Analisis Gangguan Hubung Singkat

 ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT November 12, 2013 · by lovelufy · in Science and Technology . ·

1 Vote

1.PENDAHULUAN  Tenaga  T enaga Litri! dialur!an !e !onumen !onumen melalui Sitem Tenaga Tenaga Litri!. Sitem Tenaga Tenaga Litri! terdiri dari bebera" bebe ra"a a ub ubitem item,, yai yaitu tu #e #emban mbang!it g!itan, an, Tran ranmii, mii, dan $it $itrib ribui. ui. Tenag enaga a lit litri! ri! dia dialur! lur!an an !e mayara!att melalui %aringan ditribui. &leh !arena itu, %aringan ditribui meru"a!an bagian %aringan mayara!a litri! yang "aling de!at dengan mayara!at.

 'aringan ditribui ditribui di!elom"o!!an men%adi dua, yaitu %aringan ditribui ditribui "rimer dan %aringan ditribui e!under. Tegangan ditribui "rimer yang di"a!ai #LN adalah 20 !V, 12 !V, ( )V. #ada aat ini, tegangan ditribui "rimer yang cenderun cenderung g di!emb di!embang!an ang!an oleh #LN adalah 20 !V !V.. Tegangan "ada  %aringan ditribui "rimer, diturun! diturun!an an oleh gardu ditribu ditribui i men%adi tegangan rendah yang bearny bearnya a adalah 3*0+220 V, dan dialur!an !embali melalui %aringan tegangan rendah !e"ada !onumen.

$alam o"erai item tenaga litri! ering ter%adi gangguan  gangguan yang da"at menga!ibat!an terganggunya "enyaluran tenaga litri! !e !onumen. -angguan adalah "enghalang dari uatu item yang edang bero"erai atau uatu !eadaan dari item "enyaluran tenaga litri! yang menyim"ang dari !ondii normal. Suatu gangguan di dalam "eralatan litri! didenii!an ebagai ter%adinya uatu !erua !e rua!an !an di dal dalam am %ari %aringan ngan litri! yang meny menyebab ebab!an !an aliran aru litri! !eluar !eluar dar darii alu aluran ran yang eharunya.

/erdaa /er daar!a r!an n NS NS+ +  Std. 100 100144 1442 2 gan ganggu gguan an did dideni enii! i!an an eba ebagai gai uat uatu u !o !ondi ndiii i yan yang g diebab!an !egagalan uatu "erang!at, !om"onen, atau uatu elemen untu! be!er%a euai dengan 5unginya. -angguan ham"ir elalu ditimbul!an oleh hubung ing!at antar 5ae atau hubung ing!at 5ae !e tanah. Suatu gangguan ham"ir elalu beru"a hubung langung atau melalui im"edani. tilah gangguan identi! dengan hubung ing!at, euai tandart NS+ Std. 1001442.

6ubung ing!at meru"a!an uatu hubungan abnormal 7termau! buur a"i8 "ada im"edani yang relati5 rendah ter%adi ecara !ebetulan atau dienga%a antara dua titi! yang mem"unyai "otenial yang berbeda. tilah gangguan atau gangguan hubung ing!at diguna!an untu! men%ela!an uatu hubungan ing!at. 9ntu! mengatai gangguan terebut, "erlu dila!u!an analii hubung ing!at ehingga item #rote!i yang te"at "ada Sitem Tenaga Litri! da"at ditentu!an. nalii hubung ing!at adalah analii yang mem"ela%ari !ontribui aru gangguan hubung ing!at yang mung!in mengalir "ada etia" cabang didalam item 7di %aringan ditribui, tranmii, tra5o tenaga atau dari "embang!it8 e:a!tu gangguan hubung ing!at yang mung!in ter%adi di dalam item tenaga litri!.

nalii 6ubung Sing!at memili!i tu%uan, yaitu ebagai beri!ut.

1.

Untuk menentukan arus maksimum dan minimum hubung singkat.

2.

Untuk menentukan arus gangguan tak simetris bagi gangguan satu dan dua line ke tanah, gangguan line ke line, dan rangkaian terbuka

3.

Penyelidikan operasi rele-rele proteksi

;.

Untuk menentukan kapasitas pemutus dari circuit breaker 

<.

Untuk menentukan distribusi arus gangguan dan tingkat tegangan busbar selama gangguan.

6ubung ing!at ter%adi a!ibat dari 5a!tor internal dan 5a!tor e!ternal. =a!tor internal dari gangguan adalah rua!nya "eralatan litri!. =a!tor e!ternal adalah antara lain cuaca buru!, e"erti badai, hu%an, dingin> bencana, e"erti gem"a bumi, angin ribut, !ecela!aan !endaraan> runtuhnya "ohon> "etir> a!tivita !ontru!i, ulah manuia, dan lainlain. Sebagian bear gangguan ter%adi !arena cuaca buru!, yaitu hu%an atau badai, dan "ohon.

-angguan hubung ing!at menyebab!an ter%adinya interu"i !ontinuita "elayanan daya !e"ada "ara !onumen a"abi1a gangguan itu am"ai menyebab!an ter"utunya uatu rang!aian 7ircuit8 atau menyebab!an !eluarnya atu unit "embang!it, "enurunan tegangan yang cu!u" bear menyebab!an

rendahnya !ualita tenaga litri! dan merintangi !er%a normal "ada "eralatan !onumen, "engurangan tabilita item dan menyebab!an %atuhnya generator, dan merua! "eralatan "ada daerah ter%adinya gangguan terebut.

-angguan da"at terdiri dari gangguan tem"orer atau "ermanent. )ebanya!an gangguan tem"orer di aman!an dengan circuit brea!er 7?/8 atau "engaman lainnya. -angguan "ermanent adalah gangguan yang menyebab!an !erua!an "ermanent "ada item. Se"erti !egagalan iolator, !erua!an "enghantar, !erua!an "ada "eralatan e"erti tran5ormator atau !a"aitor. #ada aluran ba:ah tanah ham"ir emua gangguan adalah gangguan "ermanen. )ebanya!an gangguan "eralatan a!an menyebab!an

hubung

ing!at.

-angguan

"ermanen

ham"ir

emuanya

menyebab!an

"emutuan+gangguan "ada !onumen. 9ntu! melindungi %aringan dari gangguan diguna!an 5ue, recloer atau ?/.

Namun, berdaar!an !eimetriannya, gangguan terdiri dari gangguan imetri dan aimetri. -angguan imetri adalah gangguan yang ter%adi "ada emua 5aanya ehingga aru dan tegangan "ada maingmaing 5aa bernilai ama, yaitu di antaranya 6ubung Sing!at 3 5aa dan 6ubung ing!at 3 5aa !e tanah. Sedang!an gangguan imetri adalah gangguan yang menga!ibat!an aru yang mengalir "ada etia" 5aa tida! eimbang, yaitu di antaranya hubung ing!at 1 5aa !e tanah, hubung ing!at 5aa !e 5aa, dan hubung ing!at 2 5aa !e tanah. nalii 6ubung Sing!at ecara umum mengguna!an "eramaan hubung ing!at ebagai beri!ut.

1. ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT nalaii -angguan 6ubung Sing!at dila!u!an dengan berdaar!an !eimetrian gangguan yang ter%adi. nalii gangguan 6ubung Sing!at da"at dila!u!an "ada !eadaan imetri. #ada gangguan aimetri "erlu dila!u!an metode !om"onen imetri untu! mela!u!an analii hubung ing!at.

1. Komponen Simetris )om"onen imetri diguna!an untu! menganalii terutama item yang tida! eimbang, mialnya aat ter%adi hubung ing!at tiga "haa, dua "haa dan atu "haa !e tanah. $imana ebuah item ta! eimbang diubah men%adi tiga rang!aian "eramaan yaitu rang!aian urutan "oiti5, urutan negati5, dan urutan nol. @enurut teorema =ortecue, tiga 5aor ta! eimbang dari item tiga "haa da"at diurai!an men%adi tiga item 5aor yang eimbang. 6im"unan eimbang !om"onen itu adalah 7Stevenon, 14*2A 2(08A

1.

Komponen urutan positif, yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu dengan yang lainnya dalam phasa sebesar 120o, dan mempunyai urutan phasa yang sama seperti

2.

fasor

aslinya.

Komponen urutan negatif, yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu dengan yang lainnya dalam phasa sebesar 120o, dan mempunyai urutan phasa yang  berlawanan

3.

dengan

fasor

aslinya.

Komponen urutan nol, yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya dan dengan  pergeseran phasa nol antara fasor yang satu dengan yang lain.

 Tu%uan lain adalah untu! mem"erlihat!an bah:a etia" "haa dari item tiga "haa ta! eimbang da"at di "ecah men%adi tiga et !om"onen.

-ambar Ve!tor $iagram untu! )om"onen Simetri

)om"onen imetri ber"engaruh terhada" bearnya im"edani aluran. m"edani aluran uatu item tenaga litri! tergantung dari %eni !ondu!tornya yaitu dari bahan a"a !ondu!tor itu dibuat yang %uga tentunya "ula dari bear !ecilnya "enam"ang !ondu!tor dan "an%ang aluran yang diguna!an %eni !ondu!tor ini. )om"onen Simetri menyebab!an tegangan %atuh euai dengan urutan arunya dan tida! mem"engaruhi urutan aru lainnya, berarti tia" urutan yang eimbang a!an terdiri dari uatu %aringan. )etida!eimbangan aru atau tegangan ini a!an menimbul!an "ula im"edani urutan "oiti5, urutan negati5, dan urutan nol. m"edani urutan da"at didenii!an ebagai uatu im"edani yang diraa!an aru urutan bila tegangan urutannya di"aang "ada "eralatan atau "ada item terebut. Se"erti %uga tegangan dan aru didalam metode !om"onen imetri di!enal tiga macam im"edani urutan yaitu ebagai beri!ut.

1. mpedansi

urutan positif !"1#, adalah impedansi tiga phasa simetris yang terukur bila

dialiri

2. mpedansi

oleh

urutan

positif.

urutan negatif !"2#, adalah impedansi tiga phasa simetris yang terukur bila

dialiri

3. mpedansi

arus

oleh

arus

urutan

negatif.

urutan nol !"0#, adalah impedansi tiga phasa simetris yang terukur bila dialiri

arus

urutan

 B 1 C 2 C 0. / B a2 1 C a 2 C 0. ? B a 1 C a2 2 C 0. $ari "eramaan terebut, di"eroleh "eramaan beri!ut.

nol.

1 B 1+37 C a/ C a2?8 2 B 1+37 C a2/ C a?8 0 B 1+37 C / C ?8 #eramaan di ata, terda"at o"erator a yang meru"a!an unit ve!tor yang membentu! udut 120 dera%at berla:anan %arum %am.

1. Hubung Singkat Satu asa ke Tana!

$i"eroleh "eramaan beri!ut.

1. Hubung Singkat " #asa

#ada hubung ing!at 3 5aa, gangguan termau! gangguan imetri ehingga tida! "erlu mengguna!an !om"onen imetri. #eramaan hubung ing!at di"eroleh ebagai beri!ut.

Va B V5  a1Da1 B 0

1. Hubung Singkat $ #asa

$engan mengguna!an !om"onen imetri, di"eroleh "eramaan beri!ut.

a0 B 0>

Sehingga di"eroleh "eramaan beri!ut.

1. Ana%isis Hubung Singkat &engan 'enggunakan ETAP #ada tuga bear "ra!ti!um STL ini, diguna!an T# untu! menimulai!an uatu STL tertentu dengan item arbitrary euai dengan rancangan "ra!ti!an. Sitem yang dirancang oleh "ra!ti!an adalah ebagai beri!ut.

-ambar Sitem Single Line $iagram ecara !eeluruhan

-ambar Sitem Single Line $iagram "ada Net:or!;

-ambar Sitem Single Line $iagram "ada Net:or!<

-ambar Sitem Single Line $iagram "ada Net:or!(

#ada item terebut, dila!u!an analii 6ubung Sing!at untu! mengetahui aru !ontribui gangguan yang mung!in ter%adi aat ter%adinya gangguan hubung ing!at. #ada Single Line $iagram ini, dila!u!an analii -angguan hubung Sing!at 3 5aa dengan menambah!an fault   "ada bubar utama. )arena analii gangguan hubung ing!at yang diguna!an adalah gangguan 3 5aa, "eramaan yang diguna!an tida! mengguna!an !om"onen imetri untu! menganalii item terebut. #enambahan 5ault dila!u!an "ada bubar 14 dan 20. /eri!ut "enambahan 5ault dila!u!an dengan mene!an !li! !anan "ada bu !emudian memilih 5ault. /ubar yang terda"at 5ault a!an ber:arna merah. Se"erti yang terlihat "ada gambar beri!ut.

)emudian, dila!u!an hort circuit analyi "ada T#. Short?ircuit analyi yang dila!u!an adalah hubung ing!at 3 5aa.

$ari gambar terebut, terlihat adanya aru gangguan 6ubung Sing!at "ada bubar. ru gangguan hubung ing!at terebut memenuhi "eramaan hubung ing!at 3 5aa.

$engan mengguna!an T#, analii hubung ing!at cu!u" mudah dila!u!an. Terlihat bah:a aru gangguan yang di"eroleh bernilai cu!u" !ecil. 6al ini !emung!inan ter%adi !arena item yang dirancang tida! terlalu !om"le! ehingga beban yang ada tida! terlalu banya!. Selain itu, "ada cable, terlihat bah:a "an%ang !abel maih bernilai ratuan meter. 6al ini a!an berbeda %i!a "an%an cable bernilai hingga !m. /eri!ut adalah hail "ercobaan yang telah dila!u!an.

#ada item terebut, "an%ang cable4 diubah men%adi 30 !m dan cable* diubah men%adi 10 !m. $ari gambar terebut, terlihat nilai aru gangguan lebih !ecil dari ebelumnya. 6al ini membu!ti!an bah:a bearnya aru gangguan tergantung "ada "an%ang aluran. 6al ini !arena bearnya im"edani aluran bergantung "ada "an%ang !abel, %eni !abel, dan diameter !abel yang diguna!an. 6al ini euai dengan "eramaan.

> dengan "eramaan aru

$engan mengubah bearnya diameter !abel dan %eni !abel, di"eroleh hail ebagai beri!ut.

-ambar Sitem dengan "erubahan lua cable* dan cable4

-ambar item dengan "erubahan %eni cable* dan cable4

Lua "enam"ang cable* diubah men%adi 120 mm2 dan Lua "enam"ang cable4 diubah men%adi 120 mm2. Terlihat tida! ada "erubahan "ada aru gangguan. 6al ini !arena "erubahan lua "enam"ang dari !abel hanya berada "ada !iaran mm 2ehingga angat !ecil untu! berubah. &leh !arena itu, tida! ada "erubahan yang igni!an "ada analii hubung ing!at.

)emudian, dila!u!an "erubahan %eni !abel "ada cable* dan cable4 men%adi aluminium. Terlihat tida! ada "erubahan "ada aru gangguan yang di"eroleh. 6al ini !arena nilai hambatan %eni tida! terlalu bear "erubahannya. &leh !arena itu, tida! terda"at "erubahan yang igni!an "ada analii hubung ing!at.

$ari "ercobaan yang telah dila!u!an, terlihat bah:a aru gangguan a!an ema!in bear !eti!a "an%ang aluran ema!in !ecil. $an ebali!nya, aru gangguan a!an ema!in !ecil !eti!a "an%ang aluran ema!in bear. ru gangguan terlihat tida! ter"engaruh ecara igni!an !eti!a ada "erubahan %eni !ondu!tor dan bearnya lua "enam"ang !ondu!tor. 6al ini !arena "erubahan %eni !ondu!tor dan bearnya lua "enam"ang hanya ber"engaruh angat !ecil "ada "eramaan im"edani aluran.

$ari "ercobaan terebut, da"at di"eroleh aru gangguan yang mung!in ter%adi "ada Sitem Tenaga Litri! ehingga da"at dila!u!an "erancangan "rote!i yang te"at bagi item. $engan "erancangan "rote!i yang te"at "ada item, rii!o a!an rua!nya item dan !om"onen item da"at diminimaliai. &leh !arena itu, nalii 6ubung Sing!at angat "enting dalam menentu!an item "rote!i yang te"at "ada Sitem Tenaga Litri! untu! melindungi "eralatan dari !erua!an a!ibat aru gangguan yang dihail!an "ada aat ter%adi gangguan hubung ing!at.

$ari "ercobaan yang telah dila!u!an, aru gangguan "ada Sitem Tenaga Litri! da"at di"eroleh bearnya dengan mengguna!an Short?ircuit nalyi "ada o5t:are T#. T# memudah!an engineer dalam mela!u!an nalii 6ubung Sing!at. $engan demi!ian, T# da"at diguna!an untu! mela!u!an nalii 6ubung Sing!at untu! menentu!an item "rote!i yang te"at "ada Sitem  Tenaga Litri!.

KESIMPULAN

1.

Persamaan umum $ubung %ingkat adalah sebagai berikut.

2.

&esarnya arus gangguan hubung singkat bergantung pada impedansi saluran yang  bergantung pada pan'ang saluran, 'enis konduktor, dan luas penampang konduktor. %emakin pan'ang saluran, semakin kecil arus gangguan. %emakin besar hambatan 'enis

konduktor, semakin kecil arus gangguan. (an semakin besar luas penampang konduktor, semakin

3.

arus

gangguan.

Perubahan 'enis konduktor dan luas penampang konduktor tidak terlalu berpengaruh terhadap

;.

besar

besarnya

arus

gangguan

karena

nilai

yang

sangat

kecil.

)nalisis hubung singkat dapat digunakan untuk memperoleh besarnya arus gangguan hubung singkat sehingga dapat ditentukan proteksi yang tepat pada %istem *enaga +istrik.

*)P dapat digunakan untuk melakukan )nalisis )liran (aya, )nalisis $ubung %ingkat, dan )nalisis %tarting otor pada %istem *enaga +istrik.