ANALISIS GANGGUAN/HUBUNG SINGKAT. ANALISIS STABILITAS.pptx

ANALISIS GANGGUAN/HUBUNG SINGKAT. ANALISIS STABILITAS

1. Ciptian Weried Priananda HUBUNG SINGKAT V TH Z TH ~ S LOAD

2. ANALISIS GANGGUAN/ HUBUNG SINGKAT ANALISIS STABILITAS 2 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik MATERI

3. DALAM ANALISIS SISTEM TENAGA, DIANALISIS SISTEM DALAM KEADAAN PERALIHAN DAN SIMETRI /TIDAK SIMETRI. ATAU ANALISIS DILAKUKAN SESAAT (S/D ~ 1 DETIK) SETELAH TERJADI GANGGUAN DALAM SISTEM, DIMANA SISTEM MUNGKIN DALAM KEADAAN TIDAK SIMETRI ATAU SIMETRI 3 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik

4. Pengertian Hubung Singkat pada Sistem Tenaga Listrik Fenomena Peralihan selama Hubung Singkat Thévenin equivalent Short-circuit capacity Bus admittance matrix (Ybus) Bus impedance matrix (Zbus) 4 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik PENDAHULUAN

5. Menentukan arus dan tegangan maximum & minimum pada bagian-bagian / titik-titik tertentu dari suatu sistem tenaga listrik untuk jenis-jenis gangguan yang mungkin terjadi. Dapat ditentukan setting relay dan koordinasi pengaman untuk mengamankan sistem dari keadaan abnormal dalam waktu yang seminimal mungkin. Menentukan short circuit capacity ( daya hubung singkat dalam MVA) pada setiap bus dan juga daya h.s . yang mengalir pada saluran yang terhubung pada bus tsb .  dapat ditentukan kapasitas alat pemutus daya 5 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik TUJUAN ANALISIS HS

6. 6 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik SUMBER ARUS H S GENERATOR SINKRON MOTOR SINKRON MOTOR INDUKSI ARUS H.S. YANG BERASAL DARI MOTOR INDUKSI BIASANYA DIABAIKAN

7. BEBAN NORMAL, KAPASITANSI PENGISIAN SALURAN (LINE CHARGING CAPACITANCE), HUBUNGAN SHUNT KE TANAH DIABAIKAN SEMUA TEGANGAN INTERNAL SISTEM MEMPUNYAI MAGNITUDE DAN PHASE SAMA ( DIASUMSIKAN V=1.0 /0 pu. ) BIASANYA TAHANAN SERI DARI SALURAN TRANSMISI DAN TRAFO DIABAIKAN SEMUA TRAFO DIANGGAP PADA POSISI TAP NOMINAL GENERATOR, MOTOR DIREPRESENTASIKAN DENGAN SUMBER TEGANGAN TETAP YANG DIHUBUNGKAN SERI DENGAN REAKTANSI SUB-PERALIHAN (SISTEM DALAM KEADAAN SUB-PERALIHAN) ATAU DENGAN REAKTANSI PERALIHAN (SISTEM DALAM KEADAAN PERALIHAN) ATAU DENGAN REAKTANSI SINKRON (SISTEM DALAM KEADAAN STEADY-STATE) 7 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Asumsi dalam Hubung Singkat

8. 8 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Fenomena Peralihan HS Gelombang arus saat h.s. terjadi, dalam waktu tunak (steady state) akan cenderung sama dengan bentuk gelombang awalnya (sinusoidal) sebelum terjadi hubung singkat, hanya berbeda pada magnitudenya.

9. 9 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Pers. Diff. Arus H.S. Komponen DC

10. 10 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Magnitude arus hubung singkat berada maksimum pada titik terjadinya hubung singkat dan menurun secara eksponensial (akibat adanya komponen DC) menuju steady state

11. 11 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Arus H.S. Dengan Sumber Tegangan tidak Ideal

12. 12 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Arus H.S. Fasa a, b dan c dengan komponen DC ≠ 0

13. 13 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Catatan : SAAT TERJADI HUBUNG SINGKAT TIDAK BISA DIRAMAL, SEHINGGA HARGA α TIDAK DAPAT DIKETAHUI TERLEBIH DAHULU (KOMP. DC DITENTUKAN DNG FAKTOR PENGALI, MAX. 1.6) KOMPONEN DC HILANG DENGAN CEPAT, BIASANYA DALAM 8-10 cycles REAKTANSI DARI MESIN SINKRON BERUBAH TERHADAP WAKTU UNTUK MENGHITUNG ARUS GANGGUAN, REAKTANSI MESIN SINKRON DAPAT DINYATAKAN SBB : Reaktansi Sub- Peralihan , untuk menentukan arus H.S. selama cycle pertama setelah H.S. terjadi dalam waktu 0.05 - 0.1 detik , bertambah besar menjadi Reaktansi Peralihan , untuk menentukan arus H.S. setelah beberapa cycle setelah H.S. terjadi dalam waktu 0.2 - 2 detik , bertambah besar menjadi Reaktansi Sinkron , untuk menentukan arus H.S. setelah keadaan steady state dicapai

14. A. GANGGUAN SHUNT (HUBUNG SINGKAT) 1. HUBUNG SINGKAT 3 PHASA SIMETRI a. TIGA PHASA (L-L-L) b. TIGA PHASA KE TANAH (L-L-L-G) 2. HUBUNG SINGKAT TIDAK SIMETRI a. SATU PHASA KE TANAH (1L-G) b. ANTAR PHASA (L-L) c. ANTAR PHASA KE TANAH (2L-G) 14 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Analisis Hubung Singkat

15. B. GANGGUAN SERI (HUBUNGAN TERBUKA) 1. SATU SALURAN TERBUKA (1L-0) 2. DUA SALURAN TERBUKA (2L-0) 3. IMPEDANSI SERI TAK SEIMBANG C. GANGGUAN SIMULTAN 1. SHUNT - SHUNT 2. SHUNT - SERI 3. SERI - SERI 15 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Analisis Hubung Singkat

16. 16 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik HS 1 fasa ke tanah HS antar fasa HS 2 fasa ke tanah HS 3 fasa ke tanah HS 3 fasa HS 1 fasa ke tanah melalui impedansi

17. 17 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik THEVENIN EQUIVALENT Represents passive network No-load voltage V TH Short-circuit impedance Z TH All sources zero for Z TH Also for entire power system +/0/- seq. equivalents V TH Z TH ~

18. 18 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik SHORT CIRCUIT CURRENT Z=0 connected at terminals Short-circuit current Limited by Z TH (good!) I SC =V TH /Z TH ≈1/Z TH p.u. (V TH ≈1) Determines breaker rating V TH Z TH ~ I SC

19. 19 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik SHORT CIRCUIT POWER Short-circuit power Short-circuit capacity Fault level S SC =V TH I SC ≈I SC ≈1/Z TH p.u. S SC not useful power V TH Z TH ~ I SC

20. 20 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik NETWORK STRENGHT S LOAD relative to S SC S LOAD << S SC : strong S LOAD ≈ S SC /2 : weak S LOAD > S SC /2 : impossible V TH Z TH ~ S LOAD

21. 21 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Example: Z TH and S SC in network a) b) c) p.u. network model Assume all sources are V=1 all impedances p.u. on common base S SC ≈1/Z TH with all sources at zero

22. Admittance representation Nodal current balances I= Y bus V bus Reference bus removed 22 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik BUS ADMITANCE Y bus

23. Element ii by inspection Sum of all admittances connected to bus i Element ij by inspection –(admittance connecting buses i and j) Element ij from measurements 1 p.u. voltage source at node j Voltage sources at nodes≠j zero Current into bus i is Y bus,ij 23 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Setting up Y bus

24. 24 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Example: Y bus

25. With reference Row and column sums zero Reference removed Dimensions N-1 x N-1 One Y bus for each sequence Sparse and symmetric Compact network model 25 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Y bus properties

26. V bus = Z bus I If Y bus is invertible: Z bus = Y bus -1 Z bus by inspection difficult 26 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Bus impedance matrix Z bus

27. Element ij of Z bus from measurement 1 p.u. current source at node j Current sources at nodes≠j to zero Voltage at bus i is Z bus,ij 27 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Setting up Z bus

28. Element ii of Z bus Short-circuit impedance Z TH at bus i Conditions Z bus has neutral as reference Generators have internal impedance Loads can be included in Z bus Practical for large systems 28 Ciptian – Analisis Sistem Tenaga Listrik Z TH from Z bus