5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Generator
Generator listrik memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tetapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tetapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tetapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melalui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanik yang lain.
2.2 Prinsip Kerja Generator
Generator bekerja berdasarkan hukum faraday yakni apabila suatu penghantar diputarkan didalam sebuah medan magnet sehingga memotong garis garis gaya magnet maka pada ujung penghantar tersebut akan timbulkan ggl (garis gaya listrik) yang mempunyai satuan volt.
2.3 Jenis – Jenis Generator
Berikut ini beberapa klasifikasi dari generator:
1. Jenis generator berdasarkan letak kutubnya dibagi menjadi :
a. generator kutub dalam : generator kutub dalam mempunyai medan magnet yang terletak pada bagian yang berputar (rotor).
6
2. Jenis generator berdasarkan putaran medan dibagi menjadi : a. generator sinkron
b. generator asinkron
3. Jenis generator berdasarkan jenis arus yang dibangkitkan a. generator arus searah (DC)
b. generator arus bolak balik (AC)
4. Jenis generator dilihat dari fasanya a. generator satu fasa
b. generator tiga fasa
5. Jenis generator berdasarkan bentuk rotornya :
a. generator rotor kutub menonjol biasa digunakan pada generator dengan rpm rendah seperti PLTA dan PLTD
b. generator rotor kutub rata (silindris) biasa digunakan pada pembangkit listrik / generator dengan putaran rpm tinggi seperti PLTG dan PLTU
2.4 Generator Sinkron
Kontruksi dari mesin sinkron baik sebagai generator maupun sebagai motor adalah sama, perbedaannya hanya pada prinsip kerjanya. Sebagaimana pada generator arus searah, belitan (kumparan) jangkar ditempatkan pada rotor sedangkan belitan medan ditempatkan pada stator, demikian pula untuk generator sinkron untuk kapasitas kecil.
Akan tetapi pada generator sinkron yang dipergunakan untuk pembangkitan dengan kapasitas besar, belitan atau kumparan jangkar ditempatkan pada stator sedangkan belitan medan ditempatkan pada rotor dengan alasan : 1. Belitan jangkar lebih kompleks dari belitan medan sehingga lebih terjamin jika ditempatkan pada struktur yang diam.
7
3. Pendinginan belitan jangkar mudah karena inti stator yang terbuat cukup besar sehingga dapat didinginkan dengan udara paksa.
4. Belitan medan mempunyai tegangan rendah sehingga efisien bila digunakan pada kecepatan tinggi.
Prinsip kerja generator sinkron berdasarkan induksi elektromegnetik. Setelah rotor diputarkan oleh penggerak mula (prime over) dengan demikian kutub-kutub yang ada pada rotor akan berputar. Jika kumparan kutub disuplai oleh tegangan searah maka pada permukaan kutub akan timbul medan magnit (garis-garis gaya magnit) yang berputar kecepatannya sama dengan putaran kutub.
Berdasarkan Hukum Faraday apabila lilitan penghantar atau konduktor diputar memotong garis-garis gaya magnit yang diam atau lilitan yang diam dipotong oleh garis-garis gaya magnit yang berputar maka pada penghantar tersebut timbul EMF (Electro Motive Force) atau GGL (Gaya Gerak Listrik) atau tegangan induksi.
Ggl yang dibangkitkan pada penghantar jangkar adalah tegangan bolak-balik, perhatikan gambar 2-1. Arus yang mengalir pada penghantar jangkar karena beban tersebut akan membangkitkan medan yang berlawanan atau mengurangi medan utama sehingga tegangan terminal turun, hal ini disebut reaksi jangkar.
Gambar 2.1. Ggl yang dibangkitkan1.
1
8
Dalam menentukan arah arus dan tegangan (Ggl atau EMF) yang timbul pada penghantar pada setiap detik berlaku Hukum tangan kanan Fleming perhatikan gambar 2-2 berikut :
Gambar 2.2. Hukum tangan kanan Flemming2. Dimana :
1. Jempol menyatakan arah gerak F atau perputaran penghantar.
2. Jari telunjuk menyatakan arah medan magnit dari kutub utara ke kutub selatan.
3. Jari tengah menyatakan arah arus dan tegangan.
Ketiga arah tersebut saling tegak lurus seperti yang diperlihatkan pada gambar diatas. Garis-garis gaya magnit yang berputar tersebut akan memotong kumparan jangkar yang ada pada stator sehingga pada kumparan jangkar tersebut timbul ggl (gaya gerak listrik) atau emf (electro motive force) atau tegangan induksi. Frekuensi tegangan induksi tersebut akan mengikuti persamaan sebagai berikut :
………..3
Dimana :
p = banyaknya kutub. n = kecepatan putar (rpm).
Oleh karenanya frekuensi dari tegangan induksi tersebut di Indonesia sudah tertentu ialah 50 (Hz) dan jumlah kutub selalu genap maka putaran rotor, putaran kutub, putaran pengerak mula sudah tertentu pula.
2 https://rendemen.wordpress.com/2011/11/24/generator/, diakses tanggal 29 Mei 2017. 3
9
Besarnya tegangan induksi yang dibangkitkan pada kumparan jangkar yang ada pada stator akan menikuti persamaan sebagai berikut :
………..4
2.5 Konstruksi Generator Sinkron
Kontruksi mesin sinkron baik untuk generator maupun untuk motor terdiri dari :
1. Stator adalah bagian yang diam dan berbentuk silinder. 2. Rotor adalah bagian yang berputar juga berbentuk silinder. 3. Celah udara adalah ruangan antara stator dan rotor.
Kontruksi mesin sinkron ini seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 - 3
Gambar 2.3. Kontruksi Mesin Sinkron5.
2.5.1 Kontruksi Stator.
Kotruksi stator seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 - 3, terdiri dari : 1. Kerangka terbuat dari besi tuang untuk menyangga inti jangkar. 2. Inti jangkar terbuat dari besi lunak (baja silikon).
3. Alur (slot) untuk meletakan belitan (kumparan).
4. Belitan jangkar terbuat dari tembaga yang diletakan pada alur (slot).
4
Juhari. 2013. Generator. Hal: 15
5 Yusran, Yasser. 2015. Simulasi Kontrol Frekuensi Otomatis,
10
Gambar 2.4. Kerangka dan Inti Stator Mesin Sinkron6.
2.5.2 Kontruksi Rotor.
Kontruksi rotor terdiri dari dua jenis :
1. Jenis kutub menonjol (salient pole) untuk generator kecepatan rendah dan menengah. Kutub menonjol terdiri dati inti kutub dan sepatu kutub. Belitan medan dililitkan pada badan kutub, pada sepatu kutub juga dipasang belitan peredam (damper winding). Belitan kutub terbuat dari tembaga, sedangkan badan kutub dan sepatu kutub terbuat dari besi lunak. 2. Jenis kutub silinder untuk generator dengan kecepatan tinggi terdiri dari alur-alur sebagai tempat kumparan medan. Alur-alur tersebut terbagi atas pasangan-pasangan kutub.
Kedua macam kutub tersebut seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 - 5 dan gambar 2 - 6 berikut :
Gambar 2.5. Rotor jenis kutub menonjol (salient)7.
6
11
Gambar 2.6. Rotor jenis kutub silinder (a) dan silent (b)8.
2.5.3 Belitan Jangkar
Belitan Jangkar. Beliatan jangkar yang di tempatkan pada stator disebut sebagai belitan stator untuk sistem tiga phasa hubungannya terdiri dari :
1. Belitan satu lapis (single layer winding) bentuknya dua macam : a. Mata rantai (consentris/chain winding).
b. Gelombang (wave).
2. Belitan dua lapis (double layer winding) bentuknya dua macam : a. Gelombang (Wave).
b. Gelung (Lap).
Jenis-jenis belitan tersebut seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 – 7 berikut :
Gambar 2.7. Rangkaian belitan jangkar9.
7
https://blog-definisi.blogspot.co.id/2016/02/pengertian-bagian-bagian-generator.html, diakses tanggal 29 Mei 2017
8
12
Generator besar menggunakan brushless exciters untuk mensuplai tegangana DC pada rotor. Terdiri dari generator AC kecil yng mempunyai kumparan medan magnit dipasang pada stator dan kumparan jangkar dipasang pada poros rotor.
Output generator penguat (arus bolak-balik tiga phasa) yang dirubah menjadi tegangan searah dengan penyearah tiga phasa yang juga dipasang pada rotor. Tegangan searah DC dihubungkan ke rangkaian medan magnit utama. Arus medan magnet generator utama dapat dikontrol oleh arus medan magnit generator penguat, yang berada pada stator.
2.6 Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron
Tegangan terminal generator satu fasa Vϕ akan sama dengan EA hanya jika generator beroperasi dalam keadaan tanpa beban. Untuk kondisi berbeban, maka dua nilai tegangan ini akan berbeda. Ada beberapa faktor yang menyebabkan perbedaan antara nilai EA dan Vϕ, antara lain:
1. Distorsi kepadatan fluks (medan magnet) celah udara oleh karena arus yang mengalir pada stator yang disebut armature reaction (reaksi jangkar).
2. Induktansi diri dari lilitan jangkar 3. Resistansi dari lilitan jangkar.
Penyebab pertama yang menyebabkan perbedaan antara tegangan induksi EA dan tegangan keluaran generator Vϕ, dan biasanya merupakan sumber utama terjadinya perbedaan nilai tersebut adalah reaksi jangkar. Ketika rotor generator diputar, tegangan EA akan diinduksikan pada kumparan stator. Jika beban dipasang pada terminal generator, arus akan mengalir menuju beban. Akan tetapi, arus tiga fasa stator yang mengalir akan menimbulkan medan magnet di sekitar kumparan stator tersebut. Medan magnet stator yang menambah medan magnet rotor menyebabkan perubahan tegangan keluaran generator. Peristiwa ini disebut dengan reaksi jangkar karena arus jangkar (stator) mempengaruhi medan magnet yang pada mulanya memproduksi arus jangkar tersebut.
9
13
Gambar 2.8. Model Reaksi Jangkar10
Pada gambar 2.8 (a), digambarkan bahwa rotor berkutub dua diputar di dalam stator tiga fasa. Karena tidak ada beban yang terpasang, maka medan magnet BR akan menghasilkan tegangan induksi EA, dengan nilai maksimum yang berimpitan dengan arah BR.
Jika diasumsikan sebuah beban induktif dipasang pada terminal generator, maka arus maksimum akan tertinggal dari tegangan induksi maksimum. Pengaruh ini digambarkan pada gambar 2.8 (b).
Arus yang mengalir pada kumparan stator menghasilkan medan magnetnya sendiri. Medan magnet stator ini disebut dengan BS dan mempunyai arah yang ditunjukkan pada gambar 2.8 (c). Medan magnet BS menghasilkan tegangan sendiri, dan tegangan ini disebut dengan Estat dalam gambar 2.8 (c).
Dengan adanya dua tegangan yang muncul pada kumparan stator, tegangan total merupakan penjumlahan tegangan induksi EA dengan tegangan reaksi jangkar Estat.
...11 Medan magnet total Bnet juga merupakan penjumlahan medan magnet rotor dan stator.
10
Kurniawan Pramana, 2011. Generator Sinkron.
https://kurniawanpramana.wordpress.com/2011/10/09/generator-sinkron-2/ 11
14
………...12
Karena sudut EA sama dengan sudut BR, dan sudut Estat juga sama dengan sudut BS, maka medan magnet Bnet akan beririsan dengan Vϕ. Tegangan dan arus hasil reaksi jangkar ini ditunjukkan oleh gambar 2.8 (d).
Pengaruh reaksi jangkar dapat direpresentasikan secara matematis dengan memperhatikan bahwa tegangan Estat terletak 90o dibelakang arus IA, dan juga dengan memperhatikan bahwa besarnya Estat berbanding lurus dengan arus IA. Jika X adalah konstanta proporsionalitas, maka tegangan reaksi jangkar dapat dituliskan sebagai berikut:
– ………..13 lain yang berpengaruh terhadap besarnya tegangan keluaran generator Vϕ adalah adanya induktansi diri dan resistansi lilitan stator. Jika induktansi diri stator disebut LA(sehingga reaktansinya disebut XA), sedangkan resistansinya dilambangkan dengan RA, maka perbedaan total antara Vϕ dengan EA diberikan oleh persamaan berikut:
– – – ………14 Jika diasumsikan bahwa reaktansi akibat reaksi jangkar dan reaktansi akibat induktansi diri disebut dengan reaktansi sinkron XS, maka persamaan akhir untuk tegangan keluaran Vϕmenjadi:
– – ………15
Dengan persamaan di atas, maka rangkaian ekivalen generator sinkron tiga fasa dapat digambarkan sebagai berikut:
12 Kurniawan Pramana, 2011. Generator Sinkron.
https://kurniawanpramana.wordpress.com/2011/10/09/generator-sinkron-2/ 13
Ibid. 14 Ibid. 15
15
Gambar 2.9.Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron Tiga Fasa16
Gambar 6 menunjukkan sebuah sumber arus searah yang menyuplai rangkaian medan rotor yang dimodelkan dengan induktansi dan resistansi lilitan yang dipasang seri. Radj juga dipasang secara seri dengan RF untuk mengendalikan besar aliran arus medan. Sedangkan gambar lainnya merupakan representasi dari masing-masing fasa. Masing-masing fasa mempunyai tegangan induksi yang dirangkai seri terhadap induktansi sinkron XS dan resistansi seri RA. Tegangan dan arus dari rangkaian tiga fasa dalam kondisi yang seimbang mempunyai besar yang sama, tapi terpisah pada sudutnya sejauh 120o satu sama lain.
Rangkaian tiga fasa dapat merupakan konfigurasi Y atau Δ. Jika konfigurasi rangkaian tiga fasa berbentuk Y, maka tegangan terminal VT bernilai:
……….17
Sedangkan jika konfigurasi rangkaian tiga fasa berbentuk Δ, maka tegangan terminal VT bernilai:
………18
16
Kurniawan Pramana, 2011. Generator Sinkron.
https://kurniawanpramana.wordpress.com/2011/10/09/generator-sinkron-2/ 17 Ibid.
16
Gambar 2.10.Rangkaian Ekivalen Generator dengan Konfigurasi (a) Y dan (b) Δ19
Karena tiga fasa dari generator sinkron identik dalam semua hal kecuali sudut fasanya dalam kondisi seimbang, maka akan lebih mudah menganalisa rangkaian ekivalen generator sinkron dengan menggunakan rangkaian ekivalen tiap fasa yang ditunjukkan oleh gambar berikut:
Gambar 2.11.Rangkaian Ekivalen Per-fasa Generator Sinkron20
2.7 Rugi – Rugi Generator Sinkron
Rugi – rugi daya yang terjadi pada generator sinkron terdiri dari rugi – rugi tembaga, rugi besi, dan rugi mekanik.
……….21
2.7.1 Rugi Listrik
Rugi-rugi daya merupakan daya yang hilang dalam penyaluran daya listrik dari sumber daya listrik utama ke suatu beban seperti ke rumah-rumah, ke gedung-gedung, dan lain sebagainya. Dalam setiap penyaluran daya listrik ke
19
Kurniawan Pramana, 2011. Generator Sinkron.
https://kurniawanpramana.wordpress.com/2011/10/09/generator-sinkron-2/ 20 Ibid.
21
17
beban pasti terdapat rugi-rugi daya yang diakibatkan oleh faktor-faktor tertentu seperti jarak saluran listrik ke beban yang terlalu jauh, yang juga akan berakibat bertambah besarnya tahanan saluran kabel yang digunakan.
Rugi listrik juga dikenal dengan rugi tembaga yang terdiri dari kumparan armatur, kumparan medan seri dan kumparan medan shunt.
Rugi kumparan armatur besarnya sekitar 30 sampai 40 % dari rugi total pada beban penuh. Sedangkan rugi kumparan medan shunt
bersama – sama dengan kumparan medan seri besarnya sekitar 20 sampain 30 % dari rugi beban penuh.
2.7.2 Rugi Besi
Rugi besi disebut juga rugi magnetic yang terdiri dari rugi histerisis dan rugi arus pusar yang timbul dari perubahan kerapatan fluks pada besi mesin dengan hanya lilitan peneral utama yang diberi tenaga pada generator sinkron, rugi ini dialami oleh besi armatur, meskipun pembentukan pulsa fluks yang berasal dari mulut celah akan menyebabkan rugi pada besi medan juga, terutama pada sepatu kutub atau permukaan besi medan.
Rugi histerisis ( Ph ) besarnya adalah;
………22
Dimana:
ɳh = koefisien steinmetz histerisis B = kerapatan fluks v = volume inti (m3)
f = frekuensi
Bahan ɳh (joule/m3)
Sheet steel 502
Silicon Steel 191
Hard Cast Steel 7040
Cast Steel 750 – 3000
Cast Iron 2700 – 4000
Tabel 2.1 Nilai Koefisien Steinmentz Histerisis23
22
18
Dari persamaan diatas, besar koefisien steinmetz histerisis, kerapatan flux dan volume inti adalah konstan sehingga nilai rugi histerisis adalah merupakan fungsi dari frekuensi atau ditulis:
……….24
Jadi makin besar frekuensi sinyal tegangan output makin besar rugi histerisis yang diperoleh. Adapun rugi arus pusar besarnya adalah:
………25
Dimana ; k = konstanta arus pusar yang tergantung pada ketebalan laminasi masing – masing lempengan dan volume inti armature.
Oleh karena nilai k dan B adalah konstan, maka besar kecilnya rugi arus pusar adalah tergantung pada nilai frekuensi kuadrat yang ditulis:
……….26
Besar rugi besi adalah sekitar 20 sampai 30 % dari rugi total pada beban penuh.
2.7.3 Rugi Mekanik
Rugi mekanik terdiri dari :
a. Rugi gesek yang terjadi pada pergesekan sikat dan sumbu. Rugi ini dapat diukur dengan menentukan masukan pada mesin yang bekerja pada kecepatan yang semestinya tetapi tidak diberi beban dan tidak literal. b. Rugi angina (windageloss) atau disebut juga rugi buta (stray loss) akibat
adanya celah udara bagian rotor dan bagian stator.
Besar rugi mekanik sekitar 10 sampai 20% dari rugi total pada beban penuh.
23
Ibid. 24
Yon Riyono, Dasar Teknik Tenaga Listrik, hlm. 144 25 Ibid.
19
2.8 Daya Listrik
Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian
listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/detik).
2.8.1 Daya Aktif
Daya aktif adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya.
Satuan daya aktif adalah Watt. Misalnya energi panas, cahaya, mekanik dan lain –
lain.
………...27
2.8.2 Daya Reaktif
Daya reaktif adalah jumlah daya yang diperlukan untuk pembentukan medan magnet. Dari pembentukan medan magnet maka akan terbentuk fluks magnet. Contoh daya yang menimbulkan daya reaktif adalah transformator, motor, lampu pijar, dan lain – lain. Satuan daya reaktif adalah Var.
………28
2.8.3 Daya Semu
Daya semu adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms dan arus rms dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan trigonometri daya aktif dan daya reaktif. Satuan daya semu adalah VA.
………29
27
Lalu Adhe Wirawan Sasmita, Daya Aktif, Daya Reaktif, Nyata, Segitiga Daya.
https://www.scribd.com/document/89598043/Daya-Aktif-Reaktif-Nyata-Segitiga-Daya
20
2.9 Efisiensi Generator Sinkron
Efisiensi atau daya guna atau rendemen dari generator sinkron dapat dihitung seperti pada generator arus searah yang dapat dirumuskan sebagai berikut :
atau
atau
[ ]
atau
[ ]
atau
...30
Pada waktu generator sinkron berbeban, rugi-rugi yang terjadi terdiri dari : 1. Rugi-rugi rotasi yang terdiri dari :
a. Rugi angin dan gesekan.
b. Rugi gesekan sikat pada cicin seret.
c. Rugi ventilasi pada waktu pendinginan mesin. d. Rugi histerisis dan arus pusar di stator.
2. Rugi-rugi listrik yang terdiri dari : a. Rugi pada kumparan medan.
b. Rugi pada kumparan jangkar. c. Rugi pada kontak sikat.
3. Rugi eksitasi yang dipakai untuk penguatan. 4. Rugi beban sasar (stray load loss).
29 Ibid.
30
21
2.10 ETAP (Electrical Transient Analysis Program)
ETAP (Electric Transient Analysis Program) merupakan suatu software (perangkat lunak) yang digunakan suatu sistem tenaga listrik. Perangkat ini dapat bekerja dalam keadaan offline yaitu untuk simulasi tenaga listrik, dan juga dalam keadaan online untuk pengelolaan data real time. Analisa tenaga listrik yang daoat dilakukan dengan menggunakan ETAP antara lain :
a. Analisa Aliran Daya (Load Flow Analysis) b. Analisa Hubung Singkat (Short Circuit Analysis) c. Motor Starting
d. Arc Flash Analysis e. Harmonics Power System
f. Analisa Kestabilan Transien (Transient Stability Analysis) g. Protective Device Coordination
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam bekerja menggunakan ETAP antara lain:
1. One Line Diagram, merupakan notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem tenaga listrik tiga fasa. Sebagai ganti dari representasi saluran tiga fasa yang terpisah, digunakanlah sebuah konduktor. Hal ini memudahkan dalam pembacaan diagram maupun dalam analisa rangkaian
2. Library, merupakan informasi mengenai semua peralatan yang akan dipakai dalam sistem kelistrikan. Data elektris maupun mekanis dari peralatan yang lengkap dapat mempermudah dan memperbaiki hasil simulasi ataupun analisa
22
Gambar 2.12 Standar IEC Standar ANSI31
4. Study Case, berisikan parameter-parameter yang berhubungan dengan metode studi yang akan dilakukan dan format hasil analisa.Di bawah ini merupakan gambar dari perangkat ETAP.
Gambar 2.13. Study Case
31 Novikaginanto. 2012. Sistem Tenaga Listrik,
23
Berikut ini merupakan beberapa elemen yang digunakan dalam single line diagram, antara lain:
a. Generator
Merupakan suatu mesin listrik yang berfungsi untuk membangkitkan listrik
Gambar 2.14. Simbol Generator32
b. Transformator
Merupakan peralatan yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan dengan rasio tertentu sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan
Standar ANSI Standar IEC Gambar 2.15. Simbol transformator33
c. Pemutus Rangkaian (Circuit Breaker)
Merupakan peralatan yang berfungsi untuk untuk melindungi sebuah rangkaian listrik dari kerusakan yang disebabkan oleh kelebihan beban atau hubungan pendek.
Gambar 2.16. High Voltage dan Low Voltage34
d. Beban
Terdapat 2 beban dalam ETAP, yaitu Static Load dan Lumped Load
32
Novikaginanto. 2012. Sistem Tenaga Listrik,
https://novikaginanto.wordpress.com/2012/03/24/etap-electric-transient-analysis-program/ 33 Ibid.
24
Static Load Lumped Load Gambar 2.17. Simbol Beban35
Dari sekian analisa yang dapat dilakukan menggunakan ETAP, terdapat tiga analisa yang akan dibahas kali ini. Analisa tersebut yaitu Load Flow Analysis (Analisa Aliran Daya), Short Circuit Analysis (Analisa Hubung Singkat),
dan Motor Acceleration Analysis.
2.11 Load Flow Analysis (Analisa Aliran Daya)
Analisa aliran daya merupakan suatu analisa aliran daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) dari suatu sistem pembangkit (sisi pengirim) melalui suatu saliran transmisi hingga sampai ke beban (sisi penerima). Idealnya, daya yang dikirim akan sama dengan daya yang diterimadi beban adalah sama. Namun pada kenyataannya, daya yang dikirim di sisi pengirim tidak sama dengan daya yang diterima di sisi beban. Hal ini disebabkan beberapa hal
1. Impedansi di saluran transmisi.
Impedansi di saluran transmisi dapat terjadi karena berbagai hal dan sudah mencakup resultan antara hambatan resistif, induktif dan kapasitif. Hal ini yang menyebabkan rugi-rugi daya karena terkonversi atau terbuang menjadi energi lain dalam transfer energi.
2. Tipe beban yang tersambung jalur.
Ada 3 tipe beban, yaitu resistif, induktif, dan kapasitif. Resultan antara besaran hambatan kapasitif dan induktif akan mempengaruhi PF sehingga mempengaruhi perbandingan antara besarnya daya yang ditransfer dengan yang diterima.
Ada beberapa metode yang bisa digunakan untuk menghitung aliran daya, antara lain:
35 Novikaginanto. 2012. Sistem Tenaga Listrik,
25 a) Accelerated Gauss-Seidel Method
b) Hanya butuh sedikit nilai masukan, tetapi lambat dalam kecepatan perhitungan.
………..………36
c) Newton Raphson Method
d) Cepat dalam perhitungan tetapi membutuhkan banyak nilai masukan dan parameter.
e) First Order Derivative digunakan untuk mempercepat perhitungan.
[ ] [ ] [ ]…………..………..37
f) Fast Decoupled Method
g) Dua set persamaan iterasi, antara sudut tegangan, daya reaktif dengan magnitude tegangan
h) Cepat dalam perhitungan namun kurang presisi
i) Baik untuk sistem radial dan sistem dengan jalur panjang
…………..………38
………..39
Pada analisa aliran daya ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik aliran daya yang berupa pengaruh dari variasi beban dan rugi-rugi transmisi pada aliran daya dan juga mengetahui adanya tegangan jatuh (drop voltage) pada sisi beban.
36 Novikaginanto. 2012. Sistem Tenaga Listrik,
https://novikaginanto.wordpress.com/2012/03/24/etap-electric-transient-analysis-program/ 37
Ibid 38 ibid 39
26 Contoh hasil analisis aliran daya.
Gambar 2.18. hasil analisis aliran daya40
40 Novikaginanto. 2012. Sistem Tenaga Listrik,
