NAMA
: MUH. WAHYUDIN NUR
NI M Kelas Mata Kulia
: 10582157215 : V.B listrik : !"erasi siste# te$a%a
&u%as '!al(s!al Ba) IV *Hala#a$ 2+7,
1. Ba%ai#a$a "era$a$ #!#e$ i$ersia i$ersia )a%ia$()a%ia$ )a%ia$()a%ia$ -a$% )er"utar )er"utar ala# siste# teraa" "eru)aa$ /reke$si Jawab :
Semakin besar unit pembangkit yang jatuh (semakin besar daya tersedia yang hilang) makin cepat frekwensi menurun. Kecepatan menurunya menurunya frekwensi frekwensi juga tergantung tergantung kepada kepada besar kecilnya inersia sistem. Makin besar inersia sistem, makin kokoh sistemnya, makin lambat turunya frekwensi. 2. Masuk asuk$$-a a
)e)a$ e)a$ *e$ *e$%a %a$ $
ala ala$ $
#e#a #e #asu suk kka$ ka$ 3M& 3M& )e)a )e)a$ $,
ke
ala ala# #
siste iste# #
#e$-e)a)k #e$-e)a)ka$ a$ /reke$si /reke$si siste# turu$. &ri"$-a u$it "e#)a$%ki "e#)a$%kitt u%a #e$-e)a)k #e$-e)a)ka$ a$ /reke$si siste# turu$. A"a )ea$-a ala# "eritu$%a$ "e$uru$a$ /reke$si u$tuk keua "eristia i$i Jawab :
Gambar perubahan frekwensi sebagai akibat kenaikan beban sistem Beban sistem pada umumnya juga merupakan fungsi dari frekwensi, apabila frekwensi naik beban juga naik. ambar di atas menggambarkan kenaikan beban mula!mula sebesar "# dalam sistem dari #$ menuju ke # %, maka titik keseimbangan yang semula ada di titik $ berpindah ke titik %. &etapi karena adanya statisme dari sistem maka titik % cenderung menuju ke titik %' 1
yang terletak pada garis statisme sistem. i lain pihak karena frekwensi menurun sebagai akibat adanya statisme sistem, beban juga menurun menurut garis beban dan akhirnya tercapai keseimbangan baru di titik dengan frekwensi * + $. alam praktek beban dimasukkan melalui circuit breaker atau #M& sehingga kondisi dimana beban telah bertambah besar sebesar "# tetapi frekwensi masih tetap mempunyai nilai + betul! betul dapat terjadi dalam praktek, yaitu kondisi yang digambarkan oleh titik % walaupun titik ini hanya merupakan masa peralihan yang selanjutnya keseimbangan akan berpindah sesuai dengan uraian di atas ke titik . 4. A"a)ila ala# siste# tera"at aa$%a$ )er"utar se)esar 6 MW ke#uia$ aa u$it "e#)a$%kit -a$% #e#)a$%kitka$ Y MW #e$%ala#i %a$%%ua$ a$ tri". A"a -a$% terai a"a)ila 6Y A"aka aka$ terai %a$%%ua$ t!tal Jawab :
-ika terdapat gangguan dalam sistem yang menyebabkan daya tersedia tidak dapat melayani beban, misalnya karena ada unit pembangkit yang besar jatuh (trip), maka untuk menghindarkan sistem menjadi collapsed perlu dilakukan pelepasan beban. Keadaan yang kritis dalam sistem karena jatuhnya unit pembangkit dapat dideteksi melalui frekwensi sistem yang menurun dengan cepat, hal ini dapat digambarkan dalam gambar pada saat t * t' ada unit pembangkit yang jatuh sehingga frekwensi menurun.
Gambar perubahan frekwensi sebagai fungsi waktu dengan adanya pelepasan beban &urunnya frekwensi dapat menurut garis $, garis %, atau garis . Makin besar unit pembangkit yang jatuh (makin besar daya tersedia yang hilang) makin cepat frekwensi menurun. Kecepatan menurunnya frekwensi juga tergantung kepada besar kecilnya inersia sistem. Makin besar inersia sistem, makin kokoh sistemnya, makin lambat turunnya frekwensi.
2
Setelah pelepasan beban tingkat kedua frekwensi sistem tidak lagi menurun tapi menunjukkan gejala yang baik yaitu naik kembali menuju titik . aiknya frekwensi dari titik / menuju titik disebabkan karena daya yang masih tersedia dalam sistem adalah lebih besar daripada beban setelah mengalami pelepasan beban tingkat kedua. Setelah mencapai titik 0 masih ada de1iasi frekwensi sebesar " + terhadap frekwensi yang diinginkan yaitu +o dan de1iasi ini dikoreksi dengan pengaturan sekunder yang dimulai pada titik + dan frekwensi menjadi normal kembali pada titik . 'pabila unit yang jatuh tidak begitu besar mungkin penurunan frekwensi tidak begitu besar mungkin penurunan frekwensi tidak pernah mencapai nilai + / sehingga dalam hal ini pelepasan beban tingkat pertama saja sudah cukup untuk menghindarkan sistem menjadi collapsed. 9. ika /reke$si ala# siste# turu$ #aka )e)a$ ala# siste# u%a turu$. A"a -a$% #e$-e)a)ka$ al i$i Jawab :
Menurut prinsip dasar dalam dinamika rotor, ada hubungan antara kopel mekanis penggerak generator dengan perputaran generator, dapat dituliskan dalam bentuk persamaan 2 *&; < &B, = M > ?t ...................($) dimana2 & * torsi atau kopel penggerak generator &B * torsi atau kopel beban yang membebani generator M * momen inersia dari generator beserta mesin penggeraknya * kecepatan sudut perputaran generator Karena frekuensi yang dihasilkan generator merupakan sama dengan kecepatan rotornya, sehingga dapat dituliskan dengan 2 / = ?2 ........................ (%) 3al ini berarti bahwa pengaturan frekuensi sistem merupakan pengaturan dari kopel penggerak generator atau pengaturan daya aktif dari generator. 4ntuk mesin penggerak generator, pengaturan frekuensi sistem di lakukan dengan pengaturan pemberian bahan bakar pada unit thermis dan pengaturan pemberian air pada unit hydro. Sedangkan untuk sistem beban, frekuensi akan turun apabila daya aktif yang dibangkitkan tidak mencukupi kebutuhan beban dan sebaliknya frekuensi akan naik apabila ada kelebihan daya aktif dalam sistem. Secara mekanis, dengan melihat persamaan ($) dan (%) dinamika frekuensi sistem dalam kaitannya dengan pembangkitan daya aktif dapat dituliskan sebagai berikut 2 a. -ika & 5 &B * 6& 7 , maka
7 , sehingga frekuensi akan turun............
()
3
b. -ika & 5 &B * 6& 8 , maka
8 , sehingga frekuensi akan naik........ .....
(9)
amun secara tidak langsung penyediaan daya reaktif dapat pula mempengaruhi frekuensi sistem, karena penyediaan daya reaktif mempunyai pengaruh besar terhadap kenaikan tegangan, yang selanjutnya dapat menyebabkan kenaikan beban daya aktif. amun pengaturan frekuensi sistem lebih dominan kaitannya dengan penyediaan daya aktif. 5. A"a keu$tu$%a$ a$ keru%ia$ iti$au ari se%i "e$%atura$ /reke$si a"a)ila kita #e$%aaka$ i$terk!$eksi e$%a$ siste# $e%ara teta$%%a Jawab :
'pabila suatu sistem diinterkoneksikan dengan sistem negara tetangga maka akan kita tinjau bagiamana hubungan konstanta k f dari sistem interkoneksi dengan konstanta k f dari masing! masing sistem yang diinterkoneksikan. 4ntuk masing!masing sistem berlaku persamaan 2 @31 = (k /1. @ Sedangkan "# untuk sistem interkoneksi adalah jumlah dari "# yang terjadi pada setiap sistem atau 2 @3 i$terk!$eksi = @31 Karena frekuensi dalam seluruh sistem yang diinterkoneksikan adalah sama, maka persamaanya menjadi 2 @ i$terk!$eksi = ( k / i$terk!$eksi . @ = @3 1 = ( k /1. @ -adi didapat 2 k / i$terk!$eksi = . k /1 . #ersamaan tersebut menyatakan bahwa energi pengaturan sistem interkoneksi merupakan jumlah energi pengaturan dari masing!masing sistem yang diinterkoneksikan. Keuntungan apabila mengadakan interkoneksi dengan sistem negara tetangga 2 a. #ada sistem interkoneksi perubahan frekwensi lebih sukar terjadi, memerlukan perubahan beban yang lebih besar daripada sistem yang tidak diinterkoneksikan. b. Konstanta k f tergantung kepada penyetelan speed drop masing!masing go1ernor yang ada dalam sistem, apabila speed drop nya kecil, peka terhadap perubahan beban, maka k f menjadi besar. emikian sebaliknya apabila speed drop disetel besar akan menghasilkan k f yang kecil. +. Dala# se)ua 3C&D tera"at ua u$it "e#)a$%kit )ekera "aralel. U$it $!#!r 1 #e#"u$-ai ka"asitas 5 MW a$ karakteristik /reke$si )e)a$ aala %aris lurus -a$% #e$u$ukka$ "e$uru$a$ 1 Hert u$tuk ke$aika$ )e)a$ 5 MW. U$it $!#!r 2 #e#"u$-ai ka"asitas 8 MW a$ karakteristik /reke$si )e)a$ %aris lurus e$%a$ "e$uru$a$ 05 Hert u$tuk ke$aika$ )e)a$ 5 MW. Mula(#ula keua u$it i$i #e#ikul )e)a$ + MW e$%a$ "e#)a%ia$ 2 MW u$tuk u$it 1 a$ 9 MW u$tuk u$it 2 "aa
4
/reke$si 50 Hert. Ke#uia$ ke ala# siste# ita#)aka$ )e)a$ se)esar 2 MW -a$% )esar$-a tiak ter"e$%aru !le /reke$si. a. Hitu$%la seara %ra/is a$ a$alisis "e#)a%ia$ )e)a$ -a$% )aru a$tara u$it 1 a$ u$it 2 ta$"a aa "e$%atura$ seku$er E Jawab :
Gambar perubahan frekwensi dengan pengaturan primer dan pengaturan sekunder dari governor Sebelum terjadi penambahan beban, sistem telah mempunyai beban sebesar : M; dan saat ini frekwensi * < 3ert= , keadaan ini digambarkan oleh titik ' pada gambar di atas. Kemudian dilakukan penambahan beban sebesar % M;. alam praktek penambahan beban dilakukan dengan memasukkan #M& sehingga sistem langsung mendapat beban : > % * ? M;, yaitu48 keadaan yang digambarkan oleh titik B. engan adanya penambahan beban ini maka frekwensi menurun menurut garis '/ yaitu garis pengaturan energi sistem. engan turunnya frekwensi maka beban juga turun menurut garis B/ yaitu turun < M; untuk penurunan frekwensi setiap $,< 3ert=. 'khirnya keseimbangan baru tercapai di titik /, titik / dapat dicari secara analitis sebagai berikut 2 f
* nilai frekwensi
#
* beban
maka persamaan garis '/ adalah
f * a # > b .......................
($)
nilai a * tangen sudut /'B * f@p * !$@ sehingga persamaan garis '/ menjadi 2 f * ! $@ p > b
5
nilai b dicari dengan mengingat bahwa garis '/ melalui titik ' yang mempunyai koordinat f 5 < 3ert= dan # * ? M;, dimasukkan dalam persamaan 2 f * a # > b mendapatkan 2 < * ! $@ A ? > b , sehingga 2
b * < 5 (!$@ A ?) * <%,:
-adi persamaan garis '/ adalah 2
f * !$@ # > <%,: ................. (%)
engan uraian yang sama untuk garis '/, untuk garis B/ didapat persamaan 2 f * p > b nilai b dicari dengan mengingat bahwa garis B/ melalui titik B yang mempunyai koordinat f 5 < 3ert= dan p * $ M;, dimasukkan dalam persamaan 2 f * # > b mendapatkan 2 < * $ > b , sehingga 2
b * < 5 $ * 9
-adi persamaan garis '/ adalah 2
f * # > 9 ................. ()
Koordinat titik /, yaitu perpotongan garis '/ dan garis B/ didapat dari persamaan (%) dan persamaan () 2 !$@ # > <%,: * # > 9 $%,: * $ $@ # sehingga 2
# * C,9< M;
). Bera"a )esar$-a $ilai /reke$si "aa keaaa$ )aru terse)ut ala# )utir 2 Jawab :
Selanjutnya nilai f didapat dengan memasukkan nilai # * C,9< M; ke dalam persamaan (%)2 f * # > 9 * C,9< > 9 sehingga 2
f * 9C,9< 3ert=
. A"a)ila ilakuka$ "e$%atura$ seku$er "aa u$it $!#!r 2 sei$%%a /reke$si ke#)ali #e$ai 50 Hert )era"a )esar$-a )e)a$ #asi$%(#asi$% u$it setela /reke$si ke#)ali #e$ai 50 Hert Jawab :
#engaturan sekunder tidak merubah speed drop, jadi dalam melakukan pengaturan sekunder, garis '/ dalam gambar digeser sedemikian hingga didapat titik yang mempunyai beban absis sebesar C,9< M;. Secara analitis titik (nilai) frekwensi dari titik dapat dicari dengan menggunakan persamaan persamaan garis B/ seperti dinyatakan oleh persamaan () 2 f * # > 9 Seperti diuraikan di atas, titik mempunyai absis $,9< dan terletak di garis B/, maka nilai f * C,9< > 9 * 9C,9< 3ert= . 4ntuk mengembalikan frekwensi sistem menjadi < 3ert=, pengaturan sekunder yang dilakukan harus dilakukan sehingga daya yang dibangkitkan * beban * $ M;, secara grafis pengaturan sekunder dilakukan sampai titik berimpit dengan titik B
6
7
