• Tidak ada hasil yang ditemukan

STUDI PEMODELAN PERAMBATAN GELOMBANG SURJA PETIR PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV MENGGUNAKAN METODE MULTI-CONDUCTOR TRANSMISSION LINE

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "STUDI PEMODELAN PERAMBATAN GELOMBANG SURJA PETIR PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV MENGGUNAKAN METODE MULTI-CONDUCTOR TRANSMISSION LINE"

Copied!
7
0
0

Teks penuh

(1)

STUDI PEMODELAN PERAMBATAN GELOMBANG SURJA PETIR PADA SALURAN TRANSMISI 150 KV MENGGUNAKAN METODE MULTI-CONDUCTOR TRANSMISSION LINE

Kadek Adi Dwi Purwaka

Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus Keputih-Sukolilo, Surabaya-60111, Email : adi_dwipurwaka@yahoo.com Abstrak : Surja petir adalah gejala tegangan lebih

transien yang disebabkan oleh sambaran petir. Tegangan lebih transien yaitu tegangan yang

mempunyai amplitudo sangat besar, dan

berlangsung sangat singkat. Tegangan lebih tersebut dapat merusak peralatan isolasi serta komponen-komponen dalam sistem tenaga listrik, jika magnitude tegangannya melebihi BIL (Basic

Insulation Level) peralatan isolasi serta komponen

sistem tenaga listrik yang dipakai. Pada penelitian ini dibuat dan dianalisa pemodelan dari perambatan gelombang surja petir pada saluran transmisi 150 kV dengan mengunakan metode

Multi-Conductor Transmission line (MTL), yang

dapat digunakan sebagai dasar dalam perancangan sistem pengamannya. Metode yang digunakan adalah melakukan simulasi dengan menggunakan program MATLAB. Hasil dari simulasi ini

menunjukkan bahwa sambaran petir yang

mengenai suatu konduktor akan dapat menginduksi konduktor di dekatnya. Perambatan gelombang petir pada suatu konduktor mengalami penurunan nilai tegangan puncak hingga ±5%, dan akan menginduksikan tegangan puncak tersebut pada konduktor di dekatnya hingga ±7% dari nilai tegangan puncak tersebut.

Kata kunci: Multi-Conductor Transmission line (MTL), pemodelan surja petir, saluran transmisi.

1. PENDAHULUAN

Indonesia merupakan negara yang terletak di daerah katulistiwa yang sangat panas dan lembab. Kedua faktor ini sangat penting dalam pembentukan awan Cumulonimbus penghasil petir. Oleh karena itu, Indonesia memiliki hari guruh yang tinggi dengan jumlah sambaran petir yang banyak. Menurut data yang dikeluarkan petir.com Indonesia bukan cuma negara yang memiliki hari guruh terbanyak tapi juga memiliki kerapatan sambaran petir yang sangat besar yaitu 12/km2/tahun, yang berarti pada setiap luas area 1 km2berpotensi menerima sambaran petir sebanyak 12 kali setiap tahunnya. Sehingga dengan kondisi tersebut jaringan tenaga listrik sangat rawan terkena sambaran petir.

Surja petir adalah gejala tegangan lebih transien yang disebabkan oleh sambaran petir. Tegangan lebih transien yaitu tegangan yang mempunyai amplitudo sangat besar, dan berlangsung sangat singkat. Tegangan lebih tersebut dapat merusak peralatan isolasi serta komponen-komponen dalam sistem tenaga listrik, jika magnitude tegangannya melebihi BIL

(Basic Insulation Level) peralatan isolasi serta komponen sistem tenaga listrik yang dipakai.

Untuk dapat membuat pemodelan perambatan surja petir pada saluran transmisi 150 kV digunakan metode Multi-Conductor Transmission Line. Pemodelan dilakukan dengan menurunkan persamaan saluran transmisi dari persamaan Maxwell dengan metode Multi-Conductor Transmission Line.

2. TEORI PENUNJANG

2.1. Saluran Transmisi Tenaga Listrik

Pada suatu Sistem Tenaga Listrik, energi listrik yang dibangkitkan dari pusat pembangkit listrik ditransmisikan ke pusat-pusat pengatur beban melalui suatu saluran transmisi, saluran transmisi tersebut dapat berupa saluran udara atau saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya, dan untuk menyanggah / merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara / tower. Antara menara / tower listrik dan kawat penghantar disekat oleh isolator.

Gambar 1. Diagram Segaris Sistem Tenaga Listrik Sederhana 2.2. Petir

Indonesia terletak di negara tropis yang sangat panas dan lembab. Kedua faktor ini sangat penting dalam pembentukan awan Cumulonimbus penghasil petir, karena secara umum di daerah tropis terbentuk siklon tropis yang merupakan daerah raksasa aktivitas awan, angin, dan badai petir.

Petir merupakan kejadian alam di mana terjadi loncatan muatan listrik antara awan dengan bumi. Loncatan muatan listrik tersebut diawali dengan mengumpulnya uap air di dalam awan. Pada ketinggian tertentu uap tersebut menjadi kristal-kristal es. Karena di dalam awan terdapat angin ke segala arah, maka kristal-kristal es tersebut akan saling bertumbukan dan bergesekan sehingga terpisahkan antara muatan positif dan muatan negatif. Pemisahan muatan inilah yang

(2)

menjadi sebab utama terjadinya sambaran petir. Gambar 3 menjelaskan proses terjadinya petir.

Petir yang menyambar saluran transmisi menimbulkan gelombang berjalan yang ditunjukkan pada gambar 4. Gelombang berjalan ini saling berinteferensi dan tegangannya bisa cukup tinggi untuk menimbulkan flashover pada isolator.

Surja yang menimbulkan back-flashover kemudian berjalan pada kawat fasa dan mengalir ke tanah melalui lightning arrester atau bagian lainnya dari instalasi. 2.3. Gelombang Berjalan

Bentuk umum suatu gelombang berjalan digambarkan sebagai berikut, Gambar 5.

Spesifikasi dari suatu gelombang berjalan :

a. Puncak (crest) gelombang, E (kV) yaitu amplitude maksimum dari gelombang. b. Muka gelombang, t1 (mikrodetik), yaitu waktu

dari permulaan sampai puncak. Dalam praktek ini diambil 10%E sampai 90%E, lihat Gambar 5.

c. Ekor gelombang, yaitu bagian di belakang puncak.

Gambar 3. Proses Terjadinya Petir

Gambar 4. Petir yang menyambar kawat tanah saluran transmisi di

tempat yang terletak antara dua tiang

(a) (b) Gambar 5. Spesifikasi gelombang berjalan

d. Panjang gelombang, t2 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50%E pada ekor gelombang.

e. Polaritas, yaitu polaritas dari gelombang, positif atau negatif.

3. PENURUNAN PERSAMAN SALURAN

TRANSMISI DENGAN METODE

MULTI-CONDUCTOR TRANSMISSION LINE

3.1. Penurunan Persaman Saluran Transmisi dari Persamaan Maxwell

Saluran transmisi diasumsikan seperti pada gambar 6, dimana terlihat saluran transmisi yang terdiri dari 𝑛 + 1 konduktor. Konduktor yang berlabel nol adalah konduktor referensi karena konduktor tersebut merupakan referensi dari semua tegangan konduktor yang lain. Saluran dianggap uniform (seragam) sepanjang saluran tersebut, tetapi saluran tersebut memiliki penampang melintang yang berbeda-beda.

Gambar 6. Saluran Transmisi 𝑛 + 1 Konduktor.

Tampak Samping. (b) Tampak Penampang Melintang

Penurunan persaman saluran transmisi dimulai dengan menggunakan 2 persamaan Maxwell, yaitu :

∇ × 𝐸 = −𝜕𝐵 /𝜕𝑡 (1)

∇ × 𝐻 = 𝐽 + 𝜕𝐷 /𝜕𝑡 (2)

Persamaan (1) dan (2) diturunakan menurut model saluran transmisi dengan metode metode multi-conductor transmission line diatas menjadi persamaan sebagai berikut : 𝜕 𝜕𝑧 𝑉𝑖𝑠 𝑧 + 𝑅𝑖𝑗 𝐼𝑖 𝑧 + 𝐿𝑖𝑗 𝜕 𝜕𝑡 𝐼𝑖 𝑧 = 𝑉𝑠𝑖 𝑧 (3) 𝜕 𝜕𝑧 𝐼𝑖 𝑧 + 𝐺𝑖𝑗 𝑉𝑖𝑠 𝑧 + 𝐶𝑖𝑗 𝜕 𝜕𝑡 𝑉𝑖𝑠 𝑧 = 0 (4)

Persamaan (3) dan (4) diselesaikan menggunakan metode difference. Skema

finite-A B C

(3)

difference pada gambar 7 digunakan pada penyelesaian. 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛+1− 𝑉 𝑖,𝑘 𝑛+1 ∆𝑧 + 𝑅𝑖𝑗 𝐼𝑖,𝑘 𝑛+1− 𝐼 𝑖,𝑘 𝑛 2 + 𝐿𝑖𝑗 𝜕 𝜕𝑡 𝐼𝑖,𝑘 𝑛+1− 𝐼 𝑖,𝑘 𝑛 ∆𝑡 = 𝑉𝑠𝑗 ,𝑘 𝑛+1+ 𝑉 𝑠𝑗 ,𝑘 𝑛 2 (5) 𝐼𝑖,𝑘 𝑛− 𝐼 𝑖,𝑘+1 𝑛 ∆𝑧 + Gij n 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛+1− 𝑉 𝑖,𝑘+1 𝑛 2 + 𝐶𝑖𝑗 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛+1− 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛 ∆𝑡 = 0 (6)

Gambar 7. Finite-Differenence Gridding yang Dikenakan pada Tiap

Kawat dengan 𝑧𝑚𝑎𝑥 = (𝑘𝑚𝑎𝑥− 1)∆𝑧

Solusi dari (5) dan (6)

𝐼𝑖,𝑘 𝑛+1 = 𝐿𝑖𝑗 ∆𝑡+ 𝑅𝑖𝑗 2 −1 𝑉𝑠𝑗 ,𝑘 𝑛+1+ 𝑉 𝑠𝑗 ,𝑘 𝑛 2 − 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛+1− 𝑉𝑖,𝑘 𝑛+1 ∆𝑧 + 𝐿𝑖𝑗 ∆𝑡− 𝑅𝑖𝑗 2 𝐼𝑖,𝑘 𝑛 (3.35) Untuk 𝑘 = 1, 2, ⋯ , 𝑘𝑚𝑎𝑥 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛+1 = Gij n 2 + Cij ∆𝑡 −1 𝐼𝑖,𝑘 𝑛− 𝐼𝑖,𝑘+1 𝑛 ∆𝑧 + Cij ∆𝑡− Gij n 2 𝑉𝑖,𝑘+1 𝑛 Untuk 𝑘 = 1, 2, ⋯ , 𝑘𝑚𝑎𝑥 − 1 dan 𝑛 = 0, 1, ⋯ , 𝑁𝑚𝑎𝑥 − 1

4. SIMULASI DAN ANALISA DATA

4.1. Simulasi Pemodelan Gelombang Petir Pada tugas akhir ini, digunakan pemodelan perambatan surja petir dengan double exponential. Bentuk gelombang berjalan petir yang akan diinputkan dalam simulasi program adalah sebagai berikut :

𝑒 𝑡 = 𝐸(𝑒−𝑎𝑡− 𝑒−𝑏𝑡)

Dengan a dan b adalah konstanta, puncak tegangan impuls gelombang petir (E), waktu sambaran (t).

Parameter-parameter yang digunakan pada simulasi adalah nilai-nilai parameter awal yang sering terjadi pada saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kV. Pada simulasi ini diasumsikan saluran transmisi terdiri dari dua kawat konduktor tanpa rugi-rugi/kawat ideal (R = G = 0), yakni kawat 1 dan kawat 2. Kawat 1 adalah kawat yang terkena sambaran petir dan kawat 2 adalah kawat yang terinduksi oleh sambaran petir. Besar impedansi surja untuk kawat udara = 400÷600 Ohm dan nilai puncak arus petir sebesar 10 kA maka

dengan menggunakan rumus V= IZ didapatkan nilai puncak tegangan impuls gelombang petir sebesar 4 MV. Panjang saluran transmisi adalah 4000 meter dengan delta panjang (dz) 100 meter. Delta waktu sambaran yang digunakan (dt) 10-7 detik. Jumlah titik yang ditinjau pada kawat adalah kmax = panjang/dz, dan jumlah step waktu yang dibutuhkan (nmax) adalah 10000. Jari-jari masing-masing konduktor (r) 0,01 m dengan jarak antar konduktor (D) 4,1 m. Induktansi kawat per satuan panjang (L) dan kapasitansi per satuan panjang (C) dari saluran :

[𝐿𝑖𝑗] = −0,28220,9710 −0,28220,9710 𝜇𝐻/𝑚 [𝐶𝑖𝑗] = 9,243 4,6214,621 9,243 𝑝𝐹/𝑚 4.2. Analisa Data

Dengan menggunakan program yang telah dibuat dengan MATLAB 7.0.4, maka akan dilakukan analisa data dengan inputan beberapa waktu tegangan impuls gelombang petir. Waktu tegangan impuls yang digunakan adalah waktu muka gelombang yang berbeda-beda, yaitu 1/50 µs, 1,2/50 µs, 3/50 µs, dan 5/50 µs dan waktu ekor gelombang yang berbeda-beda, yaitu 1,2/25 µs, 1,2/50 µs, 1,2/100 µs, dan 1,2/500 µs. Selain waktu tegangan impuls gelombang petir yang dirubah, pada analisa data ini nilai puncak tegangan impuls gelombang petir juga dirubah, yaitu 1 MV, 2 MV, 3 MV, dan 4 MV. Posisi (k) pada kawat yang disimulasikan adalah 10, 20,dan 30.

4.2.1. Tegangan Impuls Gelombang Petir dengan Waktu yang Berbeda

Pada simulasi ini, nilai puncak tegangan gelombang petir yang digunakan adalah sebesar 4 MV. Nilai konstanta a dan b dapat dilihat pada tabel 1. dan tabel 2.

Tabel 1. Nilai Konstanta Tegangan Impuls Gelombang Petir dengan

Waktu Muka Gelombang yang Berbeda

Konstanta Waktu Muka Gelombang yang Berbeda

1/50 1,2/50 3/50 5/50 a 1,42 x 104 1,427 x 104 1,496 x 104 1,585 x 104 b 5,9 x 106 4,8 x 106 1,55 x 106 8 x 105

Tabel 2. Nilai Konstanta Tegangan Impuls Gelombang Petir dengan

Waktu Ekor Gelombang yang Berbeda

Konstanta Waktu Ekor Gelombang yang Berbeda 1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 a 2,937 x 104 1,427 x 104 0,703 x 104 0,139 x 104 b 4,3 x 106 4,8 x 106 5,4 x 106 7,2 x 106

Gambar 8 merupakan salah satu grafik tegangan impuls gelombang petir dengan waktu 1,2/50 µs yang diinputkan pada simulasi program.

Dari seluruh hasil simulasi yang diperoleh dapat dilihat bahwa seluruh hasil simulasi memiliki bentuk grafik yang sama hanya saja memiliki nilai puncak yang berbeda. Berikut ini merupakan salah satu hasil simulasi dengan input waktu tegangan impuls gelombang petir 1,2/50 µs.

(4)

Gambar 8. Tegangan Impuls Petir dengan Waktu 1,2/50 µs

Gambar 9. Arus pada Kawat 1 dengan Input Waktu Tegangan

Impuls Petir 1,2 /50 μs

Gambar 10. Arus pada Kawat 2 dengan Input Waktu Tegangan

Impuls Petir 1,2 /50 μs

Gambar 11. Tegangan pada Kawat 1 dengan Input Waktu

Tegangan Impuls Petir 1,2 /50 μs

Gambar 12. Tegangan pada Kawat 2 dengan Input Waktu

Tegangan Impuls Petir 1,2 /50 μs

Posisi 10 berwarna biru, posisi 20 berwarna hijau, dan posisi 30 berwarna merah. Dari hasil simulasi yang diperoleh terlihat bahwa terjadi perambatan tegangan impuls gelombang petir pada kawat 1 (kawat yang terkena sambaran petir) dan kawat 2 (kawat yang terinduksi oleh sambaran petir).

a) Waktu muka gelombang yang berbeda Tabel 3 dan tabel 4 merupakan hasil simulasi dengan input tegangan impuls gelombang petir dengan waktu muka gelombang yang berbeda.

b) Waktu Ekor Gelombang yang Berbeda Tabel 5 dan tabel 6 merupakan hasil simulasi dari tegangan impuls gelombang petir dengan waktu ekor gelombang yang berbeda.

Tabel 3. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 1 dengan

Waktu Muka Gelombang yang Berbeda

posisi

Tegangan Impuls Gelombang Petir

1/50 1,2/50 3/50 5/50 Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) 10 2425 3544 2700 3529 3620 3451 3735 3367 20 2425 3380 2700 3361 3620 3271 3735 3187 30 2425 3245 2700 3223 3620 3123 3735 3037

Tabel 4. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 2 dengan

Waktu Muka Gelombang yang Berbeda

posisi

Tegangan Impuls Gelombang Petir

1/50 1,2/50 3/50 5/50 Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) 10 1019 244,2 1181 244,1 1751 248,1 1850 254 20 1043 173,4 1193 173,5 1717 176,9 1796 181,3 30 985,5 96,13 1113 96,25 1546 98,49 1592 100,8

Tabel 5. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 1 dengan

Waktu Ekor Gelombang yang Berbeda

posisi

Tegangan Impuls Gelombang Petir

1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) 10 2759 3207 2700 3529 2581 3726 2182 3923 20 2759 2941 2700 3361 2581 3627 2182 3899 30 2759 2730 2700 3223 2581 3545 2182 3878

Tabel 6. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 2 dengan

Waktu Ekor Gelombang yang Berbeda

posisi

Tegangan Impuls Gelombang Petir

1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) 10 1044 395,5 1181 244,1 1285 137,9 1214 31,05 20 1022 291,6 1193 173,5 1246 95,97 1135 21,17 30 933,4 169,1 1113 96,25 1110 51,89 973,2 11,17 V Waktu (t)

(5)

Dari seluruh hasil simulasi yang ditunjukan setiap tabel memperlihatkan model nilai puncak arus dan tegangan yang hampir mirip. Oleh karena itu, dapat dibuat hubungan antara waktu muka tegangan impuls petir yang berbeda terhadap nilai arus puncak dan tegangan puncak dari hasil simulasi yang ditunjukkan pada gambar 13-16 dan waktu ekor tegangan impuls petir yang berbeda terhadap nilai arus puncak dan tegangan puncak dari hasil simulasi yang ditunjukkan pada gambar 17-20.

Gambar 13. Grafik Waktu Tegangan impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Arus Puncak (Ampere) pada Kawat 1

Gambar 14. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Tegangan Puncak (kV) pada Kawat 1

Gambar 15. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Arus Puncak (Ampere) pada Kawat 2

Gambar 16. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Tegangan Puncak (kV) pada Kawat 2

Gambar 17. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Arus Puncak (Ampere) pada Kawat 1.

Gambar 18. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Tegangan Puncak (kV) pada Kawat 1.

Gambar 19. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Arus Puncak (Ampere) pada Kawat 2.

Gambar 20. Grafik Waktu Tegangan Impuls Petir (µs) Terhadap

Nilai Tegangan Puncak (kV) pada Kawat 2.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1,0/50 1,2/50 3,0/50 5,0/50 A ru s P u n ca k (A m p e re )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 2700 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 1,0/50 1,2/50 3,0/50 5,0/50 Te ga n ga n P u n ca k (kV )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 1,0/50 1,2/50 3,0/50 5,0/50 A ru s P u n ca k (A m p e re )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 50 100 150 200 250 300 1,0/50 1,2/50 3,0/50 5,0/50 Te ga n ga n P u n ca k (kV )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 A ru s P u n ca k (A m p e re )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 Te ga n ga n P u n ca k (kV )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 A ru s P u n ca k (A m p e re )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1,2/25 1,2/50 1,2/100 1,2/500 Te ga n ga n P u n ca k (kV )

Waktu Tegangan Impuls (µs)

posisi 10 posisi 20 posisi 30

(6)

4.2.2. Puncak Tegangan Impuls Gelombang Petir yang Berbeda

Pada simulasi ini, digunakan tegangan impuls gelombang petir dengan waktu 1,2/50 µs. Tabel 7 dan tabel 8 merupakan hasil simulasi dengan input tegangan puncak gelombang petir yang berbeda.

Dari seluruh hasil simulasi yang ditunjukan setiap tabel memperlihatkan model nilai puncak arus dan tegangan yang hampir mirip. Oleh karena itu, dari hasil simulasi di atas dapat dibuat hubungan antara tegangan puncak gelombang petir terhadap nilai arus puncak dan tegangan puncak dari hasil simulasi yang ditunjukkan pada gambar 20-23.

Tabel 7. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 1 dengan

Input Tegangan Puncak Gelombang Petir yang Berbeda

posisi

Puncak Gelombang Petir (E)

1 MV 2 MV 3 MV 4 MV Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) 10 675 882,2 1350 1765 2025 2646 2700 3529 20 675 840,3 1350 1681 2025 2521 2700 3361 30 675 805,9 1350 1612 2025 2417 2700 3223

Tabel 8. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 2 dengan

Input Tegangan Puncak Gelombang Petir yang Berbeda

posisi

Puncak Gelombang Petir (E)

1 MV 2 MV 3 MV 4 MV Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) Ipuncak (A) Vpuncak (kV) 10 295,3 61,03 590,6 122,1 885,9 183,1 1181 244,1 20 298,4 43,38 596,7 86,76 895,1 130,1 1193 173,5 30 278,3 24,06 556,7 48,12 835 72,18 1113 96,25

Gambar 21. Grafik Puncak Tegangan Impuls Gelombang Petir

(MV) Terhadap Nilai Arus Puncak (Ampere) pada Kawat 1.

Gambar 22. Grafik Puncak Tegangan Impuls Gelombang Petir

(MV) Terhadap Nilai Tegangan Puncak (kV) pada Kawat 1.

Gambar 23. Grafik Puncak Tegangan Impuls Gelombang Petir

(MV) Terhadap Nilai Arus Puncak (Ampere) pada Kawat 2.

Gambar 24. Grafik Puncak Tegangan Impuls Gelombang Petir

(MV) Terhadap Nilai Tegangan Puncak (kV) pada Kawat 2.

5. PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan akhir yang dapat ditarik dari tugas akhir ini adalah:

1. Perambatan gelombang petir pada kawat 1 memiliki nilai arus puncak yang sama pada semua titik yang ditinjau pada kawat (k) sedangkan nilai tegangan puncak mengalami penurunan hingga ±5% pada tiap titik yang ditinjau pada kawat (k).

2. Pada kawat 1 semakin besar waktu muka gelombang petir maka tegangan puncak akan mengalami penurunan hingga ±3%, sedangkan arus puncak akan mengalami peningkatan hingga ±3%, dan semakin besar waktu ekor gelombang petir maka tegangan puncak akan mengalami peningkatan hingga ±10%, sedangkan arus puncak mengalami penurunan hingga ±5%. Pada kawat 2 semakin besar waktu muka gelombang petir maka tegangan puncak mengalami peningkatan hingga ±3%, sedangkan arus puncak mengalami peningkatan hingga ±5%, dan semakin besar waktu ekor gelombang petir maka tegangan puncak mengalami penurunan hingga ±40%, sedangkan arus puncak mengalami peningkatan hingga ±9%. 3. Nilai puncak gelombang petir memiliki hubungan

berbanding lurus dengan nilai arus puncak dan tegangan puncak pada kawat 1 dan 2. Semakin besar nilai puncak gelombang petir maka nilai arus puncak dan tegangan puncak yang terjadi pada kawat 1 dan 2 akan mengalami peningkatan hingga ±30%.

4. Perambatan gelombang petir yang terjadi pada kawat 2 memiliki nilai arus puncak dan tegangan 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 2 3 4 A ru s P u n ca k (A m p e re )

Puncak Gelombang Petir (MV)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 1 2 3 4 Te ga n ga n P u n ca k (K v)

Puncak Gelombang Petir (MV)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1 2 3 4 A ru s P u n ca k (A m p e re )

Puncak Gelombang Petir (MV)

posisi 10 posisi 20 posisi 30 0 50 100 150 200 250 300 1 2 3 4 Te ga n ga n P u n ca k (kV )

Puncak Gelombang Petir (MV)

posisi 10 posisi 20 posisi 30

(7)

puncak yang mengalami penurunan pada tiap titik yang ditijau (k). Nilai arus puncak pada kawat 2 hingga ±42% dari nilai arus puncak pada kawat 1sedangkan nilai tegangan puncak pada kawat 2 hingga ±7% dari nilai tegangan puncak pada kawat 1.

5.2. Saran

Saran yang dapat diberikan dalam penerapan metode Multi-Conductor Transmission Line untuk studi pemodelan perambatan gelombang surja petir pada saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kV adalah:

1. Penerapan dengan metode lain perlu ditambahkan, agar ada pembanding dengan metode Multi-Conductor Transmission Line 2. Untuk pengembangan lebih lanjut dapat dilakukan analisa yang sama saluran transmisi tegangan menengah.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agrawal, A. K., Price, H. J., dan Gurbaxani, S. H. “Transient Response of Multiconductor Transmission Lines Excited by a Nonuniform Electromagnetic Field,” IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol. EMC-22, May

1980.

[2] Badan Meteorologi dan Geofisika:

Kelistrikan Udara / Lightning, <URL: http://www.bmg.co.id>

[3] D. Thompson, Philip, Robert O’Brien, “Kosa Kata Awan”, Cuaca, Jakarta, Tira Pustaka, 1980, edisi kedua.

[4] Marsudi, Djiteng. 1990. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Balai Penerbit dan Humas ISTN.

[5] Golde, R. H., 1977. Lightning Protection. London : Academic Press Inc, vol-2.

[6] Hutauruk, T.S. 1989. Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Jakarta : Erlangga.

[7] Kadir, Abdul. 1998. Transmisi Tenaga Listrik. UI – Press.

[8] L. Tobing, Bonggas. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

[9] Mahmudsyah, S. Diktat Kuliah Teknik Tegangan Tinggi : Fenomena Petir dan Pentanahan Kaki Menara SUTT 150 kV dan SUTET 500 kV. Surabaya : ITS.

[10] Mahmudsyah, S. 2005. Diktat Kuliah Teknik

Tegangan Tinggi : Petir dan

Permasalahannya. Surabaya : ITS. [11] Petir, <URL: http://www.e-dukasi.net> [12] Siklon Tropis, <URL: http://id.wikipedia.org> [13] Yanto Husodo, Budi. Diktat Kuliah Analisa

Sistem Tenaga Listrik I :Parameter Saluran Transmisi. Jakarta : Pusat Pengembangan Bahan Ajar-UMB

[14] Zoro. R., Saodah. S., 2005. “Peningkatan Ketahanan SUTM 20 kV Terhadap Sambaran

Petir di PT PLN (Persero) Distribusii Jawa Barat – APJ Bogor”. Bandung : LPPM ITB.

RIWAYAT HIDUP

Kadek Adi Dwi Purwaka dilahirkan di kota Denpasar, 23 Juli 1987. Penulis adalah putra kedua dari empat bersaudara pasangan Ir. I Nyoman Adnyana dan Sri Sani Purniawati.

Penulis memulai jenjang pendidikannya di TK Widyapura Denpasar dan SDN 5 Denpasar hingga lulus tahun 1999. Setelah itu penulis melanjutkan studinya di SLTP Negeri 6 Denpasar. Tahun 2002, penulis diterima sebagai murid SMA Negeri 3 Denpasar hingga lulus tahun 2005. Pada tahun yang sama penulis masuk ke Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya dengan NRP 2205100038 dan mengambil bidang studi Teknik Sistem Tenaga.

Gambar

Gambar 1. Diagram Segaris Sistem Tenaga Listrik Sederhana
Gambar 3 menjelaskan proses terjadinya petir.
Gambar 7. Finite-Differenence Gridding yang Dikenakan pada Tiap  Kawat dengan
Tabel 7. Nilai Puncak Arus dan Tegangan Pada Kawat 1 dengan  Input Tegangan Puncak Gelombang Petir yang Berbeda

Referensi

Dokumen terkait

Tujuan utama dibalik ideologi adalah untuk menawarkan perubahan melalui proses pemikiran normatif (disarikan dari http://id.wikipedia.org/wiki/Ideologi ). Sebagaimana dikemukakan

44 Driya Herseta Teknik Kimia 45 Dwi Antoro Teknik Elektro 46 DWI LESTARI ARIANI Teknik Industri 47 Dwi Setiana Wati Teknik Kimia 48 Dwijo Praseno Teknik Industri 49 Edosmitha

Pelaksanaan kebijakan pengembangan, pemantauan, penghargaan, sanksi dan pemutusan hubungan kerja, baik bagi dosen maupun tenaga kependidikan untuk

Jika keselamatan yang dari tuhan yang telah dimulakan oleh Christ adalah untuk semua orang, ia mesti diteruskan di luar kematian dunuawi jesus.. Ini adalah di mana gereja datang

Kondisi ini menunjukkan bahwa morfologi bawah laut berpengaruh terhadap kecepatan arus laut dimana morfologi dasar laut yang berupa lembah dan celah sempit antara dua

Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa penelitian yang dilakukan peneliti sejalan dengan penelitian para ahli, dimana pembelajaran tidak harus berpusat pada

D ari tabel 1 diatas menunjukkan Kabupaten Banyuwangi secara umum persentase perubahan terhadap Oktober 2014 (inflasi) sebesar 1,22 persen, tertinggi terjadi pada kelompok

Perkembangan kehidupan sosial anak dan remaja ditandai dengan meningkatnya pengaruh teman sebaya atau pola pergaulan dalam kehidupan mereka. Sedangkan pergaulan