percobaan etap _ novikaginanto blog

novikaginANTO Blog

BERBAGI ITU ADALAH HAL YANG INDAH DAN SEDERHANA. MEMBUAT KITA MENJADIMANUSIA YANG LEBIH BERGUNA

PERCOBAAN ETAP

24 MARSebagai bagian dari tugas besar praktikum Sistem Tenaga Listrik 2011,

Contoh diagram satu garis yang telah didesain oleh kelompok kami akan dianalisa melalui 3 analisa, yaituanalisa aliran beban, analisa hubung singkat, dan analisa starting motor. Sebelum dipaparkan lebih jauh,berikut ini diagram satu garis dari kelompok kami :

PERCOBAAN ETAP | novikaginANTO Blog http://novikaginanto.wordpress.com/2012/03/24/percobaan-etap/

1 of 13 29/07/2013 12:07

Setelah itu akan dianalisa untuk masing-masing mode yaitu

Analisa Aliran Daya

Analisa pertama yang dilakukan adalah analisa aliran daya. Seperti telah dijelaskan di dasar teori, analisaini memiliki tujuan untuk mengetahui aliran daya pada system . Berikut ini hasil screen shot dari diagramsatu garis di atas yang telah berjalan pada mode analisa aliran daya.

Jika dilihat secara detail pada gambar di atas akan terlihat jelas aliran daya yang menyeluruh dari systemke beban, baik daya aktif (P) maupun reaktif (Q). Untuk mencari problem yang masih terjadi dengandesain system yang seperti ini, maka dapat dicek dengan mengklik tombol alert pada toolbar. Setelahdilakukan hasil dari problem yang ada yaitu :


2 of 13 29/07/2013 12:07

Dari kondisi alert di atas dapat dilihat bahwa kondisi 3 trafo mengalami kelebihan beban dari kapasitasyang telah dise ing. Selain itu terjadi kondisi undervoltage pada beberapa bus yang diakibatkan olehbesarnya daya reaktif yang diserap oleh beban. Tingginya kebutuhan akan daya reaktif dari beban iniakan berdampak kepada menurunnya tegangan nominal bus dan mengakibatkan kondisi under voltageterjadi. Setelah beberapa percobaan yang kami lakukan untuk menormalisasikan tegangan bus sepertisedia kala, kami mendapatkan cara-cara yang dapat dilakukan untuk memperbaiki aliran daya system,yaitu :

Men-set generator menjadi mode Voltage ControlMode generator yang dipilih untuk digunakan ternyata sangat berpengaruh terhadap analisa aliranbeban yang dilakukan, hal ini dikarenakan mode yang satu sangat berbeda dengan mode lainnya.Sebagai contoh kami melakukan perbandingan aliran daya dengan menggunakan generator sebagaiMvar control dan juga Voltage control.

Dengan mode Mvar control


3 of 13 29/07/2013 12:07

Dengan Voltage control

Dari kedua gambar di atas dapat dilihat bahwa

desain dengan menggunakan mode voltage control hanya sedikit terdapat kondisi under voltage, hanya 2bus, bandingkan dengan mode Mvar control yang menghasilkan kondisi under voltage pada 9 bus. Hal inidisebabkan pada mode voltage control, generator juga turut berperan dalam menyuplai daya reaktifkepada beban dalam jumlah yang besar. Dengan sifat beban yang menyerap daya reaktif, makapenyuplaian daya reaktif dari generator tentunya akan sangat berpengaruh baik kepada system danmenjaga keseimbangan aliran daya ke beban.

Menambahkan kapasitor bankPenambahan kapasitor bank adalah salah satu cara yang bisa dilakukan untuk memperbaiki alirandaya ke system, hal ini disebabkan karena kapasitor bank menghasilkan daya reaktif sehingga dapatmemperbaiki system dari keadaan under voltage. Berikut ini akan dipaparkan keadaan system , tanpakapasitor bank dan dengan kapasitor bank

Tanpa kapasitor bank


4 of 13 29/07/2013 12:07

Dengan kapasitor bank

Dari kedua gambar di atas dapat dilihat bahwa setelah ditambahkan kapasitor bank dengan masing-masing daya 600 kvar(sengaja dibuat setinggi mungkin agar perbedaannya jelas) maka tidak ada lagi busyang mengalami kondisi under voltage. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan kapasitor bankmerupakan salah satu solusi dalam memperbaiki system tenaga listrik, adapun berapa kapasitasnya lebihbaik dirancang dulu sesuai kebutuhan yang ada agar tidak ada biaya yang terbuang percuma.

Analisa Hubung Singkat

Analisa hubung singkat menjadi sangat penting untuk dipelajari karena arus hubung singkat yangcenderung sangat besar berpotensi merusak peralatan peralatan yang dimiliki oleh suatu system. Analisaini dilakukan dengan memberi gangguan pada beberapa bus di system. Setelah itu dengan menggunakanmode analisa hubung singkat akan dapat dilihat besarnya arus hubung singkat yang mengalir padasystem.


5 of 13 29/07/2013 12:07

Pada software ETAP, analisa hubung singkat dilakukan untuk menganalisa arus gangguan 3 fasa, 1 fasa,fasa ke tanah, antar fasa, dan antar fasa ke tanah pada suatu sistem tenaga listrik. Perhitungan arusgangguan yang disimulasikan adalah total arus hubung singkat berdasarkan kontribusi arus gangguandari masing-masing motor, generator dan komponen lain dalam sistem tenaga listrik.

Gangguan pada sistem tenaga listrik tidak mungkin dapat dihindari seluruhnya meskipun desain sistemtersebut telah dibuat sebaik mungkin hal ini karena gangguan tidak hanya berasal dari sistem melainkanjuga dari lingkungan sekitar. Untuk mengatasi masalah ini maka dibutuhkan suatu sistem proteksi yangdapat mengamankan dan melokalisir gangguan sehingga tidak mengakibatkan kerusakan yang luas.Tujuan dilakukannya analisa hubung singkat salah satunya untuk memperoleh nilai seĴing relai proteksiyang tepat digunakan berdasarkan besarnya arus gangguan yang terhitung pada saat simulasi.

Rangkaian sistem tenaga listrik yang telah dibuat kelompok kami menggunakan sebuah generator dengankapasitas 100 MW dan power grid 2500 MVAsc serta komponen lainnya. Simulasi analisa hubung singkatpada ETAP menggunakan gangguan 3 fasa pada bus 2 (13,8 kV) dan bus 11 (4,6 kV) sehingga arusgangguan yang diperoleh hanya arus gangguan yang terhubung dengan bus 2 dan bus 11. Besarnya arusgangguan pada bus 2 yaitu 5,5 kA dan pada bus 11 sebesar 9,3 kA. Arus gangguan pada bus 11 lebihbesar dikarenakan selain terhubung dengan bus 2 juga terhubung dengan trafo 10 MVA yangkapasitasnya lebih besar dari trafo yang terhubung ke bus 2. Selain itu bus 11 juga terhubung denganmotor sinkron 200 HP, hal ini menunjukkan bahwa arus gangguan akan semakin besar jika kapasitaspembangkit, trafo, dan jumlah beban bertambah. Hal ini dikarenakan arus merupakan representasi daribeban, sehingga jika beban semakin bertambah, arusnya juga akan semakin besar.

Besarnya arus gangguan yang arahnya ke bus 2 yaitu 2,92 kA yang berasal dari generator dan 2,43 kAyang berasal dari power grid. Sedangkan arus gangguan yang berasal dari trafo yang terhubung denganbus 2 dan bus lainny sebesar 0,138 kA dan 0,213 kA. Arus gangguan yang berasal dari sumber nilainyajauh lebih besar karena semakin dekat jarak gangguan dengan sumber maka arus gangguannya pun akanlebih besar.

Pada bus 11, besarnya arus gangguan yang berasal dari trafo 4 (10MVA) yaitu 7,91 kA dan arus gangguanyang berasal dari motor sinkron dan composite network sebesar 0,165 kA dan 1,27 kA. Arus gangguanpada bus 11 besarnya lebih besar daripada pada bus 2 seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Selainitu, composite network yang didalamnya juga terdapat rangkaian composite motor juga memberikankontribusi arus gangguan yang cukup besar pada system.

Satu hal yang kami lihat dari simulasi arus hubung singkat adalah CB pada rangkaian telah bekerja


6 of 13 29/07/2013 12:07

dengan baik, hal ini dibuktikan dengan semua arus gangguan arahnya keluar dari CB menuju bus, tidakada arus gangguan yang menuju ke peralatan dan berpotensi merusak alat. Selain itu, menurut analisakami untuk menanggulangi arus hubung singkat dapat dilakukan dengan cara-cara yaitu :

Memasang rele proteksiMemanjangkan kabel agar impedansi bertambahMengurangi beban

Analisa Starting Motor

Analisa starting motor sangatlah penting untuk diperhatikan, terutama pada motor-motor induksi 3 fasayang memiliki kapasitas besar. Hal ini dikarenakan ketika masa starting, motor akan dianggap sebagaiimpedansi kecil yang terhubung pada sebuah bus, mengakibatkan akan mengalirnya arus yang besar darisystem, sekitar 6 kali arus rating, dan dapat menyebabkan voltage drop pada system dan menyebabkangangguan operasi beban yang lain. Penyebabnya adalah karena pada saat starting kondisi motor dalamkeadaan diam. Walaupun arus starting besar terjadi hanya dalam waktu beberapa detik, namun itu sudahcukuo untuk menyebabkan terjadinya jatuh tegangan (voltage drop) sesaat yang disebut voltage dip.Adapun efeknya telah dijelaskan di dasar teori sebelumnya.

Pada simulasi starting yang kami lakukan, yang akan kami paparkan adalah simulasi dengan mode analisadinamis, hal ini dikarenakan mode analisa dinamis jauh lebih menyeluruh dibandingkan dengan analisastatic, sehingga setiap detail dari proses starting dapat dilihat dengan mudah. Motor yang digunakan darirangkaian adalah motor induksi 3(200 HP) dan motor sinkron 3(200 HP). Waktu mulai star Berikut grafikhasil starting dari system yang telah dibuat :

grafik acceleration torque


7 of 13 29/07/2013 12:07

Grafik motor terminal voltage (motor base)

Grafik motor real power output

grafik motor torque


8 of 13 29/07/2013 12:07

Grafik load torque

Grafik motor reactive power demand

Grafik motor real power demand


9 of 13 29/07/2013 12:07

Grafik bus voltage

Grafik motor terminal voltage (bus base)

Grafik motor current


10 of 13 29/07/2013 12:07

Untuk grafik torsi akselerasi, dapat dilihat bahwa torsi ini hanya ada pada detik ke 2 sampai ke 4. Hal inidikarenakan pada saat starting membutuhkan torsi yang besar, setelah detik ke 4 tidak ada lagi torsiakselerasi dikarenakan motor sudah stabil, baik motor sinkron maupun induksi mengalami torsi akselerasidengan tingkat persentase yang hampir sama. Torsi yang dibutuhkan pada saat starting motor, baikinduksi maupun sinkron, harus cukup besar agar kecepatan motor pada saat starting bisa mencapaikecepatan ratingnya. Hal ini dipengaruhi oleh tegangan terminal motor, semakin besar teganganterminalnya maka torsi yang dihasilkan juga akan besar.

Pada grafik motor terminal voltage (motor base) , terlihat bahwa tegangan terminal motor akan semakinmeningkat pada proses starting dan akan stabil setelahnya (detik ke 4). Hal ini membuktikan bahwategangan terminal pada motor membutuhkan waktu (pada saat starting) untuk mencapai tegangan yangsebenarnya. Untuk motor induksi dan juga motor sinkron didapatkan grafik yang hampir sama persis.

Pada grafik motor real power output, dapat dilihat bahwa daya nyata keluaran yang dihasilkan motorakan sangat besar pada saat starting, hal ini dikarenakan arus starting yang sangat besar sehingga sesuaiprinsip keseimbangan maka daya juga akan meningkat. Setelah full load maka daya keluaran akan stabildi titik 150 kW.

Pada grafik torsi motor, dapat dilihat bahwa torsi motor akan meningkat dengan sangat pesat ketikaproses starting. Hal ini dikarenakan arus merupakan representasi dari beban, sehingga ketika starting,dengan tingginya arus yang ada akan membuat torsi motor menjadi sangat besar.

Pada grafik dari torsi beban, ketika starting torsi akan meningkat secara drastic hingga mencapai full load,setelah itu akan stabil, dari grafik dapat dilihat bahwa tidak ada pengaruh berarti dari proses startingterhadap torsi beban

Pada grafik motor reactive power demand, dapat dilihat bahwa ketika proses starting permintaan dayareaktif ternyata sangat tinggi, mencapai 1000 kvar, hal ini dikarenakan arus yang sangat besar dari motormotor yang melakukan starting, sifat induktif dari motor menyebabkan motor membutuhkan suplai dayayang reaktif, dan arus yang besar saat starting menyebabkan kebutuhan motor akan daya reaktif naikberkali kali lipat. Hal inilah yang menyebabkan pada proses starting banyak bus yang mengalami keadaanunder voltage seperti dapat dilihat di bawah ini


11 of 13 29/07/2013 12:07

Dari gambar diatas dapat dilihat banyaknya bus yang mengalami keadaan under voltage, bahkan sampai10 %. Jadi inilah yang perlu diwaspadai oleh para engineer saat mendesain suatu system tenaga listrik,analisa yang mendalam mengenai perputaran daya terutama daya reaktif mutlak diperlukan.

Pada grafik motor real power demand, dapat dilihat bahwa ketika starting motor membutuhkan suplaidaya nyata yang cukup besar, walaupun tidak sebesar reaktif. Hal ini sepeti diutarakan sebelumnya,tingginya arus starting membuat kebutuhan daya motor meningkat.

Pada grafik tegangan bus, dapat dilihat bahwa ketika proses starting, tegangan bus akan meningkat secaradrastis, menyebabkan hampir semua bus under voltage, hal ini dikarenakan kebutuhan motor akan dayareaktif yang melonjak tajam pada saat starting, menyebabkan tegangan nominal bus menjadi sangatberkurang.

Pada grafik motor terminal voltage (bus base), tegangan terminal motor akan meningkat secara perlahanpada saat starting. Setelah mencapai full load tegangan terminal akan stabil.

Pada grafik motor current, pada saat starting arus akan melonjak tajam seperti yang telah dibahassebelumnya, lonjakan tersebut mencapai 600 % dari arus normal pada saat full load. Hal ini membuktikanteori bahwa pada saat starting arusnya sangat tinggi dan berpotensi merusak alat sehingga mode startingsangatlah mutlak untuk diperhatikan.

Dari analisa starting yang telah dilakukan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan saat starting yaitu :

Mode startingPemilihan mode starting sangatlah penting, hal ini untuk mencegah kerusakan motor dikarenakanlonjakan arus starting yang begitu besar, contoh contoh mode starting telah dijelaskan di dasar teori.

Waktu startingSalah satu cara menyiasati agar starting tidak menyebabkan bus-bus pada system undervoltage /voltage dip adalah dengan menyiasati waktu starting tiap motor, misalkan motor A mulai pada detikke 3, lalu motor B baru mulai starting pada detik ke 7, dan seterusnya. Hal ini akan mengurangi bebandari tiap bus dan juga mencegah permintaan daya yang tinggi dalam waktu bersamaan.

ANGGOTA KELOMPOK

Fajar Alya Rahman, desain ,analisa

Velayati Puspa Pertiwi, desain, dasar teori

Indah Marisa Dhanti, dasar teori

Saeful Sulun, analisa


12 of 13 29/07/2013 12:07

Novika Ginanto, penyelesaian, pengemasan

Haris Hakim, penyelesaian, penutup

4 CommentsPosted by novikaginanto on March 24, 2012 in Uncategorized

4 Responses to PERCOBAAN ETAP

Riana Rahmat Saleh

June 24, 2012 at 5:40 PM

wah coba klo bisa d download ETAP nya

Reply

HQ

November 16, 2012 at 3:17 PM

klo ada ownload software ETAPnya lebih mantap ni gan

Reply

novikaginanto

November 29, 2012 at 7:34 PM

Silahkan cek post ini : h p://novikaginanto.wordpress.com/2012/11/29/download-software-etap-7-0-full-version/

Reply

husni

February 2, 2013 at 11:00 AM

bagaimana mengatahui MVAsc Powergrid

Reply

Blog at WordPress.com. The Choco Theme.

Entries (RSS) and Comments (RSS)


13 of 13 29/07/2013 12:07

percobaan etap _ novikaginanto blog

Documents