2. Analisa Aliran Daya Dan Hubung Singkat

ANALISA ALIRAN DAYA DAN HUBUNG SINGKAT

2. ANALISA ALIRAN DAYA DAN DAN HUBUNG SINGKAT 2.1 2. 1 Pen Penga ganta ntarr Al Alira iran n Day Daya a dan dan Hub Hubung ung Si Singk ngkat at 2.1.1 Teori Aliran Daya Data input membutuhkan perhitungan aliran daya dan data output yang diperoleh dari perhitungan aliran daya adalah sebagai berikut :

Konfigurasi sistem (data koneksi) Kondisi Sistem

Nilai impedansi yang tergantung pada tipe dan

Tenaga

panjang saluran transmisi Impedansi Trafo

Input

Kondisi Supply (level output generator, tegangan terminal) Kondisi Operasi

Kondisi permintaan (daya aktif dan reaktif beban) Fasilitas daya reaktif Nilai tap trafo

Aliran Daya Daya Output

Saluran transmisi transmisi dan dan peralatan peralatan seri seri lainnya

Tegangan

Sudut dan phasa tegangan tiap-tiap bus

Rugi-r Rugi-rugi ugi trans transmis misii

Bagian Bagian efekt efektif if dan bagian bagian tidak tidak efekti efektif f

Tabell – 2.1. Input Tabe Input dan output output perhitungan perhitungan aliran aliran daya

Untuk itu dalam menganalisa studi aliran daya fokus utama tertuju pada busnya dan bukan pada generatornya. generatornya. Dalam studi aliran daya dikenal dikenal berbagai bus antara lain : 1. Bus Re Referensi Adalah bus bus yang mempunyai besaran  V tegangan dengan harga skalarnya dan sudut fasa tegangan ( v) dengan titik nol sebagai referensinya.

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal

1


2. Gener Generato atorr Bus Bus (Bus (Bus Pemb Pembang angkit kitan an)) Adalah bus yang diketahui diketahui daya nyata (P) dan tegangan tegangan V pada harga skalarnya. 3. Bus Bus Pemb Pembe ebanan Adalah bus bus yang diketahui daya aktif beban beban (P L) dan daya reaktif beban (Q L).

Untuk menghitung aliran daya dapat dipergunakan beberapa metode antara lain : 1. Metode Metode Topolo Topologi gi untuk untuk jaring jaringan an radial radial.. 2. Metode Metode iteras iterasii Gauss Gauss – Sheide Sheidell yan yang g meru merupa paka kan n pen penge gemba mbang ngan an dari dari metode iterasi Gauss dengan menggunakan menggunakan matrik admitansi. 3. Meto Metode de New Newto ton n – Raph Raphso son n deng dengan an men mengg ggun unak akan an mat matri rik k admi admita tans nsii bus. 4. Metode Metode Fast Decou Decouple pled d yang merupak merupakan an penyede penyederhan rhanaan aan dari dari metode metode Newton Raphson.

2.1.2 Teori Hubung Singkat

Untuk melakukan melakukan analisis hubung singkat singkat lebih lebih jauh, alangkah alangkah baiknya baiknya bila bila mengetahui mengetahui terlebih dahulu mengenai teori komponen sismetris. Hal ini karena untuk pemodelan jenis-jenis jenis-jenis gangguan gangguan hubung singkat, akan banyak terkait dengan komponen simetris ini. Komponen simetris terbagi atas : 1. Komponen Urutan Urutan Positip, Positip, yang terdiri atas atas tiga komponen komponen dengan dengan besar besar yang sama dan berbeda sudut phasa sebesar 120 derajat dan 240 derajat secara berurutan. Urutan phasanya : abca.. Gambar :

I c+

I a+ I b+


2


2. Komponen Urutan Negatif, yang terdiri atas tiga komponen dengan besar yang sama dan berbeda sudut phasa sebesar 240 derajat dan 120 derajat secara berurutan. Urutan phasanya : acba.. Gambar : Ib Ia

Ic

3. Komponen Urutan Nol, yang terdiri atas tiga komponen dengan besar dan besar dan sudut phasa yang sama. Gambar :

I a0 I b0 I c0

Gangguan hubung singkat dalam sistem tenaga listrik, antara lain: a) Gangguan 3 phasa b) Gangguan 2 phasa c) Gangguan 2 phasa ke tanah d) Gangguan 1 phasa ke tanah


3


2.2 Membuat Single Line Diagram a. Membuat Project pada Digsilent Langkah-langkah untuk untuk membuat project pada Digsilent dalah sebagai berikut: 1. Pilih New Data Manager

pada pojok kiri atas.

2. Buat new project, dengan klik kanan pada login user yang aktif new  project

3. Kemudian akan muncul layar kerja untuk membuat single line diagram


4


b. Membuat Busbar pada Digsilent Langkah-langkah untuk untuk membuat project pada Digsilent dalah sebagai berikut: 1. Pilih model busbar yang akan digunakan

pada bagian kanan,

yang terdiri dari single busbar system, single busbar system with tie breaker, double busbar system, single busbar system with tie breaker, 1 ½ busbar system dan single busbar system with tie breaker and bypass busbar.


5


2. Pilih tegangan nominal pada busbar tersebut, pada contoh tegangan nominal 150 kV

3. Kemudian set tegangan nominal pada substation

set

nominal voltage masukkan

tegangan nominalklik OK.


6


c. Membuat Generator pada Digsilent Langkah-langkah untuk untuk membuat generator pada Digsilent dalah sebagai berikut: 1. Pilih generator

pada bagian kanan.


7


2. Edit parameter di generator dengan klik dua kali pada generator, kemudian pilih library yang akan dipakai pada TypeSelect Global Type

3. Pilih tipe generator yang akan dipasang

4. Untuk melihat nilai-nilai parameter pada generator klik Type

d. Membuat Tranformator pada Digsilent Langkah-langkah untuk membuat transformator pada Digsilent adalah sebagai berikut:


8


1. Pilih transformator

atau

pada bagian kanan, yang terdiri dari 2-winding

transformer dan 3-winding transformer.

2. Edit parameter di transformator dengan klik dua kali pada transformator, kemudian pilih library yang akan dipakai pada TypeSelect Global Type

3. Pilih tipe transformator yang akan dipasang


9


4. Untuk melihat nilai-nilai parameter pada transformator klik Type

e. Membuat Transmisi pada Digsilent Langkah-langkah untuk membuat transmisi pada Digsilent adalah sebagai berikut: 1. Pilih transmisi

pada bagian kanan, kemudian hubungkan penghantar dari busbar

satu ke busbar yang lain.


10


2. Edit parameter di transmisi dengan klik dua kali pada transmisi, kemudian pilih library yang akan dipakai pada TypeSelect Global Type

3. Pilih tipe transmisi yang akan dipasang

4. Untuk melihat nilai-nilai parameter pada transmisi klik Type


11


f. Membuat Beban pada Digsilent Langkah-langkah untuk membuat beban pada Digsilent adalah sebagai berikut: 1. Pilih beban (general load)

pada bagian kanan, kemudian hubungkan beban ke

busbar.

2. Edit parameter di beban dengan klik dua kali pada beban, kemudian pilih library yang akan dipakai pada TypeSelect Global Type


12


3. Pilih tipe beban yang akan dipasang TypeSelect Project TypeGeneral Load Type/Complex Load

4. Untuk melihat nilai-nilai parameter pada beban klik Type


13


2.3. Praktikum Analisa Aliran Daya dan Hubung Singkat Untuk melakukan studi aliran daya dengan menggunakan aplikasi digsilent, langkah – langkah yang diperlukan adalah sebagai berikut. 1. Membuat single line diagram

2. Memasukkan parameter peralatan sistem tenaga Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal

14


Data Generator G1 Gen 16.5 kV 140 MVA 0.8 pf (YN)

G2

G3

Gen 20 kV 371.7 MVA 0.85 pf RMBANG

Gen 21 kV 315 MVA 0.85 pf

Capacity

MVA

140

371.7

315

Voltage

kV

16.5

20

21

Power factor

pf

0.8

0.85

0.85

Connection

YN

Y

YN

Rotor type

Salient Pole

Round Rotor

Round Rotor

H

[Sgn]

3.08

1.8513

3.6805

xl

p.u.

0.1

0.1

0.1

xd

p.u.

0.88

1.9537

1.87

xq

p.u.

0.65

1.9537

1.8

x0

p.u.

0.13

0.0813

0.103

r0

p.u.

0

0.0028

0.0027

x2

p.u.

0.19

0.195

0.201

r2

p.u.

0

0.0275

0.0256

rstr

p.u.

0.01

0.0037

0.00253

xd''sat

p.u.

0.182

0.162

0.178

xd'

p.u.

0.274

0.2705

0.251

xq'

p.u.

0.3

0.2705

0.43

xd"

p.u.

0.182

0.1558

0.202

xq"

p.u.

0.196

0.1761

0.199

Td'

s

1

1.1238

9.81

Tq'

s

0

0.1248

1.09

Td"

s

0.05

0.1405

0.044

Tq"

s

0.05

0.05

0.076

Td0'

s

2.846715

8.116702

73.08646

Tq0'

s

0

0.9013743

4.562791

Td0''

s

0.07527473

0.2439361

0.05467326

Tq0'' Main Flux Sat.

s

0.5102041

0.07680295

0.1642211

No Saturation

No Saturation

SG10/SG12

SG10

p.u.

0

0

0.17

SG12

p.u.

0

0

0.56


15


Data Operasional Generator

Bus Type Voltage

p.u.

Angle Active Power

MW

G1

G2

G3

Slack

PV

PV

1.04

1.025

1.025

0

-

-

-

163

85

Untuk memasukkan data operasional generator, klik kanan di generator > Edit Data


16


Pada tab Load Flow, masukkan data daya aktif (MW), daya reaktif (Mvar), tegangan (p.u) sesuai tabel di atas. Data tipe bus pada generator di DigSilent ada 3 jenis, yaitu PV, PQ, dan Slack bus. Untuk menentukan tipe bus pada generator, pilih Power Factor untuk tipe bus PQ atau Voltage untuk tipe bus PV pada Mode of Local Voltage Controller. Untuk menentukan tipe bus Slack, centang ”Spinning if circuit-breaker is open” dan ”Reference Machine”. Data Main Transformer T1 MTR 16.5/150 kV 140 MVA (Yd0)

T2 MTR 20/150 kV 370 MVA (YNd1)

T3 MTR 21/150 kV 329 MVA (YNd1)

Capacity

MVA

140

370

329

HV-Side

kV

150

150

150

LV-Side

kV

16.5

20

21


17


Z (Shc Volt.)

%

Copper Losses

kW

18

13.84

12.7

279.9

585.2344

720.2896

YNd0

YNd1

YNd1

Connection

Data Saluran Transmisi

Length

Rated Voltage

Rated Current

Type

km

kV

kA

Cable / OHL

1

150

1

OHL

1

150

1

1

150

1

Line Type 4-5 Line Type 4-6 Line Type 5-7 Line Type 6-9 Line Type 7-8 Line Type 8-9

R' (20°C)

X'

L'

B'

Ohm/km

Ohm/km

mH/km

uS/km

Al

5.29

44.965

119.273

332.703

OHL

Al

8.993

48.668

129.096

298.677

1

OHL

Al

16.928

85.169

225.918

578.45

150

1

OHL

Al

20.631

89.93

238.547

676.749

1

150

1

OHL

Al

4.4965

38.088

101.032

281.664

1

150

1

OHL

Al

6.2951

53.3232

141.444

395.085

Cond. Mat.

Data Beban

MW MVar

Load A

Load B

Load C

125

90

100

50

30

35

3. Melakukan kalkulasi aliran daya

Untuk melakukan kalkulasi aliran daya dengan aplikasi Digsilent, klik icon

atau klik Tab

Calculation > Load Flow


18


a

b

a. Metode kalkulasi aliran daya ada 3 :

 AC load flow dengan kondisi pembebanan seimbang  AC load flow dengan kondisi pembebanan tidak seimbang  DC load flow untuk perhitungan aliran daya tanpa mempertimbangkan tegangan bus atau MVAr b. Untuk pengaturan daya reaktif atau tegangan :

 Automatic Tap Adjust of Transformer berfungsi untuk pengaturan otomatis dari tap trafo (bila ada).


19


 Automatic Shunt Adjustment untuk pengaturan jumlah kapasitor maupun reaktor yang digunakan.

 Consider Reactive Power Limit dan Consider Reactive Limits Scaling Factor berfungsi untuk membatasi daya reaktif yang diserap maupun dikeluarkan oleh generator. Jika sudah menentukan pilihan pada menu di atas, klik Execute.

4. Melihat hasil studi aliran daya Hasil kalkulasi aliran daya dapat dilihat lagsung pada single line diagram. Sebelumnya, yang perlu dipastikan adalah aliran daya harus konvergen terlebih dulu (lihat di output window).

Hasil kalkulasi aliran daya pada single line diagram

Untuk melihat hasil kalkulasi aliran daya secara keseluruhan (informasi tentang total daya pembangkit, total beban konsumen, dan losses), klik icon

atau klik Tab Output > Load

Flow/Short Circuit > Analysis > pilih Total System Summary > klik Execute


20


Hasil dapat dilihat di output window.


21


Untuk melihat hasil kalkulasi aliran daya berupa tegangan tiap bus, pembebanan generator, saluran transmisi, dan trafo dalam bentuk tabel sesuai jenis peralatannya, klik icon (Edit Relevant Objects for Calculation) kemudian pilih parameter yang ingin ditampilkan (contoh: tegangan busbar). Lihat hasil di Sheet Flexible Data.


22


Memilih parameter hasil kalkulasi aliran daya sesuai peralatan

Untuk melakukan studi hubung singkat dengan aplikasi Digsilent, langkah-langkah yang diperlukan adalah sebagai berikut: 1. Aktivasi project yang sudah dibuat (single line diagram dan parameter peralatan sudah dimasukkan). Klik Icon Activate

(New Data Manager) > klik kanan pada Nama Project > klik


23


2. Klik icon

atau pilih Calculation > Short Circuit

Maka akan muncul windows baru seperti gambar berikut


24


a

b

c

a. Terdapat beberapa pilihan metode untuk melakukan short circuit berdasarkan standar yang ada (klik menu drop down pada pilihan Method) dan jenis gangguan (klik menu drop down pada pilihan Fault Type)

b. Untuk menentukan lokasi gangguan, klik menu drop down pada pilihan Fault Location


25


c. Untuk mengatur hasil yang keluar di output window, klik maka akan muncul windows baru seperti gambar berikut.

pada pilihan Command,

Jika semua pilihan sudah ditentukan, klik Execute. 3. Hasil kalkulasi hubung singkat dapat dilihat di output window


26


Untuk melihat hasil kalkulasi hubung singkat dalam bentuk tabel, klik icon kemudian pilih parameter yang ingin ditampilkan (contoh: busbar). Lihat hasil di Sheet Flexible Data.

2.4. Studi Kasus 1. Jalankan studi aliran daya dan studi hubung singkat dari sistem 9 bus pada subbab 2.3. 2. Mengatur tegangan di sistem dengan cara a. Mengubah setting tegangan (pu) dari pembangkit. b. Mengatur posisi tap di transformator 3. Mengubah daya aktif dan reaktif di masing-masing beban kemudian jalankan simulasi aliran daya dan hubung singkat dan simpan di “scenario” baru. 4. Studi Aliran Daya dan Hubung Singkat Sistem Jawa Bali.


27

2. Analisa Aliran Daya Dan Hubung Singkat

Recommend Documents