Analisis Gangguan Hubung Singkat

(1)

ANALISIS GANGGUAN HUBUNG

SINGKAT

November 12, 2013

November 12, 2013 ·· bybylovelufylovelufy ··

in

Science and TechnologyScience and Technology

.

··

1 Vote

1.PENDAHULUAN

T

Tenaga Litri! dialur!an !e !onuenaga Litri! dialur!an !e !onumen melalui Sitem Tmen melalui Sitem Tenaga Litri!. Sitem Tenaga Litri!. Sitem Tenaga Litri! terdiri darienaga Litri! terdiri dari

bebe

bebera"ra"a a ububitemitem, , yaiyaitu tu #e#embanmbang!itg!itan, an, TTranranmii, mii, dan dan $it$itribribui. ui. TTenagenaga a litlitri! ri! diadialur!lur!an an !e!e

mayara!a

mayara!at t melalui %aringan ditribui. &leh !arena melalui %aringan ditribui. &leh !arena itu, %aringan ditribui meru"a!an bagian %aringanitu, %aringan ditribui meru"a!an bagian %aringan

litri! yang "aling de!at dengan mayara!at.

'aringan ditribu

'aringan ditribui di!elom"o!!an men%adi dua, yaitu i di!elom"o!!an men%adi dua, yaitu %aringan ditribu%aringan ditribui "rimer i "rimer dan %aringan ditribuidan %aringan ditribui

e!under. Tegangan ditribui "rimer yang di"a!ai #LN adalah 20 !V, 12 !V, ( )V. #ada aat ini,

tegangan ditribui "rimer yang

tegangan ditribui "rimer yang cenderuncenderung g di!embdi!embang!an oleh #LN ang!an oleh #LN adalah 20 adalah 20 !V!V. . TTegangan "adaegangan "ada

%aringan ditribui

%aringan ditribui "rimer, "rimer, diturun!diturun!an an oleh oleh gardu gardu ditribuditribui i men%adi men%adi tegangan rendah tegangan rendah yang yang bearnybearnyaa

adalah 3*0+220 V, dan dialur!an !embali melalui %aringan tegangan rendah !e"ada !onumen.

$alam o"erai item tenaga litri! ering ter%adi gangguan  gangguan yang da"at menga!ibat!an

terganggunya "enyaluran tenaga litri! !e !onumen. -angguan adalah "enghalang dari uatu item

yang edang bero"erai atau uatu !eadaan dari item "enyaluran tenaga litri! yang menyim"ang

dari !ondii normal. Suatu gangguan di dalam "eralatan litri! didenii!an ebagai ter%adinya uatu

!e

!eruarua!an di !an di daldalam am %ari%aringan litri! yang ngan litri! yang menymenyebabebab!an aliran !an aliran aru litri! !eluaaru litri! !eluar r dardari i alualuran ran yangyang

eharunya.

/er

/erdaadaar!ar!an n NSNS++  Std. Std. 1001001441442 2 ganganggugguan an diddidenienii!i!an an ebaebagai gai uatuatu u !o!ondindii i i i yanyangg

diebab!an !egagalan uatu "erang!at, !om"onen, atau uatu elemen untu! be!er%a euai dengan

5unginya. -angguan ham"ir elalu ditimbul!an oleh hubung ing!at antar 5ae atau hubung ing!at

5ae !e tanah.

5ae !e tanah. Suatu gangguan ham"ir elalu beru"a hubung langung atau melalui im"edani. tilahSuatu gangguan ham"ir elalu beru"a hubung langung atau melalui im"edani. tilah

gangguan identi! dengan hubung ing!at, euai tandart NS+ Std. 1001442.

(2)

6ubung ing!at meru"a!an uatu hubungan abnormal 7termau! buur a"i8 "ada im"edani yang relati5 rendah ter%adi ecara !ebetulan atau dienga%a antara dua titi! yang mem"unyai "otenial yang berbeda. tilah gangguan atau gangguan hubung ing!at diguna!an untu! men%ela!an uatu hubungan ing!at. 9ntu! mengatai gangguan terebut, "erlu dila!u!an analii hubung ing!at ehingga item #rote!i yang te"at "ada Sitem Tenaga Litri! da"at ditentu!an. nalii hubung ing!at adalah analii yang mem"ela%ari !ontribui aru gangguan hubung ing!at yang mung!in mengalir "ada etia" cabang didalam item 7di %aringan ditribui, tranmii, tra5o tenaga atau dari "embang!it8 e:a!tu gangguan hubung ing!at yang mung!in ter%adi di dalam item tenaga litri!.

nalii 6ubung Sing!at memili!i tu%uan, yaitu ebagai beri!ut.

1.

Untuk menentukan arus maksimum dan minimum hubung singkat.

2.

Untuk menentukan arus gangguan tak simetris bagi gangguan satu dan dua line ke tanah,

gangguan line ke line, dan rangkaian terbuka

3.

Penyelidikan operasi rele-rele proteksi

;.

Untuk menentukan kapasitas pemutus dari circuit breaker

<.

Untuk menentukan distribusi arus gangguan dan tingkat tegangan busbar selama

gangguan.

6ubung ing!at ter%adi a!ibat dari 5a!tor internal dan 5a!tor e!ternal. =a!tor internal dari gangguan adalah rua!nya "eralatan litri!. =a!tor e!ternal adalah antara lain cuaca buru!, e"erti badai, hu%an, dingin> bencana, e"erti gem"a bumi, angin ribut, !ecela!aan !endaraan> runtuhnya "ohon> "etir> a!tivita !ontru!i, ulah manuia, dan lainlain. Sebagian bear gangguan ter%adi !arena cuaca buru!, yaitu hu%an atau badai, dan "ohon.

-angguan hubung ing!at menyebab!an ter%adinya interu"i !ontinuita "elayanan daya !e"ada "ara !onumen a"abi1a gangguan itu am"ai menyebab!an ter"utunya uatu rang!aian 7ircuit8 atau menyebab!an !eluarnya atu unit "embang!it, "enurunan tegangan yang cu!u" bear menyebab!an

(3)

rendahnya !ualita tenaga litri! dan merintangi !er%a normal "ada "eralatan !onumen, "engurangan tabilita item dan menyebab!an %atuhnya generator, dan merua! "eralatan "ada daerah ter%adinya gangguan terebut.

-angguan da"at terdiri dari gangguan tem"orer atau "ermanent. )ebanya!an gangguan tem"orer di aman!an dengan circuit brea!er 7?/8 atau "engaman lainnya. -angguan "ermanent adalah gangguan yang menyebab!an !erua!an "ermanent "ada item. Se"erti !egagalan iolator, !erua!an "enghantar, !erua!an "ada "eralatan e"erti tran5ormator atau !a"aitor. #ada aluran ba:ah tanah ham"ir emua gangguan adalah gangguan "ermanen. )ebanya!an gangguan "eralatan a!an

menyebab!an hubung ing!at. -angguan "ermanen ham"ir emuanya menyebab!an

"emutuan+gangguan "ada !onumen. 9ntu! melindungi %aringan dari gangguan diguna!an 5ue, recloer atau ?/.

Namun, berdaar!an !eimetriannya, gangguan terdiri dari gangguan imetri dan aimetri. -angguan imetri adalah gangguan yang ter%adi "ada emua 5aanya ehingga aru dan tegangan "ada maingmaing 5aa bernilai ama, yaitu di antaranya 6ubung Sing!at 3 5aa dan 6ubung ing!at 3 5aa !e tanah. Sedang!an gangguan imetri adalah gangguan yang menga!ibat!an aru yang mengalir "ada etia" 5aa tida! eimbang, yaitu di antaranya hubung ing!at 1 5aa !e tanah, hubung ing!at 5aa !e 5aa, dan hubung ing!at 2 5aa !e tanah. nalii 6ubung Sing!at ecara umum mengguna!an "eramaan hubung ing!at ebagai beri!ut.

1. ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

nalaii -angguan 6ubung Sing!at dila!u!an dengan berdaar!an !eimetrian gangguan yang ter%adi. nalii gangguan 6ubung Sing!at da"at dila!u!an "ada !eadaan imetri. #ada gangguan aimetri "erlu dila!u!an metode !om"onen imetri untu! mela!u!an analii hubung ing!at.

1. Komponen Simetris

)om"onen imetri diguna!an untu! menganalii terutama item yang tida! eimbang, mialnya aat ter%adi hubung ing!at tiga "haa, dua "haa dan atu "haa !e tanah. $imana ebuah item ta! eimbang diubah men%adi tiga rang!aian "eramaan yaitu rang!aian urutan "oiti5, urutan negati5, dan urutan nol. @enurut teorema =ortecue, tiga 5aor ta! eimbang dari item tiga "haa da"at diurai!an men%adi tiga item 5aor yang eimbang. 6im"unan eimbang !om"onen itu adalah 7Stevenon, 14*2A 2(08A

(4)

1.

Komponen urutan positif, yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu

dengan yang lainnya dalam phasa sebesar 120

o

_{, dan mempunyai urutan phasa yang sama}

seperti

fasor

aslinya.

2.

Komponen urutan negatif, yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu

dengan yang lainnya dalam phasa sebesar 120

o

_{, dan mempunyai urutan phasa yang}

berlawanan

dengan

fasor

aslinya.

3.

Komponen urutan nol, yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya dan dengan

pergeseran phasa nol antara fasor yang satu dengan yang lain.

Tu%uan lain adalah untu! mem"erlihat!an bah:a etia" "haa dari item tiga "haa ta! eimbang da"at di "ecah men%adi tiga et !om"onen.

-ambar Ve!tor $iagram untu! )om"onen Simetri

)om"onen imetri ber"engaruh terhada" bearnya im"edani aluran. m"edani aluran uatu item tenaga litri! tergantung dari %eni !ondu!tornya yaitu dari bahan a"a !ondu!tor itu dibuat yang %uga tentunya "ula dari bear !ecilnya "enam"ang !ondu!tor dan "an%ang aluran yang diguna!an %eni !ondu!tor ini. )om"onen Simetri menyebab!an tegangan %atuh euai dengan urutan arunya dan tida! mem"engaruhi urutan aru lainnya, berarti tia" urutan yang eimbang a!an terdiri dari uatu %aringan. )etida!eimbangan aru atau tegangan ini a!an menimbul!an "ula im"edani urutan "oiti5, urutan negati5, dan urutan nol. m"edani urutan da"at didenii!an ebagai uatu im"edani yang diraa!an aru urutan bila tegangan urutannya di"aang "ada "eralatan atau "ada item terebut. Se"erti %uga tegangan dan aru didalam metode !om"onen imetri di!enal tiga macam im"edani urutan yaitu ebagai beri!ut.

(5)

1.

mpedansi urutan positif !"1#, adalah impedansi tiga phasa simetris yang terukur bila

dialiri

oleh

arus

urutan

positif.

2.

mpedansi urutan negatif !"2#, adalah impedansi tiga phasa simetris yang terukur bila

dialiri

oleh

arus

urutan

negatif.

3.

mpedansi urutan nol !"0#, adalah impedansi tiga phasa simetris yang terukur bila dialiri

arus

urutan

nol.

 B 1 C 2 C 0.

/ B a2 1 C a 2 C 0.

? B a 1 C a2 2 C 0.

(6)

1 B 1+37 C a/ C a2?8

2 B 1+37 C a2/ C a?8

0 B 1+37 C / C ?8

#eramaan di ata, terda"at o"erator a yang meru"a!an unit ve!tor yang membentu! udut 120 dera%at berla:anan %arum %am.

1. Hubung Singkat Satu asa ke Tana!

$i"eroleh "eramaan beri!ut.

(7)

#ada hubung ing!at 3 5aa, gangguan termau! gangguan imetri ehingga tida! "erlu mengguna!an !om"onen imetri. #eramaan hubung ing!at di"eroleh ebagai beri!ut.

Va B V5  a1Da1 B 0

1. Hubung Singkat $ #asa

$engan mengguna!an !om"onen imetri, di"eroleh "eramaan beri!ut.

a0 B 0>

(8)

1. Ana%isis Hubung Singkat &engan 'enggunakan ETAP

#ada tuga bear "ra!ti!um STL ini, diguna!an T# untu! menimulai!an uatu STL tertentu dengan item arbitrary euai dengan rancangan "ra!ti!an. Sitem yang dirancang oleh "ra!ti!an adalah ebagai beri!ut.

(9)

-ambar Sitem Single Line $iagram "ada Net:or!;

(10)

-ambar Sitem Single Line $iagram "ada Net:or!(

#ada item terebut, dila!u!an analii 6ubung Sing!at untu! mengetahui aru !ontribui gangguan yang mung!in ter%adi aat ter%adinya gangguan hubung ing!at. #ada Single Line $iagram ini,

dila!u!an analii -angguan hubung Sing!at 3 5aa dengan menambah!an fault _{"ada bubar utama.}

)arena analii gangguan hubung ing!at yang diguna!an adalah gangguan 3 5aa, "eramaan yang diguna!an tida! mengguna!an !om"onen imetri untu! menganalii item terebut. #enambahan 5ault dila!u!an "ada bubar 14 dan 20. /eri!ut "enambahan 5ault dila!u!an dengan mene!an !li! !anan "ada bu !emudian memilih 5ault. /ubar yang terda"at 5ault a!an ber:arna merah. Se"erti yang terlihat "ada gambar beri!ut.

)emudian, dila!u!an hort circuit analyi "ada T#. Short?ircuit analyi yang dila!u!an adalah hubung ing!at 3 5aa.

(11)

$ari gambar terebut, terlihat adanya aru gangguan 6ubung Sing!at "ada bubar. ru gangguan hubung ing!at terebut memenuhi "eramaan hubung ing!at 3 5aa.

$engan mengguna!an T#, analii hubung ing!at cu!u" mudah dila!u!an. Terlihat bah:a aru gangguan yang di"eroleh bernilai cu!u" !ecil. 6al ini !emung!inan ter%adi !arena item yang dirancang tida! terlalu !om"le! ehingga beban yang ada tida! terlalu banya!. Selain itu, "ada cable, terlihat bah:a "an%ang !abel maih bernilai ratuan meter. 6al ini a!an berbeda %i!a "an%an cable bernilai hingga !m. /eri!ut adalah hail "ercobaan yang telah dila!u!an.

(12)

#ada item terebut, "an%ang cable4 diubah men%adi 30 !m dan cable* diubah men%adi 10 !m. $ari gambar terebut, terlihat nilai aru gangguan lebih !ecil dari ebelumnya. 6al ini membu!ti!an bah:a bearnya aru gangguan tergantung "ada "an%ang aluran. 6al ini !arena bearnya im"edani aluran bergantung "ada "an%ang !abel, %eni !abel, dan diameter !abel yang diguna!an. 6al ini euai dengan "eramaan.

> dengan "eramaan aru

(13)

-ambar Sitem dengan "erubahan lua cable* dan cable4

-ambar item dengan "erubahan %eni cable* dan cable4

Lua "enam"ang cable* diubah men%adi 120 mm2 dan Lua "enam"ang cable4 diubah men%adi 120 mm2_{. Terlihat tida! ada "erubahan "ada aru gangguan. 6al ini !arena "erubahan lua "enam"ang}

dari !abel hanya berada "ada !iaran mm2_{ehingga angat !ecil untu! berubah. &leh !arena itu,}

(14)

)emudian, dila!u!an "erubahan %eni !abel "ada cable* dan cable4 men%adi aluminium. Terlihat tida! ada "erubahan "ada aru gangguan yang di"eroleh. 6al ini !arena nilai hambatan %eni tida! terlalu bear "erubahannya. &leh !arena itu, tida! terda"at "erubahan yang igni!an "ada analii hubung ing!at.

$ari "ercobaan yang telah dila!u!an, terlihat bah:a aru gangguan a!an ema!in bear !eti!a "an%ang aluran ema!in !ecil. $an ebali!nya, aru gangguan a!an ema!in !ecil !eti!a "an%ang aluran ema!in bear. ru gangguan terlihat tida! ter"engaruh ecara igni!an !eti!a ada "erubahan %eni !ondu!tor dan bearnya lua "enam"ang !ondu!tor. 6al ini !arena "erubahan %eni !ondu!tor dan bearnya lua "enam"ang hanya ber"engaruh angat !ecil "ada "eramaan im"edani aluran.

$ari "ercobaan terebut, da"at di"eroleh aru gangguan yang mung!in ter%adi "ada Sitem Tenaga Litri! ehingga da"at dila!u!an "erancangan "rote!i yang te"at bagi item. $engan "erancangan "rote!i yang te"at "ada item, rii!o a!an rua!nya item dan !om"onen item da"at diminimaliai. &leh !arena itu, nalii 6ubung Sing!at angat "enting dalam menentu!an item "rote!i yang te"at "ada Sitem Tenaga Litri! untu! melindungi "eralatan dari !erua!an a!ibat aru gangguan yang dihail!an "ada aat ter%adi gangguan hubung ing!at.

$ari "ercobaan yang telah dila!u!an, aru gangguan "ada Sitem Tenaga Litri! da"at di"eroleh bearnya dengan mengguna!an Short?ircuit nalyi "ada o5t:are T#. T# memudah!an engineer dalam mela!u!an nalii 6ubung Sing!at. $engan demi!ian, T# da"at diguna!an untu! mela!u!an nalii 6ubung Sing!at untu! menentu!an item "rote!i yang te"at "ada Sitem Tenaga Litri!.

KESIMPULAN

1.

Persamaan umum $ubung %ingkat adalah sebagai berikut.

2.

&esarnya arus gangguan hubung singkat bergantung pada impedansi saluran yang

bergantung pada pan'ang saluran, 'enis konduktor, dan luas penampang konduktor.

(15)

konduktor, semakin kecil arus gangguan. (an semakin besar luas penampang konduktor,

semakin

besar

arus

gangguan.

3.

Perubahan 'enis konduktor dan luas penampang konduktor tidak terlalu berpengaruh

terhadap

besarnya

arus

gangguan

karena

nilai

yang

sangat

kecil.

;.

Analisis Gangguan Hubung Singkat