hubung singkat full sistem

7/25/2019 Hubung Singkat Full Sistem

http://slidepdf.com/reader/full/hubung-singkat-full-sistem 1/16

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/10/metode-sederhana-menghitung-

arus.html

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) -

Analisia Short Circuit Current (Arus ubungan Singkat! bertu"uan untuk menentukan besarn#a arus hubungan pendek #ang dapat timbul pada suatu sistim

tenaga listrik$ sehingga mampu memberikan aksi terhadap perbandingan besarn#a

arus #ang le%at pada suatu sistim dengan rating ketahanan peralatan didalam

sistim tersebut melalui suatu alat proteksi arus lebih (&'er Current rotection

)e'ice! sehingga terhindar dari arus #ang dapat merusakn#a .

ubungan Singkat (Short Circuit! dapat men#ebabkan kerusakan serius pada

komponen dan peralatan dalam sistim distribusi da#a. erhitungan dan analisa

#ang mendalam perlu dilakukan untuk mengetahui kemungkinan besarn#a arus

hubungan singkat #ang dapat timbul pada sebuah sistim distribusi sehingga dapat

dilakukan pencegahan melalui pengaturan setting pada alat proteksi arus lebih dan

"uga pemilihan peralatan atau komponen listrik #ang akan digunakan denganmen#esuaikan rating ketahanann#a terhadap arus hubugnan singkat disesuaikan

dengan hasil analisa dan perhitungan Arus ubungan Singkat.

)alam melaksanakan metode sederhana ini$ ada beberapa data #ang diperlukan

untuk menghitung arus hubungan singkat dan biasan#a data-data tersebut terdapat

pada nameplate peralatan ataupun dokumen #ang men#ertai peralatan tersebut.

• *ilai +mpedansi ,ransormator ,iga hasa$ untuk perhitungan arus lebih

pada transormator

• *ilai reaktansi motor induksi dan motor sinkron$ untuk perhitungan arus

lebih pada motor induksi dan motor sinkron

• *ilai A "aringan$ untuk perhitungan hubungan singkat pada sistim

distribusi.

erdsarkan "umlah kutub (pole! pada motor sinkron dan tegangan pada motor

induksi$ nilai reaktansi untuk tiap-tiap peralatan tersebut adalah :

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/10/metode-sederhana-menghitung-arus.html






Tipe Mesin Listrik X'' Subtransient

Salient Pole Generator 12 Pole 0,16


Motor Induksi diatas 600 V 0,17

Motor Induksi dibawah 600 V 0,25

erhitungan sederhana untuk menentukan besarn#a arus hubungan singkat

tersebut adalah sbb :

- Arus Hubungan Singkat Pada Transformator

Setiap transormator memiliki nilai impedansi dalam #ang tertera pada papan

nama (name plate! transormator tersebut. *ilai itu adalah nilai hasil pengu"iantransormotor tersebut saat setelah diproduksi.

Sekilas mengenai cara menentukan nilai impedansi transforamtor

Proses pengujiannya secara garis besar adalah sebagai berikut : sebuah

voltmeter terhubung ke sisi primer transformator dan pada sisi sekunder terminal

3 -Phase digabung (hubungsingkat antar ketiga phas) dan sebuah ampere meter

dipasang pada sisi sekunder untuk membaca nilai arus yang mengalir pada saat

terjadinya hubungan singkat tersebut.

emudian tegangan disisi primer dinaikan secara bertahap sampai arus beban

penuh pada sisi sekunder tercapai (terbaca pada ampere meter). !adi" apabila pada name plate tertulis data sebagai berkut :

#3"$% #&&&%' - $&*+,,% dengan impedansi ",

'rus /eban Penuh transformator (01' - 0ull 1oad 'mpere) pada sisi sekunder

adalah :

01' 2 %' * #",3 1 - 1 (sekunder)%

01' 2 #&&& * #",3+ &"$

01' 2 #+&+"$ '

Pada saat arus disisi sekunder telah mencapai arus beban penuh (#+&+ ')"

dilakukan pencatatan nilai tegangan pada sisi primer. 4alam hal ini" misalkan

nilai tegangan yang terbaca disisi primer saat arus disisi sekunder telah

mencapai arus beban penuh adalah sebesar ,53" %.

Sehingga persentase nilai impedansi transformator tersebut adalah :

6 2 ,53" * #3$&& 2 &"&,

Sehingga impedansi menjadi :

6 2 &.&, #&& 2 ",

embali ke pokok masalah mengenai gangguan pada transrmator$ gangguan tiga

phasa pada sisi sekunder transormator maka besarn#a arus gangguan maksimum

#ang dapat mengalir melalui trao men"adi :



Tipe Mesin Listrik X'' Subtransient



Motor Induksi diatas 600 V 0,17

Motor Induksi dibawah 600 V 0,25

Arus Gangguan Pada Generator

Arus gangguan #ang dapat timbul karena hubungan singkat (short circuit! pada

;enerator berbeda dengan arus gangguan pada transormator. ita akan

mengetahui perbedaan tersebut melalui contoh perhitungan diba%ah ini :isalkan data sebuah generator : 1000A< =00k>< 0$= 6< ?=0< 1.202 67A<

Sailent 12 pole

A > / 6

A =00 / .=

A 1000

67A A / 1$532 9 7 - 7 olts

67A 1000 / 1$532 9 0$?=

67A 1.202

()ari dalam tabel$ untuk generator Sailent 12 pole$ nilai subtransient @ adalah

0$1!

6C 67A / @



6C 1202 / 0.1

6C 5.413 A

B$ 67A 6ull 7oad Ampere < 6C 6ull Current

adi$ arus gangguan dari ;enerator 1000A "auh lebih kecil dari transormator

1000A$ Arus gangguan ;enerator 5413 A sedangkan pada ,ransormator 20803 A. erbedaan ini disebabkan nilai impedansi pada transormator dan nilai-

nilai reaktansi ;enerator adalah sangat berbeda. ,ransormer 4$54 sedangkan

;enerator 1.

roses metode sederhana ini dapat dilakukan pada perhitungan arus ganggunan

motor listrik.

7an"ut untuk metode sederhana pada pada sistim "aringan :

etode Sederhana enghitung Arus ubungan Singkat (Short Circuit! +++

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short Circuit)

III

Metode Sederhana Menghitung Arus Hubungan Singkat (Short

Circuit) III - Sebagai kelanjutan dari Metode Sederhana Menghitung

Arus Hubungan Singkat (Short Circuit) II, berikut adalah cara cepat

untuk mendapatkan besarnya nilai arus gangguan pada sistim yang

dihitung dengan mengetahui ketahanan arus hubungan singkat (short

circuit) pada suatu jaringan tenaga listrik yang biasanya ditulis dalam

satuan M#A ! $enggunaan Metode ini untuk pengukuran gangguan

pada sistim jaringan akan lebih cepat dan sederhana dibandingkan

dengan menggunakan sistem $% (per unit) atau metode ohmic! $ada

metode ini kita tidak perlu menggunakan kon&ersi ke 'asis M#A atau

khaatir tentang tingkat tegangan seperti yang ditemui pada metode

perkuliahan Analisa Sistim enaga (AS)!

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/10/metode-sederhana-menghitung-arus_29.html










Arus Gangguan Pada Sistim Jaringan Tenaga istrik

etode sederhana #ang kita gunakan ini sangat berguna untuk mendapatkan

perkiraan nilai arus gangguan #ang mungkin dapat timbul pada sebuah sistim

"aringan tengaga listrik. Dlemen-elemen #ang kita gunakan akan dikon'ersi

kenilai A dan kemudian parameter didalam rangkaian sistim "aringandikon'ersi ke nilai input (primer! atau nilai masukan. Entuk lebih "elasn#a diapat

dilihat melaui contoh perhitungan diba%ah ini :

ila diketahui ketahanan suatu "aringan primer (Etilitas! pada sisi primer

,ransormator adalah Asc 400A. )ata ,ransormator #ang terpasang

di"aringan tersebut adalah sbb :

,ransormer data

13$= - ?=0F/255

1000A ,ransormer G 4$54

aka nilai A dari transormator tersebut adalah : 1000A / 1000 1 A

A *ilai 1A / GE 1A / 0$0454 15$38 A

)engan kapasitas ketahanan transormator adalah 15$38 A maka besarn#a

gangguan arus #ang dapat timbul pada "aringan adalah sbb :

1 / Etilitas A H 1 / ,rans A 1 / Asc

1/400 H 1 / 15$38 1 / Asc

0$002 H 0$0 1 / Asc

Asc 1 / ( 0$002 H 0$0 !

Asc 1$128

earn#a arus #ang dapat timbul disisi sekunder akibat gangguan pada "aringanadalah :

6C ?=0 Asc / ( 1$53 9 0$?= !

6C ?=0 1$128 / 0$=30?

6C ?=0 18$?23A

6C ?=0 18.?23 A

ila ingin mengetahui data #ang lebih akurat$ peralatan #ang terpasang seperti

kabel dan pan"angn#a dapat ditambahkan kedalam perhitungan dengan

menggunakkan perhitungan seperti diatas dengna rumus sebagai berikut :

abel A *ilai Asc 2 / kabel G.

)ata G (+mpedansi! kabel dapat diambilkan ari nilai @ I J kabel #ang biasan#a

terdapat dalam data sheet kabel tersebut.

!esim"u#an

esimpulan dari metode sederhana ini adalah bah%a kita perlu mengetahui nilai

arus gangguan #ang dapat timbul dalam sebuah istem untuk memduahkan dalam

pemilihan dan pemansangan peralatan roteksi (&'er Current rotecti'e )e'ices -

&C)! secara lebih cepat sehingga tidak ter"adi pemasangan atau penggunaan

peralatan #ang under rate. Analisis dan perhitungan #ang lebih akurat dengan

menggunakan sot%are dan komputer serta teori perlu dilakukan untuk

mengetahui lebih ditail besarn#a arus gangguan tersebut. etode sederhana ini



han#a berguna untuk perkiraan a%al dan hitungan kasar (perhitungan a%al! secara

cepat.

Contoh $erhitungan dan Analisa Short Circuit

Setelah pan"ang lebar kita membahas cara menganalisa dan menghitung short

circuit current (arus hubungan singkat ! pada sebuah lokasi disuatu "aringan

tegangan listrik$ sebagai penutup pembahasan analisa short circuit curent (arus

hubungan singkat! tersebut$ pada postingan ini akan diberikan contoh

penerapann#a.

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/05/contoh-perhitungan-dan-analisa-short.html

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/05/contoh-perhitungan-dan-analisa-short.html



ada gambar disamping terdapat sebuah "aringan radial sederhana #ang terdiri

dari : 1 buah generator (;1!$ 3 buah motor (1$ 2 dan 3!$ 1 buah

transormator (,@1!$ tahanan kabel (C1$ C2 dan C3! dan 2 buah bus dengan

tegangan 11 k dan ?14 .

)ata #ang dikumpulkan dari peralatan - peralatan #ang terpasang di "aringan

tersebut adalah sbb :

$%ui"ment Parameters

Generator G& S g1 2?.140 kA

V g1 11.000

X d ” 0$244 pu

Cos φ 0$=4 pu

Generator Cab#e

C&

7ength 30m

SiKe 2 parallel circuits o 3 9 1C 9 400

mm2

(J 0$040 LMkm$ @ 0$0885 LMkm!

Motor M& P m1 400 k>

V m1 11.000

I LRC 200$5 A

I LRC / I FLC $4 pu

Cos φ m 0$=4 pu

Cos φ s 0$30 pu

Motor Cab#e C' ength 140m

Sie 3C 9 D 34 mm2

( 0$= LMkm$ * 0$114 LMkm!

Transformer T*& S tr1 2$400 kA

V t1 11.000 V t2 ?14

I LRC 200$5 A

uk 0$024 pu

P kt 18.000 >

t p 0

Transformer

Cab#e C+

ength 100m

Sie 3C 9 D 84 mm2

( 0$2?5 LMkm$ * 0$0883 LMkm!

Motor M' P m1 80 k>

V m1 ?14

I LRC 1.215$3 A



I LRC / I FLC 5 pu

Cos φ m 0$= pu

Cos φ s 0$30 pu

Motor M+ P m1 140 k>

V m1 ?14 I LRC 1.484$= A

I LRC / I FLC .4 pu

Cos φ m 0$=4 pu

Cos φ s 0$30 pu

- Menghitung besarn,a Im"edansi "era#atan

)engan menggunakan persamaan #ang telah kita bahas sebelumn#a $ dari data

peralatan seperti tabel diatas didapat nilai impedansi peralatan seperti tabel berikut

ini

$%ui"ment esistance

(.)

eactance

(.)

*

Generator G& 0.0=52 1.2380

Generator Cab#e C& 0.000548 0.001?8

&&k/ Motor M& 8.?83= 30.1==4

Motor Cab#e C' 0.1002 0.01524

Transformer T*& (Primar, Side) 0.35=? 3.002

Transformer Cab#e C+ 0.02?5 0.00883

0&1/ Motor M' 0.04 0.20=

0&1/ Motor M+ 0.0?40 0.1?32

- Menghitung Im"edansi eferensi

ila kita menghitung kondisi kegagalan melalui sisi tegangan 11 k$ maka seluruh

impedansi peralatan #ang terpasang harus meru"uk kesisi tegangan 11 k. ada

contoh ini$ impedansi peralatan #ang akan diru"uk kesisi tegangan tinggi adalah

motor 2 dan 3 karena pada "aringan tersebut han#a 2 buah motor itu sa"a #ang

menggunakan tegangan ?14 . Sehingga impedansi kedua peralatan tersebut #ang

sebelumn#a berdasarkan tegangan ?14 diganti men"adi 11 k.

Jatio trao ,@1 #ang merupakan trao step do%n dari 11k ke ?14 didapat

sbb :

n 2 (0&1 3 (& 4 56)) 7 &&555

n 2 585+99+

Entuk menghitung impedansi reerensi $ digunakan persamaan diba%ah ini :

: 2 7 n'

*: 2 * 7 n'

Sehingga untuk nilai impedansi kedua motor didapat nilai impedansi baru seperti

pada tabel diba%ah ini :



$%ui"ment esistance

(.)

eactance

(.)

*

esistance

(.)

;

eactance

(.)

*;

0&1/ Motor

M' 0.04 0.20=

?.0842 1?.4534

0&1/ Motor

M+0.0?40 0.1?32

31.?2 100.2=?

- Menentukan Persamaan untuk <iagram The=enin

Seperti #ang telah di"elaskan pada pembahasan mengenai enghitung Short

Circuit +mpedansi eralatan +++$ dari gambar rangkaian "aringan diatas $ maka

persaman the'enin #ang dihasilkan adalah sbb :

>k 2 ?>G& 4 >C&@ ?>M& 4 >C'@ ?>C+ 4 >T*& 4 (>M' >M+) @

>k 0$0=1= H j 1.1431

- Arus hubungan sinkat ba#ans tiga "hasa (Ba#anced Three Phase Short

Circuit Current)

a. Arus inisial hubungan singkat tiga phasa simeteris (S#mmetrical +nitial Short

Circuit Current! adalah :

I "k = c V n / ( √ 3 Z k

I "k = !#$%& k'

b. uncak Arus hubungan Singkat (eak Short Circuit Current! adalah :

I p = ) √ 2Ιk

I p = 1!2&1* k'

erhitungan arus hubungan singkat (short circuit calculation! diatas merupakan

komponen dasar dari sot%are untuk po%er s#stim anal#sis seperti D,A$ ,>atau )lgSilent dll. )engan menggunakan sot%are tersebut akan lebih

memudahkan melaukan analisa pada sebuah "aringan namun perhitungan manual

sering digunakan unuk sebagai bahan pembanding.

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/05/menghitung-short-circuit-impedansi.html






Menghitung Short Circuit Impedansi $eralatan





Menghitung Short Circuit Impedansi $eralatan II

Sebagai kelan"utan artikel enghitung Short Circuit +mpedansi eralatan$ kali ini

kita lan"utkan untuk peralatan lainn#a$ #aitu :& !abe#

Entuk nilai impedansi kabel$ biasan#a telah dilampirkan pada dokumen pabrik

masing-masing dalam satuan &hms per kilometer. *ilai tersebut mesti dikon'ersi

men"adi ohms per pan"ang kabel #ang terpasang$ dengan perhitungan sbb :

Rc = R + Lc / 1000

Ξχ = Ξ Λχ / 1000

http://direktorilistrik.blogspot.com/2013/04/menghitung-short-circuit-impedansi_19.html






Menghitung Short Circuit Impedansi $eralatan III

*anjutan dari Menghitung Short Circuit Impedansi $eralatan II ,

setelah kita menghitung nilai impedansi beberapa peralatanyang terpasang pada sebuah jaringan yang akan dianalisa

ketahanan hubungan singkatnya (short circuit), tahap

selanjutnya adalah menentukan nilai impedansi reerensi yang

nantinya akan digunakan pada rangkaian eki&alen satu phasa!

$enetapan reerensi ini diperlukan karena adanya perbedaan

le&el tegangan pada masing-masing peralatan yang terpasang

pada jaringan tersebut, seperti nilai impedansi peralatan yang

dikon&ersikan terhadap nilai teganan yang dihitung (sisi

tegangan tinggi atau rendah), sbb "







- asio be#itan sebuah transformator da"at dihitung dengan rumus sbb

n = V t2 ( & , t p / V t &<imana

n Jasio belitan transormator

V t2 ,egangan nominal transormator pada sisi sekunder pada suatu tapV t1 ,egangan nominal transormator pada sisi primer

t p ,ap Setting (!

)engan menggunakan rasio belitan transormator$ nilai impedansi (resistansi dan

reaktansi! dapat dihitung terhadap sisi tegangan tinggi (! maupun sisi tegangan

rendah (7! berdasarkan persamaan sbb :

Z -V = Z LV / n2

<imana

Z -V *ilai +mpedansi terhadap sisi tegangan tinggi (!$ Ω

Z LV *ilai +mpedansi terhadap sisi tegangan rendah (7!$ Ω n Jasio belitan transormator (pu!

)engan persamaan diatas$ nilai impedansi terhadap 7 adalah sebagai berikut :

Z LV = Z -V + n2

Menghitung Short Circuit Impedansi $eralatan I#

Menentukan Persamaan <iagram The=enin "ada Sistim

)ari lan"utan artikel mengenai enhitung Short Circuit +mpedansi eralatan +++$

pada sistim #ang akan kita hitung ketahanann#a terhadap arus hubungan singkat

(short circuit! harus dimodelkan kedalam bentuk persamaan sederhana dengan

menggunakan ersamaan )iagram ,he'enin. ada model diagram the'enin iniakan menun"ukan sumber tegangan dan nilai impedansi #ang terhubung pada

"aringan$ #ang merupakan gambaran dari peralatan #ang terpasang berikut dengan

impedansi beban pada sistim "aringan tersebut baik terpasang secara seri maupun

paralel.

+alam menggunakan persamaan the&enin ini, rumus dasar mengenai

perhitungan impedansi parallel, seri dan bilangan comple akan sering

digunakan! Sedangkan untuk analsisa unbalanced short circuit

(hubungan singkat tidak seimbang) seperti hubungan satu phasa





ketanah, model persamaan diagram the&enin dibuat untuk ketiga

kondisi, yaitu urutan posit, urutan negati&e dan urutan nol ( Z k(1), Z k(2)

dan Z k(0) )

Setelah rangkaian disederhanakan dengan menggunakan persamaanthe&enin, langkah berikutnya adalah menghitung besarnya arus

hubungan singkat yang seimbang untuk rangkaian phasa (balanced

three phase short circuit currents)!%ntuk perhitungan short circuit

ini dilakukan pada setiap tingkatan pada sebuah siklus short circuit,

yaitu "

- Initial Short Circuit Current

- $eak Short Circuit Current

- Symmetrical 'reaking Current

- +C Short Circuit Component

%ntuk setiap tingkatan short circuit tersebut, akan kita bahas

pada artikel beriktunya!

Menghitung Short Circuit Impedansi $eralatan #

Sebagai kelanjutan dari postingan .Menghitung Short Circuit

Impedansi $eralatan I#., kali ini kita akan melanjutkan ketahapan

menghitung besarnya arus hubungan singkat yang seimbang

untuk rangkaian phasa (balanced three phase short circuit

currents)! %ntuk perhitungan short circuit ini dilakukan padasetiap tingkatan pada sebuah siklus short circuit, yaitu "

- Initial Short Circuit Current

- $eak Short Circuit Current

- Symmetrical 'reaking Current

- +C Short Circuit Component

en"elasan perhitungan untuk setiap tingkatan adalah sbb :

- Initia# Short Circuit Current

Entuk menghitng arus pada tahap innitial s#metrical short circuit$ digunakan

persamaan dengan standar +DC 0808$ sbb : I nk = c V n / ( √ 3 Z k

)imana$

I nk = arus pada tahap innitial s#metrical hubungan singkat (short circuit! $ A

c aktor tegangan untuk le'el tegangan ma9imum pada "aringan tersebut (1.04

untuk tegangan N 1k dan 1.1 untuk tegangan O 1 k!

Vn ,egangan nominal pada sistim "aringan tersebut (!

Zk *ilai impedansi pada urutan posti hubungan singkat.

- Peak Short Circuit Current8









Sederhanan#a pada perhitungan eak Short Circuit Current$ kita han#a

memperhatikan pada ratio (perbandingan! @/J. erhitungan rasio @/J dapat

dilakukan pada titik lokasi kegagalan dengan menggunakan rumus sbb :

X/R = X k / Rk

era%al dari perhitungan rasio diatas$ arus puncak hubungan singkat (eak ShortCircuit current! dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sbb :

I p = ) √ 2Ι k $ untuk "aringan terbuka

I p = 1.1! ) √ 2Ι k $ untuk "aringan tertutup

)imana$

I p = eak Short Circuit Current $ A

Ιk = +nitial S#mmetrical Short Circuit Current $ A

aktor konstanta$ = 1.2 , .#% 0 (3/(X/R

- S,mmeterica# Breaking Current8

S#mmeterical reaking Current$ merupakan arus hubungan singkat #ang ter"adi

pada saat circuit breaker membuka.

I = Ιk "

)imana$

I = S#mmeterical reaking Current $ A

Ιk = +nitial S#mmetrical Short Circuit Current $

)ari perhitungan diatas$ kita telah men#elesaikan analisa perhitungan short circuit(arus hubungan singkat! pada sebuah "aringan.

Entuk contoh penerapann#a$ akan kita bahas pada artikel berikutn#a.

hubung singkat full sistem

Documents