Oleh : Thohaku Abdul Hadi – 2211100035

Teknik Elekto ITS

2013

Analisis Sistem tenagaJawaban quis 2

Jawaban Quiz AST-II

1. a) MVA hubung singkat pada bus 7 dan 8

Hubung singkat 3 fasa simetri pada bus No. 7

Total fault current = 2.3570 per unit

Bus Voltages during fault in per unit

Bus Voltage Angle

No. Magnitude degrees

1 0.7271 0.0000

2 0.6837 0.0000

3 0.6846 0.0000

4 0.7817 0.0000

5 0.7469 0.0000

6 0.6343 0.0000

7 0.0000 0.0000

8 0.6111 0.0000

9 0.5183 0.0000

10 0.2591 0.0000

Line currents for fault at bus No. 7

From To Current Angle

Bus Bus Magnitude degrees

1 2 0.4344 -90.0000

1 3 0.4251 -90.0000

1 6 0.2320 -90.0000

2 7 1.7091 -90.0000

3 2 0.0093 -90.0000

3 9 0.4158 -90.0000

G 4 1.0916 -90.0000

4 1 1.0916 -90.0000

5 2 1.2654 -90.0000

G 5 1.2654 -90.0000

6 8 0.2320 -90.0000

7 F 2.3570 -90.0000

8 9 0.2320 -90.0000

9 10 0.6478 -90.0000

10 7 0.6478 -90.0000

Vbase(bus 7) = 230kV

Ibase(bus 7) = 100MVA

230kV √3=251.02 A

MVA Hubung Singkat = √3 .V pu (bus7) .V base . I pu(bus7−F) . I base=235.68MVA

Hubung singkat 3 fasa simetri pada bus No. 8

Total fault current = 2.3551 per unit

Bus Voltages during fault in per unit

Bus Voltage Angle

No. Magnitude degrees

1 0.6894 0.0000

2 0.7218 0.0000

3 0.6706 0.0000

4 0.7515 0.0000

5 0.7775 0.0000

6 0.1379 0.0000

7 0.6114 0.0000

8 0.0000 0.0000

9 0.3905 0.0000

10 0.5010 0.0000

Line currents for fault at bus No. 8

From To Current Angle

Bus Bus Magnitude degrees

1 3 0.1879 -90.0000

1 6 1.3788 -90.0000

2 1 0.3243 -90.0000

2 3 0.5123 -90.0000

2 7 0.2761 -90.0000

3 9 0.7002 -90.0000

G 4 1.2424 -90.0000

4 1 1.2424 -90.0000

5 2 1.1127 -90.0000

G 5 1.1127 -90.0000

6 8 1.3788 -90.0000

7 10 0.2761 -90.0000

8 F 2.3551 -90.0000

9 8 0.9763 -90.0000

10 9 0.2761 -90.0000

Vbase(bus 8) = 230kV

Ibase(bus 8) = 100MVA230kV √3

=251.02 A

MVA Hubung Singkat = √3 .V pu (bus8) .V base . I pu(bus8−F ). I base=235.51MVA

b) terjadi hubung singkat pada bus 3

>> rangkaian urutan nol

>> rangkaian urutan positif

>> rangkaian urutan negatif

c) terjadi hubung singkat pada bus 4, buat rangkaian theveninnya (urutan 0 , 1, 2)

dengan mengacu pada poin ‘b)’ maka di dapat rangkaian ekuivalen

rangkaian thevenin urutan 0

0.0944 Z0 = Zthef0 (bus 4) = Zbus0 (4,4)

rangkaian thevenin urutan positif

0.1292 Z1 = Zthef1 = Zbus1(4,4)

Rangkaian thevenin urutan negatif

0.1292 Z2= Z1

d) Hubung singkat 3 fasa langsung terjadi pada bus 9, hitung arus hubung singkat yang mengalir

menuju bus 9

- rangkaian Z urutan 0

0.5484 Zthev(bus9) urutan 0 = Zbus0(9,9)

I0 = 0

- Rangkaian Z urutan positif

0.3651 Z1 = Zbus1(9,9)

I 1=1∠ 0o

j 0.3651=− j 2.7389 pu

- Rangkaian Z urutan negatif

Z2 = Z1

0.3651

I2 = 0

I per fasanya (a b c) , dengan matlab

I fault=2.7389 pu

e) kapasistas CB yang harus dipasang pada bus 9

kap .CB=I ' ' . ξ .10−3 kA=2 ,789 .251.02.1,6 .10−3=1.12kA

f) terjadi hubung singkat 1 fasa ke tanah melalui impedansi Zf = 0,02 pu pada bus 3

- rangkaian thevenin urutan 0

Zthev 0 = Zbus0 (3,3)

0.1879

- Rangkaian thevenin urutan positif

0.1724 Zthev 1 = Zbus1(3,3)

- Rangkaian thevenin urutan negatif

0.1724 Zthev2 = Zthev1 = Z2 = Zbus2(3,3)

Hubungan rangkaian urutan

I a0=I a1=I a2

I a=I a0+ I a1+ I a2=3. I a1

V a0=V a1=V a2=13V a

I a1=1∠0o

( j 0.1879+ j 0.1724+ j 0.1724+3. j 0.02 )

I a1=− j 1.6871 pu

I a=3. I a1=5.0613 pu << Ifault

Hasil dari matlab Ia = 5.5963 pu

Tegangan pada bus 3 (a b c)

V abc=A .V 012

V 0=−I 0Z0=−0.31702 puV 1=1−I 1Z1=0.70913 puV 2=−I 2Z2=−0.29087 pu

g) hubung singkat antar fasa langsung terjadi pada bus 4 , terntukan arus HS dan tegangan pada

bus 4

I 0=0 , I 1=−I2=1 puZ1+Z2

=−3.87 i

V 1=V 2=0.5 pu[V a

V b

V c]=A .[V 0

V 1

V 2]=[ 0

−0.5−0.5]

2) Diketahui tegangan tak seimbang pada sisi tegangan rendah trafo T4 (Trafo T4 mempunyai rating

rating 50kVA, 20Y−150 ∆kV ) :

V a=0.6365∠0o pu ,V b=0.455∠−90o pu ,V c=0.362∠ 90

o pu

(Dengan base rating trafo).

a) Tentukan tegangan antar fasa Vab, Vbc, dan Vca (dalam kVolt)!

V ab=V a−V b=0.782∠35.5oV bc=V b−V c=0.817∠−90o

V ca=V c−V a=0.732∠150.4o

b) Bila tegangan Va, Vb, Vc diatas adalah tegangan fasa pada beban yang terhubung Y dengan

impedansi per fasa 10∠30o Ohm (tidak diketanahkan), dan beban tersebut terhubung pada

sisi Y (tegangan rendah) dari trafo T4 (∆−Y ), tentukan tegangan fasa VA, VB, VC dan arus

saluran IA, IB, IC (dalam Amperes) pada sisi tegangan (∆)

Dari data V a ,V b ,V c diatas dapat dicari komponen urutan nol, positif, dan negatifnya :

V 012=A−1.V abc

[V a0

V a1

V a2]=13 [1 1 1

1 a a2

1 a2 a ] [V a

V b

V c]=[0.2144∠−8.313o

0.4483∠1.981o

0.0283∠146.79o ]V base=20kV ,MV Abase=50kVA

I base=MV Abase

V base

=2.5 AZbase=(V base )2

MV Abase

=8000Ohm

Zbeban (pu )=Z

Zbase

=10∠30o

8000=0.00125∠ 30o pu

I 012=V 012 .1Z [ I a0I a1

I a2]=[V a0

V a1

V a2] . 1Zbeban (pu)

=[ 171.52∠−38.13o

358.64∠−28.019o

22.64∠116.79o ]pada trafo ∆−Y , dapat dituliskan :

[ IA 0IA 1IA 2

]=[ I a0 .0

I a1 . (−i )I a2 .i

]=[ 0∠0o

358.64∠−118.019o

22.64∠206.79o ][ IAIBIC ]=A . [I A0I A1I A2

]=[377.37∠−120o

338.22∠120.4o

361.39∠5.56o ]Untuk tegangan : [V A0

V A1

V A2]=[ V a0 .0

V a1 . (−i )V a2 .i

]=[ 0∠0o

0.4483∠−88.019o

0.0283∠236.79o ][V A

V B

V C]=A .[V A0

V A1

V A2]=[ 0.4717∠−90o

0.4227∠150.37o

0.4517∠35.55o ]