sistem pembumian
DESCRIPTION
sistem pembumianTRANSCRIPT
Modul IV
Pembumian Sistem Tenaga
Pentanahan Titik Netral Melalui Reaktansi
Seperti halnya pada suatu system yang ditanahkan tanap impedansi, maka besar
delta juga dapat dihitung pada pengetanahan netral melalui reaktasni dan kapasitor
berdasarkan persamaan:
Besar harga reaktansi pengeatanahan terletak antara nol dan tak berhingga
Untuk penggunaan persamaan diatas dibutuhkan syarat – syarat antara lain :
( terletak impedansi antara titik gangguan dan titil netral)
Impedansi Zo ( termasuk impedasni antar titik netral dan tanah
Prosentasi tahanan yang ada dalam Z1, Z2 dan Z0 dianggap kecil, sehingga dapat
diabaikan
Berikut ini dapat dilihat beberapa kondisi antara lain :
1. Titik netral diisolir
K =
2. Titik netral ditanahkan tanpa impedansi
a. Untuk hubungan transformator
Jadi B = c Ephasa
3. Impedansi urutan nol Z0 sama dengan nol
K = 0
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 1
Kondisi Zo = 0 diperoleh apabila system disuplai oleh generator yang netralnya
ditanahkan langsung sehingga X0 sangat kecil bila dibandingkan dengan X1 dan
harag X1 dan X2 harganya hamper sama.
Hubungan transformator Y – Y
Harga k = 10
Bila antara titik netral dan titik gangguan terdapat kawat transmisi maka harga k akan
menjadi besar, karena untuk kawat transmisi menghasilkan yang sangat besar.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 2
Catatan :
Untuk daerah dianggap pentanahan melalui kapasitor yang besar K = - 2
terdapat resonansi antara kapasitor pengetanahan dan
Titik netral ditanahkan secara efektif
Suatu sistem disebut sebagai ditanahkan sistem atau sebagian dari suatu sistem
menghasilkan harga – harga :
Jadi dengan melihat ketentuan diatas maka pengetanahan tanpa impedansi dan
pegetanahan dengan reaktansi yang rendah dapat digolongkan sebagai pengetanahan yang
efektif
Apabila kita inggin memilih sistem pentanahan pada suatu sistem pentanahan pada suatu
sistem diperhatikan hal – hal :
Untung rugi masing – masing sistem
Kondisi system
4.1 Factor pengetanahan
Factor pengetanahan ( FP ) pada suatu titik tertentu dari suatu sistem 3 phasa,
dinyatakan sebagai perbandingan antara tegangan kerja tinggi ke tanah pada fasa yang
sehat pada titik tersebut ( dalam kondisi gangguan ke tanah atau fase ke tanah) dengan
tegangan jala – jala yang diperoleh pada tempat yang sama dalam keadaan tidak ada
gangguan.
Dimana :
+ = tegangan pada fasa sehat ketanah pada metode pengetanahan efektif
dan tahanan.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 3
Dari gambar diatas diperoleh
Persamaan :
Menjadi
Kondisi ini dianggap
R1 dan R diabaikan
Selanjutnya persamaan (2)
Menjadi
Catatan
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 4
Jatuh tegangan dari kedua fase yang tidak terganggu diperoleh dengan menjumlahkan
dan setelah komponen – komponen ini diputar .
4.2 Pertukaran Antara Tekanan Arus dan Tahanan Tegangan.
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa dengan mengetanahkan titik netral
system, akan mempengaruhi tekanan menjadi tekanan arus.
Untuk mengetahui hubungan antara kedua tekanan tersebut kita ambil suatu sirkuit
ideal dengan impedansi urutan positif dan impedansi urutan negative dianggap sama,
sedangkan impedansi urutan nol sama dengan nol.
Arus gangguan pada sirkuit yang ideal
Selanjutnya apabila ditinjau suatu kondisi yang bersifat umum impedansi urutan nol tidak
sama dengan nol.
Missal jatuh tegangan pada urutan nol = E0
Dari definisi diperoleh bahwa sama dengan tiga kali besar arus yang dihasilkan
tegangan pada suatu sirkuit yang terdiri dari impedansi dan yang terhubung seri.
Arus gangguan sebenarnya :
Maka
Dari persamaan :
Maka
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 5
Jadi besar tegangan dari fasa – fasa yang tidak terganggu itu tergantung dari factor K =
Z0/Z1
4.3 Titik Netral diketanahkan Melalui Reaktansi
Pembahasan system yang netralnya diketanahkan tanpa impedansi membawa kita
kepada pemakaian yang lebih umum. Sebenarnya persamaan itu tidak terbatas hanya pada
system yang netral melalui reaktansi, dan juga melalui kapasitor, dalam hal terakhir ini k
berharga negative. Tegasnya sesuatu harag reaktansi pengetanahan antara nol dan tak
terhingga.
Persamaan diatas hanya memerlukan satu syarat yaitu Z1 = Z2, dalam mana
termasuk impedansi antara titik gangguan dan titik netral. Pada Z0 termasuk juga impedansi
antara titik netral dan tanah. Disamping syarat diatas persentase tahanan dalam Z1,Z2 dan
Z3 dimisalkan sama atau sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Sekarang akan kita tinjau
beberapa keadaan:
a) Titik netral diisolir
a. K =
b.
c.
b) Titik netral ditanahkan tanpa impedansi
c) Untuk hubungan transformator
1.
2.
3.
4. Jadi B = c
d) Hubungan transformator Y – Y
Dalam hal ini harga k sekitar 10, jadi bila transformator itu diketanahkan bukanlah
dimaksudkan untuk membatasi tegangan fasa – fasa yang tidak terganggu.
e) Impedansi urutan nol, Z0 sama dengan nol
Dalam hal ini k = 0 dan jadi
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 6
B = C =
Keadaan dimana Z0 = 0 diperoleh pada system yang disuplai oleh suatau generator
yang netralnya langsung diketanahkan. Dalam hal ini X0 mungkin sangat kecil
dibandingkan dengan X1, sedang X1, tidak begitu banyakl berbeda dengan X2.
Daerah dimana merepresentasikan pengetanahan meleui kapasitor
yang sangat besar. Dalam keadaan K = -2 terdapat resonansi antara kapasitor
pengetanahan dan 2 X ( dalam praktek hal ini tak pernah ada) dari gambar dapat dilihat
bagaimana tegangan fasa – fasa yahng tidak terganggu itu berubah dengan perubahan
harga K.
Gambar 4.3 gangguan pada system
(a) Pengeatanhan dengan rekatansi konstruksi tempat kedudukan
tegnagan untuk harga k Z0/Z1 yang berubah – ubah.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 7
(b) Segi – segi tegangan pada keadaan k = 1 dan k =
Bila anatar titik dan titik gangguan itu terdapat kawat transmisi harga k makin besar
kareana X0 lebih besar dari X1 untuk kawat transmisi, jadi harga delta pun diperbesar.
Sebaliknya penambahan hubungan tanah tidak hanya mengurangi harga k ( jadi membatasi
kenaikan tegangan fasa – fasa yang tidak tergannggu ) tetepi bersamaan dengan itu
memperbesar arus gangguan.
4.4 Titik Netral Diketanahkan Melelui Tahanan
Dari sirkuit ekivalen sama seperti gambr 3.1 dan gambar 3.2, tetapi dengan
arus gangguan dapat ditentukan dari
dengan X1 dan X2 dan tahanan R1 dan R2 diabaikan.
Jatuh tegangan pada tiap fasa kedua fasa yang tidak terganggu, analog dengan gambar
3.2, diperoleh dengan menjumlahkan dengan dan setelah
kedua komponen ini diputar dengan sudut dan jatuh tegangan itu adalah
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 8
4.5 Titik Netral Tidak Diketanahkan dan titik Netral Diketanahkan dengan Kumparan
Petersen
Istilah titik netral tidak diketanhakan itu sebenarnya meragukan. Ini membayangkan kepada
kita seolah – olah tak terhingga. Tetapi pada suatau system yang tidak diketanahkan
kombinasi reaktansi – reaktansi urutan nol diberikan oleh kapasitansi perfasa terhadap
tanah. Jadi X0 mempunyai harga negative yang sangat besar. Dalam hal tersebut harga k
adalah antara – 40 dan tak terhingga. Jadi delta negative dan harganya sekitar 105% .
Jadi tegangan dari fasa – fasa yang tidak terganggu itu tidak lebih besar dari tegangan jala –
jala, .
Mengenai resonant grounding ini akan dihahas lebih lanjut dalam bab4.
4.6 Titik Netral diketanahkan Secara Efektif dan factor Pengetanahan.
Suatu system atau sebagian dari system dikatakan diketanahkan secara efektif
apabila ubtuk tiap – tiap titik pada system itu atau untuk sebagian tertentu dari system itu
diperoleh harga – harga dan untuk setiap macam keadaan kerja dari
system itu.
Jadi bila seluruh system itu tidak efektif diketanahkan, bagian tertentu dari system itu
dapat dikatakan diketanahkan efektif bila memenuhi ketentuan – ketentuan diatas. Jadi
pengetanahan tanpa impedansi dan pengetanahan dengan reaktansi yang rendah dapat
termasuk pengetanahan efektif.
Dalam beberapa hal diinginkan menyelipkan impedasni antara netral dan tanah
supaya arus gangguan pada system – system yang sering kena gangguan dibatasi
besarnya. Pemilihan pengetanahan tanpa impedansi, pengetanahan dengan reaktansi dan
pengetanahan dengan tahanan baru dapat ditentukan apabila untung rugi dari masing –
masing macam pengetanahn itu dipelajari secara terperinci dan disesuaikan dengan
keadaan system yang dihadapi.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badruddin
PEMBUMIAN SISTEM TENAGA 9