Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) IPOSTED BY DIREKTORI LISTRIK POSTED ON 12:33 WITH NO COMMENTS

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) - Analisia  Short

Circuit Current (Arus Hubungan Singkat) bertujuan untuk menentukan besarnya arus hubungan

pendek yang dapat timbul pada suatu sistim tenaga listrik, sehingga mampu memberikan aksi

terhadap  perbandingan besarnya arus yang lewat pada suatu sistim dengan rating ketahanan

peralatan didalam sistim tersebut melalui suatu alat proteksi arus lebih (Over Current Protection

Device) sehingga terhindar dari arus yang dapat merusaknya .

Hubungan Singkat (Short Circuit) dapat menyebabkan kerusakan serius pada komponen dan

peralatan dalam sistim distribusi daya. Perhitungan dan analisa yang mendalam perlu dilakukan

untuk mengetahui kemungkinan besarnya arus hubungan singkat yang dapat timbul pada

sebuah sistim distribusi sehingga dapat dilakukan pencegahan melalui pengaturan setting pada

alat proteksi arus lebih dan juga pemilihan peralatan atau komponen listrik yang akan digunakan

dengan menyesuaikan rating ketahanannya terhadap arus hubugnan singkat disesuaikan

dengan hasil analisa dan perhitungan Arus Hubungan Singkat.

Dalam melaksanakan metode sederhana ini, ada beberapa data yang diperlukan untuk

menghitung arus hubungan singkat dan biasanya data-data tersebut terdapat pada nameplate

peralatan ataupun dokumen yang menyertai peralatan tersebut.

Nilai Impedansi Transformator Tiga Phasa, untuk perhitungan arus lebih pada

transformator

Nilai reaktansi motor induksi dan motor sinkron, untuk perhitungan arus lebih pada motor

induksi dan motor sinkron

Nilai MVA jaringan, untuk perhitungan  hubungan singkat pada sistim distribusi.

Berdsarkan jumlah kutub (pole) pada motor sinkron dan tegangan pada motor induksi, nilai

reaktansi untuk tiap-tiap peralatan tersebut adalah :

Tipe Mesin Listrik X'' Subtransient

Salient Pole Generator 12 Pole 0,16

Salient Pole Generator 12 Pole 0,21

Motor Induksi diatas 600 V 0,17

Motor Induksi dibawah 600 V 0,25

Perhitungan sederhana untuk menentukan besarnya arus hubungan singkat tersebut adalah sbb

:

- Arus Hubungan Singkat Pada Transformator

Setiap transformator memiliki nilai impedansi dalam "%" yang tertera pada papan nama (name

plate) transformator tersebut. Nilai itu adalah nilai hasil pengujian transformotor tersebut saat

setelah diproduksi.

Sekilas mengenai cara menentukan nilai impedansi transforamtor

Proses pengujiannya secara garis besar adalah sebagai berikut : sebuah voltmeter terhubung ke

sisi primer transformator dan pada sisi sekunder terminal  3 -Phase digabung (hubungsingkat

antar ketiga phas) dan sebuah ampere meter dipasang pada sisi sekunder untuk membaca nilai

arus yang mengalir pada saat terjadinya hubungan singkat tersebut.

Kemudian tegangan disisi primer dinaikan secara bertahap sampai arus beban penuh pada sisi

sekunder tercapai (terbaca pada ampere meter).

Jadi, apabila pada name plate tertulis data sebagai berkut :

13,8KV 1000KVA - 480Y/277V dengan impedansi 5,75%

Arus Beban Penuh transformator (FLA - Full Load Ampere) pada sisi sekunder adalah :

     FLA = KVA / 1,73 x L - L (sekunder)KV

     FLA = 1000 / 1,732 x 0,48

     FLA = 1202,85 A

Pada saat arus disisi sekunder telah mencapai arus beban penuh (1202 A), dilakukan

pencatatan nilai tegangan pada sisi primer. Dalam hal ini, misalkan nilai tegangan yang terbaca

disisi primer saat arus disisi sekunder telah mencapai arus beban penuh adalah sebesar 793,5

V.

Sehingga persentase nilai impedansi transformator tersebut adalah :

         Z = 793,5 / 13800 = 0,0575

Sehingga % impedansi menjadi :

     % Z = 0.0575 x 100 = 5,75 %

Kembali ke pokok masalah mengenai gangguan pada transfrmator, gangguan tiga phasa pada

sisi sekunder transformator maka besarnya arus gangguan maksimum yang dapat mengalir

melalui trafo menjadi :

     100 / 5,75 kali FLA tranformator , atau

     17,39 x 1202 = 20.903 A

Perhitungan cepat ini dapat membantu dalam menentukan arus gangguan pada sisi sekunder

transformator untuk tujuan pemilihan alat proteksi arus lebih yang tepat. Disamping itu, dengna

mengetahui besarnya arus gangguan pada transformator, kita bisa menentukan berapa besar

ketahanan KA peralatan Main Switch (circuit Breaker) yang harus dipasang. Dalam hal ini,

peralatan main switch yang harus dipasang harus yang memiliki ketahanan arus yang lebih

besar dari 21.000 A.

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) IIPOSTED BY DIREKTORI LISTRIK POSTED ON 17:06 WITH NO COMMENTS

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) II - Sebagai lanjutan

dari Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) I , yang membahas

mengenai maksimum arus pada saat terjadinya short circuit (hubungan singkat) pada trafo, pada

postingan ini kita akan mencoba metrode sederhana tersebut untuk analisis besarnya arus yang

dapat timbul pada generator apa terjadi gangguan short circuit (hubungan singkat). Sebelum kita

menganilisa besarnya arus gangguna karena hubungan singkat (short circuit) pada generator,

kita perlu mengetahui data (parameter) referensi generator seperti sebagai berikut :

Tipe Mesin Listrik X'' Subtransient

Salient Pole Generator 12 Pole 0,16

Salient Pole Generator 6 Pole 0,21

Motor Induksi diatas 600 V 0,17

Motor Induksi dibawah 600 V 0,25

Arus Gangguan Pada Generator

Arus gangguan yang dapat timbul karena hubungan singkat (short circuit) pada Generator 

berbeda dengan arus gangguan pada transformator. Kita akan mengetahui perbedaan tersebut

melalui contoh perhitungan dibawah ini :

Misalkan data sebuah generator : 1000KVA; 800kW; 0,8 % PF; 480V; 1.202 FLA; Sailent 12 pole

          KVA = KW / PF

          KVA = 800 / .8

          KVA = 1000

          FLA = KVA / 1,732 x L - L Volts

          FLA = 1000 / 1,732 x 0,48

          FLA = 1.202

(Dari dalam tabel, untuk generator Sailent 12 pole, nilai subtransient X" adalah 0,16)

          FC = FLA / X "

          FC = 1202 / 0.16

          FC = 7.513 A

*, FLA = Full Load Ampere ; FC = Full Current

Jadi, arus gangguan dari Generator 1000KVA jauh lebih kecil dari transformator 1000KVA, Arus

gangguan Generator =  7513 A sedangkan pada Transformator = 20903 A. Perbedaan ini

disebabkan nilai impedansi pada transformator dan nilai-nilai reaktansi Generator adalah sangat

berbeda. Transformer 5,75 % sedangkan Generator 16%.

Proses metode sederhana ini dapat dilakukan pada perhitungan arus ganggunan motor listrik.

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) IIIPOSTED BY DIREKTORI LISTRIK POSTED ON 06:54 WITH NO COMMENTS

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) III - Sebagai

kelanjutan dari Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) II, berikut

adalah cara cepat untuk mendapatkan besarnya nilai arus gangguan pada sistim yang dihitung

dengan mengetahui ketahanan arus hubungan singkat (short circuit) pada suatu jaringan tenaga

listrik yang biasanya ditulis dalam satuan MVA . Penggunaan Metode ini untuk pengukuran

gangguan pada sistim jaringan akan lebih cepat dan sederhana dibandingkan dengan

menggunakan sistem PU (per unit) atau metode ohmic. Pada metode ini kita tidak perlu

menggunakan konversi ke Basis MVA atau khawatir tentang tingkat tegangan seperti yang

ditemui pada metode perkuliahan Analisa Sistim Tenaga (AST).

Arus Gangguan Pada Sistim Jaringan  Tenaga Listrik

Metode sederhana yang kita gunakan ini sangat berguna untuk mendapatkan perkiraan nilai

arus gangguan yang mungkin dapat timbul pada sebuah sistim jaringan tengaga listrik. Elemen-

elemen yang kita gunakan akan dikonversi kenilai MVA dan kemudian parameter didalam

rangkaian sistim jaringan dikonversi ke nilai input (primer) atau nilai masukan. Untuk lebih

jelasnya diapat dilihat melaui contoh perhitungan dibawah ini :

Bila diketahui ketahanan suatu jaringan primer (Utilitas) pada sisi primer Transformator adalah

MVAsc = 500MVA. Data Transformator yang terpasang dijaringan tersebut adalah sbb :

       Transformer data

       13,8KV - 480Y/277V

       1000KVA Transformer Z = 5,75 %

     

Maka nilai MVA dari transformator tersebut adalah :

       1000KVA / 1000 = 1 MVA

       MVA Nilai = 1MVA / ZPU = 1MVA / 0,0575 = 17,39 MVA

Dengan kapasitas ketahanan transformator adalah 17,39 MVA maka besarnya gangguan arus

yang dapat timbul pada jaringan adalah sbb :

      1 / Utilitas MVA + 1 / Trans MVA = 1 / MVAsc

      1/500 + 1 / 17,39 = 1 / MVAsc

      0,002 + 0,06 = 1 / MVAsc

      MVAsc = 1 / ( 0,002 + 0,06 )

      MVAsc = 16,129

Bearnya arus yang dapat timbul disisi sekunder akibat gangguan pada jaringan  adalah :

      FC 480V = MVAsc / ( 1,73 x 0,48 )

      FC 480V = 16,129 / 0,8304

      FC 480V = 19,423KA

      FC 480V = 19.423 A

Bila ingin mengetahui data yang lebih akurat, peralatan yang terpasang seperti kabel dan

panjangnya dapat ditambahkan kedalam perhitungan dengan menggunakkan perhitungan

seperti diatas dengna rumus sebagai berikut :

      Kabel MVA Nilai MVAsc = KV2 / kabel Z. 

Data Z (Impedansi) kabel dapat diambilkan ari nilai X & R kabel yang biasanya terdapat dalam

data sheet kabel tersebut.

Kesimpulan

Kesimpulan dari metode sederhana ini adalah bahwa kita perlu mengetahui nilai arus gangguan

yang dapat timbul dalam sebuah istem untuk memduahkan dalam pemilihan dan pemansangan

peralatan Proteksi (Over Current Protective Devices - OCPD) secara lebih cepat sehingga tidak

terjadi pemasangan atau penggunaan peralatan yang under rate. Analisis dan perhitungan yang

lebih akurat dengan menggunakan software dan komputer serta teori perlu dilakukan untuk

mengetahui lebih ditail besarnya arus gangguan tersebut. Metode sederhana ini hanya berguna

untuk perkiraan awal dan hitungan kasar (perhitungan awal) secara cepat.