K U A L I T A S D A Y A S I S T E M T E N A G A L I S T R I K S E N I N , 1 8 N O V 2 0 1 3
FENOMENA TRANSIEN
TRANSIEN DALAM TL
(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)
SISTEM PROTEKSI TRANSIEN
APA ITU TRANSIEN
Transien merupakan suatu gejala peralihan, yakni perubahan
nilai tegangan atau arus maupun keduanya yang terjadi
dalam waktu sesaat (dalam orde miikrodetik) dari keadaan
tunak (steady state).
Dalam suatu rangkaian listrik, transien merupakan suatu
karakteristik respon alami tegangan atau arus dari suatu
sistem yang terdiri dari komponen resistif (R), induktif (L), dan
kapasitif (C).
PENYEBAB TRANSIEN
20% of Transients come from External Sources
Characteristics:
High level surges, 10kA – over 200kA
Immediate Catastrophic Damage
Examples:
Ligthning
Fault Clearing
80% of Transients come from Internal Sources
Characteristics:
Low level
Repeated multiple events Cause damage over time
Examples:
Compressors Inductive loads
JENIS TRANSIEN
Transien Impulsif (Impulsive Transient)
adalah sutu respon lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan tanpa mengubah frekuensi dari kondisi tunaknya dengan bentuk gelombang yang memiliki polaritas searah.
Transien Osilasi (Oscillatory Transient)
adalah sutu respon lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan tanpa mengubah frekuensi dari kondisi tunaknya dengan bentuk gelombang yang memiliki polaritas bolak-balik.
Dikelompokkan menjadi
- frekuensi tinggi - frekuensi rendah - frekuensi menengah
JENIS TRANSIEN
Jenis OsilasiTransien Frekuensi Durasi
Frek Tinggi > 500 kHz Mikrodetik
Frek Menengah 5 – 500 kHz Puluhan mikrodetik
Frek Rendah < 5 kHz 0,3 – 0,5 ms
Jenis Osilasi
Transien Contoh Kasus
Frek Tinggi Respon dari sistem thd transien impulsif
Frek Menengah Pensaklaran atau respon transien impulsif
JENIS TRANSIEN
Transient Impulsif
FENOMENA TRANSIEN
TRANSIEN DALAM TL
(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)
SISTEM PROTEKSI TRANSIEN
TRANSIEN AKIBAT PETIR
Petir adalah penyebab utama transien jenis impulsifPenelitian di Amerika :
- Florida merupakan daerah langganan petir dunia
- 45% dari kasus data losses disebabkan oleh kegagalan daya
- AS mengeluarkan biaya sebesar $28 billion per tahun karena kerusakan peralatan elektronik yang disebabkan oleh tegangan transient
TRANSIEN AKIBAT PETIR
Dalam suatu studi kasus :
A lightning current (2/70 μs ) of 30
kA is simulated by current source in ATP.
This lightning stroke the tower of transmission line.
Source : Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System by Vahidi dkk
TRANSIEN PADA PENSAKLARAN KAPASITOR
(Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan dkk)
FENOMENA TRANSIEN
TRANSIEN DALAM TL
(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)
PROTEKSI TRANSIEN
PRINSIP PROTEKSI TERHADAP TRANSIEN
Membatasi tegangan yang melintasi isolasi yang sensitif
Mengalihkan surja arus yang menuju beban
Memblok surja arus yang akan melewati beban
Grounding bersama pada peralatan
Membuat low pass filter yang sesuai yang dapat digunakan untuk
membatasi dan memblokir tegangan dan arus pada frekuensi tertentu
PERALATAN PROTEKSI TRANSIEN
Surge Arrester
Berfungsi untuk menggroundingkan arus petir yang masuk melalui jalur yang dilindunginya.
Transient Voltage Surge Surpressors
Melindungi peralatan dengan membatasi tegangan berlebih
transient tersebut. Ada 2 model operasi peralatan yakni; crowbar
devices dan clamping devices.
Isolation Transformer
Mengisolasi beban elektrik dari kebocoran arus induktansi pada transformator
Low Pass Filter
LPF menggunakan prinsip rangkaian pi yang bertujuan untuk memberikan proteksi pada transien frekuensi tinggi.
TRANSIENT OVERVOLTAGE SURGE
SURPRESS.
Salah satu prinsip kerja TVSS dalam proteksi transien
Penggunaan Dioda Zedner sbg TVSS
Service Entrance Category C Distribution Category B Point of Use Category A
Primary & Secondary
Distribution
Main
… …
Security Computers Video
Drives Motors
Internal Transient Sources
Xfmr 480V – 120V
Internal / External Transient Source External Transient Sources
Layered TVSS Protection per ANSI/IEEE C62.41 Categories of Exposure A/C Branch Panels 120V Sensitive Loads Main Trans former … … … Electronic Ballasts 480V 120V 480V 480V TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS
ISOLATION TRANSFORMER VS LPF
Issolation Transformer dengan electrostatic shieldSource : Technical Note : Isolation Transformer and Surge Protection www.erico.com
Perbandingan Isolation Transformer dan LPF
FENOMENA TRANSIEN
TRANSIEN DALAM TL
(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)
PROTEKSI TRANSIEN
KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT
SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA
SALURAN TRANSMISI 500 KV
Tujuan : mengetahui profil dan karakteristik tegangan lebih transien yang
terjadi karena proses energized, dengan memakai program simulasi EMTP
(Electromagnetic Transients Program).
Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi 500 kV Ungaran-Pedan.
Kesimpulan : Tegangan lebih transien yang terjadi di ujung penerima saluran
transmisi 500 kV yang terbuka pada saat proses energized mencapai dua
kali tegangan yang dikenakan di ujung pengirim sehingga sangat berbahaya bagi koordinasi sistem osilasinya.
KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT
SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA
STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO
LIGTHNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES
Tujuan :
Mengkaji gangguan sambaran petir tidak langsung (indirect stroke) pada
saluran distribusi 20 kV.
Mengkaji kerja lightning arrester / surge arrester yang berfungsi sebagai
proteksi pada saluran distribusi.
Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi 500 kV
Ungaran-Pedan.
Kesimpulan :
The simulation results show that the lightning stroke 20 kA in
By1-61-61E-84-9I on S phase at 0,1 ms, make voltage on S phase was increased about 1,3 MV. For R phase and T phase will increase of induced voltage were 0,8 MV and 0,8 MV.
Arrester can decrease voltage up to 15,2 kV on S phase, while at R phase
STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO
LIGTHNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES
STUDI KASUS LAIN
1.Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different
Models of Grounding System
2.Cascade Protection with Transient Voltage Surge Suppressors (TVSS)
in Variable Speed Drive for Electro-Submergible Pumps
3.Pengaruh Tahanan Kaki Menara Saluran Transmisi 150 kV terhadap
Tegangan Lebih Transient akibat Surja Petir dengan Menggunakan Elektromagnetic Transients Program (EMTP) (GI Kilirianjao – GI Muaro Bungo)
4.Evaluation of a 132 kV Transmission Line Performance via Transient
Modelling Approach
5.Non Uniform Line Tower Model For Lightning Transient Studies
6.Simulasi dan Analisis Transien Capacitor Bank Switching terhadap
REFERENSI
1. Rudi Purwo, Tugas Mutu Sistim tenaga Listrik, Departement Teknik Elektro 2011
2. B. Vahidi, R Shariati Nassab, S. Ghahghahe Zadeh, ”Modeling of Lightning
Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System”
Department of Electrical Engineering, Amirkabir University of Technology, Teheran-Iran
3. Presentation in Pdf format “Surge Suppression Devices” by GE Digital Energy
4. Presentation in Pdf format “TVS Diode Application Training” by Littelfuse
5. Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, Surya Santoso, H Wayne Beaty,
“Electrical Power System Quality”, Mc Graw-Hill, New York, 2002
6. Technical Note “Isolation Transformer and Surge Protection” www.erico.com
7. Warsito Agung, Abdul Syakur, Liliyana NS, “Study on Surge Arrester
Performance due to Ligthning Stroke in 20 kV Distribution Lines” Teknik Elektro-Universitas Diponegoro, Semarang
8. Yuniarto, “Karakteristik Tegangan Lebih Kondisi Transient Saat Proses Energized
(Pemberian Tenaga) pada Saluran Transmisi 500 kV”. Teknik Elektro-Universitas Diponegoro, Semarang