Upload
aktifianto
View
159
Download
40
Embed Size (px)
DESCRIPTION
studi hubung singkat
Citation preview
Short Circuit Study
By:Ferdian Ronilaya, ST, MScElectrical Power System Study ProgramThe State Polytechnic of MalangSoekarno – Hatta No. 9, Malang – East JavaBuilding AG, 1st floor
18/04/23 Short Circuit Calculation 2
Arti Penting Studi Hubung Singkat Berguna untuk menentukan interupting capacity
(kapasitas pemutusan) peralatan pemutus Untuk memastikan bahwa komponen sistem
tenaga mampu menahan stress mekanik dan termal selama gangguan
Menghitung data arus untuk tujuan setting relai dan koordinasinya
18/04/23 Short Circuit Calculation 3
Osilogram arus hubung singkat dekat generator
Ik” Initial symmetrical short-circuit currentip Peak short-circuit current Ik Steady-state short-circuit currentA Initial value of the d.c componentIB Symmetrical short-circuit breaking current
RMS
18/04/23 Short Circuit Calculation 4
Purpose of short circuit valuesDesign Criterion Physical Effect Relevant short-circuit
current
Breaking capacity of circuit breakers
Thermal stress to arcing chamber; arc extinction
Symmetrical short-circuit breaking current Ib
Mechanical stress to equipment
Forces to electrical devices (e.g. bus bars, cables…)
Peak short-circuit current ip
Thermal stress to equipment
Temperature rise of electrical devices (e.g. cables)
Initial symmetrical short-circuit current Ik”Fault duration
Protection setting Selective detection of partial short-circuit currents
Minimum symmetrical short-circuit current Ik
Earthing, Interference, EMC Potential rise;Magnetic fields
Maximum initial symmetrical short-circuit current Ik”
18/04/23 Short Circuit Calculation 5
Persamaan-persamaan Dasar
Hukum Ohm
ResistansiTegangan
arusRV
I DC
ImpedansiTegangan
arusZV
I AC
18/04/23 Short Circuit Calculation 6
Cont’d
Impedansi Dalam bentuk bilangan kompleks
Dalam bentuk polar
jXRZ
Z = Impedansi (ohm)R = Resistansi (ohm)X = Reaktansi (ohm)
RX
ZZ
RX
XRZ
arctan
arctan22
18/04/23 Short Circuit Calculation 7
Cont’d
Reaktansi induktif
Reaktansi kapasitif
Reaktansi total
fLX L 2 reactance Inductive
fCXC 2
1 reactance Capacitive
fCj
fLjRZ
2
2
18/04/23 Short Circuit Calculation 8
Daya 3 fasa
Daya Aktif (watt)
Daya Reaktif (VAR)
Daya Semu (VA)
cos LL IVP 3
sin LL IVQ 3
LL IVS 3
18/04/23 Short Circuit Calculation 9
Contoh
i Carilah:1. XL
2. XC
3. Ztot
4. Arus i5. Daya aktif6. Daya reaktif7. Daya semu
18/04/23 Short Circuit Calculation 10
Perhitungan MVA hubung singkat Adalah penting bahwa kita tahu bagaimana menghitung
tingkat arus gangguan yang akan mengalir. Sehingga kita dapat memilih peralatan yang dapat
menahan gangguan ini dan mengisolasi lokasi yang terganggu tanpa kerusakan besar
Arus gangguan tergantung pada lokasi, kapasitas sistem daya dan jenis gangguan
Pada umumnya, arus gangguan tertinggi adalah ketika terjadi hubung singkat tiga fasa (simetri)
Pembahasan difokuskan pada perhitungan hubung singkat tiga fasa
18/04/23 Short Circuit Calculation 11
Contoh Resistansi diabaikan karena nilai resistansi jauh
lebih kecil dari reaktansinya Reaktansi penghantar/kabel diabaikan. Sehingga
dalam kasus ini, arus hubung singkat, Is, hanya dibatasi oleh reaktansi trafo, Xp
p
p
s X
EI
18/04/23 Short Circuit Calculation 12
Cont’d
I
X
E
II
IE
IE p
p
s
p
sp
6
6
103
103
MVA ratedMVA circuitshort
Ep = tegangan generatorIs = arus hubung singkat simetriI = arus nominal
Jika bagian bawah dan atas persamaan tsb dikalikan dengan Xp/Ep x 100, maka
100
100
100
100
p
p
p
p
p
p
p
p
E
XI
E
XE
X
I
X
E
%XE
IX
p
p 100 Reaktansi per fasa
%100
(S) MVA ratedMVA circuitshort
XII s
%100
MVA circuitshortX
S
18/04/23 Short Circuit Calculation 13
Nilai Xp tipikal trafo
18/04/23 Short Circuit Calculation 14
Contoh soal
Untuk rangkaian yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, hitunglah MVA hubung singkat di sisi LV transformator untuk menentukan kapasitas breaking capacity dari switchgear yang akan diinstal.
18/04/23 Short Circuit Calculation 15
Jawaban:
MVA 10010
10100%
100MVA circuitshort
XS
KA 25.5113
100 Gangguan Arus
21.125.53
11Sumber Impedansi
18/04/23 Short Circuit Calculation 16
Perhitungan H.S. Metode Per-Unit
Besaran nilai persamaan di atas bisa tegangan, arus, daya atau impedansi.
Pertama, kV (kVb) dan kVA atau MVA dasar (kVAb atau MVAb) dipilih dalam suatu sistem.
Kemudian, arus dan impedansi dasar dapat dihitung dengan persamaan berikut
dasarNilai sebenarnyaNilai
pu
b
bb
KV
KVAI
3 b
b
b
b
b
bb MVA
KVKVA
KV
I
KV
I
VZ
22 1000
3
1000
Base3
Base
18/04/23 Short Circuit Calculation 17
Cont’d
Impedansi per unit dari sumber yang memiliki rating KVA hubung singkat KVAsc adalah sebagai berikut:
sc
bs KVA
KVAZpu
18/04/23 Short Circuit Calculation 18
Contoh Soal
Hitunglah arus hubung singkat di sisi outgoing trafo dengan menggunakan metode per – unit jika single line diagram sistem diketahui seperti yang terlihat pada gambar
18/04/23 Short Circuit Calculation 19
Jawaban Base KVA (MVA) yang dipilih adalah 1250 KVA atau 1.25 MVA. MVA hubung singkat di sisi sumber (incomming) adalah:
Arus hubung singkat di sisi 1 KV dihitung dengan persamaan berikut:
MVA 63.475.2113 MVAsc
pu 0.08124 0.02624 0.055 total Impedansi
pu 0.055 trafoImpedansi
pu 02624.063.47
25.1sumber Impedansi
sZpu
MVA 15.38518.8833 singkathubung MVA
KA 883.808124.013
1250
3
totb
bsc
ZpuKV
KVAI
18/04/23 Short Circuit Calculation 20
Latihan Soal 1
33 KV
11 KV
20 MVAX = 10%
20 MVAX = 10%
A
B
C
Kabel:0.24 ohm/km8 km
MVAsc = 2500 MVA
Pertanyaan:Hitunglah MVA hubung singkat di bus C
18/04/23 Short Circuit Calculation 21
Latihan Soal 2
33 KV
11 KV
20 MVAX = 10%
20 MVAX = 10%
A
B
Penghantar:0.2 ohm/km5 km
MVAsc = 2500 MVA
33 KV
11 KV
10 MVAX = 10%
C
D
MVAsc = 2200 MVA
NO point:Closed position
Penghantar:0.2 ohm/km4 km
Fault10 MVAX = 10%