Transien Pada Sistem Tiga Fase
1. Switchi Switching ng CB pad pada a Kond Kondisi isi Normal Normal CB tanpa komponen L dan C
CB pada sistem tenaga
Pada kondisi normal, keka CB transisi dari keadaan close kemudian open dan close lagi, maka keka CB dalam keadaan open tersebut, arus listrik idealnya dak ada yang mengalir. Namun, pada kenyataannya terdapat arus listrik yang masih mengalir dalam bentuk arcing, dan arus tersebut akan berhen keka gelombang arus listrik melewa zero cross, dan arcing telah padam. Arcing akan lebih sulit dipadamkan ika pada sistem tenaga terdapat komponen L dan C dibandingkan dengan sistem tenaga yang dak memiliki komponen L dan C. Arcing pada sistem tenaga yang memiliki komponen L dan C ditunukkan pada gambar dengan lingkaran merah, pada pada gamba gambarr ters tersebu ebut, t, terlih terlihat at bahwa bahwa tera teradi di osilas osilasii yang yang cukup cukup besar besar pada pada gelomb gelombang ang tegang tegangan an listrik listrik,, akibat akibat kompo komponen nen L dan C pada pada siste sistem, m, tegang tegangan an pada pada CB sesaa sesaatt setela setelah h pemutusan menadi naik hampir ! kali lipat tegangan semula. "al ini disebabkan karena pada siste sistem m deng dengan an kompone omponen n L dan C, ener energi gi listri listrik k masih masih ters tersimp impan an di dalamn dalamnya ya,, sehingg sehingga a walaupun pada CB sudah dak mengalir arus #dari sumber ke beban$, namun energi yang tersimpan pada komponen L dan C tersebut akan terdischarge, sehingga menyebabkan kondisi transien saat dilakukan pemutusan. Berbeda dengan sistem yang murni resis%, resis%, kondisi transien
&
Transien Pada Sistem Tiga Fase
ini dak teradi, sehingga dak terlihat adanya transien, seper yang ditunukkan pada gambar pertama. 'ransien uga teradi pada saat CB diclose lagi #setelah diopen$, hal ini dikarenakan saat CB di close, maka diperlukan energi listrik yang cukup besar untuk mencharging komponen L dan C yang terdapat pada sistem tenaga, akibatnya kedua komponen tersebut akan menarik arus yang cukup besar untuk melakukan charging sebelum akhirnya mencapai kondisi steady state. (ondisi ini dak teradi pada sistem yang dak memiliki komponen L dan C seper yang ditunukkan pada gambar pertama. Penelasan mengenai pengaruh komponen L dan C ini akan dielaskan pada pembahasan selanutnya. 2. Switching CB dengan pengaruh panjang saluran transmisi Panang saluran &)) km
Panang saluran !)) km
Panang saluran *)) km
!
Transien Pada Sistem Tiga Fase
+ari kega hasil simulasi di atas, terlihat bahwa panang saluran transmisi mempengaruhi transien yang teradi pada CB dan uga beban. "al ini dikarenakan semakin pananag saluran transmisi, maka nilai L dan C pada saluran akan semakin besar, semakin besar kedua komponen tersebut akan menyebabkan waktu charging akan semakin lama, hal ini terlihat pada saluran sepanang &)) km transien teradi selama ).)* dek, kemudian pada saluran sepanang !)) km transien teradi selama ).)* dek, dan pada saluran sepanang *)) km transien teradi selama ).&* dek. -eala transien ini ditunukkan dengan gelombang arus pada CB yang mengalami osilsai teredam, begitu pula dengan gelombang arus dan tegangan pada beban. -elombang osilasi pertama ditandai dengan kenaikan arus yanng cukup signikan #nilai peaknya hampir ! kali nilai peak pada kondisi normalnya$, kemudian gelomban berosilasi hingga akhirnya teredam pada suatu k. /etelah teredam, maka sistem akan mengalami kondisi steady state, yang arnya komponen L dan C telah terisi energi. 3. Switching CB dengan pengaruh sumber dan beban /umber #P0&) 12, 30! 14ar$ Beban #P0&) 12, 30! 14ar$
/umber #P0&) 12, 30! 14ar$ Beban #P0* 12, 30! 14ar$
5
Transien Pada Sistem Tiga Fase
/umber #P0* 12, 30! 14ar$ Beban #P0&) 12, 30! 14ar$
/umber #P0&) 12, 30* 14ar$ Beban #P0&) 12, 30& 14ar$
6
Transien Pada Sistem Tiga Fase
/umber #P0&) 12, 30& 14ar$ Beban #P0&) 12, 30* 14ar$
/umber #P0&) 12, 30* 14ar$ Beban #P0* 12, 30! 14ar$
*
Transien Pada Sistem Tiga Fase
+ari hasil simulasi dengan mengubah7ubah nilai kapasitas sumber dan uga beban, didapatkan beberapa hasil seper pada gambar di atas. Perubahan nilai daya ak% P dan daya reak% 3 dak menyebabkan perubahan transien yang berar bagi CB, baik dari redaman maupun waktu untuk mencapai steady statenya. Perubahan nilai P dan 3 baik pada sumber dan beban akan berakibat pada perubahan daya semu /, perubahan daya semu menyebabkan besarnya arus yang mengalir pada CB mengalami perubahan. 8ntuk nilai tegangan yang sama, semakin besar nilai / menyebabkan semakin besar arus yang mengalir pada CB, akibatnya magnitude transien akan menadi semakin besar. "al ini uga berlaku sebaliknya. 4. Switching CB dengan pengaruh fator da!a beban 9aktor daya leading #3l 0 )$ 3c 0 ! 14ar
3c 0 * 14ar
:
Transien Pada Sistem Tiga Fase
3c 0 14ar
3c 0 ; 14ar
Transien Pada Sistem Tiga Fase
+ari hasil simulasi dengan pengaruh %aktor daya leading, dalam hal ini 3l sumber diset bernilai nol dan 3c di4ariasikan dengan dinaikkan nilainya, diperoleh bahwa semakin nggi nilai 3c, arus transien pada CB semakin besar, begitu pula dengan waktu yang diperlukan untuk mencapai keadaan steady statenya. "al ini dipengaruhi oleh komponen kapasi% pada beban yang menyebabkan adanya charging dan discharging kapasitor, sehingga menyebabkan arus pada CB bernilai semakin nggi. /elanutnya, adanya komponen kapasi% yang semakin besar menyebabkan diperlukan waktu untuk charging dan uga discharging yang dirumuskan dengan< = 0 >C. Akibatnya, semakin nggi nilai C, maka waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi steady state semakin lama.
9aktor daya lagging #3c 0 )$ 3l 0 ! 14ar
3l 0 * 14ar
3l 0 14ar
?
Transien Pada Sistem Tiga Fase
3l 0 ; 14ar
+ari hasil simulasi pengaruh %aktor daya lagging beban terhadap switching CB dengan cara membuat komponen 3c bernilai nol, didapatkan hasil seper yang ditunukkan oleh gambar di atas. 'erlihat bahwa semakin nggi nilai 3l dak terlalu berpengaruh terhadap arus CB, arnya arus di CB cenderung memiliki nilai transien yang konstan. Perubahan nilai 3l ini hanya menyebabkan waktu untuk mencapai steady state semakin rendah, hal ini berbeda dari komponen C yang menyebabkan waktu untuk mencapai steady state semakin lama. (ondisi ini dikarenakan pada komponen L, dak dibutuhkan waktu charging atau discharging untuk mencapai kondisi steady state. @ika kondisi yang sama dibandingkan, #nilai 3c yang sama dengan 3l$, maka pengaruh 3c cenderung menyebabkan transien yang lebih besar daripada pengaruh 3l, walaupun sebenarnya adanya 3l uga menyebabkan %enomena transien pada arus CB ika dibandingkan pada beban yang murni resis%. /ehingga pada sistem yang digunakan untuk simulasi pengaruh switching CB ini komponen C pada beban menyebabkan transien yang lebih besar daripada komponen L pada beban.
;
Transien Pada Sistem Tiga Fase
". Switching CB dengan pengaruh short circuit /hort circuit setelah tra%o step up
/hort circuit setelah tra%o step down
+ari hasil simulasi pengaruh adanya hubung singkat #short circuit$ terhadap switching CB, diperoleh seper yang terlihat pada gambar di atas. Pada simulasi ini, hunung singkat 5 %ase dikenakan pada sistem dengan waktu teradinya hubung singkat adalah beberapa saat sebelum CB open dan hubung singkat hilang beberapa saat setelah CB close lagi ke keadaan normalnya. Pada saat short circuit teradi pada terminal sekunder tra%o step up, nilai transiennya cenderung lebih kecil ika dibandingkan keka short circuit teradi pada terminal sekunder tra%o step down #sebelum masuk beban$. "al ini dikarenakan nilai L dan C akan semakin besar ika posisi hubung singkat semakin auh dari CB. /ehingga semakin auh dari CB, akan mengakibatkan magnitude transien uga akan semakin besar, begitu pula dengan waktu untuk mencapai kondisi steady state yang lebih lama ika dibandingkan keka hubung singkat teradi di dekat CB.
&)