5108 Perhitungan Losses

PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan

I.

Perhitungan Losses

LOS LOSSES PA PADA JARINGA INGAN N DIS DIST TRIBUS IBUSII Apakah yang dimaksud dengan losses Adalah perbedaan antara energi listrik yang disalurkan (Ns) dengan energi listrik yang terpakai (NI). Ns - NI Losses = ------------- x 100 % Ns

Apakah penyebab terjadinya Losses 1.1. 1.1. Terjadi Terjadi rugirugi-rugi rugi pada pada salur saluran an (pengha (penghantar ntar)) SKUTR

∆v ∆p I r x Cos ϕ L

= I (r . Cos ϕ + x . Sin = I2 . r . L

ϕ ).L

= Arusnya yang mengalir pada penghantar = Tahanan pada penghantar per KM = Reaktansi pada penghantar per KM = Faktor daya beban = Panjang penghantar

1.2. 1.2. Kesa Kesalah lahan an pada pada peng penguku ukuran ran 1.2.1. 1.2.1. Kesal Kesalah ahan an pada pada kWh kWh meter meter

∈=+2% KWH KWH

∈=+1%

Pelanggan 1.2.2. 1.2.2. Kesalah Kesalahan an pada pada rasio rasio trafo trafo ukur ukur

• • • Opdist/mn/2006

Trafo ukur rusak (belitan hubung singkat, ini rusak) Trafo ukur jenuh Salah pada rating plate (seharusnya 150 / A, ditulis 100 / 5)

1


Perhitungan Losses

1.3. Beban tidak seimbang dan kawat netral mengalir arus

Ir

X Cos ϕ r

Is

X Cos ϕ s

It

X Cos ϕ t

In

Beban seimbang

Σ I . Cos ϕ = In = 0 Amper = Ir . Cos ϕ r + Is . Cos ( ϕ s + 1200) + It . Cos ( ϕ t + 2400) Bila ada nilai tahanan pada kawat pentanahan netral, maka pada kawat netral akan bertegangan besarnya arus yang mengalir sepanjang kawat netral akan menyebabkan rugi daya di sepanjang kawat netral.

1.4. Kontak pada sambungan tidak baik (loss contact) R

∆ρ

I =I .R 2

1.5. Penggunaan tenaga listrik yang tidak terukur.

• •

Opdist/mn/2006

Pencurian listrik Kebocoran listrik

2


Perhitungan Losses

1.6. Variasi tegangan pelayanan 1.6.1. Tegangan standar sistem tegangan rendah Satu fasa : 127 V dan 220 V • Secara bertahap tegangan 127 V dihilangkan Tiga fasa : 127 / 220 V dan 220 / 380 V • Secara bertahap tegangan 127 / 220 V dihilangkan 1.6.2. Toleransi tegangan pelayanan Maksimal + 5 % minimal - 10 % •

II.

RUGI TEGANGAN 2.1. Sepanjang hantaran SR Maksimal 2 % bila disadapkan langsung dari JTR Model SR, yang disadapkan dari JTR

SR JTR Trafo

Opdist/mn/2006

Rumah

3


Perhitungan Losses

Maksimal 12 % disadpkan langsung pada trafo Model SR, yang disadapkan langsung dari trafo

SR Trafo

SR

2.2. Perhitungan rugi tegangan

∆ V = I (r . Cos ϕ + Sin ϕ ) . L atau

∆

P V = ---- (r + X tg ϕ ) I ......... V atau KV V Untuk TM P dalam satuan MW • Untuk TR P dalam satuan KV Untuk TM dalam satuan KW • Untuk TR dalam satuan V

Pada TM = 100 (r + X . tg

5

Pada TR = 10 (r + X . tg

ϕ

ϕ

P ) ----- I ......... % V2 P ) ----- I ......... % V2

2.3. Momen listrik Momen listrik dari beban tiga fasa seimbang P (kW) yang terletak pada jarak dari sumber daya L (km), maka momen listriknya : M = P . L ........................ kW . km Bila daya P total terdistribusi merata pada jaring sepanjang L, momen listriknya P.L M = -------2 Opdist/mn/2006

4


Perhitungan Losses

2.4. Unit momen listrik V2 M1 = 10 -------------R + x . tgϕ -5

Momen listrik suatu beban M1, unit momen listrik dari saluran M dan jatuh tegangan dihubungkan oleh persamaan berikut ini. M = M1 . D Tabel unit momen listrik Untuk berbagai ukuran kabel twisted dan faktor daya beban (Cos ϕ ) tegangan dasar adalah 4000 V. Bila digunakan sistem 220 V harga skala M, yang dibaca dikalikan dengan 0,30.

Kw. Km

0.95

0.90

0.85

0.80 0.70 70 mm2

2.5

Faktor Daya 2 50 mm2

1.9 1.8 1.7 1.6 1.5

35 mm2

25 mm2

0.6

Opdist/mn/2006

16 mm2

5


Perhitungan Losses

Contoh Kasus Beban tiga fasa seimbang sebesar 30 kW pada faktor daya 0,8 harus dipasok melalui saluran 500 meter dari gardu 400 Volt. Tentukan ukuran kabel untuk suatu jatuh tegangan maksimal 6 %. Jawaban : Momen listrik dari saluran tersebut : M = P . L = 30.0,5 = 15 kW . km Unit momen listrik minimum untuk kabel tersebut adalah : M 15 M1 = ----- = ------- = 2,5 kW . km D 6 Titik 2,5 pada skala M1 memotong garis faktor daya 0,8 pada kabel 70 mm 2 masih memnuhi batas-batas kemampuan kabel. Dalam kenyataan dapat mencapai 2,6. Jatuh tegangan sebenarnya ; 15 D = ----- 5,77 % 2,6 Arus salurannya adalah : 30.1.000 I = ------------------------------------- = 57,5 A 400 . (1 - 0,0577) 0,8 . 1,73 Dari tabel KHA kabel TIC TR, kabel ukuran 16 mm 2 mampu melalui arus sebesar itu, tetapi jatuh tegangannya akan menjadi : D = I (r Cos ϕ + x Sin ϕ ) . L = 57,5 (2,41 . 0,8 + 0,1 . 0,6) . 0,5 = 94,01 Volt atau :

94,01 D = -------- . 100 % = 23 % 400

Opdist/mn/2006

6


Perhitungan Losses

Karakteristik Listrik Untuk Kabel Udara Twisted Alumunium

Arus yang diizinkan pada

Penampang Nominal

Tahanan Pada 850C

Reaktansi pada 50 Hz

200C

300C

400C

mm2

Ohm / km

Ohm / km

A

A

A

16 25 35 50 70

2,41 1,52 1,10 0,81 0,54

0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

85 110 135 160 200

80 100 125 145 185

70 95 110 135 170

Arus beban terus menerus maksimum, harus lebih kecil dari kuat hantar arus (KHA) dari penghantar. Besarnya KHA ini terlihat pada tabel. Tabel :

•

Daftar KHA penghantar yang dihitung atas dasar kondisi-kondisi berikut ; Kecepatan angin 0,6 m / detik • • Suhu keliling akibat sinar matahari 30 0C Suhu penghantar maksimum 80 0C • Bila tidak ada angin maka KHA dapat dikali dengan 0,7 •

Luas penampang (MM2)

KHA terus menerus, untuk penghantar AAC (C)

KHA terus menerus, untuk penghantar AAAC (A)

16 25 35 50 70 95 120 150 185 240

110 145 180 225 270 340 390 455 520 625

105 135 170 210 255 320 365 425 490 585

Opdist/mn/2006

7


Perhitungan Losses

2.5. Memperbaiki Faktor Daya Jaringan Beban listrik seperti motor, trafo dan lain-lain menyerap arus magnit sehingga menyebabkan arus ketinggalan terhadap tegangan dengan sudut ϕ . 1 Cos

ϕ

ϕ

1 Cos

ϕ

1

Sedangkan proyeksi daya-daya sebagai akibat pergeseran arus tersebut adalah : P

ϕ

Q S P = V . I Cos ϕ Q = V . I Sin ϕ S =V.I

Disebut daya aktip Disebut daya reaktip Disebut daya nyata

S = √P2 + Q2 Q Sin = ---S P ----S

Cos ϕ

Tg ϕ

Q = ---P

Opdist/mn/2006

8


Perhitungan Losses

P akan didisipasikan sebagai energi mekanis atau panas yang dapat dimanfaatkan oleh pemakai listrik, sedangkan Q akan hilang sebagai energi elektro magnit. Semakin besar daya Q yang hilang maka sistem penggunaan energi menjadi tidak efisien. Untuk itu harus dibatasi dengan cara membatasi besarnya faktor daya antara 0,8 - 0,85. Kehilangan-kehilangan pada jaringan sebagai akbat variasi harga Cos diperlihatkan pada tabel di bawah ini :

Cos 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Arus

Kehilangan

1 1,111 1,251 1,431 1,671 2,01

1 1,22 1,56 2,04 2,77 1,0

ϕ

Terlihat bahwa dengan Cos ϕ makin rendah, jaringan akan semakin parah keadaannya dan untuk memperbaikinya ada 2 (dua ) cara yaitu : 1. 2.

Pengaturan arus penguatan generator Pemasangan batere kapasitor

Saluran udara selain menghasilkan daya reaktip juga menyerap daya reaktip, sedangkan saluran kabel tanah lebih banyak menghasilkan daya reaktip. Oleh karena itu saluran kabel tanahmemiliki Cos ϕ yang lebih besar dari pada jaringan udara. 2.5.1. Perhitungan kapasitor

1.

Ketahui terlebih dahulu besarnya Cos

ϕ beban, caranya :

•

Mengukur dengan menggunakan Cos ϕ meter • Mengukur besarnya tegangan arus dan daya aktip dan menghitung S = V . I √3 P Opdist/mn/2006

9


Perhitungan Losses

Cos ϕ = ---S

2.

Ketahui harga Sin

•

Menghitung

Sin ϕ =√ I - Cos

•

Mengukur menghitung : Sin ϕ

3. Tg ϕ

ϕ dengan cara :

ϕ

2

daya

reaktip

menggunakan

var

meter

dan

S = ----P

Hitung besarnya Tg

ϕ :

Sin ϕ P = -------- atau Tg v = ----Cos ϕ S

4.

Besarnya daya reaktip Q adalah :

Q = P . Tg

ϕ

5. Menaikkan harga Cos ϕ berarti mengurangi harga daya reaktip dari Q menjadi Q 1 besarnya daya reaktip yang dihilangkan : Qc = Q - Q1 = P . Tg ϕ - P . Tg = P (Tg ϕ - Tg ϕ 1)

ϕ

1

Qc diatas adalah besarnya daya reaktip yang dihasilkan oleh batere kapasitor 2.5.2. Kapasitas batere kapasitor Qc adalah daya reaktip yang dihasilkan kapasitor. Besarnya Qc berdasarkan tegangan dan arus adalah sebesar : Qc = V . Ic V Qc = V . ----Xc 1 Xc = ----ϖ .C Qc = V2 . 3.4 . C

Opdist/mn/2006

Ic adalah arus yang diserap kapasitor Xc adalah reaktansi kapasitor

C adalah kapasitansi kapasitor

ϖ = 2π F = 2 . 3,14 . 50 = 314 10


Perhitungan Losses

Kapasitas kapasitor dapat dihitung menjadi : Qc C - --------314 . V2 Jaringan 20 kV dengan S = 100 kVA dan P = 45 kW jika faktor daya jaringan akan dinaikkan menjadi 0,857 berdasarkan kapasitas dari kapasitor yang harus dipasang. Jawaban :

Cos ϕ

Cos ϕ

45 = ------- = 0,45 dan Tg 100 1

= 0,857 Tg

ϕ =2

ϕ 1 = 0,6

Kapasitor yang perlu dipasang adalah sebesar Qc = P . (Tg ϕ - Tg ϕ 1) = 45 (2 - 0,6) = 63 kVAr 63.1.00 C = ---------------314.20.000 2 = 0,5 mikro Farad

Opdist/mn/2006

11


Perhitungan Losses

1 2 3

C

C

C

C

1

2

C

C

3

1 C C 2

C 3

Gambar contoh pemasangan kapasitor Opdist/mn/2006

12


Perhitungan Losses

Tabel KW Multipliers for Determining Capacitor Kilovars

Desired Power Factor In Percentage

TT A B E L K W M ABEL KW

Opdist/mn/2006

13

5108 Perhitungan Losses

Recommend Documents