Struktur Magnetik Generator

7/23/2019 Struktur Magnetik Generator

http://slidepdf.com/reader/full/struktur-magnetik-generator 1/9

2.1.1 Struktur Magnetik Generator

Pada dasarnya generator memiliki dua rangkaian magnetic yang berbeda,

rangkaian pertama disebut rangkaian d-axis dimana ragkaian ini letaknya sejajar

dengan kutub medan dan berisi belitan medan rotor dan memiliki celah udara

yang kecil, sedangkan yang ke dua di sebut q-axis letaknya berada diantara kutub-

kutub medan dan terpisah 900 secara elektris dari d-axis.

Saat hubung singkat terjadi maka akan timbul arus pada kedua sumbu ini.

Persamaan arus d-axis

I } rsub {d} - I ' d right ) {e} ^ {{- t} / {{T df

900

(¿¿+( I ' d− I d ) e−t /T

'

df

+ I d ]∠−¿ I d=¿

- δ !".""

#ambar $ Sumbu %agnetik #enerator



T } rsub {df}}} + left ({{e} rsub {qo} rsup {'}} over {{x '} rsub {df}} - {I} over {{x} rsub {df}

−

(e } rsub {qo}} o

I

- δ !"."&

T } rsub {df}}} + left ({{e} rsub {qo} rsup {'}} over {{x '} rsub {df}} - {I} over {{x} rsub {df}¿

−t /¿

I d=(e } rsub {qo}} over {{x df

!"."'

Persamaan arus q-axis

I } rsub {q} - I ' q right ) {e} ^ {{- t} / {{T qf

(¿¿+( I ' q− I q ) e−t /T '

qf ]∠

I q=¿

δ !"."(

T } rsub {qf}}} + left ({{e} rsub {do} rsup {'}} over {{x '} rsub {qf}} - {d} over {{x} rsub {qf}¿

−t /¿

(e} rsub {do}} over {{x qf −e ' do x ' qf )e

¿

I q=¿

δ !".")

T } rsub {qf}}} + left ({{e} rsub {do} rsup {'}} over {{x '} rsub {qf}} - {d} over {{x} rsub {qf}¿

−t /¿

I q=(e } rsub {do}} over {{x qf −e ' do

x ' qf )e

¿

!"."*



2.1.2 Perhitungan Arus Gangguan

2.1.2.1 Beban Awal

Perhitungan hubung singkat pada generator juga dipengaruhi oleh beban

a+al. etika generator bekerja tanpa beban arus q-axis dapat dianggap belum ada

namun dengan adanya beban a+al maka komponen arus q-axis akan meningkat.

Persamaan "."' dan "."* dibutuhkan saat melakukan analisa terhadap hubung

singkat, dengan menggabungkan kedua persamaan tersebut maka akan didapatkan

persamaan berikut

I "=√ id#+ iq

#

!"."

Selain meningkatkan komponen arus q-axis pengaruh beban a+al juga

menyebabkan adanya /oltage drop pada generator. egangan dibelakang reaktansi

subtransient, transient, dan synchronous !12,}

eq

¿ , eq'

tidak lagi sama dengan

tegangan terminal daned , edo

'

,}

edo

¿ tidak lagi bernilai nol. 3danya

tegangan d-axis menyebabkan arus q-axi4 menjadi meningkat. egangan internal

pada generator dihitung berdasarkan komponen d-axis dan q-axis dari tegangan

terminal dan arus beban sebelum terjadinya gangguan. #ambar &$ menunjukkan

arus beban dan tegangan terminal e to yang bias diuraikan menjadi komponen ido,

iqo dan edo, eqo.



egangan dibelakang 56d ditentukan dengan

eq 0} $ {e} rsub {q 0} + left (- % {i} rsub {d 0} right ) left (% {&} rsub {d} rsup {¿¿

eq 0} $ {e} rsub {q 0} - {i} rsub {d 0} {&} rsub {q} rsup {

!"."9

egangan

eq 0

merupakan komponen q-axis dari tegangan terminal e t sebelum

terjadi gangguan. 3rus beban komponen d-axis id0 tertinggal 900 terhadap

tegangan eq0. Perkalian arus beban id0 dengan reaktansi subtransien}

X d¿

menyebabkan kenaikan tegangan yang se7asa dengan eq0. Pada sumbu q-axis, arus

iq0 mendahului tegangan ed0 sejauh 900 menyebabkan tegangan drop yang

mele+ati impedansi subtransien !} )

X d¿ .

ed 0} $ {e} rsub {d 0} + left (- % {i} rsub {q 0} right ) left (% {&} rsub {q} rsup {¿¿

ed 0} $ {e} rsub {d 0} - {i} rsub {q 0} {&} rsub {q} rsup {

!".&0



Pada gambar &" dapat dilihat arus dan tegangan setiap komponen beserta

tegangan dalam !12. sudut antara tegangan terminal dan q-axis dapat dihitung dari

titik % yang terletak pada /ector penjumlahan dari e t 8 j25q. Sudut !δ dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan ".&$. setelah sudut !δ ditentukan maka

persamaan ".&" sampai persamaan ".'$ dapat digunakan untuk menghitung

tegangan dalam generator sebelum gangguan terjadi.

δ =rt [ I X q osθet + I X q si θ ]

!".&$

eq 0=et os δ

!".&"

I q 0= I os(θ+δ ) !".&&

ed0=et si δ !".&'

I d0= I si (θ+δ ) !".&(

egangan q-axi4

#ambar " iagram 7asor arus dan tegangan d-axis dan q-axis



eq 0} $ {e} rsub {q0+ } {I} rsub {d0} {&} rsub {d} rsup {

!".&)

q 0+¿ I d 0 X d'

eq 0

' =e¿ !".&*

q 0+¿ I d 0 X d E I =e¿

!".&

egangan d-axis

ed 0} $ {e} rsub {d0+ } {I} rsub {q0} {&} rsub {q} rsup {

!".&9

d 0+¿ I q 0 X q'

ed 0

' =e¿ !".'0

d 0+¿ I q0 X q Ed=e¿ !".'$

2.1.2.2 Metodology Perhitungan Gangguan

%etodology yang umum digunakan dalam menghitung arus gangguan tiga

7asa !&P, dua 7asa !P-P dan 7asa ke ground !P-# adalah sama. Pada setiap kasus

arus d-axis dan q-axis dihitung secara terpisah dan kemudian dikombinasikan

dengan menggunakan persamaan "." untuk mendapatkan arus urutan positi7.

Perhitungan arus urutan positi7 dari d-axis dan q-axis synchronous, transient dan

subtransient dapat dilihat pada gambar &&. %asing-masing arus subkomponen



dapat dihitung dari masing-masing rangkaian yang ditunjukkan pada gambar

&&!b. egangan pada setiap rangkaian merupakan tegangan internal sebelum

gangguan rekatansi generator yang dihitung dengan menggunakan persamaan

".&" sampai ".'$.

:eaktansi 57 merupakan impedansi gangguan sebagaimana terlihat pada

terminal x-y urutan positi7 pada gambar &&. ;ntuk gangguan &P, 5 7 adalah

reaktansi urutan positi7 antara generator dengan gangguan. ;ntuk kondisi

gangguan yang lain seperti P-P dan P-#, 57 adalah reaktansi eki/alen yang

diperoleh dari rangkaian urutan positi7, negati/e dan nol seperti yang terlihat pada

terminal x-y. 57 akan berubah-ubah tergantung lokasi gangguan dan tipe

gangguan, jika gangguan &P, P-P dan P-# dihitung pada lokasi yang sama pada

system maka nilai 57 akan berbeda untuk tiap-tiap tipe gangguan.

#ambar & :angkaian 1ki/alen ;rutan Positi/ #enerator



:eaktansi luar 57 juga meningkatkan konstan +aktu

T df } * {T} rsub {df} rsup {'} * {T} rsub {qf} rsup {

danT qf '

pada persamaan karakteristik "."' dan

"."*. <ilai tersebut harus di tentukan untuk tiap-tiap 57 yang dihitung. =ika nilai

57 berbeda untuk gangguan &P, P-P dan P-# pada lokasi yang sama maka konstan

+aktu juga akan berbeda untuk tiap-tiap kondisi gangguan pada lokasi yang sama.

Perubahan konstan +aktu dihitung nilai rangkaian terbuka

T d0} * {T} rsub {d0} rsup {'} *d {T} rsub {q0} rsup {

yang dapat dilihat pada generator data

sheet.

} + {&} rsub {f}} over {{&} rsub {d} rsup {'} + {&} rsub {f}}

X d¿

T df } $ {T} rsub {d0} rsup {

¿

!".'"

T df ' =T d0

' X d' + X f

X d+ X f !".'&

} + {&} rsub {f}} over {{&} rsub {q} rsup {'} + {&} rsub {f}}

X q¿

T qf } $ {T} rsub {q0} rsup {

¿

!".''

T qf ' =T q0

' X q' + X f

X q+ X f !".'(

3pabila arus sub komponen

I d , I d'

, I d} * {I} rsub {q} rsup {'} * {I} rsub {q} * {I} rsub {d} rsup {

dan perubahan konstan +aktu

diketahui, arus d-axis dan q-axis dapat diketahui dengan menggunakan rumus



pada persamaan "."' dan "."*. 3rus urutan positi7 2$ dihitung dari penjumlahan 2d

dan 2q dengan persamaan ".".

Documents

Struktur Magnetik Generator