Tenaga Elektrik

MODUL 4 ANALISIS HUBUNG SINGKAT SINGKAT Muhammad Riksa Andanawari R. S. (13212077) Asisten: Diwangkoro M. D. (18011017) (18011017) Tanggal Percobaan: 10/04/201 !"#217$Praktik%& 'iste& Tenaga !lektrik

Laboratorium Sistem Kendali dan Komputer - Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB Abstrak

Hubung singkat atau lebih sering dise disebu butt deng dengan an inst instil ilah ah short short circui circuitt merupakan keadaan dimana terdapatnya dua dua kond konduk ukto torr pada pada suat suatu u temp tempat at di rangkaian rangkaian sehingga tercipta tercipta arus yang sangat besar pada bagian tersebut dan dapa dapatt meny menyeba ebabk bkan an keru kerusa saka kan n yang yang lebih besar. Untu Untuk k mena menang nggu gula lang ngii hal hal ters terseb ebut ut dapa dapatt dila dilaku kuka kan n deng dengan an mela melaku kuka kan n anal analis isis is hubu hubung ng sing singka kat. t. Anal Analis isis is ini ini bertujuan untuk mengetahui akibat dari suat suatu u keja kejadi dian an hubu hubung ng sing singka katt yang yang terj terjad adii pada pada sist sistem em sehi sehing ngga ga dapa dapatt dike diketa tahu huii besa besarr arus arus terb terbes esar ar yang yang mele melewa wati ti suat suatu u bagi bagian an yang yang terj terjad adii hubung bung sing singk kat. at. Deng Dengan an info inform rmas asii tersebut, dapat diketahui kapasitas dari komp kompon onen en-k -kom ompo pone nen n yang yang dipas dipasan ang g pada sistem tersebut. Oleh karena itu, analisis analisis hubung singkat singkat dapat membuat tingkat keamanan suatu sistem bertambah. Untuk itu, dalam praktikum kali ini akan dilaku dilakukan kan percob percobaan aan-pe -perco rcobaa baan n untuk untuk melakukan analisis hubung singkat pada rangkaian yang telah dibuat pada modul praktikum sebelumnya. ada praktikum ini, ni, dila dilaku kuka kan n pem pemasan asanga gan n !ir !ircuit cuit "reaker #!"$ untuk mengamankan seti setiap ap komp kompon onen en dala dalam m rang rangka kaia ian, n, kemudian didapatkan nilai tegangan dan arus jika tidak terjadi hubung singkat. singkat. %etelah %etelah itu, pada percobaan-p percobaan-percoba ercobaan an sete setela lahn hnya ya,, dipa dipasa sang ngka kan n faul faultt pada pada beberapa titik rangkaian untuk meng menget etah ahui ui peng pengar aruh uhny nya a terh terhad adap ap sistem. &ault yang diberikan terdiri atas tiga buah tipe fault, yaitu fault tiga fasa ke ground, dua fasa ke ground, dan satu fasa ke ground.

1. PENDAHULUAN Pada ada prak prakti tik kum kali kali ini ini akan akan dila dilak kukan ukan bebe bebera rapa pa per percoba cobaan an meng mengen enai ai anal analis isis is hubu hubung ng sing singka kat. t. An Anal alis isis is hubu hubung ng sing singka katt dibutu dibutuhk hkan an untuk untuk menget mengetahu ahuii besar besar arus arus terbesar terbesar ang mungkin mungkin ter!adi ter!adi pada sistem !ika ter!adi hubung singkat pada sistem tersebut. Praktikum Praktikum ini terdiri atas tiga buah percobaan ang mencari pengaruh dari adanaa hubung singkat pada beberapa bagian dalam sistem. "iharapka "iharapkan n setelah setelah melakuka melakukan n percobaa percobaannpercob percobaan aan dalam dalam prakti praktiku kum m ini# ini# prakti praktika kan n dapat $ •

%elak %elakuka ukan n analis analisis is hubung hubung singk singkat at pada suatu sistem tenaga listrik.

2. STUDI PUSTAKA Stud Studii hubu hubung ng sing ingkat dila dilak kukan ukan unt untuk mengetahui mengetahui besar arus-arus arus-arus ang mengalir mengalir melalui melalui saluran-s saluran-salura aluran n pada sistem sistem tenaga tenaga di dala dalam m inte inter& r&al al 'akt 'aktu u tert terten entu tu ketik etika a sebua sebuah h ganggu gangguan an hubung hubung singka singkatt ter!ad ter!adi. i. Besa Besarr arus arus-a -aru rus s ang ang meng mengal alir ir mela melalu luii salura saluran-s n-salu aluran ran pada pada sis sistem tem tenag tenaga a pada pada saat sebuah gangguan hubung singkat ter!adi akan beru beruba bah h terha erhad dap 'aktu ktu sampa ampaii dengan besar arus tersebut mencapai kondisi mantapna. (ubung (ubung singka singkatt terbag terbagii dua# dua# aitu aitu hubung hubung singk singkat at simetr simetris is dan hubung hubung singka singkatt tidak tidak simetr simetris is.. (ubung (ubung singk singkat at simetr simetris is adalah adalah gang ganggu guan an hubu hubung ng sing singka katt ang ang ter! ter!ad adii meli meliba batk tkan an kesel eselur uruh uhan an ) fasa fasa ang ang ada ada pada sistem. Sedangkan hubung singkat tak simetr simetris is adalah adalah ganggu gangguan an hubung hubung singka singkatt ang ter!adi tidak melibatkan keseluruhan ) fasa dalam sistem.

Kata kunci : hubung singkat, CB, fault. Laporan Praktikum - Laboratorium Sistm !nda"i dan !omputr # S$%& &$'

1

3. METODOLOGI

Beban *

Pembuatan rangkaian Simulasi dengan penambahan +B pada setiap komponen Simulasi dengan penambahan fault ) fasa

Simulasi dengan penambahan fault * fasa

enerator 

SImulasi dengan penambahan fault ) fasa

enerator *

4. H ASIL DAN A NALISIS 4.1

PEMBUATAN DAN SIMULASI R ANGKAIAN A LIRAN D AYA

,angkaian percobaan berikut $

ini

adalah sebagai

A/ALISIS $ "ari tabel 0. di atas dapat dilihat bah'a nilai arus pada sistem berada dalam keadaan normal. Pada tabel di atas hana ditampilkan satu dari tiga fasa pada sistem karena seluruh fasa memiliki nilai ang sama. "ari tabel di atas dapat dilihat bah'a terdapat arus ang sedikit lebih besar ketika akan memulai sistem karena sistem membutuhkan tenaga ang lebih besar untuk permulaan sistem.

ambar .1 Ran*kaian Pr+obaan

4.2

HUBUNG SINGKAT SIMETRIS

(ASIL $

(ASIL $

"ari rangkaian tersebut# didapatkan hasil seperti berikut $

Pada percobaan kali ini dilakukan penambahan fault simetris ) fasa pada beberapa titik pada sistem. Akan dicari tahu pengaruh dari penambahan fault tersebut pada sistem.

$ab" .1 ,asi" Pr+obaan tanpa au"t Posisi

(asil

Berikut adalah hasil percobaanna $ Beban 

$ab" .2 ,asi" pr+obaan au"t 3 asa st"ah trao 1 Posisi

(asil

Laporan Praktikum - Laboratorium Sistm !nda"i dan !omputr # S$%& &$'

2

Beban *

Beban 

Beban 

enerator 

enerator 

enerator *

enerator *

If

If

1f

1f $ab" . ,asi" pr+obaan au"t 3 asa sb"um trao / Posisi

(asil

Beban * $ab" .3 ,asi" pr+obaan au"t 3 asa st"ah trao  Posisi Beban *

(asil Beban 


3

enerator 

enerator 

If enerator *

1f If

1f

A/ALISIS $ . Apa ang ter!adi pada sistem apabila sistem tersebut mengalami hubung singkat simetris2 "ari tabel 0.* di atas dapat dilihat bah'a penambahan fault tiga fasa pada sistem berpengaruh sama pada semua fasa. 3leh karena itu# pada tabel di atas hana ditampilkan satu dari tiga fasa pada sistem. $ab" ./ ,asi" pr+obaan au"t 3 asa sb"um trao 

Posisi Beban *

Beban 

enerator *

(asil

Pertama# akan dilakukan analisis mengenai pengaruh perbedaan posisi fault. "ari tabel di atas dapat dilihat bah'a posisi ter!adina fault berpengaruh pada perubahan ang ter!adi pada sistem. Ketika fault ter!adi di trafo  dan trafo 0# terdapat arus hubung singkat sangat besar ang ter!adi pada beban dalam 'aktu singkat. Sementara itu# pada generator ter!adi arus transien setelah adana arus hubung singkat sebelum arusna men!adi nol. Sementara itu# ketika fault ter!adi pada trafo 4# arus pada beban  men!adi nol dan kembali normal ketika s'itch +B terhubung kembali. Pada titik lain# nilai arus ang ter!adi seperti saat ter!adi fault pada trafo . (al tersebut berlaku !uga ketika fault ter!adi di trafo 5. Arus di beban * men!adi nol ketika ter!adi fault. Selain arus pada tiap komponen# diamati !uga arus dan tegangan pada fault. "ari hasil di atas dapat dilihat bah'a ter!adi arus hubung singkat ang sangat besar pada fault# lalu arus tersebut mengalami ge!ala transien untuk kemudian men!adi nol kembali. Sementara itu# nlai tegangan pada fault men!adi nol ketika fault ter!adi.


4

(al tersebut diakibatkan karena setiap komponen telah diproteksi dengan menambahkan +B untuk mengapit tiap komponen. Ketika fault ter!adi di suatu komponen# +B langsung berfungsi dan memutus aliran arus pada rangkaian sehingga mengisolasi pengaruh ter!adina hubung singkat pada komponen lain. /ilai komponen sistem kembali normal ketika +B sudah menghubungkan kembali aliran rangkaian.

Beban *

%aka# dapat disimpulkan bah'a penambahan fault simetris pada sistem berpengaruh sama pada setiap fasa sehingga semua pengaruh hubung singkat dapat dirasakan oleh seluruh fasa.

4.3

HUBUNG SINGKAT T AK SIMETRIS (2 ASA KE TANAH!

(ASIL $ Pada percobaan ini dilakukan percobaan dengan menambahkan fault dua fasa di empat posisi ang berbeda pada sistem. Berikut adalah hasilna $

enerator 

$ab" . ,asi" pr+obaan au"t 2 asa (A dan ') st"ah trao 1 Posisi

(asil

Beban 

enerator *


5

Beban 

If

Beban *

1f

enerator 

$ab" .7 ,asi" pr+obaan au"t 2 asa (A dan ') st"ah trao  Posisi

(asil


6

enerator *

$ab" . ,asi" pr+obaan au"t 2 asa (' dan ) st"ah trao 1 Posisi

(asil

Beban *

If

Beban 

1f


7

enerator 

1f

enerator *

$ab" . ,asi" pr+obaan au"t 2 asa (' dan ) sb"um trao / Posisi If

(asil

Beban 


8

enerator *

Beban *

If

enerator 

1f


9

A/ALISIS $ *. Apa ang ter!adi pada sistem apabila sistem tersebut mengalami hubung singkat tak simetris 6* fasa72 Tabel di atas menampilkan keadaan seluruh fasa dalam sistem karena ter!adi perbedaan pengaruh pada fasa-fasa ketika diberikan fault dua fasa pada sistem.

Beban *

8ntuk masalah posisi fault# sama seperti pada percobaan sebelumna# +B memproteksi komponen ang mengalami fault sehingga mengurangi pengaruhna pada komponen lain. Pengaruh ang berbeda ter!adi pada arus dan tegangan fault. Berbeda dengan pengaruh fault tiga fasa# fault dua fasa ini menebabkan arus fault hana ter!adi di dua fasa ang mengalami fault sehingga satu fasa lain sama sekali tidak merasakan pengaruh dari adana fault pada fasa-fasa lain. %aka# dapat disimpulkan bah'a fault tidak simetris 6* fasa7 menebabkan ter!adina arus hubung singkat pada fasa-fasa ang mengalami fault sedangkan fasa lainna sama sekali tidak merasakan pengaruhna.

4.4

enerator 

HUBUNG SINGKAT TAK SIMETRIS (1 ASA KE TANAH!

(ASIL $ Pada percobaan kali ini diberikan fault satu fasa pada sistem di beberapa posisi. Berikut adalah hasilna $ $ab" .10 ,asi" pr+obaan au"t 1 asa (A) st"ah trao 1 Posisi

(asil

Beban 


1 0

enerator *

$ab" .11 ,asi" pr+obaan au"t 1 asa (A) st"ah trao  Posisi

(asil

Beban 

If

Beban *

1f


1 1

enerator 

1f

enerator *

$ab" .12 ,asi" pr+obaan au"t 1 asa (') st"ah trao 1 Posisi

(asil

Beban 

If


1 2

Beban *

If

enerator 

1f

enerator *

$ab" .13 ,asi" pr+obaan au"t 1 asa (') sb"um trao / Posisi

(asil


1 3

Beban 

enerator *

Beban *

If

enerator 

1f


1 4

ada suplai tenaga pada bagian tersebut. Akan tetapi# bagian tersebut masih memiliki arus ang sangat besar sehingga untuk mencapai keadaan normal stead state harus mengalami perubahan nilai arus dalam keadaan transien. 3leh karena itu# untuk menghitung arus hubung singkat dapat dibagi ke dalam tiga bagian# aitu bagian subtransien# transien# dan stead state. Ketiga bagian tersebut dapat dilihat dari gra:k berikut $

A/ALISIS $ ). Apa ang ter!adi pada sistem apabila sistem tersebut mengalami hubung singkat tidak simetris 6 fasa72 Sama seperti pengaruh dari adana fault dua fasa pada sistem# fault satu fasa hana mempengaruhi salah satu fasa ang mengalami fault dan tidak mempengaruhi dua fasa lainna. (al itu dapat dilihat dari tabel di atas bah'a hana fasa ang mengalami fault sa!a ang mengalami arus hubung singkat. %aka# kembali dapat disimpulkan bah'a fault tidak simetris 6 fasa7 hana mempengaruhi salah satu fasa dari sistem.

0. Apa perbedaan hubung singkat simetris dengan hubung singkat tidak simetris pada sistem2 "ari hasil ketiga percobaan di atas dapat diketahui bah'a terdapat perbedaan pengaruh dari hubung singkat simetris dan hubung singkat tak simetris pada sistem. Pada hubung singkat simetris# hubung singkat ang ter!adi mempengaruhi seluruh fasa dalam sistem dengan nilai ang sama. Sedangkan hubung singkat tak simetris hana mempengaruhi fasa-fasa ang mengalami hubung singkat.

4. Bagaimana cara menghitung arus hubung singkat !elaskan dan bandingkan dengan hasil simulasi 9 Ketika ter!adi fault# nilai arus berubah men!adi sangat besar dalam 'aktu ang sempir. (al itu menebabkan sistem proteksi dari +B beker!a dan memutus rangkaian ang mengalami hubung singkat sehingga tidak

ambar .2 arus au"t

8ntuk keadaan subtransien# ter!adi perubahan slope ang sangat besar tetapi dalam 'aktu ang sempit. ;ormulana adalah sebagai berikut $ I =

{E} over {{X} rsub {d} ¿

Sementara formula untuk keadaan transien adalah I ' =

E X d '

"an untuk keadaan stead state adalah I =

E X d

Ketiga formula di atas sudah terbukti sesuai dengan hasil praktikum di mana nilai arus fault ketika ter!adi hubung singkat mengalami ge!ala transien terlebih dahulu sebelum memasuki keadaan stead state.

". K ESIMPULAN "ari hasil percobaan ang telah dilakukan# dapat ditarik beberapa kesimpulan mengenai praktikum kali ini# aitu $


1 5

. Analisis hubung singkat bertu!uan untuk mengetahui besar arus maksimal ang ter!adi pada sistem ketika ter!adi hubung singkat sehingga dapat diketahui nilai komponen ang aman untuk memproteksi sistem.

D ATAR PUSTAKA

[1]

Karady, George G., Keith E. Holbert. 'lectrical 'nergi !on(ersion and )ransport *An +nteracti(e !omputer-"ased Approach second edition. !1". #e$ %ersey : %ohn &iley ' (ons, )nc.

[]

El Ha$ary, *oha+ed E. +ntroduction to 'lectrical ower %ystem. !!. #e$ %ersey : %ohn &iley and (on.

*. (ubung singkat simetris berpengaruh pada ketiga fasa dalam sistem. ). (ubung singkat tidak simetris berpengaruh pada fasa-fasa mengalami fault.

hana ang

0. +B berfungsi mengisolasi komponen ang mengalami fault sehingga tidak mengganggu komponen ang lain.


1 6

Tenaga Elektrik

Recommend Documents