Saluran Transmisi

1
Saluran Transmisi
Sistem Per Unit Komponen Simetris
2
Struktur Instalasi
Sistem Tenaga Listrik bertugas memasok energi
listrik sesuai dengan kebutuhan pengguna akhir
3
Ulas UlangPernyataan Besaran Listrik
4
Analisis Sistem Tenaga
Pernyataan Besaran Listrik
Analisis Rangkaian 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
5
Resistor, Induktor, Kapasitor
Pernyataan Besaran Listrik
Resistor
Induktor
Kapasitor
Perhatikan relasi-relasi ini adalah relasi
linier. Dengan bekerja di kawasan fasor kita
terhindar dari perhitungan integro-diferensial.
6
Tentang Fasor dan Impedansi
Pernyataan Besaran Listrik

• 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.

7
Daya
Pernyataan Besaran Listrik
Karena tegangan dan arus dinyatakan dalam fasor
yang merupakan bilangan kompleks maka daya yang
merupakan perkalian tegangan dan arus juga
merupakan bilangan kompleks
8
Daya Kompleks
Pernyataan Besaran Listrik
Tegangan, arus, dan daya di kawasan waktu
Tegangan, arus, di kawasan fasor
besaran kompleks
Daya Kompleks
didefinisikan sebagai
Segitiga daya
9
Faktor Daya Segitiga Daya
Pernyataan Besaran Listrik
Faktor Daya dan Segitiga Daya
10
Daya Kompleks dan Impedansi Beban
Pernyataan Besaran Listrik
Daya Kompleks dan Impedansi Beban
11
Sistem Tiga Fasa Seimbang
12
Diagram Fasor sumber tiga Fasa
Sistem Tiga Fasa Seimbang
Diagram fasor sumber tiga fasa
Sumber terhubung Y
Keadaan Seimbang
13
Beban Terhubung Y
Sistem Tiga Fasa Seimbang
Beban Terhubung Y,
14
Beban Terhubung Segitiga
Sistem Tiga Fasa Seimbang
Beban Terhubung ?,
15
Peubah Sinyal dlm Sistem 3 Fasa
Sistem Tiga Fasa Seimbang
Dalam sistem tiga fasa kita berhadapan dengan
paling sedikit 6 peubah sinyal, yaitu 3 tegangan
dan 3 arus.
Dalam keadaan seimbang
16
Sistem Tiga Fasa Tak SeimbangKomponen Simetris
17
Fortesque
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.
Dengan menggunakan komponen simetris, tegangan
dan arus tiga fasa yang dalam keadaan tak
seimbang di-transformasikan ke dalam
komponen-komponen simetris. Setelah analisis
dilaksanakan pada setiap komponen simetris,
dilakukan transformasi balik dan kita dapatkan
solusi dari keadaan tak seimbang.
18
3 kemungkinan fasor seimbang
Komponen Simetris
Hanya ada 3 kemungkinan fasor seimbang yang bisa
menjadi komponen simetris yaitu
Urutan Negatif
Urutan Nol
Urutan Positif
19
Operator a
Komponen Simetris
Operator a
20
Fasor Urutan
Komponen Simetris
Uraian fasor yang tak seimbang ke
dalam komponen-komponen simetris dengan
menggunakan operator a
Urutan nol
Urutan positif
Urutan negatif
21
Mecari Komponen Simetris
Komponen Simetris
Mencari komponen simetris dari fasor tak seimbang
22
Contoh
Komponen Simetris
Contoh
Carilah komponen simetris dari tiga fasor arus
tak seimbang berikut ini.
23
Bentuk Matriks
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
Inversi matriks T
Dengan cara yang sama, kita peroleh untuk arus
Fasor komponen simetris
Fasor tak seimbang
24
VabcZabcIabc
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 3?3 yang memberikan
induktansi sendiri dan induktansi bersama antar
fasa
didefinisikan sebagi
relasi komponen simetris
25
Contoh
Komponen Simetris
Contoh
Tentukan Z012
Transformasi
26
Impedansi Urutan
Komponen Simetris
Transformasi
Impedansi urutan negatif
Impedansi urutan positif
Impedansi urutan nol
27
Rangkaian Urutan
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
28
Daya Pada Komponen Simetris
29
Relasi Umum Daya Kompleks
Komponen Simetris
Secara umum relasi daya kompleks 3 fasa adalah
Dalam bentuk matriks jumlah perkalian ini
dinyatakan sebagai
30
Relasi Daya dalam Matriks
Komponen Simetris
Jika fasor tegangan dinyatakan dalam bentuk
vektor kolom
dan fasor arus dinyatakan dalam bentuk vektor
kolom
maka
dituliskan secara kompak
31
Relasi Daya dalam Matriks
Komponen Simetris
karena
dan
maka
sehingga
atau
32
Contoh
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
33
Contoh
Komponen Simetris
Contoh
Tentukan daya kompleks 3 fasa dalam Contoh
sebelumnya dengan menggunakan komponen simetris
34
Contoh
Komponen Simetris
Hasil perhitungan sama dengan hasil pada Contoh
sebelumnya.
35
Sistem Per-Unit
36
Nilai Basis
Sistem Per-Unit
Sistem per-unit merupakan sistem penskalaan atau
normalisasi guna mempermudah kalkulasi.
Nilai basis selalu memiliki satuan sama dengan
nilai sesungguhnya sehingga nilai per-unit tidak
berdimensi. Di samping itu nilai basis merupakan
bilangan nyata sedangkan nilai sesungguhnya bisa
bilangan kompleks.
Kita ambil contoh daya kompleks
37
Nilai Basis
Sistem Per-Unit
Basis tegangan dan basis arus harus memenuhi
relasi
Salah satu, Vbase atau Ibase , dapat ditentukan
sembarang namun tidak ke-dua-dua-nya. Dengan
cara itu maka
Basis impedansi
tidak diperlukan menentukan basis untuk R dan X
secara sendiri-sendiri
38
Contoh
Sistem Per-Unit
Contoh
Jika kita tentukan Sbase 500 VA dan Vbase
100 V maka
Dalam per-unit, nilai elemen rangkaian menjadi
39
Contoh
Sistem Per-Unit
Penggambaran rangkaian dalam per-unit menjadi
40
Diagram Satu Garis
41
Diagram Satu Garis
Diagram Satu Garis
Diagram satu garis digunakan untuk menggambarkan
rangkaian sistem tenaga listrik yang sangat
rumit. Walaupun demikian diagram satu garis harus
tetap memberikan informasi yang diperlukan
mengenai hubungan-hubungan piranti dalam sistem.
Hubungan Y sering dihubungkan ke tanah.
Pentanahan melalui impedansi berarti ada
impedansi (biasanya induktif atau resistif)
diselipkan antara titik netral dan tanah. Titik
netral juga mungkin dihubungkan secara langsung
ke tanah.
42
Course Ware Saluran Transmisi Sistem Per
Unit Komponen Simetris Sudaryatno Sudirham