Power System

1. Power System

2. Sistemtenagalistrikdibangungunamenyalurkankebutuhanenergilistrikkepadapenggunaakhir.Sistemtenagalistrikdibangungunamenyalurkankebutuhanenergilistrikkepadapenggunaakhir. Paparanmengenaisistemtenagalistrikiniakandiberikansecara serial. Pokokbahasanhanyamenyangkutteknikkelistrikansaja, mulaidarimesinpembangkitlistrikkearahpenggunaakhir. Instalasikonversienergisebelummesinpembangkitlistrik yang berperanmengubahenergi primer, tidaktermasukdalampembahasan. Pengantar

3. SistemTenaga#1

4. Pendahuluan PernyataanBesaranListrik SistemTigaFasaSeimbang Sistem Per Unit KomponenSimetris Isi Pelajaran #1

5. Pendahuluan

6. Pendahuluan StrukturInstalasi: Distribusi Beban Penggerakawal Generator Tansformator Transmisi Sistem Proteksi dan Koordinasi Isolasi GENERATOR BOILER TURBIN TRANSFORMATOR GARDU DISTRIBUSI SistemTenagaListrikbertugas memasokenergilistriksesuaidengankebutuhanpenggunaakhir StrukturInstalasi

7. Pendahuluan Reliability Reliability terkait dengan ketiadaan pasokan secara total atau tegangan secara total Reliability dinyatakan dengan indeks yang dihitung per tahundengan 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)

8. Pendahuluan KriteriaKualitasListrik Tegangankonstan Frekuensikonstan Bentukgelombang sinus Padapembebanan yang selaluberubah, deviasitegangantidakbolehmelebihibatastertentu. Demikian pula halnyadenganfrekuensi. Selaindeviasifrekuensitidakmelebihibatastertentu, total durasideviasifrekuensijugatidakmelebihibatastertentu, misalnyatidaklebihdari 2 detikdalam 24 jam Bentukgelombangtegangandanarussedapatmungkinmendekatibentuk sinus murni. KandunganharmonisatidakmelebihibatastertentuTotal Harmonic Distortion (THD) KriteriaKualitasListrik

9. Pendahuluan PermasalahanKualitasDaya Perkembanganteknologimenghasilkanperalatan-peralatansensitif yang menuntutpasokandayadengankualitaslebihbaik. Permasalahankualitasdayakemudianmencakup: Power Surges Voltage Sag Undervoltage Brownouts Blackouts Transients / Interruptions High-Voltage Spikes Frequency Variation Electrical Line Noise Harmonics PermasalahanKualitasDaya

10. Pendahuluan PembangkitanEnergiListrik Macam-macamSumberEnergi Primer Thermal: Batubara Minyak Gas Surya (konsentrator) Geothermal Biomassa Nuklir (FisidanFusi) Nonthermal: Hidro Pasang-Surut Bayu GelombangLaut Surya (semikonduktor) PembangkitanEnergiListrik

11. Pendahuluan ProduksiEnergiListrik Beberapaindustrimemproduksilistrikuntukkeperluansendiridanlokal PLN memproduksilistrikuntukkeperluannasional. Kita akanmelihatsistemtenagalistrikmengacupadasistem PLN Sampaisaatini PLN memproduksilistrikdenganmemanfaatkansumberenergi primerBatubara Minyak Gas Alam Air (Hidro) Geothermal Sumberenergialternatiftelah pula mulaidikembangkandandimanfaatkan ProduksiEnergiListrik

12. Pendahuluan Produksi PLN s/d 2005 Produksi Produksi PLN s/d 2005 Sumber: Statistik PLN

13. Pendahuluan Produksi total PLNterdiri dari produksi sendiri dan pembelian energidaripihak lain Produksi Total PLN Sumber: Statistik PLN

14. Pendahuluan KomposisiProduksi KomposisiProduksi Sumber: Statistik PLN

15. Pendahuluan KomposisiEnergi Primer Sumber: Statistik PLN

16. CadanganSumberEnergi Primer Indonesia

17. Pendahuluan Cadangan Batubara

18. Pendahuluan Cadangan Gas Bumi

19. Pendahuluan CadanganMinyakBumi

20. Pendahuluan LokasiPanasBumi

21. Pendahuluan Beban Pelanggan PLN dikelompokkanmenjadi 4 kelompok: RumahTangga, Industri, Bisnis, danLainnya Pelanggan RT 93%dari total Beban Sumber: Statistik PLN

22. Pendahuluan EnergiTerjual [GWh]: EnergiTerjual Sumber: Statistik PLN Total konsumsi RT berimbangdenganIndustri

23. Pendahuluan PernyataanBesaranListrik

24. PernyataanBesaranListrik AnalisisSistemTenaga Analisissistemtenagapadaumumnyadilakukandenganmenyatakanbentukgalombang sinus dalamfasor yang merupakanbesarankompleks. Denganmenyatakantegangandanarusdalamfasormakapernyataanelemen-elemenrangkaiansistemtenagamenjadiimpedansiyaituperbandinganfasortegangandanfasorarus fasortegangan AnalisisSistemTenaga fasorarus impedansi

25. PernyataanBesaranListrik Resistor: Induktor : Kapasitor : Perhatikan: relasi-relasiiniadalahrelasi linier. Denganbekerja di kawasanfasorkitaterhindardariperhitunganintegro-diferensial. Resistor, Induktor, Kapasitor

26. 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

27. PernyataanBesaranListrik Karenategangandanarusdinyatakandalamfasor yang merupakanbilangankompleksmakadaya yang merupakanperkaliantegangandanarusjugamerupakanbilangankompleks Daya

28. PernyataanBesaranListrik Im  Re Tegangan, arus, dandaya di kawasanwaktu: Tegangan, arus, di kawasanfasor: besarankompleks Daya Kompleks: didefinisikansebagai jQ DayaKompleks P Segitiga daya

29. 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

30. PernyataanBesaranListrik Daya Kompleks dan Impedansi Beban DayaKompleksdanImpedansiBeban Dayareaktif Dayanyata

31. SistemTigaFasaSeimbang

32. SistemTigaFasaSeimbang 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

33. SistemTigaFasaSeimbang Z = R+ j X A Z = R+ j X B Vff Z = R+ j X C N Beban Terhubung Y, BebanTerhubung Y

34. SistemTigaFasaSeimbang A Z = R+ j X Z = R+ j X B Vff Z = R+ j X C Beban Terhubung, BebanTerhubungSegitiga

35. SistemTigaFasaSeimbang A B Jaringan X Jaringan Y C Dalamsistemtigafasakitaberhadapandengan paling sedikit 6 peubahsinyal, yaitu 3 tegangandan 3 arus. Dalam keadaan seimbang: PeubahSinyaldlmSistem 3 Fasa

36. KomponenSimetris

37. 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. 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.

38. 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: 3 kemungkinanfasorseimbang Urutan Negatif Urutan Nol Urutan Positif

39. KomponenSimetris Im Re Re Im Badingkan dengan operator j yang sudah kita kenal 120o 120o Operator a Operator a

40. KomponenSimetris Im Im 120o Re 120o Im 120o Re 120o Uraianfasoryang takseimbangkedalamkomponen-komponensimetrisdenganmenggunakan operator a Urutannol Urutan positif Urutan negatif FasorUrutan

41. KomponenSimetris + 0 0 + + Mencarikomponensimetrisdarifasortakseimbang MecariKomponenSimetris

42. KomponenSimetris Contoh: Carilahkomponensimetrisdaritigafasorarustakseimbangberikutini. Contoh

43. KomponenSimetris Transformasifasortakseimbangkedalamkomponensimetrisnyadapatdituliskandalambentukmatrikssebagai: Fasortakseimbang Fasor tak seimbang ditulis komponensimetris komponensimetris ditulis Komponensimetris Fasortakseimbang BentukMatriks Dengancara yang sama, kitaperolehuntukarus: Fasor komponen simetris Fasor tak seimbang

44. KomponenSimetris Karenafasortakseimbangditransformasikedalamkomponensimetrisnyamakaimpedansiharusdisesuaikan. SesuaidengankonsepImpedansi di kawasanfasor, kitadapatmenuliskanrelasi : Ini adalah matriks impedansi 33 yang memberikan induktansi sendiri dan induktansi bersama antar fasa Vabc=ZabcIabc didefinisikan sebagi relasi komponen simetris

45. KomponenSimetris  Xm  Xm Xm  Contoh: TentukanZ012 Contoh Transformasi:

46. KomponenSimetris Transformasi: ImpedansiUrutan Impedansi urutan negatif Impedansiurutanpositif Impedansi urutan nol

47. KomponenSimetris Hasiltransformasimerupakan 1 set rangkaianseimbang Impedansiurutannegatif Impedansiurutanpositif Impedansi urutan nol Masing-masingdipecahkandengantatacararangkaianseimbang. Transformasibalikmemberikanpemecahanrangkaiantakseimbang RangkaianUrutan

48. DayaPadaKomponenSimetris

49. KomponenSimetris A B Jaringan X Jaringan Y C Secaraumumrelasidayakompleks 3 fasaadalah: RelasiUmumDayaKompleks Dalambentukmatriksjumlahperkalianinidinyatakansebagai:

50. KomponenSimetris Jikafasortegangandinyatakandalambentukvektorkolom: danfasorarusdinyatakandalambentukvektorkolom: maka : RelasiDayadalamMatriks dituliskansecarakompak: