660 likes | 1.31k Views
Pendahuluan Sistem Per Unit Komponen Simetris. Saluran Transmisi. Pendahuluan. Pendahuluan. Struktur Instalasi:. Distribusi. Beban. Penggerak awal. Generator. Tansformator. Transmisi. Sistem Proteksi dan Koordinasi Isolasi. GENERATOR. BOILER. TURBIN. TRANSFORMATOR.
E N D
Pendahuluan Sistem Per Unit Komponen Simetris SaluranTransmisi
Pendahuluan Struktur Instalasi: Distribusi Beban Penggerak awal Generator Tansformator Transmisi Sistem Proteksi dan Koordinasi Isolasi GENERATOR BOILER TURBIN TRANSFORMATOR GARDU DISTRIBUSI Sistem Tenaga Listrik bertugas memasok energi listrik sesuai dengan kebutuhan pengguna akhir StrukturInstalasi
Pendahuluan Reliability Reliability terkait dengan ketiadaan pasokan secara total atau tegangan secara total Reliability dinyatakan dengan indeks yang dihitung per tahun dengan memasukkan faktor-faktor jumlah pelanggan, beban terpasang, durasi ketiadaan pasokan, jumlah daya (kVA) yang terputus, serta seringnya daya terputus. SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) SAIDI (System Average Interruption Duration Index) Reliability CAIDI (Customer Average Interruption Duration Index) MAIFI (Momentary Average Interruption Frequency Index)
Pendahuluan Kriteria Kualitas Listrik Tegangan konstan Frekuensi konstan Bentuk gelombang sinus Pada pembebanan yang selalu berubah, deviasi tegangan tidak boleh melebihi batas tertentu. Demikian pula halnya dengan frekuensi. Selain deviasi frekuensi tidak melebihi batas tertentu, total durasi deviasi frekuensi juga tidak melebihi batas tertentu, misalnya tidak lebih dari 2 detik dalam 24 jam Bentuk gelombang tegangan dan arus sedapat mungkin mendekati bentuk sinus murni. Kandungan harmonisa tidak melebihi batas tertentu Total Harmonic Distortion (THD) KriteriaKualitasListrik
Pendahuluan Permasalahan Kualitas Daya Perkembangan teknologi menghasilkan peralatan-peralatan sensitif yang menuntut pasokan daya dengan kualitas lebih baik. Permasalahan kualitas daya kemudian mencakup: Power Surges Voltage Sag Undervoltage Brownouts Blackouts Transients / Interruptions High-Voltage Spikes Frequency Variation Electrical Line Noise Harmonics PermasalahanKualitasDaya
Pendahuluan Pembangkitan Energi Listrik Macam-macam Sumber Energi Primer Thermal: Batubara Minyak Gas Surya (konsentrator) Geothermal Biomassa Nuklir (Fisi dan Fusi) Nonthermal: Hidro Pasang-Surut Bayu Gelombang Laut Surya PembangkitanEnergiListrik
Pendahuluan Produksi Energi Listrik Beberapa industri memproduksi listrik untuk keperluan sendiri dan lokal PLN memproduksi listrik untuk keperluan nasional. Kita akan melihat sistem tenaga listrik mengacu pada sistem PLN Sampai saat ini PLN memproduksi listrik dengan memanfaatkan sumber energi primerBatubara Minyak Gas Alam Air (Hidro) Geothermal Sumber energi alternatif telah pula mulai dikembangkan dan dimanfaatkan ProduksiEnergiListrik
Pendahuluan Produksi PLN s/d 2005 Produksi Produksi PLN s/d 2005 Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan Produksi total PLN terdiri dari produksi sendiri dan pembelian energi dari pihak lain Produksi Total PLN Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan KomposisiProduksi KomposisiProduksi Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan KomposisiEnergi Primer Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan Cadangan Batubara
Pendahuluan Cadangan Gas Bumi
Pendahuluan CadanganMinyakBumi
Pendahuluan LokasiPanasBumi
Pendahuluan Beban Pelanggan PLN dikelompokkan menjadi 4 kelompok: Rumah Tangga, Industri, Bisnis, dan Lainnya Pelanggan RT 93% dari total Beban Sumber: Statistik PLN
Pendahuluan Energi Terjual [GWh]: EnergiTerjual Sumber: Statistik PLN Total konsumsi RT berimbang dengan Industri
Pendahuluan PernyataanBesaranListrik
PernyataanBesaranListrik Analisis Sistem Tenaga Analisis sistem tenaga pada umumnya dilakukan dengan menyatakan bentuk galombang sinus dalam fasor yang merupakan besaran kompleks. Dengan menyatakan tegangan dan arus dalam fasor maka pernyataan elemen-elemen rangkaian sistem tenaga menjadi impedansi yaitu perbandingan fasor tegangan dan fasor arus fasor tegangan AnalisisSistemTenaga fasor arus impedansi
PernyataanBesaranListrik Resistor: Induktor : Kapasitor : Perhatikan: relasi-relasi ini adalah relasi linier. Dengan bekerja di kawasan fasor kita terhindar dari perhitungan integro-diferensial. Resistor, Induktor, Kapasitor
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. TentangFasordanImpedansi
PernyataanBesaranListrik Karena tegangan dan arus dinyatakan dalam fasor yang merupakan bilangan kompleks maka daya yang merupakan perkalian tegangan dan arus juga merupakan bilangan kompleks Daya
PernyataanBesaranListrik Im Re Tegangan, arus, dan daya di kawasan waktu: Tegangan, arus, di kawasan fasor: besaran kompleks Daya Kompleks: didefinisikan sebagai jQ DayaKompleks 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: FaktorDaya & SegitigaDaya
PernyataanBesaranListrik Daya Kompleks dan Impedansi Beban DayaKompleksdanImpedansiBeban Daya reaktif Daya nyata
Sistem Tiga Fasa Seimbang Diagram fasor tegangan Im C 120o VCN + A N 120o + Re + VBN VAN B Diagram fasor sumber tiga fasa Sumber terhubung Y Diagram FasorsumbertigaFasa Keadaan Seimbang
Sistem Tiga Fasa Seimbang Z = R + j X A Z = R + j X B Vff Z = R + j X C N Beban Terhubung Y, BebanTerhubung Y
Sistem Tiga Fasa Seimbang A Z = R + j X Z = R + j X B Vff Z = R + j X C Beban Terhubung, BebanTerhubungSegitiga
Sistem Tiga Fasa Seimbang A B Jaringan X Jaringan Y C Dalam sistem tiga fasa kita berhadapan dengan paling sedikit 6 peubah sinyal, yaitu 3 tegangan dan 3 arus. Dalam keadaan seimbang: PeubahSinyaldlmSistem 3 Fasa
Komponen Simetris Sistem tiga fasa tidak selalu dalam keadaan seimbang. Pada waktu-waktu tertentu, misalnya pada waktu terjadi hubung singkat satu fasa ke tanah, sistem menjadi tidak seimbang. 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. Fortesque 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.
Komponen Simetris 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 Hanya ada 3 kemungkinan fasor seimbang yang bisa menjadi komponen simetris yaitu: 3 kemungkinanfasorseimbang Urutan Negatif Urutan Nol Urutan Positif
Komponen Simetris Im Re Re Im Badingkan dengan operator j yang sudah kita kenal 120o 120o Operator a Operator a
Komponen Simetris Im Im 120o Re 120o Im 120o Re 120o Uraian fasor yang tak seimbang ke dalam komponen-komponen simetris dengan menggunakan operator a Urutan nol Urutan positif Urutan negatif FasorUrutan
Komponen Simetris + 0 0 + + Mencari komponen simetris dari fasor tak seimbang MecariKomponenSimetris
Komponen Simetris Contoh: Carilah komponen simetris dari tiga fasor arus tak seimbang berikut ini. Contoh
Komponen Simetris Transformasi fasor tak seimbang ke dalam komponen simetrisnya dapat dituliskan dalam bentuk matriks sebagai: Fasor tak seimbang Fasor tak seimbang ditulis komponen simetris komponen simetris ditulis Komponen simetris Fasor tak seimbang BentukMatriks Dengan cara yang sama, kita peroleh untuk arus: Fasor komponen simetris Fasor tak seimbang
Komponen Simetris Karena fasor tak seimbang ditransformasi ke dalam komponen simetrisnya maka impedansi harus disesuaikan. Sesuai dengan konsep Impedansi di kawasan fasor, kita dapat menuliskan relasi : Ini adalah matriks impedansi 33 yang memberikan induktansi sendiri dan induktansi bersama antar fasa Vabc=ZabcIabc didefinisikan sebagi relasi komponen simetris
Komponen Simetris Xm Xm Xm Contoh: Tentukan Z012 Contoh Transformasi:
Komponen Simetris Transformasi: ImpedansiUrutan Impedansi urutan negatif Impedansi urutan positif Impedansi urutan nol
Komponen Simetris Hasil transformasi merupakan 1 set rangkaian seimbang Impedansi urutan negatif Impedansi urutan positif Impedansi urutan nol Masing-masing dipecahkan dengan tatacara rangkaian seimbang. Transformasi balik memberikan pemecahan rangkaian tak seimbang RangkaianUrutan
Komponen Simetris A B Jaringan X Jaringan Y C Secara umum relasi daya kompleks 3 fasa adalah: RelasiUmumDayaKompleks Dalam bentuk matriks jumlah perkalian ini dinyatakan sebagai:
Komponen Simetris Jika fasor tegangan dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: dan fasor arus dinyatakan dalam bentuk vektor kolom: maka : RelasiDayadalamMatriks dituliskan secara kompak:
Komponen Simetris karena dan maka RelasiDayadalamMatriks sehingga atau
Komponen Simetris Contoh: Tentukan daya kompleks 3 fasa dalam keadaan tak seimbang dimana fasor tegangan fasa dan arus saluran diberikan dalam bentuk matriks sbb: Perhatikan bahwa: dan Contoh
Komponen Simetris Contoh: Tentukan daya kompleks 3 fasa dalam Contoh sebelumnya dengan menggunakan komponen simetris Contoh