Download - Arus Inrush
Lg:rr.;:.i;-.***".*
.F-r4
FAKU LTAS TEKNOLOGI IN DUSTRIUNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
.*\,
tq?
lsBN 978€79€69e.4-7-?
SEMINAF] NASIONAL
Pengembangan Teknologi lndustri Berbasis
"Green Technology"ELEKTRO
Desernben 2O1O
TEKNIK
Yogyakanta, 11 ,.M./
-ffiFffi
DAFTAR ISI
Halaman Judul
Organisasi Penyelenggara ............
Kata Pengantar .....'.....
Sambutan Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia
Daftar Isi ..............
Bidang Teknik Elektro
TELEMETRT SUHU SECARA REALTIME BERBASIS ASI(-FM DENGAN
PEMPROGRAMAN VISUAL BASIC
REALTIMELYTEMPERATaRTELEMETRYBASEoNASK-FM
ASING A VISAAL BASIC PROGRAM......
Muhammad Andang Novianta
PERANCANGAN DAN REALISASI ANTENA YAGI EMPAT ELEMEN
UNTUK FREKUENSI I(ERJA 142 M.IIZ
Farid Thalib, Marganda P' A. Panggabean
MINIMALlsisl ARUS INRUSH pADA TRANSFoRMAToR DAYA 20 Kv
Titiek Suheta
PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER AT89S52 MENGGUNAKAN BASCOM-
8051 I]NTIII( APLIKASI JAM DIGITAL 3 FUNGSI
Erma Triawati Ch,-AnY K YaPie
PEMODELAN BIDANG TEMPERATUR UNTUK EFISIENSI PENYEBARAN
SENSOR PADA SISTEM MONITORTNG KEBAKARAN HUTAN TROI'IS
Prima Kristalina, Rony Susetyoko' Wirawan, Gamantyo Hendrantoro
I
i ii
iv
v
vi
D-1
D-7
D-13
D-19
D-25
STUDI POTENSI KONVERSI ENERGI CAHAYA LAMPU HEMAT ENERGI 18
WATT MENJADI ENERGI LISTRIK DENGAN METODE SOLAR ENERGY
HARVESTING .......... D-31
Rasional Sitepu, Lucas de Jesus Silva, Febriyanti Amol, Antonius Anggoro, Rosida C'
vi
ISBN I g78 - g7g -96964 - 7 - 2
YogYakarta' 11 Desember 2010
MINIMALISASI ARUS INRUSH
PADA TRANSFORMATOR DAYA 20 KV
Titiek Suheta
_Jurusanreknik_EJe#..:,:l,.ll*,mr:f :*:f amaSurabava
Abstrak
Arusinrushdisebabkanolehmagnetisasiyangtimbu!|:::,^saattrafodienergizeataudihubungkan langsung dengan sumber.AC. Eesarnya arus inruslt dapat mencapai 6 - 12 kali
arw nominal beban petruh saat energize ' A^ts inrush dapat menimLulkan Voltage dips pada
system supply,arus phasa yang tidak.i^bong ,'* ionlo-r.iri dan osilasl torsi pada motor akibat
pengaruh komponen oc l."g1i*bul dqri a;us inrwh. Arus inrush dapat diminimalisasi dengan
cara : pemasangan ,"riiror-yorg terkontrol,- stwitch yang ter-kontrol, innrh termistor dan soft
starter, dan mengurangi rettanen dengan *"r^o'ong'tebiah kapasitor paralel dengan tra'fo'
Kata kunci : Arus inrush current,virtual air gap, resistor, switch, inrush termislor' soJi starter'
PENDAIIULUAN
1,1 Latar belukang
Timbulnya arus inrush pada saat energisasi
i."ti"i-"at adalah salah satu fenomena yang terjadi
oada sistim tenaga listrik' Arus inrush adalah arus yangtt.*p"w"f
nita"i cutcup tinggi dan-bersifat, tiba-tiba
vane timbul pada saat transformator dioperasikan' Arus
il;:il #punyai nilai beberapa kali dari arus beban
o.nuf, no*ui. JiLa tidak ada usaha untuk mengurangi
'.*t ',|".U"t, maka dalam jangka pendek akan
renv.UuUtan seringnya sistem proteks.i dari
i;;#;;;; m.ng-utumi kesalahan kerja dan
;;;;;;""" kualitas daya dari sistem tenaga listrik'
il;;il untut;ungta panjang akan memperpendek
,r"*'- t"ti" trunsittutoi karena arus inrush
*.r"p""g"iifti isolasi dari belitan trafo' Oleh karena
itu meto-de untuk mengurangi nilai arus inrush sangat
dibutuhkan' ilai arusAdapun beberapa metode untuk mengurangl n
;il;1.;;J",'uaututt dengan resistor yang dikontrol'
switch terkontrcl, inrush termistor' mengurangl
remanent dan soft start'
1.2, Perumusan masalalr
o Bagaimana dampak, - inrush current pada
transformator daYa 20 kVr Bagaimana cata meminimalisasi inrush current
tersebut
1.3. TuiuanUntuk mengetahui dampak inrush current terhadap
Arus inrush dengan nilai puncak beberapa kali arus
normal timbul pada saat enirgisasi transformator' Arus
i"l i"p", rn.ny"bubkun berbagai gan gguan. pada sistem
;;";d listrik.'oleh Lu'"nu iti' untut< menjaga kualitas
sistem tenaga listrik, metode untuk meminimalisasi
;; i"i sulngut Oiperlukan' Salah satu cara untuk
il."g"iu"gi a"rus inrustr adalah dengan menggunakan
metode Sequential ehu'" enttgization' Dalam metode
ini, faktor-iaktor seperti delay lvaktu switching antara
;il - f*" t,un'to'iluio' dan nilai tahanan neual
diperhitungkan ug; didapatkan hasil . yang optimal'
M:,il; ying aifunakan adalah melakukan simulasi
a"ngun'p.iungtot lunak Alternative Transient
Program-Electromagnetic Transient Program (ATP-
EtvlTP) untur meniafatkan performa dari metode ini'
5.U"gJi model simulasi, digunakan transformator daya
Gardu lnduk ftgnngun' Ek-stra Tinggi.(CITET) Krian
ioo r.v. Dari hasil simulasi didapatkan bahlva a:us
inrush pada 'ttnn'to'*otor daya mengalami
pengurangan yang signitikan' yaitu berttrrut-turrtt pada
fasa l, z oan " :, s i'+sx' '12'22%' dan
8 1,93%.(W ilfanur,Gilang'20 I 0)
Arus Inrush Pada Trafo
Ketika suatu ffansformator di hubungkan dengan suatu
sumber tegangan eC untuk yang pertama kalinya' akan
ada suatu surge arus tambahan melelvati kumparan
D-13
trafo distribusio cara mengurangi arus inrush
daYa 20 KV
TINJAUAN PUSTAKA
pada transformetor
Prosiding Scminar Nasional Teknoin 2010Bidang Teknik Elcktro
prinrer yang disebut arus inrush ( inrush current ). Inianalog dengan arus inrush yang di timbulkan olehsuatu motor listrik 1,ang dinyalakan oleh hubungansecara tiba-tiba (tanpa melalui tingkatan tegangan) kesuatu sunrber, meskipun arus inrush disebabkan olehsuatu fenomena yang berbeda.
Oleh karena itu, kebanyakan trafodirancang dengan suatu batas yang cukup antarapuncak norrnal fluks dan batas saturasi untukmencegah saturasi pada suatu kondisi seperti ini, danjuqa inti akan hanrpir saturasi secara tertentu selamasetengah c;,cle pertarna tegangan ini. Selama saturasi,sejumlah ketidaksebandingan mmf diperlukan untukmembangkitkan fluks. Ini be rarti bahwa aruskumparan, yang rnenghasilkan mmf menyebabkanfluks pada inti, akan naik secara tak sebanding menujusuanr nihi ),anc nrelampaui dua kali puncak
norntalnva.
35
Tq1(1<U
t'r X'lqF I\
plu
n
$rmH0Tim (nrsec)
Gambar 2 Contoh grafik arus inrush
METODOLOGI PENELITIANAdapun urutan metode yang digunakan dalam
penelitian ini adalah:o Studi Literatur. Studi literatur yang dilakukan meliputi
pembelajaran dan pemahaman teori arus inrush,
transformator, dan metode cara pengurangan arus
inrush melalui buku-buku, jumal, proceding dan
artikel-artikel di internet.. Pengumpulan Datar Data diambil dari survey lapangan di laboratorium
Teknik Tegangan Tinggi Jurusan Teknik
Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya. Analisis Datar Data yang terkumpul akan dilakukan analisa
dengan menggunakan Alat fluke 43b Power
Quality Analizer dengan cara menghubungkan
suatu current probe dengan fluke 43b. Probe ini
berbentuk Clamp yang diclampkan pada kabel fasa
yang akan diukur arus inrushnya. Cunent probe ini
didesain untuk pengukuran sampai 600 Voltdengan range arus l-500 A bahkan sampai 700 A'
. Kesimpulan
. Dari hasil analisis data dapat ditarik suatu
kesimpulan tentang metode mana yang paling baikuntuk meminimalisasi arus inrush pada
transformator
PEMBAHASAN
Hasil PengukuranDari pengukuran dengan menggunakan alat fluke 43b
Power Quality Analizer, maka ketiga grafik dapat
diketahui nilai maksimum arusnya:
curren[ ;ieak ntucltz- *- crealer than rtorntall/1
/
lnstant in time when voltage is zero,honr a 'cold start" condition.
Ganrbar 1 Arus inruslt
Pengortth artts inruslt tcrhtdop fuseKetika suatu trafo daya diberi energi (energized),disini terjadi suatu inrush atau arus magnetisasi jangkapendek yang mana pengaman sisi primer trafo harus
mampu menahan tanpa bekerja ( trip ). Suatu perkiraankolot tentang efek panas terintregasi pada fuse primersebagai srratu Lasii arus inrush ini secara kasar sama
dengan suatu arus yang mempunyai magnitude l2 kaliarus prinrer beban penuh trafo untuk suatu durasi 0,1
detik dan 25 kali untrrk 0.01 detik. Suatu contoh arusinrush magnetisasi untuk trafo distribusi overhead kecilditunjukkkan pada gambar 1 , dan ini adalah inrushi,;rtinggi yang didapat dari test yang dilakukan pada
trafo ter:ebut. Inrush yang terjadi pada beberapaenergisasi akan bergantung pada magnetisasi sisa intitrafo sebesar tegangan sesaat ketika trafo di energized.Apabila dua parameter ini tidak dapat diketahui danticiak terkendali, fi.rse harus diatur, diukur terhadapkenrampuan inrush maksimum yang dapat terjadidibarvah kondisi energisasi terburuk.
Osilasi maksimum arus inrush fase R ter'"lacli paila saat t
=-;;; d.ngun nilai puncak atas 14 A dan puncak
Uu*at.,ya O,i'e. Ositaii mulai stabil pada t : 268 ms
l;"g*;"";"k atas 0.8 A dan puncak bau'ah.0'4 A'
Jadi inrush berlangsung selama 264 ms dari. muiai
munculnya nilai puncak nraksinrum sairpai ni!'il
puncak steadY statenya.
Phase R
Phase S
ISBN .978-979 -96964-7 -zYogyakarta, 11 Desember 2010
Phase T
rfsiiasi maksimum arus inrush fase T terjadi pada saat t
:-ir , ,r*ngon nilai puncak atas 4'4 A dan. puncak
t o."*i.,.,t,t lo,z l'.Pacla t: i16 ms osilasi mulai stabil
l.ngo,t'pt,n"ak atas 0'6 A dan puncak. lu*1h 0'2 A'
rc"tlt.fi"" mulai dari t = 448 mi osilasi berubah lebih
kecil dengan puncak --0,2 A dan 0'4 A'Nilai arus nomiual Trafo
ynng diuri :
sisi tegangan rendah :
25.000i ,, - --F=--::- = io "\
.13 x 4co' ' :ili tiltggi :
z:'C00 n i) \I ---_ = Ll'/:
"\'n J: " zo'ooo
Teknik meminimolisssi Artrs Inrus h
Resistor Yang dikontrol-s""it i*it,ir diseri dengan rartgkaian prirner'
kemudian resistor tersebut dipindahkan oarr
ran gtcui n setel ah arus m-enc apni ^k"1111n^^'-t^t^ldy
*perti ditunjukkan gambar 3' Resistor tersebut
auput aitonriol dengan suhu (thermistor)' waktu'
rr,l[fti"g dua tingkat, dan vang.lain:rva' D:l-san
menambih impedansi pada sisi primer sclama
""".gi t* i traas formator akan m emb ua: k-:Tl":""
pasiimendisipasi energi sehingga mengurangl arus
iaOa siti primer' Kelemahan dari komponen sert
ini adalah mengurangi reliabilitas secaril
keseluruhan.Osilasi maksimum arus inrush fase S terjadi pada saat t
=;;;, dengan nilai puncak bawah -9'6 A dan puncak
"*'ii,Z e. o"silasi mulai stabil pada t =. 288 ms dengan
;;.;'k atas 0,4 A dan puncak bawah '0'6 A' Jadi
inrush berlangsung selama 280 ms'
i.,iiuiiffiWl.r1 3.f o* {1} 0308 s (i} 0E oo
0i9S s (lD
D-I5
Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2010
Bidang Telinik Elcktro
Cantirar 3 Rarrgkaian pre-itrscrtion resistor
disconnecting transient untuk mengurangl
remanence.Soft StartTeknik ini adalah memberikan setengah dari
tegangan norninal pada input primer pada saat
start.-Biasanya yang menggunakan teknik -iniadalah sistem yang bukan digunakan untuk beban
kritis, seperti alat medis dan data backup'
fri*+
Trumiormu
equivalent circuil
Gambar 4 Rangkaian switch kontrol
KESIMPULANBerdasarkan pembahasan di atas dapat ditarik
beberapa kesimPulan , antara lain :
. Bahwa arus inrush terjadi paling lama pada phase
T sebesar 448 ms, phase S = 280 ms dan phase R
= 264 ms.. osilasi maksimum arus inrush paling tinggi terjadi
pada phase S dengan t : 8 ms, phase R dengan t =
i rnt. S"dungkan pada phase T osilasi maksimum
arusinrushPadat:0ms.. Selain untuk perbaikan cos E kapasitorjuga dapat
digunakan uniuk meminimalisasi arus inrush' yaitu
dengan cord tnerrlsssng paral;l kapas;tcr dengan
transformator.. Dari beberapa teknik untuk memiliimalisasi arus
inrush , pemakaian kapasitor merupakan teknik
yang paling sering digurtakan' Karena kalau arus
inruitt turnpui memotong fuse , maka trafo akan
rusak.r Besarnya arus inrush yang terjadi tergantung dari
merk dan bahan trafo, apabila merk dan bahan
trafo bagus, maka arus inrush yang terjadi akan
bernilai kecil'
Srvitch TerkontlolSudut penyalaan transfortrrator dikontrol dengan
menambahkan alat elektronik untuk switching'
Urutan switching fasa dimulai dari fasa A, fasa B
kenrudian fasa C, seperti pada gambar 4. Urutan
srvitching ini dapat urengurangi tegangan kontak
breaker 20%o sarnpai 30% dan mengurangi arus
iurush sampai 80To,sedangkan perbedaan waktu
switchingtantara 5 - 60 cYcle.
Inrush TermistorInrush Termistor yang dapat dideskripsikan
sebagai current-sensitive resistor dipasang secara
seri dengan rangkaian prinrer. Standar kondisi
tenangnya yang dingin nremberikan tahanan yang
tinggi sebagai alat untuk mereduksi inrush. Saat
urus mulai mengalir, nilai tahanannya jatuh
menuju suatu nilai yang rendah yang mempunyai
suatu perlgaruh minimal pada rangkaian yang
stabil. Apabila sudah mulai panas ,maka pada
suatu rvaktrt tertentu akan kembali norrnal. Jika
konsep ini bekerja dengan baik, pasti ada suatu
asumsi yang satu bahrva semua rangkaian
dienergize hanya pada suatu kondisi dingin' Tentu
saja, rangkaian juga dapat dienergize pada suatu
kondisi panas, pada kasus dimana thermistor tidak
dapat kembali pada kesetimbangan kpdaan
impedansi rendahnya, dan mungkin tidak bekerja
dalam suatu rnetode fungsional untuk
mengendalikan inrush. Suatu pengulangan power
line drop yang cepat dapat dihasilkan pada
pembukaan breaker.o Mengurangi Remanent
Teknik ini adalah dengan menyambungkqn secara
paralel sebuah kapasitor dengan transformator'
Teknik ini memiliki keuntungan dari
D-I6
ISBN | 978 -979 -96964 -'l -zYogYakarta, 11 Desember 2010
t6l
DAFTAR PUSTAKA
[l] Gladstone, Brian., Magnetic SoJ.uti:l^.. Solving' ' lnrush st the Source, April ?0A4' http://
wwrv.poYerel ectron i c-com
lzt H*6to;oOs, " Studi Dan Analisa Serta Cara
Penanggulangan Gereja Harmonisa . Pada
Sistern-Iistribusi Tenaga ltstrik PT' Hanil Jaya
Metal Works Sidoarjo ", Universitas Kristen
Petra SurabaYa
[3] http://www'sandc.com
[4] http://www'AllAboutCircuits'com .
isj rtttit'lffigo"gle.com/jurnal elektro sistem
tenaga.lonJuO:i lrawan, 1999, * Analisa Arus lnrush Pada
tnrtutuii kapasitor Bank 480 kVAR, 400 V' 3
Phase ", Universitas Kristen Petra Surabaya
Konstanzer, Buro M.,Can Inrush Current be
Avoided, httP://www.emeko'deNarindra Yulfian, 7ggg, * Analisis Arrrs Inrush
puau ft"fo Daya 50 MVA 150/20 kV di Gas
in*iu,"a switchgear (GIS) Tandes", Universitas
Kristen Petra SurabaYa'
[9] Studi Pengurangan Arus lrush Akibat' ' nnurgitiog i"ou Transformator Daya GI Krian
500 -KV Menggunakan Metode Sequentialpft"tu nnu.gization (SPE), Wilfanur' Gilang-
2010
[0]Yahya Chusna Arif, Hendik Eko H-S' Indhana' Sudiarto,"Teknik Pengurangan Arus lnrush Pada
i*it"ni"g Power Kapasitor Menggun-akan Static
Vut Cottip"n*ator Uniuk beban dinarnik"' Teknik
Elektro Industri, Politeknik Elektronika Surabaya-
ITS
1f f lUzair, 2003' "Fenomena Setting Arus Inrush'-'M"nggunukun Komponen ScR Atau TRIAC
Traniiormator Paia Relay Differensial"
Universitas Kristen Petra Surabaya'
lZliina| OlS, "Dasar Teknik Tenaga Listrik dan
Elektronika Daya", PT' Gramedia : Jakarta
ra1l/l
t8l
D-17