teknologi kabel energi

21
KULIAH TEKNOLOGI KABEL ENERGI PERSAMAAN RATING – KONDISI STEADY-STATE Ivo Saputra 06 175 068 CHAPTER 4

Upload: ivosaputra

Post on 22-Oct-2015

42 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Cable Energy Presentation

TRANSCRIPT

KULIAH TEKNOLOGI KABEL ENERGI

PERSAMAAN RATING – KONDISI STEADY-STATEIvo Saputra

06 175 068

CHAPTER 4

PARAMETER KAPABILITAS HANTAR-ARUS

Pada suatu sistem kabel mempertimbangkan beberapa parameter penting yaitu:

Jumlah kabel serta perbedaan tipe kabel pada perencanaan instalasinya

Konstruksi dan material dari tiap kabel Medium instalasi kabel Lokasi kabel terhadap kabel lain dan

terhadap permukaan tanah Bonding arrangment dari kabel

KABEL TIMBUN TANPA PERPINDAHAN KELEMBABAN DALAM TANAH

Kabel berinti tunggal

Kabel berinti tiga

Rugi dielektrik

Total Joule losses /rugi-rugi Joule (WI) dalam sebuah kabel adalah:

Wc adalah conductor lossesWs adalah sheath losses (rugi-rugi mantel)Wa adalah armor losses (rugi-rugi armor)λ1 adalah sheath loss factor dari Wcλ2 adalah armor loss factor dari Wc

Rugi Joule

n = jumlah inti konduktor

Kenaikan suhu konduktor diatas suhu ambient (suhu kondisi kerja normal)adalah :

T1 adalah tahanan termal antara konduktor dengan sheath T2 adalah tahanan termal dari sheath dengan armor T3 adalah tahanan termal eksternal serving dari kabel T4 adalah tahanan termal antara permukaan kabel dengan mediumWd adalah rugi-rugi dielektrik

Untuk mengetahui besar rating arus suatu kabel maka:

Dengan menetapkan Wc = I2R dan melakukan subtitusi ke pers 4-2 sehingga diperoleh:

Example 4-1Tentukan rating steady-state dari sebuah sistem kabel yang terdiri dari 3 kabel berinti tunggal (single core) pada posisi mendatar. Model kabel yang digunakan adalah model No.1 pada Apendix A. Pada Tabel A1 memberikan λ1 = 0.09, T1 = 0.214 K.m/W, T3 = 0.104 K.m/W dan T4 = 1.933K.m/W. Abaikan rugi-rugi dielektrik.

o Solusi:dengan menerapkan pers 4.3 : 0.5

5

75629

7.8110 (0.214 1 (1 0.09) 0 1 (1 0.09)(0.104 1.933)I A

Pers. 4.2 dapat dibuat lebih sederhana Dengan mengetahui:

Pers. 4.2 menjadi:

Dimana Wt adalah rugi-rugi total kabel

internal eksternal dielektrik

KABEL TIMBUN DENGAN PERPINDAHAN KELEMBABAN DALAM TANAH DIMASUKAN DALAM PERHITUNGAN

FENOMENA MIGRASI KELEMBABAN

Pada kondisi yang tidak diinginkan heat flux dari kabel mengarah tanah menyebabkan migrasi kelembaban menjauhi kabel.

Penjelasan matematika dan model fisika dari fenomena migrasi kelembaban sangatlah rumit

CIGRE(1986) mengajukan ide model 2 zona yang simpel dari tanah disekitar kabel tenaga.

Model ini kemudian diadopsi oleh IEC dan dijadikan international standard (IEC, 1993).

KONSEP DARI MODEL CIGRE

Tanah yang lembab diasumsikan mempunyai tahanan termal yang seragam

Namun, apabila terjadi disipasi panas dari kabel dan temperatur permukaannya naik melebihi nilai kritisnya, tanah sekeliling kabel akan mengering (dry out)

Asumsi lainnya adalah zona kering (dry zone) dalam perkembangannya tidak akan berubah pola hanya saja nilainya (value) dari isoterm yang berubah.

Permukaan tanah

kabelθambient

Tanah lembab (moist soil)

dryρ2

θe

θx = suhu kritis1 2 3

Total losses dapat ditentukan dengan:

Dan

C adalah konstantap1 adalah resistivitas termal tanah yang lemab

p2 adalah resistivitas termal tanah yang kering

o Setelah migrasi kelembaban terjadi

θ'e adalah suhu permukaan kabel saat migrasi kelembaban telah terjadi

Kombinasi pers 4.9 dan 4.10 memperoleh:

Kenaikan suhu kritis pada batas zona lembab dan kering diatas suhu ambient adalah:

Persamaan rating arus kabel pada kasus migrasi kelembaban:

x x amb

PENENTUAN BESAR KENAIKAN TEMPERATUR KRITIS ∆ΘX

Diperoleh dari rumus :

Scr adalah derajat kritis saturasi tanah dan η adalah suatu parameter (K-1) diperoleh dari percobaan

Sa adalah derajat kritis saturasi dari tanah yang terikat dengan suhu ambient

Example 4-2Perhitungan rating dengan migrasi kelembaban model kabel yang digunakan adalah model No.1 pada Apendix A. Pada Tabel A1 memberikan λ1 = 0.09, T1 = 0.214 K.m/W, T3 = 0.104 K.m/W dan T4 = 1.933K.m/W. Sebagai tambahan untuk tanah kering diasumsikan p2 = 2.5K.m/W dan ∆θx = 35oC abaikan rugi-rugi dielektrik.

Solusi:dengan menerapkan pers 4.3 : 0.5

5

75 (2.5 1).3.5541

7.8110 (0.214 1 (1 0.09) 0 1 (1 0.09)(0.104 2.5 1.933)I A

KABEL DIUDARA

Apabila kabel diudara maka tahanan termal eksternal diperhitungkan sebagai rugi panas radiasi dan konveksi.

Panas yang diperoleh dari matahari sebesar σDeH

Persamaan rating arusnya:

σ koefisien penyerapan radiasi matahari H intensitas cahaya = 1000 W/m T4* adalah tahanan termal eksternal di udara,

diset untuk perhitungan radiasi matahari

SEKIANTERIMA KASIH ATAS

PERHATIANNYA