DAMPAK GEJALA MEDAN TINGGI PADA TRANSFORMATOR AKIBAT EFEK KORONA
Di Susun Oleh : Kelompok 2 1. AdityaEka 2. AnggaPrayoga. S 3. HasbiSagala 4. MuhammadIqbal 5. Rudi Kurniawan
14.03.0.020 14.03.0.048 14.03.0.011 14.03.0.040 14.03.0.032
TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS RIAU KEPULAUAN BATAM i
DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN 1.1. LatarBelakang ............................................................................................................................................................ 1 1.2. RumusanMasalah ............................................................................................................................................................ 2 1.3. Tujuan ............................................................................................................................................................ 2 1.4. BatasanMasalah ............................................................................................................................................................ 2 1.5. SistematikaPenulisan ............................................................................................................................................................ 3 BAB II TEORI DASAR 2.1. Motor DC ............................................................................................................................................................ 5 2.2. Prinsip Kerja Motor DC ............................................................................................................................................................ 5 2.3. Jenis-Jenis Motor ............................................................................................................................................................ 8 2.2.1. Motor DC Tipe Shunt ............................................................................................................................................................ 8.......................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................ 2.2.2. Motor DC Tipe Seri ............................................................................................................................................................ 8
ii
2.2.3. Motor DC Tipe Kompon/Gabungan ............................................................................................................................................................ 8 BAB III PEMBAHASAN 3.1. Motor DC Kompon ............................................................................................................................................................ 10 3.2. Karakteristik Motor DC Kompon ............................................................................................................................................................ 11 3.3. Perhitungan Motor DC Kompon ............................................................................................................................................................ 13 BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan ............................................................................................................................................................ 14 4.2. Saran ............................................................................................................................................................ 14 ............................................................................................................................................................ 4.1. Kesimpula ............................................................................................................................................................ 4.2. Saran PERTANYAAN DAFTAR PUSTAKA
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
LatarBelakang Sistem tenaga listrik membutuhkan keseimbangan yang terus menerus, energi pada
penggerak awal dengan beban listriknya agar dapat beroperasi dengan stabil. Beban listrik terus bervariasi seperti misalnya beban penerangan, peralatan listrik, atau motor-motor listrik. Perubahan sebuah beban mungkin relative kecil dibandingkan sistem tenaga listrik secara keseluruhan tetapi setiap kali beban bertambah atau berkurang harus diikuti dengan perubahan daya pada penggerak awal generator. Jika daya mekanik pada poros penggerak awal tidak dengan segera menyesuaikan dengan besarnya beban listrik maka frekuensi dan tegangan akan bergeser dari posisi normal. Keadaan yang lebih buruk dapat terjadi apabila ada pada sistem seperti pada saluaran transmisi/Sistem Distribusinya, hilangnya pembangkitan atau beban yang besar. Pada sisi pembangkit, adanya peralatan kontrol seperti governor pada turbin dan regulator tegangan diharapkan dapat mengembalikan tegangan dan frekuensi ke posisi normal atau masih dalam batas-batas yang dapat diterima Apabila terjadi ketidakstabilan pada bagian pembangkit listrik dapat mengakibatkan terganggunya kontinuitas pelayanan daya pada sebagian atau bahkan ke seluruh konsumen. Beberapa kondisi yang menyebabkan sistem pembangkit menjadi tidak stabil antara lain gangguan efek korona terhadap transformator pada medan tinggi. Untuk jenis gangguan ini, terkadang memerlukan tindakan lebih anjut yang cepat agar tidak terjadi pemadaman total (blackout), dan membuat sistem kembali stabil serta bekerja secara optimal.
1
1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan diatas maka secara khusus permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah : 1. Apakah yang dimaksud dengan effect korona pada transmisi tegangan tinggi? 2. Bagaimana mekanisme terjadinya korona? 3. Apa saja faktor yang mempengaruhi terjadinya korona pada saluran transmisi tegangan tinggi? 4. Bagaimana dampak terjadinya korona pada saluran transmisi tegangan tinggi?
1.3.
Tujuan Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan effect korona pada transmisi tegangan tinggi. 2. Mengetahui bagaimana mekanisme terjadinya korona. 3. Mengetahui faktor yang mempengaruhi terjadinya korona pada saluran transmisi tegangan tinggi. 4. Mengetahui dampak terjadinya korona pada saluran transmisi tegangan tinggi. 1.4.
Batasan Masalah Agar pembahasan ini mendapatkan hasil yang maksimalserta terfokus pada judul dan
bidang yang telah disebutkan di atas, maka penulis perlu membatasi permasalahan yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam tugas ini adalah : 1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan effect korona pada transmisi tegangan tinggi. 2. Mengetahui bagaimana mekanisme terjadinya korona. 3. Mengetahui faktor yang mempengaruhi terjadinya korona pada saluran transmisi tegangan tinggi. 4. Mengetahui dampak terjadinya korona pada saluran transmisi tegangan tinggi. 1.5.
SistematikaPenulisan Tugas ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut:
2
BAB I PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalahdan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Bab ini membahas tentang pengertian tegangan tinggi secara umum, macammacam tegangan tinggi dan sedikit menyinggung tentang permasalahan mengenai gangguan transmisi tegangan tinggi yaitu gangguan karena efek korona. BAB III PEMBAHASAN Bab ini berisikan tentang pengertian efek korona, mekanisme korona, factor ynag menyebabkan terjadinya efek korona dan dampak akibat efek korona. BAB IV PENUTUP Bab ini berisikan tentang kesimpulan dan saran dari hasil penelitian ataupun dari analisis data–data yang telah diperoleh. DAFTAR PUSTAKA Daftar Pustaka ini berisi tentang sumber bacaan yang di gunakan sebagai bahan acuan dalam penulisan karya ilmiah.
BAB II DASAR TEORI
3
2.1 Tegangan Tinggi Tegangan tinggi dalam dunia teknik tenaga listrik (electric power engineering) adalah semua tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh para teknisi listrik sehingga diperlukan pengujian dan pengukuran dengan tegangan tinggi yang semuannya bersifat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu (subyektif), atau dimana gejala-gejala tegangan tinggi mulai terjadi (obyektif). Selama ini ada pemahaman bahwa yang dimaksud transmisi adalah proses penyaluran energy listrik dengan menggunakan tegangan tinggi saja. Bahkan ada yang memahami bahwa transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dengan menggunakan tegangan tinggi dan melalui saluran udara (over head line). Namun sebenarnya, transmisi adalah proses penyaluran energy listrik dari satu tempat ketempat lainnya, yang besaran tegangannya adalah Tegangan Ultra Tinggi (UHV), Tegangan Ekstra Tinggi (EHV), Tegangan Tinggi (HV), Tegangan Menengah (MHV), dan Tegangan Rendah (LV). Efek Korona Pada Saluran Transmisi ,Ketika arus bolak balik (AC) mengaliri konduktor dari sebuah saluran transmisi dengan jarak antara konduktor ke konduktor yang lain lebih besar dibandingkan dengan diameter konduktor itu sendiri, maka udara disekitar konduktor yang terdiri dari ion-ion mengalami stres dielektrik. Ketika tegangan pada saluran transmisi tersebut masih rendah, stres dielektrik yang dialami oleh udara disekeliling konduktor tersebut tidak cukup untuk mengionisasi udara disekitar konduktor. Tapi ketika tegangan pada saluran transmisi ditingkatkan melebihi nilai ambang batas sekitar 30 kV yang dikenal sebagai titik critical disruptive voltage, maka udara disekitar konduktor mengalami stres cukup tinggi sehingga terjadi ionisasi terhadap ion-ion yang dikandung didalam udara tersebut. Terjadinya ionisasi pada ion-ion diudara disekitar konduktor akan menimbulkan cahaya redup bersamaan dengan suara mendesis disertai dengan pembebasan ozon, yan gmudah diidentifikasi karena baunya yang khas. Fenomena yang terjadi pada saluran transmisi tersebut dikenal sebagai efek corona dalam sistem tenaga listrik. Jika tegangan pada saluran transmisi terus dinaikkan, intensitas cahaya 4
akibat timbulnya corona menjadi lebih tinggi dan suara mendesisi semakin jelas terdengar. Efek coran ini dapat mengurangi effisiensi pada saluran transmisi terutama pada saluran EHV (Extra High Voltage).
Gambar 1.1 (Sutet)
Gambar 1.2 (KabelSutet)
BAB III PEMBAHASAN 1.
PENGERTIAN KORONA 5
Korona adalah pelepasan efek ionisasi di udara. Korona menyebabkan rugi-rugi daya dan dampak negatif terhadap lingkungan berupa Audible noise (AN). Korona terjadi secara bertahap. Pertama, saat tegangan dinaikkan, kawat akan terlihat bercahaya. Lalu akan dihasilkan derau atau suara mendesis dan mengerluarkan bau ozon. Semakin tinggi tegangan korona yang dihasilkan, dapat menimbulkan pancaran cahaya yang merepresentasikan banyaknya rugi daya yang terjadi. Karena kerugian ini maka lucutan korona pada umumnya tidak diinginkan dalam suatu jaringan sistem tenaga listrik. Oleh karena itu pengamatan terjadinya korona penting untuk mengurangi kerugian pada suatu sistem tenaga listrik.
1.
MEKANISME TERJADINYA KORONA Bila dua kawat sejajar yang penampangnya kecil dibandingkan dengan jarak antar kawat tersebut diberi tegangan, maka akan terjadi korona. Pada tegangan yang cukup rendah tidak terlihat apa-apa, bila tegangan dinaikkan maka akan terjadi korona secara bertahap. Pertama kali, kawat kelihatan bercahaya yang berwarna ungu muda, mengeluarkan suara berdesis ( hissing ) dan berbau ozon. Jika tegangan dinaikkan terus, maka karakteristik diatas akan terlihat semakin jelas, terutama pada bagian yang kasar, runcing atau kotor serta cahaya bertambah besar dan terang. Bila tegangan masih terus dinaikkan akan terjadi busur api. Dalam keadaan udara lembab, korona menghasilkan asam nitrogen yang menyebabkan kawat menjadi berkarat bila kehilangan daya yang cukup besar. Apabila tegangan searah yang diberikan, maka pada kawat positif korona menampakkan diri
6
dalam bentuk cahaya yang seragam pada permukaan kawat, sedangkan pada kawat negatifnya hanya pada tempat-tempat tertentu saja. Korona terjadi karena adanya ionisasi dalam udara, yaitu adanya kehilangan elektron dari molekul udara. Oleh karena lepasnya elektron dan ion, maka jika disekitarnya terdapat medan listrik, maka elektron-elektron bebas ini mengalami gaya yang mempercepat geraknya, sehingga terjadilah tabrakan dengan molekul lainnya. Akibatnya timbul elektron dan ion yang baru. Proses ini berjalan terus-menerus bila gradien tegangan cukup besar, peristiwa ini dinamakan dengan korona. Jika gradien udara diantara dua kawat lebih besar dari gradien udara normal, maka akan terjadi lompatan api, bila hanya sebagian saja udara diantara dua kawat terionisasikan, maka korona merupakan sampul mengelilingi kawat. Gradien tegangan seragam yang dapat menimbulkan ionisasi kumulatif di udara normal adalah 30 kV/cm.
2.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI TERJADINYA KORONA Peristiwa korona berdasarkan ANSI adalah peluahan sebagian (partial discharge)
ditandai dengan timbulnya cahaya violet karena terjadi ionisasi udara di sekitar permukaan konduktor ketika gradien tegangan permukaan konduktor melebihi nilai kuat medan listrik disruptifnya. Terjadinya korona juga ditandai dengan suara mendesis (hissing) dan bau ozone (). Korona makin nyata kelihatan pada bagian yang kasar,runcing dan kotor.Peristiwa korona semakin sering terjadi jika pada saluran transmisi diterapkan tegangan yang lebih tinggi daripada tegangan kritis dan ketika udara yang lembab serta cuaca buruk. Peristiwa korona menimbulkan rugi-rugi penyaluran, merusak bahan isolasi serta gejala tegangan tinggi berupa gangguan berisik dan interferensi radio.Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korona adalah :
1. Kondisi Atmosfer 2. Diameter Konduktor 3. Kondisi Permukaan Konduktor
7
4. Jarak Konduktor antar fasa 5. Tegangan Lima faktor diatas menjadi penentu perhitungan terhadap gradien tegangan permukaan konduktor. Gradien tegangan permukaan konduktor merupakan faktor yang mempengaruhi besar nilai rugi korona.
3.
DAMPAK TERJADINYA KORONA Dari paparan yang sudah ditulis diatas, maka ada beberapa dampak yang diakibatkan
terjadinya effect korona pada transmisi tegangan tinggi, yaitu : a) Hilangnya daya karena efek korona Pada tempat-tempat tertentu pada jaring transmisi hilang korona dapat mencapai harga tertinggi sekali dalam keadaan hujan. Tetapi keadaan ini tidak mungkin terjadi secara simultan pada seluruh bagian jaringan tersebut. Untuk cuaca baik, tegangan hampir sama dengan tegangan kritis . Oleh sebab itu jaring transmisi harus diberi tegangan kurang dari tegangan kritis ini. b) Gangguan radio Gangguan radio (Radio interference, disingkat RI ) adalah faktor yang membatasi pilihan penghantar untuk suatu tegangan tertentu. Gangguan radio sebagai fungsi dari tegangan mempunyai karakteristik yang naik secara lambat sampai tegangan sedikit kurang dari tegangan minimum di mana hilang korona dipengaruhi oleh permukaan dan jari-jari. Diatas suatu tegangan tertentu, besarnya RI menjadi konstan ini terlalu tinggi, sehingga bilamana RI adalah faktor yang menentukan, jaring harus direncanakan sehingga ia beroperasi pada tegangan lebih rendah daripada tegangan di mana Ri mulai naik dengan cepat.
c) Noise Noise adalah bunyi yang kontinu baik yang merata,tak teratur serta tidak nyaman didengar oleh rasa pendengaran manusia normal. Tingkat Noise diukur dalam satuan dB yang sesuai dengan satuan pendengaran manusia.Besar Noise sebanding dengan peningkatan tegangan saluran. Noise cenderung besar ketika cuaca buruk. Pada musim hujan, tetes air yang jatuh di permukaan konduktor menghasilkan korona yang lebih besar sehingga terjadi noise. Beberapa faktor yang mempengaruhi terjadinya noise yaitu gradien tegangan.
8
BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan Kesimpulan dari pada makalah ini adalah : Efek korona pada saluran tegangan tinggi tidak dapat dihilangkan, akan tetapi dapat dikurangi dengan isolasi yang bagus. Oleh karena itu solasi memiliki peranan yang sangat penting dalam suatu sistem tenaga listrik. Fungsi isolator adalah memisahkan bagian yang bertegangan dan yang tidak bertegangan serta mencegah terjadinya aliran arus dari kawat penghantar ke bagian bodi menara atau tiang. Jika tegangan transmisi semakin tinggi, maka peralatan transmisi dan gardu induk membutuhkan isolasi yang volumenya semakin banyak agar peralatan mampu memikul tegangan tinggi tersebut. 4.2. Saran
9
Menyadari bahwa makalah ini masih jauh dalam kata sempurna, kedepannya penulis akan lebih focus dan detail dalam menjelaskan makalah diatas dengan sumber-sumber yang lebihbanyak. Kritik dan saran terhadap makalah ini akan sangat membantu penulis dalam menyempurnakan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
10
