TUGAS AKHIR
STUDI PENGARUH KORONA TERHADAP SURJA
TEGANGAN LEBIH PADA SALURAN TRANSMISI 275 kV
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik
Oleh:
MEMORY HIDYART NIM : 110402030
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
i ABSTRAK
Pada Tugas Akhir ini, dianalisis bentuk tegangan impuls surja petir serta
waktu mukanya sebelum dan sesudah mengalami efek korona. Selain itu juga
dihitung nilai paremeter-parameter saluran transmisi untuk mengetahui
kemampuan redaman puncak tegangan surja petir oleh saluran. Kemampuan
redaman tegangan transient akibat sambaran petir pada saluran dapat mencapai
18.29 % dari tegangan surja dengan pergeseran waktu muka menjadi 14.2 µs.
Hasil analisis membuktikan bahwa studi atenuasi dan perubahan waktu muka
surja akibat korona dapat diatur dengan mengubah masing-masing nilai diameter
konduktor, tinggi konduktor dari atas permukaan tanah, karakteristik surja petir,
dan tingkat kekasaran permukaan konduktor.
ii KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,
karena atas berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
“STUDI PENGARUH KORONA TERHADAP SURJA TEGANGAN
LEBIH PADA SALURAN TRANSMISI 275 kV”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua yang telah
membesarkan penulis dengan kasih sayang yang tak ternilai harganya dan selalu
memberikan semangat dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir
ini.
Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis banyak
menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu
dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang
mendalam kepada:
1. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah
banyak meluangkan waktu dan memberikan bimbingan dalam
iii 2. Bapak Ir. Pernantin Tarigan dan Bapak Suherman, S.T, M.Comp, P.hd
selaku dosen wali penulis yang banyak memberikan masukan dan
pengarahan selama perkuliahan.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan
bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Keluarga Besar Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi FT USU : Andi,
Dewi, Sandro, Josiah.
6. Sahabat-sahabat seperjuangan: Deddy, Youky, Riko, Alberth, James,
Yudha, Riandi, Rais, Zein, Syhalan, Andreas, bang Sylvester dan seluruh
teman-teman stambuk 2011 yang tidak mungkin disebutkan satu per satu.
7. Semua abang dan kakak senior serta adik junior yang telah mau berbagi
pengalaman dan motivasi kepada penulis.
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk
menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis
berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Oktober 2015 Penulis,
iv
BAB II SALURAN TRANSMISI DAN KORONA 2.1 Tegangan Tinggi Impuls ... 6
2.2 Mekanisme Sambaran Petir ... 9
2.3 Gangguan Petir Pada Saluran Transmisi ... 11
2.4 Fenomena Korona ... 13
2.4.1 Cahaya Ungu ... 14
v
2.4.3 Ozon (O3)... 16
2.5 Faktor yang Mempengaruhi Korona ... 17
2.5.1 Atmosfer ... 18
2.5.2 Kerapatan Udara ... 19
2.5.3 Ukuran dan Bentuk Permukaan Konduktor ... 20
2.5.4 Jarak Antar Konduktor ... 21
2.5.5 Tegangan Saluran ... 22
2.6 Akibat Yang Ditimbulkan Korona ... 22
2.6.1 Interferensi Radio ... 22
2.6.2 Degradasi atau Kerusakan Material dan Peralatan Listrik ... 23
2.6.3 Rugi Daya Korona ... 24
2.7 Manfaat Korona Pada Saluran Transmisi Hantaran Udara ... 24
2.8 Tegangan Kritis Disruptif ... 26
2.9 Saluran Transmisi ... 27
2.9.1 Klasifikasi Saluran Transmisi ... 33
2.9.2 Parameter-Paramter Saluran Transmisi ... 35
2.9.2.1 Induktansi ... 35
2.9.2.2 Kapasitansi ... 36
2.9.2.3 Resistansi ... 37
2.9.2.4 Konduktansi ... 37
2.9.3 Rangkaian Ekivalen Saluran Transmisi... 38
2.10 Pemodelan Korona ... 38
2.10.1 Pemodelan Korona Pada Saluran Transmisi ... 40
vi BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Umum ... 43
3.2 Tempat dan Waktu ... 43
3.3 Data dan Peralatan ... 43
3.4 Variabel yang diamati ... 44
3.5 Prosedur Penelitian ... 45
3.6 Pelaksanaan Penelitian ... 46
3.6.1 Proses Pengambilan Data ... 47
3.6.2 Proses Analisa Data ... 47
BAB IV ANALISIS PEMODELAN KORONA PADA SALURAN TRANSMISI YANG MENGALAMI SURJA TEGANGAN LEBIH PETIR 4.1 Saluran Transmisi 275 kV Tanpa Pengaruh Korona ... 48
4.2 Saluran Transmisi 275 kV Dengan Pengaruh Korona ... 49
4.3 Data Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi 275 kV ... 49
4.3.1 Menara Transmisi ... 50
4.3.2 Konduktor Transmisi ... 52
4.4 Analisis Data dan Simulasi ... 53
4.4.1 Analisa Pengaruh Korona Pada Saluran Transmisi ... 53
4.4.2 Analisa Pengaruh Korona dengan Perubahan Ketinggian Konduktor ... 57
vii 4.4.4 Analisa Pengaruh Korona dengan Variasi Panjang Saluran
Konduktor ... 68
4.4.5 Analisa Pengaruh Korona dengan Variasi Karakteristik
Surja Petir ... 70
4.4.6 Analisa Pengaruh Korona dengan Variasi Tipe Konduktor Saluran
Transmisi ... 71
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... 78
5.2 Saran ... 79
viii
Gambar 2.5 Cahaya Ungu pada Saluran Transmisi Hantaran Udara... 15
Gambar 2.6 Ultrapobe alat pendeteksi suara korona ... 16
Gambar 2.7 (a) Saluran Transmisi Tunggal, (b) Saluran Tranmsisi Ganda ... 29
Gambar 2.8 Jenis-jenis Menara Transmisi... 31
Gambar 2.9 Jenis-jenis Isolator Pada Saluran Transmisi... 32
Gambar 2.10 Jenis-jenis Kawat Transmisi Listrik ... 32
Gambar 2.11 Rangkaian Ekivalen Transmisi Terdistribusi Merata... 38
Gambar 2.12 Pemodelan Korona ... 39
Gambar 2.13 Pemodelan korona pada saluran transmisi ... 40
Gambar 2.14 Susunan Konduktor Bundle (a) 2 subkonduktor, (b) 3 subkonduktor, (c) 4 subkonduktor ... 41
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 45
Gambar 4.1 Pemodelan saluran transmisi tanpa korona ... 48
Gambar 4.2 Pemodelan saluran transmisi dengan korona ... 49
Gambar 4.3 Menara Transmisi 275 kV Pangkalan Susu - Binjai ... 51
Gambar 4.4 Kurva respon saluran terhadap surja petir... 56
ix Gambar 4.6 Kurva Respon Redaman Terhadap Variasi Kekasaran
Permukaan Konduktor ... 67
Gambar 4.7 Kurva Respon Redaman Terhadap Variasi Panjang
Konduktor ... 69
Gambar 4.8 Kurva Respon Redaman Terhadap Variasi
Karakteristik Petir ... 70
Gambar 4.9 Kurva Respon Redaman Terhadap Variasi Tipe
x DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar bentuk tegangan impuls petir ... 8 Tabel 2.2 Hubungan Kondisi Permukaan Kawat dengan Nilai mo ... 21
Tabel 4.1 Data Konduktor Transmisi SUTET 275 kV Pangkalan Susu-Binjai 53 Tabel 4.2 Paramater Saluran Transmisi 275 kV Pangkalan Susu-Binjai ... 55 Tabel 4.3 Hasil simulasi respon saluran terhadap surja petir ... 56 Tabel 4.4 Hasil simulasi pengaruh korona dengan variasi ketinggian
konduktor dari atas permukaan tanah ... 63
Tabel 4.5 Hasil simulasi pengaruh korona terhadap variasi kekasaran
permukaan konduktor ... 67
