Download - Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
1/19
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kondisi kelistrikan Sub System Bali menggunakan system interkoneksi
melalui SKLT (Saluran Kabel Laut Tegangan Tinggi) dengan system jawa,
pada kondisi normal tenaga listrik yang disupply dari system jawa akan
bermuara di Gardu Induk Kapal, melalui Gardu Induk Kapal tenaga listrik
akan didistribusikan ke seluruh pusat beban (enter Load) di Sub System Bali
melalui saluran transmisi !"# k$ (S%TT)& Seiring dengan pertumbuhan beban
yang meningkat se'ara signiikan maka untuk mengantisipasi kelebihan arus
beban pada saluran transmisi akibat peningkatan beban dan untuk
meningkatkan keandalan penyaluran tenaga listrik maka penambahan saluran
transmisi harus dilakukan& enambahan saluran transmisi akan mempengaruhi
besarnya nilai impedansi system se'ara keseluruhan, karena parameter
impedansi mengalami perubahan maka besarnya arus hubung singkat pada
system juga akan mengalami perubahan& *nalisa perhitungan besarnya
parameter + parameter tersebut harus dilakukan untuk menentukan breaking
capasity peralatan + peralatan yang akan digunakan dalam penyaluran tenaga
listrik dan sebagai parameter dalam perhitungan setting relay proteksi&
%ntuk mengetahui besarnya arus hubung singkat maksimum di bus !"#
k$ pada saat penambahan saluran transmisi !"# k$ dalam rangka untuk
meningkatkan keandalan penyaluran tenaga listrik maka diperlukan suatu
parameter impedansi ei-alen transmisi !"# k$& Sebagai pedoman dalam
melakukan analisis perhitungan besarnya arus hubung singkat akibat
penambahan transmisi !"# k$ maka penulis menyusun sebuah makalah yang
berjudul .
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
2/19
“ANALISIS PERHITUNGAN IMPEDANSI EQIVALEN
SALURAN TRANSMISI 150 kV PADANGSAMBIAN –
PESANGGARAN KONFIGURASI SINGLE CIRCUIT DAN DOUBLE
CIRCUIT”
1.2 Rumusan Masalah
!& Bagaimana analisis impedansi ei-alen ( ositi, /egati, dan /ol)
single 'ir'uit saluran transmisi !"# k$ adangsambian +
esanggaran 0
1& Bagaimana analisis impedansi ei-alen ( ositi, /egati, dan /ol)
double 'ir'uit saluran transmisi !"# k$ adangsambian + esanggaran
0
1.3 Tujuan
!& %ntuk mengetahui analisis impedansi ei-alen ( ositi, /egati, dan
/ol) single 'ir'uit pada saluran transmisi !"# k$ adangsambian +
esanggaran&
1& %ntuk mengetahui analisis impedansi ei-alen ( ositi, /egati, dan
/ol) double 'ir'uit 'ir'uit pada saluran transmisi !"# k$
adangsambian + esanggaran&
1. Batasan Masalah
*gar suatu pembahasan tidak menyimpang dari tujuannya maka
membutuhkan adanya pembatasan ruang lingkup masalh pada satu pokok
persoalan& 2asalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah .
!& System dalam kondisi steady state
1& Studi dilakukan pada satu saluran transmisi tenaga listrik tegangan
tinggi saja yaitu saluran transmisi !"# k$ adangsambian +
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
3/19
esanggaran, dan tempat obser-asinya di T L/ (ersero) 3B 4B
* B*LI pada tanggal #" /opember + !5 /opember 1#!1&
3& *nalisis hanya menghitung nilai G26, G27 dan impedansi ei-alent
(%rutan ositi, %rutan /egati dan /ol) pada saluran transmisi !"#
k$ adangsambian + esanggaran&
5& 2etode yang digunakan adalah metode obser-asi&
"& 6ata yang digunakan merupakan data yang didapat dari hasil
obser-asi&
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
4/19
BAB II
DA!AR TE"RI
2enaikkan daya guna saluran transmisi adalah dengan menaikkan
tegangan setinggi mungkin& Batas ketinggian tegangan transmisi pada masing +
masing negara berbeda + beda tergantung pada kemajuan teknologi tenaga listrik
di negara + negara tersebut& Transmisi tegangan tinggi indonesia pada saat ini
adalah tegangan 8# k$ dan !"# k$, sedangkan untuk transmisi tegangan ekstra
tinggi menerapkan tegangan "## k$&*da dua kategori saluran transmisi yaitu saluran udara (9-erhead Line)
dan saluran bawah tanah (%nderground)& Saluran udara menyalurkan tenaga
listrik melaui kawat + kawat yang tergantung pada tiang + tiang transmisi dengan
perantara isolator + isolator, sedangkan saluran bawah tanah menyalurkan listrik
melalui kabel + kabel bawah tanah& Kedua saluran ini mempunyai keuntungan
dan kerugian, dibandingkan dengan saluran udara, saluran bawah tanah tidak
terpengaruh 'ua'a buruk dan saluran bawah tanah lebih estetis karena tidak
tampak& Saluran bawah tanah lebih disukai di Indonesia terutama untuk kota + kota besar, tetapi biaya pembangunannya lebih mahal dibandingkan dengan
saluran udara dan perbaikannya lebih sukar jika terjadi hubung singkat&
eningkatan tegangan pada saluran transmisi mempunyai nilai ekonomis
yang sangat penting& Keuntungannya sebagai berikut .
!& enyaluran daya yang sama, arus yang dialirkan menjadi berkurang,
ini berarti penggunaan bahan tembaga pada kawat penghantar akan
berkurang dengan bertambah tingginya tegangan transmisi&
1& Luas penampang konduktor yang digunakan berkurang karena itu
struktur penyangga konduktor lebih ke'il&
3& *rus yang mengalir di saluran transmisi menjadi lebih ke'il maka
jatuh tegangan juga semakin ke'il&
Tegangan transmisi yang semakin besar maka jarak bebas antar kawat
penghantar harus lebih lebar& anjang gandengan isolator harus lebih besar dan
berarti meningkatkan biaya menara dan konstruksi penopang&
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
5/19
2.1 Res#stan
/ilai resistan saluran transmisi dipengarui oleh resisti-itas konduktor dan
temperature& 7esistan (7) dari sebuah penghantar sebanding dengan panjang l
dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya&
A
l R ρ =
6engan .
: ; 7esisti-itas (
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
6/19
Geometri' 2ean 7adius (G27) ei-alen dapat ditentukan
dengan menggunakan ormula sebagai berikut .
n n
ae r r nr )&&( !−
=
Se'ara umum, jika andongan (Sagging) saluran transmisi
disusun pada sudut n yang sama maka .
))=sin(&1=( nar a π =
4adi besarnya impedansi urutan positi-e dapat ditentukan
dengan menggunakan ormula .
L L L X n R Z += =
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat
ditentukan nilai impedansi ei-alen urutan positi saluran transmisi
.
L L L X n R Z += =
• Im$e%ans# Urutan N(l *-er( !e+un'e
Im$e%an'e,
Besarnya penetrasi arus tanah ? menunjukkan penguranganarus balik sama dengan arus balik yang didistribusikan ke tanah&
6engan menggunakan reerensi dari ITT, 6I/ $6@ #11A, #!55
nilai ? sama dengan 3# m dengan nilai typi'al : ; !##
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
7/19
1=!
1! )&( s s s d r r =
1= s R R =
4adi besarnya impedansi urutan positi-e dapat ditentukan dengan
menggunakan ormula .
)=(3 1
### sas Z Z jX R Z −+=
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat ditentukan nilai
impedansi ei-alen urutan positi saluran transmisi .
)=(3 1
### sas Z Z jX R Z −+=
2.2.2 Im$e%ans# !aluran D(ule r'u#t
• Urutan P(s#t#) *P(s#t#) !e+uen'e Im$e%an'e, D(ule
r'u#t
Induktan kawat tiga asa umumnya berlainan untuk
masing + masing kawat& /amun karena perbedaannya ke'il,
maka nilai induktannya dari penghantar yang ditransposisikan
yang diambil, bila ketidakseimbangannya tidak besar&
7eaktansi Indukti-e (ositi seuen'e Indukti-e7eaktan'e) dapat ditentukan dengan menggunakan ormula
sebagai berikut .
)=1")&=&()&(1=&(& E># nd r d d Ln L X e L +== π µ ω ω in && d d d d =
33311!!
>>>>! && d d d d =
Geometri' 2ean 7adius (G27) ei-alen dapat
ditentukan dengan menggunakan ormula sebagai berikut .
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
8/19
n n
ae r r nr )&&( !−
=
Se'ara umum, jika andongan (Sagging) saluran transmisi
disusun pada sudut n yang sama maka .
))=sin(&1=( nar a π =
4adi besarnya impedansi urutan positi-e dapat ditentukan
dengan menggunakan ormula .
L L L X n R Z += =
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat
ditentukan nilai impedansi ei-alen urutan positi saluran
transmisi .
L L L X n R Z += =
• Im$e%ans# Urutan N(l *-er( !e+un'e
Im$e%an'e,
Besarnya penetrasi arus tanah ? menunjukkan
pengurangan arus balik sama dengan arus balik yang
didistribusikan ke tanah& 6engan menggunakan reerensi dari
ITT, 6I/ $6@ #11A, #!55 nilai ? sama dengan 3# m dengan
nilai typi'al : ; !##
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
9/19
)&(!3311!
>>>> d d d d =
(1!!
E>> d d d =
6imana, Das merupakan impedansi Loop konduktor .
)=ln()&1=()A=&( ## asas d j Z δ π ωµ µ ω +=
3!3!1!! &&( s s sas d d d d =
Ds merupakan impedansi loop earth wire .
)=5==ln()&1=()A=&( ## nr j R Z s s µ δ π ωµ µ ω +++= 1=n
1=!
1! )&( s s s d r r = , 1= s R R =
4adi besarnya impedansi urutan positi-e dapat ditentukan dengan
menggunakan ormula .
)=(F3 1
### sas Z Z Zab jX R Z −++=
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat ditentukan nilai
impedansi ei-alen urutan positi saluran transmisi .
)=(F3 1
### sas Z Z Zab jX R Z −++=
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
10/19
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
11/19
Data 5(n%ukt(r
ondu'tor * LISB9/ 3!# mm1
Bundle (n J Lisbon) n !
*-erage 'ondu'tor temp& F#o
ondu'tor resistan'e at F#o 7 L #!
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
12/19
Geometri' 2ean 7adius (G27) ei-alen dapat ditentukan dengan
menggunakan ormula sebagai berikut .
n n
ae r r nr )&&( !−
=
Se'ara umum, jika andongan (Sagging) saluran transmisi disusun pada
sudut n yang sama maka .
))=sin(&1=( nar a π =
4adi besarnya impedansi urutan positi-e dapat ditentukan dengan
menggunakan ormula .
L L L X n R Z += =
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat ditentukan nilai
impedansi ei-alen urutan positi saluran transmisi !"# k$
adangsambian + esanggaran .
Geometri' 2ean 6istan'e .
33!13!1 && d d d d =
3 "&8"&1"&1 ××=d
3 "#&!B!=d
md F#F&3=
Geometri' 2ean 7adius .
n n
ae r r nr )&&( !−
=
mmr e 8A&1!=
7eaktansi induktansi .
)=1")=()&(1=&(& # nr d Ln L X e L +== π µ ω ω
)!=1")!#&8A&1!=F#F&3()&(1=!#&5&(1 35 += −− e L Ln f X π π π
km X L =3#3 Ω=
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
13/19
4adi besarnya impedansi ei-alent urutan positi-e saluran
transmisi !"# k$ Kapal adangsambian adalah .
L L L X n R Z += =
km j Z L =38A#B!3 Ω+=
3.1.2 Im$e%ans# Urutan N(l
Besarnya penetrasi arus tanah ? menunjukkan pengurangan arus
balik sama dengan arus balik yang didistribusikan ke tanah& 6engan
menggunakan reerensi dari ITT, 6I/ $6@ #11A, #!55 nilai ? sama
dengan 3# m dengan nilai typi'al : ; !##
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
14/19
md as 3A&5=
Impedansi loop 'ondu'tor .
)=ln()&1=()A=&( ## asas d j Z δ π ωµ µ ω +=
)5A&3=&B3#ln()&1=(!#&5&1)A=!#&5&(1 55
π π π π π −−+= j f Z as
km j Z as
=3!51#5B3 Ω+=
Impedansi loop kawat tanah (@arth wire) .
)=5==ln()&1=()A=&(##
nr j R Z s s µ δ π ωµ µ ω +++=
km j Z s =3BBA#FF Ω+=
4adi besarnya impedansi ei-alent urutan nol saluran
transmisi !"# k$ Kapal adangsambian adalah .
)=(3 1
### sas Z Z jX R Z −+=
km j Z =!35&!15!# Ω+=
3.2 Anal#s#s Im$e%ans# E+#/alent *Urutan P(s#t#)0 Urutan Negat#) %an Urutan
N(l, !aluran Transm#s# 1 k Pa%angsam#an 4 Pesanggaran D(ule
r'u#t.
Konigurasi saluran transmsisi !"# k$ adangsambian +
esanggaran setelah dilakukan penambahan 'ir'uit transmisi dari GI Kapal
sampai dengan GI esanggaran maka konigurasi saluran transmisi !"# k$
adangsambian + esanggaran menjadi double 'ir'uit dengan satu kawat
tanah (@rath wire) dan menggunakan konstruksi tiang penghantar type ole
dengan jenis yang berbeda, maka untuk menentukan impedansi ei-alen
saluran transmisi sebaiknya dilakukan dengan menggunakan pengukuran
se'ara langsung impedansi saluran transmisi tersebut dengan menggunakan
alat HLine Impedan'e 2easurement& *kan tetapi besarnya impedansi
ei-alen saluran transmisi !"# k$ adangsambian esanggaran dapat
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
15/19
diperoleh dengan melakukan analisis perhitungan impedansi ei-alen (%rutan
ositi-e, /egati dan /ol) sebagai berikut .
Data P(le !aluran Transm#s#
6iasumsikan jarak 'ir'uit dalam satuan Hmeter
d!1 1&"
d13 1&"
d3! 8&"
de! 3
d!s! 3
d1s! "&"d3s! A
!!>d 3
11 >d 3
33>d 3
1!>d 3&!
31>d 3&!
!>3d "&A3
Data 5(n%ukt(r
ondu'tor * LISB9/ 3!# mm1
Bundle (n J Lisbon) n !
*-erage 'ondu'tor temp& F#o
ondu'tor resistan'e at F#o 7 L #!
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
16/19
3.2.1 Im$e%ans# Urutan P(s#t#)
Mormula 7eaktansi Induktansi (NL) untuk konigurasi
saluran transmisi double 'ir'uit adalah sebagai berikut .
)=1")&=&()&(1=&(& E># nd r d d Ln L X e L +== π µ ω ω in && d d d d =
33311!!
>>>>! && d d d d =
Geometri' 2ean 7adius (G27) ei-alen dapat ditentukan dengan
menggunakan ormula sebagai berikut .
n nae r r nr )&&(
!−=
Se'ara umum, jika andongan (Sagging) saluran transmisi disusun pada
sudut n yang sama maka .
))=sin(&1=( nar a π =
4adi besarnya impedansi urutan positi-e dapat ditentukan dengan
menggunakan ormula .
L L L X n R Z += =
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat ditentukan nilai
impedansi ei-alen urutan positi saluran transmisi !"# k$
adangsambian + esanggaran .
Geometri' 2ean 6istan'e .
33!13!1 && d d d d =
3 "&8"&1"&1 ××=d
3
"#&!B!=
d
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
17/19
md F#F&3=
3!3311! >>>
&& d d d d =
3 A3&"B!&3B!&3 ××=d
md 5F8&5=
33311!!
>>>>! && d d d d =
3>> 333 ××=d
md 3>>=
Geometri' 2ean 7adius .
n n
ae r r nr )&&( !−
=
mmr e 8A&1!=
7eaktansi induktansi .
)=1")&=&()&(1=&(& E>
# nd r d d Ln L X e L +== π µ ω ω )!=1")3&!#&8A&1!=5F8&5&F#F&3()&(1=!#&5&(1 35 +=
−− Ln f X L π π π
km X L =3BF" Ω=
4adi besarnya impedansi ei-alent urutan positi-e saluran transmisi
!"# k$ adangsambian esanggaran adalah .
L L L X n R Z += =
km j Z L =3BF"#B!3 Ω+=
3.2.2 Im$e%ans# Urutan N(l
Besarnya penetrasi arus tanah ? menunjukkan pengurangan arus
balik sama dengan arus balik yang didistribusikan ke tanah& 6engan
menggunakan reerensi dari ITT, 6I/ $6@ #11A, #!55 nilai ? sama
dengan 3# m dengan nilai typi'al : ; !##
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
18/19
mpedansi urutan nol saluran transmisi single 'ir'uit dengan kawat
tanah (earth wire) ditentukan dengan menggunakan ormula sebagai
berikut .
)=(3 1
### sas Z Z jX R Z −+=
6imana, Das merupakan impedansi Loop konduktor .
)=ln()&1=()A=&( ## asas d j Z δ π ωµ µ ω +=
3!3!1!! &&( s s sas d d d d =
Ds merupakan impedansi loop earth wire .
)=5==ln()&1=()A=&( ## nr j R Z s s µ δ π ωµ µ ω +++=
1=n
1=!
1! )&( s s s d r r =
1= s
R R =
6engan menggunakan ormula di atas maka dapat ditentukan nilai
impedansi ei-alen urutan /ol saluran transmisi !"# k$ Kapal +
adangsambian .
Geometri' 2ean 6istan'e (G26) anatara konduktor dan
kawat tanah (earth wire) .
3!3!1!! &&( s s sas d d d d =
3 A"&"3 ××=asd
md as 3A&5=
Impedansi loop 'ondu'tor .
)=ln()&1=()A=&( ## asas d j Z δ π ωµ µ ω +=
)1F8&F=&B3#ln()&1=(!#&5&1)A=!#&5&(1 55 π π π π π −−+= j f Z as
km j Z as =3!51#5B3 Ω+=
Impedansi loop kawat tanah (@arth wire) .
-
8/19/2019 Makalah GMDGMR. Dan Z Sal Transmisi
19/19
)=5==ln()&1=()A=&( ## nr j R Z s s µ δ π ωµ µ ω +++=
km j Z s =3BBA#FF Ω+=
4adi besarnya impedansi ei-alent urutan nol saluran
transmisi !"# k$ Kapal adangsambian adalah .
)=(F3 1
### sas Z Z Zab jX R Z −++=
km Z =!BB&!#B!3# Ω+=