distribusi sistem tn.pdf

BAB II

SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

Pada sistem penyaluran tenaga listrik terdapat sistem pembangkitan,

transmisi dan distribusi, pada sistem distribusi ini telah menggunakan kawat netral

yang mana kawat netral ini ditanahkan , dengan adanya kawat netral maka sistem

satu phasa akan dapat digunakan, dalam penulisan tugas akhir ini hanya

membahas pada sistem distribusi sisi tegangan rendahnya saja.

2.1 Sistem Tiga Phasa

Pada sistem tiga phasa terbagi atas dua bagian yaitu :

1. Sistem tiga phasa hubungan bintang (Y)

2. Sistem tiga phasa hubungan delta (∆)

Sistem Tiga Phasa Hubungan Bintang (Y)

Pada sistem distribusi yang menggunakan sistem bintang (Y)

dimana mempunyai titik netral dapat ditunjukkan melalui Gambar 2.1 a

dan b dan diagram phasornya pada Gambar 2.1 c

Line 1T

SER

VRS

ET ER VRTLine 2

VST RLine 3

(a) (b)

Universitas Sumatera Utara

ER

IRα0

α0

IT α0

ISET ES

(c)

Gambar 2.1 a. Rangkaian Tiga Phasa Terhubung Bintangb. Rangkaian Ekivalen Hubungan Bintangc. Diagram Phasor Tiga Phasa Terhubung

Bintang

ER = ES = ET = Eph

VRS tegangan antara line 1 dan2 dan merupakan perbedaan phasor

antara ER dan ES, VST tegangan antara line 2 dan 3 merupakan

perbedaan vektor antara ES dan ET, VTR tegangan antara line 1 dan

3 dan merupakan perbedaan phasor antara ET dan ER.

Sehingga besarnya VRS dapat ditentukan sesuai aturan vektor

VRS = ER - ES

..............................................(2.1)

Secara aturan vektor besarnya VRS ditunjukkan pada Gambar 2.2,

dimana besarnya VRS ditunjukkan dengan garis yang membagi

sama besar sudut antara ER yaitu 1200/2 = 600

Besarnya VRS adalah :

VRS = ER - ES

VRS = 2 Eph )2

60(cos0

VRS = 2 Eph (cos 300)


R

S

T

VRS = 2 Eph 23

VRS = 3 Eph

Sehingga dapat kita ketahui bahwa dengan sistem bintang besarnya

tegangan line adalah 3 dari tegangan linenya, namun arus line

akan sama dengan arus phasanya.

VL-L = 3 Vph

IL-L = Iph

VRS

ES ER

600 300

ET ESER

VTR

Gambar 2.2 Diagram Phasor Pada Beban Terhubung Bintang

Sistem Tiga Phasa Hubungan Delta (∆)

Pada sistem tiga phasa yang terhubung delta dapat ditunjukkan

pada Gambar 2.3 a dan rangkaian ekivalennya pada Gambar 2.3 b

(IR – IT) ST

IT IRIS

(IS – IR)

(IT – IS) T

(a) (b)


Gambar 2.3 a. Rangkaian Tiga Phasa Terhubung Deltab. Rangkaian Ekivalen Hubungan Delta

Pada Gambar 2.3 a terlihat bahwa pada line1,2 (VRS) dan line 2,3

(VST) kita dapat mengetahui bahwa VRS mendahului VST sebesar

1200.

Besarnya arus pada line 1 adalah I1 dan besarnya adalah I1 = IR - IT

Besarnya arus pada line 2 adalah I2 dan besarnya adalah I2 = IS – IR

Besarnya arus pada line 3 adalah I3 dan besarnya adalah I3 = IT - IS

Pada gambar diagram phasor 2.4 arus pada line 1 merupakan

penjumlahan antara IR dan IT. Sudut antara IR dan IT adalah 600.

IR, IS, IT adalah arus phasa (Iph) dan I1, I2, I3 adalah arus line (IL)

Sehingga dapat diketahui besarnya arus pada line 1 adalah

I1 = IR - IT

I1 = 2 Iph cos

2

600

I1 = 2 Iph cos 300

Dan besarnya tegangan line dan phasa adalah

VL = Vph

VRS

IR (IR-IS)-IS

-ITIT

ISVTR VST

Gambar 2.4 Diagram Phasor Arus Pada Hubungan Delta

Pada Sistem Tiga Phasa terdapat dua sequence yaitu sequence dengan urutan

ABC dengan urutan CBA, adapun perbedaan antara kedua urutan ini adalah

perbedaan sudut phasanya.


Pada urutan ABC besaran phasa-phasanya adalah :

0

0

0

0

0

0

1503

303

903

240

0

120

LCN

LBN

LAN

LCA

LBC

LAB

VV

VV

VV

VVVVVV

Sedangkan untuk urutan CBA besaran tegangan phasa-phasanya adalah :

0

0

0

0

0

0

1503

303

903

120

0

240

LCN

LBN

LAN

LCA

LBC

LAB

VV

VV

VV

VVVVVV

2.2 Sistem Distribusi Tegangan Pada Konsumen

Pada sistem distribusi pada sisi konsumen terbagi atas :

1. Sistem satu phasa dua kawat

2. Sistem satu phasa tiga kawat

3. Sistem dua phasa tiga kawat

4. Sistem dua phasa empat kawat

5. Sistem tiga phasa tiga kawat

6. Sistem tiga phasa empat kawat

2.2.1 Sistem Satu Phasa Dua Kawat


Sistem satu phasa dua kawat adalah seperti terlihat pada Gambar 2.5,

dan dibuat pentanahan pada transformator

L L

Vph Vph

N N

Gambar 2.5 Rangkaian Dua Phasa Dua Kawat

2.2.2 Sistem Satu Phasa Tiga Kawat

Sistem satu phasa tiga kawat adalah sistem dimana pada titik tengah

transformator sisi skundernya dijadikan sebagai titik netralnya, hal ini dapat

dijelaskan melalui Gambar 2.6

L L1

110V220V

N

N L2

Gambar 2.6 Rangkaian Satu Phasa Tiga Kawat

Dari Gambar 2.6 diatas dapat kita ketahui total tegangannya adalah 220 V

dan apabila menjadi terbagi 2 maka tegangan masing-masing menjadi 110

V.

2.2.3 Sistem Dua Phasa Tiga Kawat


Sistem ini masih digunakan pada beberapa tempat dimana kawat ketiga

diambil pada titik tengah persambungan antara dua transformator pada sisi

skundernya seperti terlihat pada Gambar 2.7 dibawah ini

V 2 V

Gambar 2.7 Rangkaian Dua Phasa Tiga Kawat

Dari Gambar 2.7 diatas terlihat bahwa total tegangan adalah sebesar V dan

besarnya tegangan pada sistem adalah 2 V

2.2.4 Sistem Dua Phasa Empat Kawat

Sistem ini mempunyai dua trafo pada sisi skundernya namun pada

kedua transformator tersebut mempunyai masing-masing kawat netralnya.

Kedua transformator tersebut akan dijumper, hal ini dapat dijelaskan pada

Gambar 2.8

L

V

N

LV

N

Gambar 2.8 Rangkaian Dua Phasa Empat Kawat


R

S

T

Besarnya total tegangan sebesar V, dan untuk tiap-tiap transformatornya

adalah sebesar 2 V

2.2.5 Sistem Tiga Phasa Tiga Kawat

Sistem tiga phasa tiga kawat adalah sistem dimana biasanya yang

menggunakan hubungan delta. Sistem ini dapat dilihat pada Gambar 2.9

VL VL

VL

Gambar 2.9 Rangkaian Tiga Phasa Tiga Kawat

Besarnya tegangan dan arus pada sistem ini adalah

VL = Vph

IL = 3 Iph

2.2.6 Sistem Tiga Phasa Empat Kawat

Sistem tiga phasa empat kawat adalah sistem yang menggunakan

kawat netral, dan digunakan pada sistem bintang yang pada titik tengahnya

menggunakan kawat netral seperti terlihat pada Gambar 2.10

R

Vph

NVL

SVL

T


Gambar 2.10 Rangkaian Tiga Phasa Empat Kawat

Besarnya tegangan dan arus pada sistem empat kawat ini adalah

VL = 3 Vph

IL = Iph

2.3 Sistem Pentanahan Pada Sisi Konsumen

Sistem pentanahan dimana titik netralnya ditanahkan pada sisi skunder

transformator adalah sangat penting, tujuannya adalah untuk menghindari

terjadinya tegangan sentuh yang besar dan untuk melindungi peralatan pada saat

terjadi gangguan baik gangguan tanah ataupun gangguan dari sambaran petir.

Pada sistem pentanahan yang mana titik netral ditanahkan terdapat tiga bagian

besar tipe pentanahan yang digunakan pada sisi konsumen yaitu :

1. Sistem TT

2. Sistem IT

3. Sistem TN

2.3.1 Sistem TT

Pada sistem ini kawat transformator titik netralnya ditanahkan, dan

peralatan pada konsumenditanahkan. Untuk lebih jelas dapat kita lihat pada

Gambar 2.11

R

S

T

N

pera la tan lis trik

Gambar 2.11 Rangkaian Sistem TT

2.3.2 Sistem IT


R

S

T

p e r a l a t a n l i s t r i k

R

S

T

N

P e

p e ra la ta n l is t r ik

Pada sistem ini konsumen tidak menggunakan kawat netral pada

peralatannya dan peralatan konsumen tersebut ditanahkan seperti pada

Gambar 2.12

Gambar 2.12 Rangkaian Sistem IT

2.3.3 Sitem TN

Sistem TN adalah sistem pentanahan dimana titik netral pada

transformatornya dihubungkan ke tanah, hal ini seperti hubungan bintang yang

titik tengahnya ditanahkan. Pada sistem TN pentanahan dan netral peralatan

berasal dari satu kawat yaitu kawat netral yang ditanahkan pada sisi

transformatornya, hal ini dapat dijelaskan melalui Gambar 2.13

Gambar 2.13 Rangkaian Sistem TN

Pada sistem TN terbagi lagi menjadi tiga bagian yaitu :

1. Sistem TN-S

2. Sistem TN-C

3. Sistem TN-C-S

2.3.3.1 Sistem TN-S

Sistem ini sama seperti Gambar 2.13


2.3.3.2 Sistem TN-C

Sistem ini adalah sistem yang mana kawat netral skunder

transformatornya ditanahkan, kawat netral dari transformator tersebut

pada sisi konsumen digunakan sebagai kawat netral dan juga sebagai

kawat pentanahan seperti terlihat pada Gambar 2.14

R

S

T

N

peralatan listrik

Gambar 2.14 Rangkaian Sistem TN-C

2.3.3.3 Sistem TN-C-S

Sistem ini adalah sistem dimana kawat netral dan pentanahan

berasal dari kawat netral yang ditanahkan pada sisi skunder

transformatornya, namun yang membedakan dengan sistem TN-C adalah

adanya pemisahan jalur antara kawat netral dan pentanahan pada sisi

konsumen, hal ini dapat diterangkan melalui Gambar 2.15


R

S

T

N

peralatan listrik

Gambar 2.15 Rangkaian Sistem TN-C-S


distribusi sistem tn.pdf

Documents