590 likes | 776 Views
Power System. # 1. Pengantar. Sistem tenaga listrik dibangun guna menyalurkan kebutuhan energi listrik kepada pengguna akhir .
E N D
Power System # 1
Pengantar Sistemtenagalistrikdibangungunamenyalurkankebutuhanenergilistrikkepadapenggunaakhir. Paparanmengenaisistemtenagalistrikiniakandiberikansecara serial. Pokokbahasanhanyamenyangkutteknikkelistrikansaja, mulaidarimesinpembangkitlistrikkearahpenggunaakhir. Instalasikonversienergisebelummesinpembangkitlistrik yang berperanmengubahenergi primer, tidaktermasukdalampembahasan.
AnalisisSistemTenaga #1 SudayatnoSudirham
Isi Pelajaran #1 Pendahuluan PernyataanBesaranListrik SistemTigaFasaSeimbang Sistem Per Unit KomponenSimetris
Pendahuluan StrukturInstalasi: Distribusi Beban Penggerakawal Generator Tansformator Transmisi Sistem Proteksi dan Koordinasi Isolasi GENERATOR BOILER TURBIN TRANSFORMATOR GARDU DISTRIBUSI SistemTenagaListrikbertugas memasokenergilistriksesuaidengankebutuhanpenggunaakhir
Pendahuluan KriteriaKualitasListrik Tegangankonstan Frekuensikonstan Bentukgelombang sinus Padapembebanan yang selaluberubah, deviasitegangantidakbolehmelebihibatastertentu Demikian pula halnyadenganfrekuensi. Selaindeviasifrekuensitidakmelebihibatastertentu, total durasideviasifrekuensijugatidakmelebihibatastertentu, misalnyatidaklebihdari 2 detikdalam 24 jam Bentukgelombangtegangandanarussedapatmungkinmendekatibentuk sinus murni. KandunganharmonisatidakmelebihibatasTotal Harmonic Distortion (THD)
Pendahuluan PembangkitanEnergiListrik Macam-macamSumberEnergi Primer Thermal: Batubara Minyak Gas Surya (konsentrator) Geothermal Biomassa Nuklir (FisidanFusi) Nonthermal: Hidro Pasang-Surut Bayu GelombangLaut Surya (semikonduktor)
Pendahuluan ProduksiEnergiListrik Beberapaindustrimemproduksilistrikuntukkeperluansendiridanlokal PLN memproduksilistrikuntukkeperluannasional. Kita akanmelihatsistemtenagalistrikmengacupadasistem PLN Sampaisaatini PLN memproduksilistrikdenganmemanfaatkansumberenergi primerBatubara Minyak Gas Alam Air (Hidro) Geothermal Sumberenergialternatiftelah pula mulaidikembangkandandimanfaatkan
Pendahuluan Produksi PLN s/d 2005 Produksi Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan Produksi total PLNterdiri dari produksi sendiri dan pembelian energidaripihak lain Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan KomposisiProduksi Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan CadanganSumberEnergi Primer Indonesia
Pendahuluan Beban Pelanggan PLN dikelompokkanmenjadi 4 kelompok: RumahTangga, Industri, Bisnis, danLainnya Pelanggan RT 93%dari total Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan EnergiTerjual [GWh]: Sumber: Statistik PLN Total konsumsi RT berimbangdenganIndustri
Pendahuluan PernyataanBesaranListrik
PernyataanBesaranListrik AnalisisSistemTenaga Analisissistemtenagapadaumumnyadilakukandenganmenyatakanbentukgalombang sinus dalamfasor yang merupakanbesarankompleks. Denganmenyatakantegangandanarusdalamfasormakapernyataanelemen-elemenrangkaiansistemtenagamenjadiimpedansiyaituperbandinganfasortegangandanfasorarus fasortegangan fasorarus impedansi
PernyataanBesaranListrik Resistor: Induktor : Kapasitor : Perhatikan: relasi-relasiiniadalahrelasi linier. Denganbekerja di kawasanfasorkitaterhindardariperhitunganintegro-diferensial.
PernyataanBesaranListrik • Perhatian : Walaupun impedansi merupakan pernyataan yang berbentuk kompleks, akan tetapi impedansi bukanlah fasor. Impedansi dan fasor merupakan dua pengertian dari dua konsep yang berbeda. • Fasor adalah pernyataan dari sinyal sinus • Impedansi adalah pernyataan elemen.
PernyataanBesaranListrik Daya Karenategangandanarusdinyatakandalamfasor yang merupakanbilangankompleksmakadaya yang merupakanperkaliantegangandanarusjugamerupakanbilangankompleks
PernyataanBesaranListrik Im Re Tegangan, arus, dandaya di kawasanwaktu: Tegangan, arus, di kawasanfasor: besarankompleks Daya Kompleks: didefinisikansebagai jQ P Segitiga daya
PernyataanBesaranListrik Im Im jQ Re Re P (lagging) Faktor daya lagging Im Im (leading) P Re V Re jQ Faktor daya leading Faktor Daya dan Segitiga Daya:
PernyataanBesaranListrik Daya Kompleks dan Impedansi Beban Dayareaktif Dayanyata
SistemTigaFasa Seimbang
SistemTigaFasaSeimbang Diagram fasor tegangan Im C 120o VCN + A N 120o + Re + VBN VAN B Diagram fasor sumber tiga fasa Sumber terhubung Y Keadaan Seimbang
SistemTigaFasaSeimbang Z = R+ j X A Z = R+ j X B Vff Z = R+ j X C N Beban Terhubung Y,
SistemTigaFasaSeimbang A Z = R+ j X Z = R+ j X B Vff Z = R+ j X C Beban Terhubung,
SistemTigaFasaSeimbang A B Jaringan X Jaringan Y C Dalamsistemtigafasakitaberhadapandengan paling sedikit 6 peubahsinyal, yaitu 3 tegangandan 3 arus. Dalam keadaan seimbang:
KomponenSimetris Sistemtigafasatidakselaludalamkeadaanseimbang. Padawaktu-waktutertentu, misalnyapadawaktuterjadihubungsingkatsatufasaketanah, sistemmenjaditidakseimbang. Analisis sistem tiga fasa tidak seimbang, dilakukan dengan memanfaatkan komponen simetris. Pada 1918, C.L. Fortesque memaparkan dalam papernya, bahwa tegangan (ataupun arus) dalam sistem tak seimbang dapat dinyatakan sebagai jumlah dari tegangan-tegangan (atau arus-arus) yang seimbang. Tegangan-tegangan (atau arus-arus) yang seimbang ini disebut komponen simetris. Dengan menggunakan komponen simetris, tegangan dan arus tiga fasa yang dalam keadaan tak seimbang di-transformasikan ke dalam komponen-komponen simetris. Setelahanalisis dilaksanakan pada setiap komponen simetris, dilakukan transformasi balik dan kita dapatkan solusi dari keadaan tak seimbang.
KomponenSimetris A B Jaringan X Jaringan Y C Im Im VC VB Im VA= VB= VC 120o 120o Re Re Re VA VA 120o 120o VB VC Hanyaada 3 kemungkinanfasorseimbang yang bisamenjadikomponensimetrisyaitu: Urutan Negatif Urutan Nol Urutan Positif
KomponenSimetris Im Re Re Im Badingkan dengan operator j yang sudah kita kenal 120o 120o Operator a
KomponenSimetris Im Im 120o Re 120o Im 120o Re 120o Uraianfasoryang takseimbangkedalamkomponen-komponensimetrisdenganmenggunakan operator a Urutannol Urutan positif Urutan negatif
KomponenSimetris + 0 0 + + Mencarikomponensimetrisdarifasortakseimbang
KomponenSimetris Contoh: Carilahkomponensimetrisdaritigafasorarustakseimbangberikutini.
KomponenSimetris Transformasifasortakseimbangkedalamkomponensimetrisnyadapatdituliskandalambentukmatrikssebagai: Fasortakseimbang Fasor tak seimbang ditulis komponensimetris komponensimetris ditulis Komponensimetris Fasortakseimbang Dengancara yang sama, kitaperolehuntukarus: Fasor komponen simetris Fasor tak seimbang
KomponenSimetris Karenafasortakseimbangditransformasikedalamkomponensimetrisnyamakaimpedansiharusdisesuaikan. SesuaidengankonsepImpedansi di kawasanfasor, kitadapatmenuliskanrelasi : Ini adalah matriks impedansi 33 yang memberikan induktansi sendiri dan induktansi bersama antar fasa didefinisikan sebagi relasi komponen simetris
KomponenSimetris Xm Xm Xm Contoh: TentukanZ012 Transformasi:
KomponenSimetris Transformasi: Impedansi urutan negatif Impedansi urutan positif Impedansi urutan nol
KomponenSimetris Hasiltransformasimerupakan 1 set rangkaianseimbang Impedansiurutannegatif Impedansiurutanpositif Impedansi urutan nol Masing-masingdipecahkandengantatacararangkaianseimbang. Transformasibalikmemberikanpemecahanrangkaiantakseimbang
KomponenSimetris A B Jaringan X Jaringan Y C Secaraumumrelasidayakompleks 3 fasaadalah: Dalambentukmatriksjumlahperkalianinidinyatakansebagai:
KomponenSimetris Jikafasortegangandinyatakandalambentukvektorkolom: danfasorarusdinyatakandalambentukvektorkolom: maka : dituliskansecarakompak:
KomponenSimetris karena dan maka sehingga atau
KomponenSimetris Contoh: Tentukandayakompleks 3 fasadalamkeadaantakseimbangdimanafasorteganganfasadanarussalurandiberikandalambentukmatrikssbb: Perhatikanbahwa: dan
KomponenSimetris Contoh: Tentukandayakompleks 3 fasadalamContohsebelumnyadenganmenggunakankomponensimetris