAGRAM REAKTANSI

Dari diagram satu garis sebuah sistem daya, dapat dibuat diagram reaktansi per unit dengan menggunakan langkah-langkah berikut:

1. Tetapkan daya dasar ( MVA atau kVA) yang berlaku bagi semua bagian sist em. 2. Tetapkan tegangan dasar (kV ) pada salah bagian sistem (salah satu sisi trafo), kemudian hitung tegangan dasar pada sisi yang lain berdasarkan angka transformasinya.

3. Hitung tegangan dan impedansi per unit semua kompoenen di semua bagian sistem kemudian hubungkan sesuai dengan topologi pada diagram satu garis. Hasil yang didapat adalah diagram reaktansi satu fasa per unit.

Gambar 1.2 diagram satu garis (MVA)B= 30

kVB= 11 kVB = 33 kVB =

Gen 1: 30 MVA, 10,5 kV , X” = 1, 6 Ohm

Gen 2: 15 MVA, 6,6 kV , X” = 1, 2 Ohm

Gen 3: 25 MVA, 6,6 kV , X” = 0,56 Ohm

Trafo 2 (3 fasa): 15 MVA, 33/6,2 kV, X=16 Ohm/fasa pada sisi tegangan tinggi Saluran transmisi: 20,5 Ohm/fasa

Trafo 1 (3 fasa): 15 MVA, 33/11 kV, X=15,2 Ohm/fasa pada sisi tegangan tinggi Asumsikan bahwa beban A dan B dianggap tidak ada.

Dengan menggunakan metode sistem per unit definisikan terlebih dahulu impedansi per unit dari masing-masing komponen.

Z(pu) =  _ = _(ℎ)()_ ()_

=

_(ℎ)()_ ()_

Pada saluran transmisi :. () = 0.564 Generator 1 : . () = 0.396 Trafo 1 : . () = 0.418 Generator 2 : . (.) = 0.936 Trafo 2 :  () = 0.440 Generator 3 : . (.) = 0.437

Setelah data tersebut didapatkan maka dapat rangkaian diagram reaktansinya menjadi seperti ini :

Gambar 1.3 diagram reaktansi

Dengan menggunkan sistem per unit akan lebih dimudahkan dalam perhitungan nantinya, karena dengan ada impedansi per unit maka hanya perlu menentukan  besar impedansi dasar untuk mendapatkan angka yang sesungguhnya.

II. ANALISIS TEGANGAN DAN DAYA

Gambar 1.4 contoh satu

Dengan menggunakan metode sistem per unit, maka dapat kita menghitung daya yang dikirim oleh generator, rugi-rugi pada saluran transmisi dan tegangan pada sisi  beban.

Dengan menggunakan metode sistem per unit, maka terlebih dahulu menentukan Daya dasar pada generator (SB) dan tegangan dasar pada region 1 (VB1) setelah itu

akan didapatkan VB2 dan VB3

SB = 10 kVA

VB1 = 480 volt

Dengan menggunakan angka transformasi pada transformator 1 dan 2, maka didapatkan :

VB2 = (480)/(0.1) = 4800 volt

VB3 = (4800)/(20) = 240 volt

Kemudian dengan menggunakan rumus yang sudah didapatkan sebelumnya didapatkan besaran per unit pada tiap komponen :

ZLINE(pu) =

(20+60).

  _{()}

 = 0.0275∠71.6

 pu ZLOAD(pu) =

(10∠30



).

 ()

 = 1.7361∠30

 pu VG(pu) = ∠ 

= 1∠0

 _pu

Gambar 1.5 rangkaian ekuivalen

Maka, ZTOTAL(pu) nya menjadi ;

ZTOTAL(pu) = ZLINE(pu)+ ZLOAD(pu)

= (

0.0275∠71.6

) + (

1.7361∠30

) = 1.52 + j0.896 =

1.764∠30.6

 pu Sejak rangkaian ekivalennya menjadi seperti di atas, maka IG= ILINE= ILOAD = I

I(pu) =

_() _{()}

=

∠

.∠.

 = 0.567∠ − 30.6



Tegangan pada Sisi Beban :

VLOAD(pu) = ZLOAD(pu).I(pu) =

(1.7361∠30



). (0.567∠ − 30.6



) = 0.984∠ − 0.6



VLOAD(actual) = VLOAD(pu).VB3 =

(0.984∠ − 0.6



). (240) = 236.16∠ − 0.6

 volt

Rugi-rugi pada Saluran Transmisi : PLINE(pu) = (I(pu))2. ZLINE(pu)

=

(0.567∠ − 30.6



)



. ( 0.0275∠71.6



) = 0.00888∠10.25

 pu PLINE(akt) =

(0.00888∠10.25



). (10000) =

 87.38 Watt

Daya yang dikirim oleh Generator : SG(pu) = VG(pu). I(pu)

=

(1∠0



). (0.567∠ − 30.6



) = 0.567∠ − 30.6

 pu PG(pu) = 0.567.cos(30.6) = 0.48804 pu

BAB III PENUTUP

I. KESIMPULAN

Dari penjelasan di atas, maka penulis dapat menyimpulkan bahwa  Melakukan analisis sistem daya dengan menggunakan metode sistem per unit dapat memudahkan perhitungan-perhitungan dan analisa sistem tenaga listrik.

Pernyataan dalam per unit ini sangat bermanfaat terutama bagi sistem yang memiliki beberapa bagian yang dihubungkan oleh trafo dan memiliki level tegangan berbeda.

Dengan menggunakan metode sistem per unit, maka kita mendapatkan :

 Sistem per unit dalam satu fasa

Impedansi per unit = Z(pu) =

 _ =

_(ℎ)()_ _ ohm

 Sistem per unit dalam tiga fasa

Impedansi per unit = Z(pu) =_  = _(ℎ)()_ ()_

=

_(ℎ)()_ ()_ ohm II. SARAN

Menyadari bahwa penulis masih jauh dari kata sempurna, kedepannya penulis akan lebih fokus dan details dalam menjelaskan tentang makalah di atas dengan sumber

DAFTAR PUSTAKA

 Fauzan, Gustifa. “Sistem Per Unit”. 13 Maret 2018.

https://www.scribd.com/doc/8113 903/Sistem-Per-Unit.

 Shidiq, Ir. Mahfudz. 2013. Pernyataan Komponen Sistem Daya.  http://lutro.blogspot.co.id/2013/02/satuan-per-unit-pu.html