48
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA Disusun oleh : Ir. I Nyoman Setiawan, MT.

Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Lumayan buat refrensi :)

Citation preview

Page 1: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

Disusun oleh : Ir. I Nyoman Setiawan, MT.

Page 2: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga

Halaman ii dari vi

Kompetensi Lulusan Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga :

A. Pengetahuan dan Pemahaman (Knowledge and Understanding)

1. Mengerti dan memahami sains dasar yaitu matematika, fisika dan statistik

2. Mengerti dan memahami teknik-teknik analisis dan perancangan sistem tenaga

listrik yang meliputi teknik konversi energi, teknik transmisi dan distribusi tenaga

listrik, teknik pengendalian dan pengaman, teknik instalasi listrik, serta penggunaan

program-program aplikasi untuk simulasi dan perancangan

3. Mengerti dan memahami teknik-teknik untuk melakukan analisis sistem,

administrasi basis data, pemrograman multimedia, pemrograman web, administrasi

jaringan, pemrograman aplikasi, dan teknik perangkat keras

4. Mengerti dan memahami teknik-teknik analisis, perancangan, dan implementasi

sistem di bidang elektronika komunikasi, teknik jaringan telekomunikasi, dan

sistem komunikasi nirkabel

5. Mengerti dan memahami teknik-teknik analisis, perancangan, dan implementasi

rangkaian dan sistem elektronika di bidang elektronika terapan.

B. Ketrampilan Intelektual (Intellectual Skill)

1. Menguasai penerapan sains dasar (matematika, fisika, elektroteknik).

2. Menguasai perancangan dan pelaksanaan eksperimen serta analisis dan

interpretasi data.

3. Menguasai perancangan sistem (sistem tenaga, sistem komputer/informatika,

sistem telekomunikasi, elektronika terapan) sesuai dengan kebutuhan.

4. Menguasai cara mengidentifikasi, merumuskan, dan menyelesaikan persoalan-

persoalan elektroteknik.

C. Ketrampilan Praktis (Practical Skill)

1. Menguasai teknik-teknik analisis dan perancangan sistem tenaga listrik yang

meliputi teknik konversi energi, teknik transmisi dan distribusi tenaga listrik, teknik

pengendalian dan pengaman, teknik instalasi listrik, serta penggunaan program-

program aplikasi untuk simulasi dan perancangan.

Page 3: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga

Halaman iii dari vi

2. Menguasai tektik, keahlian, dan piranti elektroteknik modern yang diperlukan

untuk proses-proses elektroteknik

3. Menguasai metode matematis, probabilitas dan teknik statistik serta penerapannya

dalam elektroteknik.

D. Ketrampilan Managerial dan Sikap (Managerial Skill and Attitude)

1. Menjunjung tinggi norma, tata-nilai, moral, agama, etika dan tanggung jawab

profesional.

2. Mampu berkomunikasi secara efektif

3. Mengerti dampak penyelesaian elektroteknik dalam konteks masyarakat baik

nasional, regional maupun internasional.

4. Mengerti isu-isu keteknikan kontemporer

5. Mampu memanfaatkan dan menerapkan teknologi informasi dan komunikasi

(Information and communication technology, ICT)

6. Mampu untuk mengembangkan diri dan mampu berfikir secara logis dan analitis

untuk menyelesaikan masalah-masalah yang dihadapi secara profesional.

7. Mampu bekerja sarna dan menyesuaikan diri dengan cepat di lingkungan kerja.

Page 4: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga

Halaman iv dari vi

PRAKTIKUM ANALISA SISTEM TENAGA

TE6508 ( 1 SKS )

Standar Kompetensi Lulusan (SKL) Ruang Lingkup Materi 1 Mahasiswa mampu memahami perintah-

perintah yang dimiliki PowerWord Simulator

• Edit Mode

• Run Mode

• Inset Palette

• Run Mode Palette

2. Mahasiswa mampu menggambar sistem tenaga

listrik dengan PowerWord Simulator dan

mengaplikasikan pada sistem yang

sesungguhnya.

• Bus Bar

• Generator

• Transformator

• Transmisi/Line

• Beban/Load

• Kapasitor

3. Mahasiswa mampu melakukan analisis dan

menjelaskan hasil simulasi aliran daya,

pengaruh perubahan beban dan pemasangan

kapasitor pada sistem tenaga listrik dengan

PowerWord Simulator dan mampu

mengaplikasikan pada sistem yang

sesungguhnya.

• Analisis Aliran Daya

1. Metode Gauss -Seidel

2. Metode Newton- Raphson

3. Metode Fast Decoupled

• Pengaturan Tegangan

4 Mahasiswa mampu melakukan analisis dan

menjelaskan hasil simulasi hubung singkat

dengan PowerWord Simulator dan mampu

mengaplikasikan pada sistem yang

sesungguhnya.

• Hubung Singkat Simetri

• Hubung Singkat Tak Simetri :

1. Satu Phasa ke Tanah

2. Antar Phasa

3. Dua Phasa ke Tanah

Page 5: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga

Halaman v dari vi

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya kami susun

modul praktikum ini. Modul ini kami susun untuk membantu mahasiswa melaksanakan

praktikum Analisa Sistem Tenaga dengan menggunakan PowerWord Simulator. PowerWorld

Simulator adalah suatu program simulasi sistem tenaga yang dirancang untuk dapat digunakan

dengan mudah dan lebih interaktif. Simulator ini memiliki kemampuan untuk menganalisis

masalah teknik. Disamping itu juga ditampilkan berupa gambar untuk menjelaskan operasi

sistem tenaga bagi orang-orang non teknik. Dari versi 8.0 dibuat simulasi yang lebih mudah

digunakan, dengan tampak lebih jelas. Simulator ini adalah produk yang telah terintegrasi dan

bisa digunakan untuk menyelesaikan perhitungan aliran daya dan memungkinkan sampai 60.000

bus. Modul praktikum ini terdiri dari 8 percobaan yang diawali dengan pengenalan Power Word

Simulator, kemudian dilanjutkan dengan analisis aliran daya dan analisis hubung singkat.

Terima kasih kami sampaikan kepada Asisten Lab. AST yang telah membantu

penyusunan modul praktikum ini. Semoga modul ini memberikan manfaat kepada pembaca

khususnya mahasiswa Teknik Elektro yang sedang mengambil praktikum Analisa Sistem

Tenaga. Saran dan kritik dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan modul ini.

Saran dapat disampaikan lewat e-mail ([email protected]) atau langsung di Lab. AST

Bukit Jimbaran, 30 April 2007

Ir. I Nyoman Setiawan, MT.

Page 6: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikumk Analisa Sistem Tenaga

Halaman vi dari vi

Kata Pengantar v

Daftar Isi vi

Percobaan 1. Pengenalan Power Word Simulator……………………………………….. 1

Percobaan 2. Simulasi Analisa Aliran Daya……………………………………………... 13

Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban dalam Analisa Aliran Daya.............................. 19

Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor Pada Sistem Tenaga Listrik..................... 22

Percobaan 5. Analisis Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris.............................................. 25

Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah............................................ 29

Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa............................................................. 33

Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanah............................................. 38

Page 7: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 1 dari 42

PENGENALAN POWER WORLD SIMULATOR

1.1 Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1 Mampu menggambar sistem tenaga listrik dengan PowerWord Simulator

2 Mampu memahami dan menjalankan intruksi-intruksi yang dimiliki PowerWord

Simulator

1.2 Teori

PowerWorld Simulator adalah suatu simulasi sistem tenaga yang dirancang agar dapat

digunakan dengan mudah dan lebih interaktif. Simulator ini memiliki kemampuan untuk

menganalisis masalah teknik. Disamping itu juga ditampilkan berupa gambar untuk menjelaskan

operasi sistem tenaga bagi orang-orang non teknik. Dari versi 8.0 dibuat simulasi yang lebih

mudah digunakan, dengan tampak lebih jelas. Simulator ini adalah produk yang telah

terintegrasi dan bisa digunakan untuk menyelesaikan perhitungan aliran daya dan

memungkinkan sampai 60.000 bus. Ini memungkinkan simulator untuk dapat membuat suatu

rangkaian analisis aliran daya yang cukup komplek.

Tidak seperti program aliran daya lainnya, simulator ini dapat menampilkan one line

diagram yang berwarna dan terlihat lebih jelas. Kapanpun sistem ini dapat dimodifikasi dengan

menggunakan Simulator’s full-featured graphical case editor. Saluran transmisi dengan mudah

dapat dipasang atau didilepas dari sistem, transmisi baru atau generator baru dapat ditambahkan

begitu juga dengan rangkaian baru hanya dengan sedikit klik pada mouse. Penggunaan simulator

ini akan mempermudah pemakai untuk memahami karakteristik sistem dan akan lebih mudah

bila sering dilatih.

Simulasi juga dapat digunakan untuk perubahan simulasi dari sitem tenaga setiap saat.

Beban, pembangkitan, dan pergantian bentuk setiap saat akan ditampilkan. Pada simulasi ini bisa

juga untuk mencari economic dispatch, analisis area transaksi ekonomi, Komputasi Power

Transfer Distribution Factor (PTDF), analisis hubung singkat dan analisis contingency. Program

ini sangat memungkinkan untuk kita menjalankan suatu rangkaian dengan waktu yang singkat.

Berikut beberapa istilah / instruksi yang digunakan dalam mengoperasikan PowerWord

Simulator.

Page 8: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 2 dari 42

Toolbars

Edit Mode digunakan untuk membuat gambar baru New Case atau memodifikasi

gambar yang sudah ada

Run Mode digunakan untuk menjalankan Single Solution atau menjalankan animasi

Log berisi pesan tentang hasil Power Flow Solution

Abort digunakan untuk memberhentikan sementara simulasi (pause)

File Palette

Digunakan untuk Open Simulation Case, Open Online, Save Online, Save Case dan

mencetak (print)

Inset Palette

Digunakan untuk inset gambar seperti bus, transformator, transmisi, beban dan lain

sebagainya.

Run Mode Palette

Digunakan untuk menjalankan simulasi Play, Pause, Stop, Contouring, different

Flow dan Fault Analysis

Page 9: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 3 dari 42

1.3 Langkah-Langkah Percobaan :

1.3.1 Memulai program PowerWord Simulator

1. Klik POWERWORLD pada desktop dan akan muncul seperti gambar beikut.

Gambar 1.1 Selamat Datang di POWER WORLD SIMULATOR

2. Klik File pilih New Case

3. Muncul pada layar menu utama program PowerWorld

Gambar 1.2 Menu utama Program POWER WORLD

Page 10: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 4 dari 42

Gambar 1.3 Contoh diagram satu garis untuk percobaan 1(J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma)

1.3.2 Memulai Menggambar

A. Menggambar Bus

1. Gambar bus 1 seperti gambar 1.3

2. Klik Insert pilih Bus atau klik Bus pada Toollbar (Insert Peltte)

3. Klik-kiri pada layar dimana akan meletakkan bus. Kemudian akan muncul kotak

dialog seperti gambar 1.4 dan lengkapi kotak dialog bus (Bus Option DialogBox)

tersebut seperti Bus Number (otomatis akan muncul angka 1), Bus Name, Zise,

Orientation, Area, Zone dan Nominal Voltage.

Gambar 1.4 Bus Option

Page 11: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 5 dari 42

4. Atur posisi dengan memilih Vertical bar

5. Kalau bus tersebut sebagai Slack, maka centang System Slack Bus

6. Klick OK akan muncul seperti gambar berikut.

Gambar 1.5 Gambar Bus Bar

7. Dengan langkah yang sama untuk mengambar bus 2, 3, 4, 5.

B. Mengambar Generator

1. Gambar Generator 1 seperti terlihat pada Gambar 1.3

2. Klik Insert pilih generator atau klik Generator pada Toollbar (Insert Peltte),

kemudian klik kiri pada layar dimana generator akan diletakan. Kemudian lengkapi

kotak dialog seperti gambar 1.6 Display Information pada Generator Options.

Gambar 1.6 Generation Option Dialog pada Display Information

Bus Bar

Page 12: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 6 dari 42

3. Pada Orientation pilih left.

4. Bila akan melakukan analisa aliran daya klik MW and Voltage Contol dan lengkapi

kotak dialog tersebut, bila melakukan analisis hubung singkat klik Fault Parameters

dan lengkapi kotak dialog tersebut.

5. Klik OK dan akan terlihat seperti gambar 1.7 berikut.

Gambar 1.7 Gambar Generator

6. Ulangi langkah tersebut untuk menggambar generator di bus 3

C. Menggambar Trafo

1. Gambar Trafo antara Bus 1 dan 5

2. Klik Insert pilih Transformer

3. Klik-kiri pada Bus 1 kemudian seret sampai bus 5 terus klik kiri dua kali. Kemudian

lengkapi katak dialog Parameters/Display pada Transmission Line/Transformer

Options seperti gambar berikut. Resistansi, reaktansi dan line charging dalam satuan

per unit (pu) dan Limit dalam Satuan MVA yaitu daya mampu dari trafo. Bila

melakukan perubahan tap trafo klik Transformer Control, dan bila melakukan

analisa hubung singkat klik Fault Parameters dan lengkapi kotak dialog tersebut

seperti gambar 1.8.

Generator

Page 13: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 7 dari 42

Gambar 1.8 Transmission Line/Transformer Optiosn Dialog pada Parameter/Display

4. Klick OK dan akan terlihat seperti gambar 1.9 berikut.

Gambar 1.9 Transformator

5. Ulangi langkah tersebut untuk menggambar tranfo antara Bus 3 dan 4

D. Menggambar Transmission Line

1. Gambar transmision line dari bus 5 ke bus 4

2. Klik Insert pilih Transmission Line atau klik AC Transmission Line pada Toollbar

(Insert Peltte)

3. Klik-kiri pada Bus 5 kemudian seret sampai bus 4 terus klik kiri dua kali. Kemudian

lengkapi katak dialog Parameter/Display pada Transmission Line/Transformer

Transformator

Page 14: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 8 dari 42

Options. Resistansi, reaktansi dan line charging dalam satuan per unit (pu) dan Limit

dalam Satuan MVA yaitu daya mampu dari transmisi. Bila melakukan analisa hubung

singkat klik Fault Parameters dan lengkapi kotak dialog tersebut seperti gambar 1.10.

Gambar 1.10 Transmission Line/Transformer Optiosn Dialog pada Parameter/Display

4. Klik OK dan akan terlihat seperti gambar 1.11 berikut.

Gambar 1.11 Saluran Transmisi

5. Ulangi langkah-langkah tersebut untuk menggambar transmision line dari 2-5 dan 2-4

Transmission Line

Page 15: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 9 dari 42

E. Menggambar Load

1. Gambar load pada bus 2

2. Klik Insert pilih Load atau klik Load pada Toollbar (Insert Peltte)

3. Klik-kiri pada bus yang akan diberi beban (bus 2) dan akan muncul kotak dialog seperti

gambar 1.12. Kemudian lengkapi kotak dialog Load Information pada Load Option.

Orientation pilih Down untu beban yang arahnya ke bawah. Model beban ada tiga pilihan

yaitu daya konstan, arus konstan dan impedansi konstan dan dalam satuan MW untuk daya

aktif dan MVAR untuk daya reaktif.

Gambar 1.12 Load Optiosn Dialog

4. Klik OK dan akan terlihat seperti gambaar di bawah.

Gambar 1.13 Beban

5. Ulangi langkah-langkah tersebut untuk menggambar beban pada bus 3

Beban/Load

Page 16: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 10 dari 42

1.3.3 Menyimpan Gambar

1. Klik File pilih Save Case atau Save Case As akan muncul kotak dialog seperti terlihat

pada gambar 1.14

2. Buatkan folder sesuai kelompok – beri nama gambar , contoh folder : Kelompok1

3. Untuk percobaan simpan gambar dengan :

File – Save Case As – beri nama gambar sesuai percobaan, contoh HasilPercobaan_01

Gambar 1.14 Kotak dialog penyimpanan

1.3.4 Menjalankan Program

1. Klik Run Mode

2. Klik Play

Gambar 1.15 Tampilan Simulasi Program

1.3.5 Mengedit Gambar atau Data

1. Klik Edit Mode

2. Klik-kiri pada gambar yang mau diedit. Contoh ingin mengedit data Generator pada bus

1. Klik kiri pilih Information Dialog..., kemudian lakukan pengeditan.

Klik Play

Page 17: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 11 dari 42

Gambar 1.16 Pengeditan Generator

1.3.6 Analisis Hubung Singkat/Fault Analysis

1. Klik Options/Tools, plih Fault Analysis atau klik Fault pada Toolbars Run Mode Pelette

dan akan muncul kotak dialog seperti gambar 1.17.

2. Pilih lokasi ganguan/Fault Location(Bus Fault, In Line Fault)

3. Pilih Bus yang terganggu

4. Pilh jenis gangguan/Type Fault (Single Line to Ground, Line to Line, 3Phase Balanced,

Doble Line to Ground)

5. Klik Calculate akan muncul hasil Fault Anaysis seperti gambar 1.18

Gambar 1.17 Kotak dialog Fault Analysis

Page 18: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 1 Pengenalan Power World Simulator Halaman 12 dari 42

Gambar 1.18 Hasil dari Fault Analysis

1.3.7 Hasil Percobaan

Copy gambar yang telah dibuat ke dalam Microsoft Word dengan cara klik kanan pilih

Copy Image to Clipboard, buka Microsoft Word klik kanan pilih Paste. Kemudian gambar

tersebut disimpan dengan nama file Hasil Percobaan_01a.

Page 19: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 2. Analisa Aliran Daya Halaman 13 dari 42

SIMULASI ANALISA ALIRAN DAYA

2.1. Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan analisa aliran daya dengan PowerWord Simulator

2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa aliran daya

2.2. Teori

2.2.1 Studi Aliran Daya Sistem Tenaga Listrik.

Studi aliran daya merupakan penentuan atau perhitungan tegangan, arus, daya aktif

maupun daya reaktif yang terdapat pada berbagai titik jaringan listrik pada keadaan

pengoperasian normal, baik yang sedang berjalan maupun yang diharapkan akan terjadi di masa

yang akan datang. Dalam analisa sistem tenaga listrik ada empat variabel yang perlu

diperhatikan yaitu : tegangan(V), Sudut phasa (θ), Daya Aktif (P) dan Daya Reaktif (Q).

Tujuan dari studi analisa aliran daya adalah sebagai berikut :

a. Mengetahui tegangan pada setiap bus yang ada dalam sistem.

b. Mengetahui daya aktif dan reaktif yang mengalir dalam setiap saluran yang ada

dalam sistem.

c. Mengetahui kondisi dari semua peralatan, apakah memenuhi batas-batas yang

ditentukan untuk menyalurkan daya listrik yang diinginkan.

d. Untuk memperoleh kondisi mula pada perencanaan sistem yang baru.

e. Untuk memperoleh kondisi awal untuk studi-studi selanjutnya yaitu : studi hubung

singkat, studi stabilitas dan juga studi rugi-rugi transmisi.

2.2.2 Besaran Per-Unit

Volt adalah satuan untuk tegangan, amper untuk arus dan watt untuk daya yang sudah

biasa dipakai. Tetapi satuan sering juga dinyatakan sebagai suatu persentase atau perunit (pu)

dari suatu nilai dasar. Rumus-rumus yang dapat digunakan untuk memperoleh nilai dasar dari

berbagai besaran untuk sistem tiga phasa adalah sebagai berikut :

Page 20: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 2. Analisa Aliran Daya Halaman 14 dari 42

basebasebasebase

base

LLbase

base

LNbase

base

LNbasebase

LLbase

basebase

basebasebase

LLbaseLNbase

basebase

YZXR

SV

SV

IV

Z

VS

I

QPS

VV

SS

11

3

3

3

3

2

1

2

3

333

31

===

===

=

==

=

=

φφ

φ

φφφ

φφ

2.2.2 Klasifikasi Bus.

Besarnya aliran daya dan rugi-rugi dalam setiap saluran transmisi dapat diketahui

dengan terlebih dahulu menghitung besar (magnitude) dan sudut phasa tegangan pada semua bus

dalam sistem tenaga listrik. Pada tiap-tiap bus terdapat 4 (empat) parameter atau besaran :

1. Injeksi netto daya riil P,

2. Injeksi netto daya reaktif Q,

3. Harga skalar tegangan |V|,

4. Sudut phasa tegangan θ.

Pada tiap-tiap bus hanya ada dua macam besaran ditentukan sedang kedua besaran yang

lain merupakan hasil akhir dari perhitungan. Berdasarkan parameter atau besaran yang diketahui

maka bus dapat diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) yaitu :

1. Slack bus : harga skalar |V| dan sudut phasanya θ.

2. Voltage controlled bus : daya riil P dan harga skalar tegangan |V|,

3. Load bus : daya P dan Q.

Slack bus ini berfungsi untuk menyuplai kekurangan daya riil dan daya reaktif

termasuk rugi-rugi pada kawat transmisi, karena rugi-rugi ini baru dapat diketahui setelah solusi

terakhir diperoleh. Pemberian besaran untuk bus-bus diatas berlaku baik bila kita menghitung

dengan AC Network Analyzer maupun dengan digital computer.

Untuk memecahkan persoalan aliran daya, cara yang paling tua tetapi masih luas

penggunaannya adalah dalam bentuk ” admitansi bus ”.

|I| Bus = |Y| Bus |V| Bus

dimana |I| . |Y| dan |V|merupakan matriks.

2.2.3 Rumus Umum

Page 21: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 2. Analisa Aliran Daya Halaman 15 dari 42

a. Persamaan Pembebanan

Daya riil dan daya reaktif pada salah satu bus P :

Pp – jQp = Vp . Ip

Dan arus : IP = *P

PP

VjQP −

Ip bertanda positif apabila arus mengalir ke bus dan bertanda negatif bila arus

mengalir dari bus.

Bila elemen shunt tidak termasuk dalam matriks parameter maka arus total pada

bus P adalah :

ppp

ppp VY

VjQP

I −−

= *

Dimana : Y p = admitansi shunt total pada bus P.

Yp Vp = arus shunt yang mengalir dari bus P ke tanah.

b. Persamaan Aliran Daya (Saluran)

Setelah tegangan-tegangan bus diketahui maka aliran daya dapat dicari. Arus yang

mengalir dari bus p ke bus q adalah :

2

)( pqppqqppq

yVyVVI +−=

Dimana :

ypq = admitansi kawat p ke q

y’pq= admitansi shunt kawat p-q

2'

1pqy

V = kontribusi arus pada bus p oleh arus shunt.

c. Persamaan Daya

Daya yang mengalir dari bus p ke q :

pqppqpq iVJQP =−

atau,

2

)('

** pqpppqqpppqpq

yVVyVVVjQP +−=−

sedangkan daya yang mengalir dari bus q ke p :

2

)('*' pq

qqpqpqqqpqp

yVVyVVVjQP +−=−

Page 22: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 2. Analisa Aliran Daya Halaman 16 dari 42

Persamaan dalam bentuk hybrid :

( ) ( )[ ]jiijjiijj

n

jii BGVVP θθθθ −+−= ∑

=

sincos||||1

( ) ( )[ ]jiijjiijj

n

jii BGVVQ θθθθ −−−= ∑

=

cossin||||1

2.2.4. Metode Penyelesaian Aliran Daya

Beberapa metode telah dikembangkan untuk menyelesaikan analisa aliran daya, seperti

metode Gauss-Seidel, Newton-Raphson dan Fast Decoupled. Penyelesaian aliran daya dalam

percobaan ini menggunakan metode Newton Raphson.

2.3. Langkah-Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_2.

3. Masukan data-data berikut :

Tabel 2.1 Data Input Bus

Bus Type V

(pu) δ (o)

PG

(pu)

QG

(pu)

PL

(pu)

QL

(pu)

Qgmax

(pu)

QGmin

(pu)

1 Swing/Slack 1.0 0 - - 0 0 - -

2 Load - - 0 0 8.0 2.8 - -

3 V Controled 1.05 - 5.2 - 0.8 0.4 4.0 -2.8

4 Load - - 0 0 0 0 - -

5 Load - - 0 0 0 0 - -

Tabel 2.2 Data Input Line/Transmisi

Bus-to-Bus R

(pu)

X

(pu)

G

(pu)

B

(pu)

Maksimum

MVA (pu)

2-4 0.0090 0.100 0 1.72 12.0

2-5 0.0045 0.050 0 0.88 12.0

4-5 0.00225 0.025 0 0.44 12.0

Page 23: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 2. Analisa Aliran Daya Halaman 17 dari 42

Tabel 2.3 Data Input Transformator

Bus-to-Bus R

(pu)

X

(pu)

G

(pu)

B

(pu)

Maksimum

MVA (pu)

Maksimum TAP

Setting (pu)

1-5 0.00150 0.02 0 0 6.0 - 3-4 0.00075 0.01 0 0 10.0 -

*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kV di bus 2,4,5

Gambar 2.1 Diagram segaris untuk percobaan 2

4. Klik Simulation, Play untuk mulai simulasi (sebelum mengklik Play direset dahulu) 5. Amati hasil simulasi. 6. Simpan hasilnya (Report Writer) dengan nama file HasilPercobaan_02

2.4. Hasil Percobaan

Number Name Voltage kV Angle

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Line Flow Losses From

Number From Name

To Number

To Name P(MW) Q(MVar) P(MW) Q(MVar)

1 SATU 5 LIMA 5 LIMA 1 SATU 4 EMPAT 2 DUA 2 DUA 4 EMPAT 5 LIMA 2 DUA 2 DUA 5 LIMA 3 TIGA 4 EMPAT 4 EMPAT 3 TIGA 5 LIMA 4 EMPAT 4 EMPAT 5 LIMA

Page 24: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 2. Analisa Aliran Daya Halaman 18 dari 42

Pembangkitan P(MW) Q(Mvar)

G1 G2

2.5 Analisis

a. Tentukan matrtik YBus b. Hitunglah tegangan bus 2 dengan metode Gauss-Seidel setelah iterasi pertama c. Tentukan matrik Jakobian d. Hitunglah tegangan bus 2 dengan metode Newton-Raphson setelah iterasi pertama. e. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 2

Page 25: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban Halaman 19 dari 42

PENGARUH PERUBAHAN BEBAN DALAM ANALISA ALIRAN DAYA

3.1 Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan perubahan beban dalam analisa aliran daya dengan

PowerWord Simulator

2. Mampu memahami pengaruh perubahan beban dalam analisa aliran daya

3.2 Teori

Beban dalam sistem tenaga listrik setiap saat akan mengalami perubahan sesuai dengan

kebutuhan konsumen. Beban atau daya terdiri dari dua komponen yaitu daya aktif (P) dan daya

reaktif (Q). Cosinus dari sudut phasa ϕ diantara tegangan dan arus dinamakan faktor daya

(power factor). Suatu beban induktif dikatakan mempunyai faktor daya yang ketinggalan

(lagging power factor) dan beban kapasitif dikatakan mempunyai faktor daya yang mendahului

(leading power factor).

( )

22

1

cos

tancoscos

),,(sin

),,cos),,(

QPP

PQ

MVarkVarVarIVQ

MWkWWIVPMVAkVAVAjQPS

+=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

=

=

+=

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

Gambar 3.1 Segitiga daya untuk suatu beban induktif

Page 26: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban Halaman 20 dari 42

3.3 Langkah –Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_3.

Gambar 3.1 Diagram Segaris untuk Percobaan 3

3. Klik Simulation, Play untuk mulai simulasi (sebelum mengklik Play direset dahulu)

4. Amati dan catat hasilnya (lengkapi tabel Tabel 3.1).

5. Naikan beban P pada bus 2 dari 800 MW denga step 20 MW (820 MW, 840 MW, 880

MW). Setiap step amati dan catat hasilnya serta simpan hasilnya.

6. Turunkan beban P pada bus 2 dari 800MW dengan step 100MW (700 MW, 600 MW,

500 MW). Setiap step amati dan catat hasilnya dan simpan hasilnya.

3.4 Hasil Percobaan

Lengkapi Tabel 3.1 berikut dari hasil pengamatan.

Tabel 3.1 Perubahan Beban

Rugi-Rugi /Losses Beban (MW) Tegangan (kV) P(MW) Q(MVAR) Keterangan

Bus1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 880

Bus 5

Bus1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 860

Bus 5

Page 27: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 3. Pengaruh Perubahan Beban Halaman 21 dari 42

Bus1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 840

Bus 5

Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P =820

Bus 5

Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 800

Bus 5

Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 700

Bus 5

Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 600

Bus 5

Bus 1 Bus 2 Bes 3 Bus 4

P = 500

Bus 5

3.5 Analisis

1. Hitunglah power faktor beban 2. Berikan analisa hasil percobaan 3

Page 28: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor Halaman 22 dari 42

PENGARUH PEMASANGAN KAPASITOR PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

4.1 Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan pemasangan kapasitor pada sistem tenaga listrik dengan

PowerWord Simulator

2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi pengaruh pemasangan kapasitor

pada sistem tenaga listrik.

4.2 Teori Salah satu cara untuk pengaturan tegangan adalah dengan pemasangan kapasitor secara

paralel (shunt capasitor bank). Kapasitor adalah suatu alat untuk mencatu daya reaktif pada titik

pemasangannya. Capasitor Bank dapat dihubungkan secara tetap atau dapat diatur sesuai dengan

kebutuhan baik secara manual atau secara otomatis. Pemasangan kapasitor akan memperkecil

arus saluran yang diperlukan untuk mencatu beban, mengurangi jatuh tegangan dan

mempaerbaiki faktor daya.

Jika pada suatu simpul tertentu dipasang kapasitor, kenaikan tegangan pada simpul

dapat ditentukan dengan dalil Thevenin. Pada gambar4.1 sakelar terbuka teganganb simpul Vt

sama dengan tegangan Thevenin Eth. Bila sakelar ditutup, arus yang ditarik oleh kapasitor adalah

Cth

thC jXZ

EI

−=

Gambar 4.1 Rangkaian ekivalen Thevenin pemasangan sebuah kapasitor melalui sakelar S

Page 29: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor Halaman 23 dari 42

Gambar 4.2 Diagram phasor gambar 4.1

Diagram phasor diperlihatkan pada gambar 4.2. Kenaikan Vt yang disebabkan oleh penambahan

kapasitor hampir sama dengan thC XI jika dimisalkan bahwa Eth tetap tidak berubah karena Eth

dan Vth adalah identik sebelum penambahan kapasitor. Kapasitor menyerap nol daya aktif PC = 0

W, dan menyerap negatif daya reaktif, C

C XVQ

2

−= var, atau kapasitor mengirim positif daya

reaktif, C

C XVQ

2

+= var.

4.3 Langkah –Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_4.

Gambar 4.1 Diagram Segaris untuk Percobaan 4

3. Klik Simulation, Play untuk mulai simulasi

Page 30: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 4. Pengaruh Pemasangan Kapasitor Halaman 24 dari 42

4. Switch On kapasitor pada bus dua

5. Naikan step kapasitor (4 step)

6. Amati dan catat hasilnya setiap step (lengkapi tabel Tabel 4.1).

7. Simpan hasilnya setiap step

4.4 Hasil Percobaan

Lengkapi Tabel 4.1 berikut dari hasil pengamatan.

Tabel 4.1 Perubahan Pembangkitan

Total Losses G1 G2 Kapasitor Tegangan (kV) P (MW) Q (Mvar) P (MW) Q (Mvar) P (MW) Q (Mvar)

Bus 2 Bus 4

Step 0

Bus 5

Bus 2 Bus 4

Step I

Bus 5

Bus 2 Bus 4

Step II

Bus 5

Bus 2 Bus 4

Step III

Bus 5

Bus 2 Bus 4

Step IV

Bus 5

4.5 Analisis Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 4

Page 31: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris Halaman 25 dari 42

ANALISA HUBUNG SINGKAT TIGA PHASA SIMETRIS

5.1. Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat tiga phasa simetris dengan

PowerWord Simulator

2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat tiga

phasa simetris

5.2. Teori 5.2.1 Analisa hubung singkat bertujuan untuk :

1. Menentukan arus dan tegangan maksimum & minimum pada bagian-bagian / titik-

titik tertentu dari suatu sistem tenaga listrik untuk jenis-jenis gangguan yang mungkin

terjadi.

2. Menentukan pola pengamanan, relay dan pemutus (circuit breaker) untuk

mengamankan sistem dari keadaan abnormal dalam waktu yang seminimal mungkin.

5.2.2 Jenis Gangguan Hubung Singkat

Jenis analisa gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi pada sistem tenaga listrik 3

phasa yaitu :

1. Hubung singkat 3 phasa simetri :

• Tiga phasa ( L-L-L )

2. Hubung singkat tidak simetri :

• Satu phasa ke tanah ( 1L-G )

• Antar phasa ke tanah ( 2L-G )

• Antar phasa ( L-L )

5.2.3 Rumus Umum

Gambar 5.1 menunjukkan rangkaian ekivalen hubung singkat 3 phasa. Dari gambar

tersebut dapat dilihat bahwa arus maupun tegangan dalam keadaan gangguan tidak mengandung

unsur urutan nol atau impedansi netral. Oleh sebab itu, pada hubung singkat tiga phasa sistem

pentanahan netral tidak berpengaruh terhadap besarnya arus hubung singkat.

Page 32: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris Halaman 26 dari 42

Gambar 5.1. Rangkaian ekivalen hubung singkat tiga phasa

Dengan demikian:

cba III ==

0;0;0 =−=−=− cbcaba VVVVVV

cba VVV ==

Persamaan urutan tegangan adalah:

acbaa VVVVV =++= )(310

0)(31)2(31 221 =++=++= aaaaa VaaaVaVVV

Arus urutan nolnya adalah:

0)(310 =++= cbaa IIII

111 ZIEV aaa −=

110 ZIE aa −= →

5.3. Langkah-Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_5.

Page 33: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris Halaman 27 dari 42

Gambar 5.2 Diagram segaris untuk percoban 5

3. Masukkan data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat

dalam tabel berikut :

Tabel 5.1 Data Generator

Bus Reaktansi Sub Transien Generator X” (pu)

1 0.045

3 0.0225

Tabel 5.2 Data Transmisi

Bus-to-Bus Equivalen Reaktansi Seri Urutan Positip (pu)

2-4 0.1

2-5 0.05

4-5 0.025

Tabel 5.3 Data Transformator

Bus-to-Bus Reaktansi Bocor( Leakage Reactance) X (pu)

1-5 0.02

3-4 0.01

*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5

4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis

5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan

6. Klik Calculate.

7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan

8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar.

Page 34: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 5. Analisa Hubung Singkat Tiga Phasa Simetris Halaman 28 dari 42

9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan06

5.4. Hasil Percobaan

Tabel 5.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan

Fault Curent Magnitude Number Name pu A Angle (deg)

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 5.5 Tegangan masing-masing bus

Number Name Phase

Volt A Phase Volt B

Phase Volt C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 5.6 Arus gangguan yang mengalir

From

Number From Name

To Number

To Name

Phase Cur A From

Phase Cur B From

Phase Cur C From

Phase Cur A

To

Phase Cur B

To

Phase Cur C

To 1 SATU 5 LIMA 4 EMPAT 2 DUA 5 LIMA 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA 4 EMPAT

Tabel 5.7 Arus gangguan yang keluar dari generator

Number Name Phase

Cur A Phase Cur B

Phase Cur C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 3 TIGA

5.5. Analisis

a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan tiga phasa simetris

b. Hitunglah arus hubung singkat tiga phasa simetris secara manual

c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi

d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan_6

Page 35: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah Halaman 29 dari 42

ANALISIS HUBUNG SINGKAT SATU PHASA KE TANAH

6.1. Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat satu phasa ke tanah dengan

PowerWord Simulator

2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat satu

phasa ketanah

6.2. Teori 6.2.1 Rumus Umum

Jika gangguan hubung singkat terjadi pada phasa a, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.1.

Gambar 6.1: Gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah

maka:

0=aV ; 0=bI ; 0=cI

Dengan:

0== cb II

acbaa IIIII 31)(310 =++=

acbaa IIaaIII 31)(31 21 =++=

acbaa IaIIaII 31)(31 22 =++=

Maka diperoleh:

aaaa IIII 31210 ===

Page 36: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah Halaman 30 dari 42

Gambar 6.2: Rangkaian ekivalen urutan gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah

Gambar 6.2. menujukkan rangkaian ekivalen urutan untuk gangguan hubung singkat satu

phasa ke tanah. Dari gambar tersebut dapat ditentukan arus satu phasa ke tanah (Ia) adalah:

210

210 ZZZE

III aaaa ++===

210

13

3ZZZ

EII a

aa ++==

6.3. Langkah-Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_6.

Gambar 8.1 Diagram segaris untuk percoban 6

3. Masukkan data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat

dalam tabel berikut :

Page 37: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah Halaman 31 dari 42

Tabel 6.1 Data Generator

Bus X0 (pu) X1(Xd”) X2 Reaktansi Netral Xn (pu)

1 0.0125 0.045 0.045 0

3 0.005 0.0225 0.0225 0.0025

Tabel 6.2 Data Transmisi

Bus-to-Bus X0 (pu) X1 (pu)

2-4 0.3 0.1

2-5 0.15 0.05

4-5 0.075 0.025

Tabel 6.3 Data Transformator

Bus Tegangan

Rendah

(hubungan)

Bus Tegangan

Tinggi

(hubungan)

Reaktansi Bocor ( Leakage

Reactance) X (pu)

Reaktansi Netral

Xn (pu)

1 (∆) 5 (Y) 0.02 0

3 (∆) 4 (Y) 0.01 0

*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5

4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis

5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan

6. Klik Calculate.

7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan

8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar.

9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan06

6.4. Hasil Percobaan

Tabel 6.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan

Fault Curent Magnitude Number Name pu A Angle (deg)

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Page 38: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 6. Analisis Hubung Singkat Satu Phasa ke Tanah Halaman 32 dari 42

Tabel 6.5 Tegangan masing-masing bus

Number Name Phase Volt A

Phase Volt B

Phase Volt C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 6.6 Arus gangguan yang mengalir

From

Number From Name

To Number

To Name

Phase Cur A From

Phase Cur B From

Phase Cur C From

Phase Cur A

To

Phase Cur B

To

Phase Cur C

To 1 SATU 5 LIMA 4 EMPAT 2 DUA 5 LIMA 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA 4 EMPAT

Tabel 6.7 Arus gangguan yang keluar dari generator

Number Name Phase

Cur A Phase Cur B

Phase Cur C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 3 TIGA

6.5. Analisis

a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan satu phasa ke tanah

b. Hitunglah arus hubung singkat satu phasa ketanah secara manual

c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi

d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan_6

Page 39: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa Halaman 33 dari 42

ANALISIS HUBUNG SINGKAT DUA PHASA

7.1. Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat antar phasa dengan PowerWord

Simulator

2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat dua

phasa

7.2. Teori

Gambar 7.1 menunjukkan gangguan hubung singkat antar phasa b dan c, sedangkan

Gambar 7.2 menunjukkan rangkaian ekivalen urutan untuk gangguan hubung singkat antar phasa

tersebut.

Dengan demikian:

cb VV = ; cb II −= ; 0=aI

Komponen simetris tegangannya:

)2(31)(310 bacbaa VVVVVV +=++=

))((31)(31 221 bacbaa VaaVVaaVVV ++=++=

))((31)(31 222 bacbaa VaaVaVVaVV ++=++=

Gambar 7.1: Gangguan hubung singkat antar phasa

Page 40: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa Halaman 34 dari 42

Gambar 7.2: Rangkaian ekivalen urutan gangguan hubung singkat antar phasa

Dengan demikian, diperoleh:

21 aa VV =

Komponen-komponen arusnya adalah:

0)(310 =++= cbaa IIII

cccaa IaaIaIaII )(31))((31 221 −=+−+=

cccaa IaaaIIaII )(31))((31 222 −=+−+=

Maka:

21 aa II −=

Dari Gambar 7.2, diperoleh :

211 ZZ

EI a

a +=

21

2 ZZE

I aa +=

( )21

2

ZZE

aaII acb +

=−=−=

Page 41: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa Halaman 35 dari 42

7.3. Langkah-Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_7.

Gambar 7.3 Diagram segaris untuk percobaan 7

3. Masukkan/edit data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti

terlihat dalam tabel berikut :

Tabel 7.1 Data Generator

Bus X0 (pu) X1(Xd”) X2 Reaktansi Netral Xn (pu)

1 0.0125 0.045 0.045 0

3 0.005 0.0225 0.0225 0.0025

Tabel 7.2 Data Transmisi

Bus-to-Bus X0 (pu) X1 (pu)

2-4 0.3 0.1

2-5 0.15 0.05

4-5 0.075 0.025

Tabel 7.3 Data Transformator

Bus Tegangan

Rendah

(hubungan)

Bus Tegangan

Tinggi

(hubungan)

Reaktansi Bocor ( Leakage

Reactance) X (pu)

Reaktansi Netral

Xn (pu)

1 (∆) 5 (Y) 0.02 0

3 (∆) 4 (Y) 0.01 0

*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5

Page 42: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa Halaman 36 dari 42

4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis

5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan

6. Klik Calculate.

7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan

8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar.

9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan07

7.4. Hasil Percobaan

Tabel 7.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan

Fault Curent Magnitude Number Name pu A Angle (deg)

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 7.5 Tegangan masing-masing bus

Number Name Phase Volt A

Phase Volt B

Phase Volt C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 7.6 Arus gangguan yang mengalir

From

Number From Name

To Number

To Name

Phase Cur A From

Phase Cur B From

Phase Cur C From

Phase Cur A

To

Phase Cur B

To

Phase Cur C

To 1 SATU 5 LIMA 4 EMPAT 2 DUA 5 LIMA 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA 4 EMPAT

Tabel 7.7. Arus gangguan yang keluar dari generator

Number Name Phase

Cur A Phase Cur B

Phase Cur C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 3 TIGA

Page 43: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 7. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa Halaman 37 dari 42

7.5. Analisis

a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan dua phasa

b. Hitunglah arus hubung singkat dua phasa secara manual

c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi

d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 7

Page 44: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht Halaman 38 dari 42

ANALISIS HUBUNG SINGKAT DUA PHASA KE TANAH

8.1. Tujuan :

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan :

1. Mampu mensimulasikan analisa hubung singkat dua phasa ke tanah dengan

PowerWord Simulator

2. Mampu menganalisis dan menjelaskan hasil simulasi analisa hubung singkat dua

phasa ketanah

8.2. Teori

Gambar 8.1 Gangguan hubung singkat dua phasa ke tanah

Jika gangguan hubung singkat terjadi pada phasa b dan c ke tanah, seperti ditunjukkan

pada Gambar 8.1, maka arus dan tegangannya adalah:

Eb = Ec = 0 dan Ia = 0

Dengan demikian:

02

021

1

ZZZxZ

Z

EI a

a

++

=

aa xEZZZZZZ

ZI020121

22 ++

−=

aa xEZZZZZZ

ZI

022101

00 ++

−=

Page 45: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht Halaman 39 dari 42

8.3. Langkah-Langkah Percobaan

1. Klik PowerWord Simulator

2. Open/ buka file Percobaan_8.

Gambar 8.2 Diagram segaris untuk percobaan 8

3. Masukkan data-data dari generator, transformator dan saluran transmisi seperti terlihat

dalam tabel berikut :

Tabel 8.1 Data Generator

Bus X0 (pu) X1(Xd”) X2 Reaktansi Netral Xn (pu)

1 0.0125 0.045 0.045 0

3 0.005 0.0225 0.0225 0.0025

Tabel 8.2 Data Transmisi

Bus-to-Bus X0 (pu) X1 (pu)

2-4 0.3 0.1

2-5 0.15 0.05

4-5 0.075 0.025

Tabel 8.3 Data Transformator

Bus Tegangan

Rendah

(hubungan)

Bus Tegangan

Tinggi

(hubungan)

Reaktansi Bocor ( Leakage

Reactance) X (pu)

Reaktansi Netral

Xn (pu)

1 (∆) 5 (Y) 0.02 0

3 (∆) 4 (Y) 0.01 0

*Sbase = 100MVA, Vbase = 15 kV di bus 1,3 dan 345 kVdi bus 2,4,5

Page 46: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht Halaman 40 dari 42

4. Klik Options/Tools pilih Fault Aanalysis

5. Pilih lokasi gangguan dan jenis gangguan

6. Klik Calculate.

7. Amati hasil simulasi dan lengkapi tabel hasil percobaan

8. Untuk melihat arah aliran arus klik Play pada toolbar.

9. Simpan hasilnya dengan nama file HasilPercobaan_08

8.4. Hasil Percobaan

Tabel 8.4 Arus Hubung Singkat pada titik gangguan

Fault Curent Magnitude Number Name pu A Angle (deg)

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 8.5 Tegangan masing-masing bus

Number Name Phase Volt A

Phase Volt B

Phase Volt C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA

Tabel 8.6 Arus gangguan yang mengalir

From

Number From Name

To Number

To Name

Phase Cur A From

Phase Cur B From

Phase Cur C From

Phase Cur A

To

Phase Cur B

To

Phase Cur C

To 1 SATU 5 LIMA 4 EMPAT 2 DUA 5 LIMA 2 DUA 3 TIGA 4 EMPAT 5 LIMA 4 EMPAT

Page 47: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht Halaman 41 dari 42

Tabel 8.7 Arus gangguan yang keluar dari generator

Number Name Phase Cur A

Phase Cur B

Phase Cur C

Phase Ang A

Phase Ang B

Phase Ang C

1 SATU 3 TIGA

8.5. Analisis

a. Gambarkan rangkaian ekivalen urutannya untuk gangguan dua phasa ke tanah

b. Hitunglah arus hubung singkat dua phasa ketanah secara manual

c. Bandingkan hasilnya dengan hasil simulasi

d. Berikan analisa/ulasan hasil percobaan 8

Page 48: Contoh Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Modul Praktikum Analisa Sistem Tenaga

Percobaan 8. Analisis Hubung Singkat Dua Phasa ke Tanaht Halaman 42 dari 42

Dhar, R.N. 1984. Computer Aided Power System Operation and Analysis. New Delhi : Tata

McGraw-Hill Publishing Company Limited.

El-Hawary,ME. 1995. Electrical Power Systems. New York : The Institute of Electrical and

Electronics Engineers,Inc.

Grainger, JJ. and Stevenson,JR. WD. 1994. Power System Analysis. Singapore : McGraw-Hill,

Inc.

Glover,J Duncan, Sarma Mulukutla S., 2002, Power System Analysis and Design, Brooks/Cole

Thomson Learning

Pai. 1979. Computer Techniques in Power System Analysis. New Delhi : Tata McGraw-Hill

Publishing Company Limited.

Stevenson, Jr. WD. 1996. Analisis Sistem Tenaga. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Sulasno. 1993. Analisa Sistem Tenaga Listrik. Semarang : Penerbit Satya Wacana.