kalkulasi tegangan jatuh listrik

Apa arti praktis kalkulasi tegangan jatuh listrik bagi seorang perencana listrik ketenagaan? Kalkulasi ini adalah sama artinya dengan perencanaan ukuran-ukuran kabel daya dan sistem proteksi listrik ketenagaan yang aman suatu bangunan atau utilitas plant. Contohnya jika seorang insinyur listrik diminta untuk merancang ukuran kabel 3-fasa untuk suatu pompa submersible listrik 150 HP, 380 V yang akan digunakan sebagai pompa banjir( katakan banjir lumpur Porong Sidoarjo). Pompa tersebut berjarak 125 meter dari sumber listriknya(atau panel induknya), berapa ukuran kabel yang aman, tidak panas tetapi ekonomis, kemudian berapa ukuran rating pemutus tenaga (Circuit Breaker atau Fuse) agar dapat memproteksi kabel secara aman terhadap beban lebih.

Seorang mahasiswa calon insinyur atau ahli madya yang serius belajar disiplin ilmunya seharusnya menguasai program spread-sheet excel sehingga kalkulasi kelistrikan secara umum akan lebih cepat difahami, dilatih, dan diingat terus sebagai pegangan bagi seorang praktisi listrik ketenagaan. Karena variabel-variabel ukuran kabel yang banyak, dan pembebanan arus yang juga bervariasi tergantung dari kebutuhan beban listrik, maka menggunakan program excel adalah merupakan keharusan. Berikut ini bentuk formulasi dasar tegangan jatuh dalam bentuk format excel/ppt yang dapat dikembangkan lebih jauh untuk aplikasi yang berbeda.

Kalkulasi tegangan jatuh listrik sebenarnya berdasarkan hukum Ohm kemudian ditambahkan faktor reaktansi (induktif atau kapasitif) dan faktor daya, maka formulasinya untuk aplikasi tegangan rendah sampai tegangan menengah 20 KV dapat ditulis sbb :

Tegangan jatuh = 1.732*R*I*cos f + 1.732*X*I*sin f

dimana 1.732 adalah hasil akar 3 ( beban 3-fasa), I adalah arus beban, R adalah resistansi arus bolak-balik AC ( bukan arus searah DC) , X adalah reaktansi induktif, dan cos f adalah faktor daya.

Kemudian data-data resistansi kabel dapat dicari dari buku katalog spesifikasi kabel seperti Supreme, Kabel Metal, Kabelindo, Tranka, Voksel yang bisa diminta langsung ke fabrikannya atau produk luar negeri untuk industri perminyakan seperti Pirelli atau Okonite. Data resistansi kabel pada umumnya disajikan dalam bentuk satuan Ohm per-kilometer sebagai resistansi arus searah DC, artinya resistansi terbaca jika kita mengukur dengan alat ukur Ohm-meter. Yang kita perlukan adalah resistansi AC (arus bolak-balik), kalau ditampilkan resistansi AC pada suhu 90 derajat Celsius maka resistansinya menjadi lebih besar. Umumnya suhu inti konduktor kabel yang diizinkan adalah 70 derajat Celsius, jadi resistansinya lebih kecil dari tabel.

Rumus tegangan jatuh diatas dapat diaplikasikan untuk arus searah DC maka faktor daya = 1 sehingga formulasinya untuk kabel 2 jalur adalah Tegangan jatuh = 2*R*I dimana R adalah resistansi DC ( hasil pengukuran alat Ohm-meter) dan I adalah arus searah DC.

Berapa jatuh tegangan kerja yang diizinkan. Jika tegangan rumah 220 Volt dan misalnya kita menerima dari sumber PLN hanya 200 Volt berari jatuh tegangan 10%, maka hal ini akan mengganggu performance motor listrik mesin pendingin (Air Conditioner atau Kulkas) atau pompa air. Jatuh tegangan maksimum 5% dari sumber ke beban konsumen masih dapat diterima sistem (misalnya sumber 400 Volt dan kita sebagai konsumen menerima tegangan kerja setelah dibebani sebesar 380 Volt), tetapi untuk perencanaan terkadang ada yang menetapkan 2,5 %, tergantung untuk aplikasi dimana dan semuanya akan mempengaruhi total biaya instalasi listrik.

Sebagai referensi online, pembaca dapat meng-click link-link situs Okonite atau General Electric untuk studi perbandingan aplikasi tegangan jatuh, tetapi ingat rating tegangan listrik Amerika berbeda dengan Indonesia, jadi kita harus mengkonversikan dahulu dan pula mereka menggunakan standar ukuran kabel AWG( lihat tabel konversi AWG dan mm2 dibawah). Silahkan pembaca melatih formulasi tegangan jatuh ini dengan excel dengan data dari berbagai sumber dan silahkan dikembangkan lebih jauh.

sumber: http://www.geocities.com/kelistrikan/powercable.htm (situs sudah tidak dapat dibuka karena yahoo geocities sudah menghentikan pelayanan gratisnya)

DOWNLOAD TABEL KALKULASI TEGANGAN JATUH BERDASARKAN JENIS DAN UKURAN KABEL:
DISINI !!!!

Read more »

Unduh Buku-Buku Teknik Elektro Gratis

Kali ini "Dunia Listrik" akan memberikan tautan untuk mengunduh buku-buku teknik elektro gratis, diantaranya adalah:
- Basics Of Electrical Engineering – 10,60 MB
- Circuit Analysis I with MATLAB Computing and Simulink SimPowerSystems Modeling – 5,00 MB
- Design of Electrical Services for Buildings, 4th edition – 4,50 MB
- Emerging Techniques in Power System Analysis – 2,70 MB
- Guide to Electric Power Generation, 2nd edition – 2,50 MB
- Lightning Protection (Iet Power and Energy) – 10,00 MB
- Lighting Control: Technology and Applications - 33,00 MB
- Linear Electric Actuators and Generators – 6,30 MB
- Modern Control Theory – 11,86 MB
- Modern Power Systems Analysis - 4,00 MB
- Power Electronics: Converters, Applications and Design – 12,00 MB
- Power Quality in Electrical Systems
- Transforms and Applications Handbook 3rd Edition (Electrical Engineering Handbook) – 16,40 MB

***Pilih salah satu tautan yang ada, kemudian "Copy dan Paste" tautan yang diberikan ke jendela browser anda***


Transforms and Applications Handbook 3rd Edition (Electrical Engineering Handbook) – 16,40 MB

Author(s): Alexander D. Poularikas, "Transforms and Applications Handbook
Publisher: CRC
Date : 2010
Pages : 911
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 1420066528

http://www.megaupload.com/?d=XYVPMCR5

http://uploading.com/files/1e68c7ff/1420066528_Transforms.rar/




Circuit Analysis I with MATLAB Computing and Simulink SimPowerSystems Modeling – 5,00 MB

Author(s): Steven Karris
Publisher: Orchard Publications
Date : 2009
Pages : 618
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 1934404179

http://www.megaupload.com/?d=Y1APTXTF

http://uploading.com/files/e6b1c8c6/1934404179Circuit1.rar/




Modern Power Systems Analysis - 4,00 MB

Author(s): Xi-Fan Wang, Yonghua Song, Malcolm Irving
Publisher: Springer
Date : 2008
Pages : 561
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 038772852X

http://www.megaupload.com/?d=SJQ7NVS6

http://uploading.com/files/9294bd87/038772852XPowerSystems.rar/




Lighting Control: Technology and Applications - 33,00 MB

Author(s): Robert Simpson
Publisher: Focal Press
Date : 2003
Pages : 576
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 0240515668

http://www.filefactory.com/file/b213hhh/n/0240515668LightingControl_Technology.rar

http://uploading.com/files/7349m231/0240515668LightingControl.rar/




Lightning Protection (Iet Power and Energy) – 10,00 MB

Author(s): Vernon Cooray
Publisher: The Institution of Engineering and Technology
Date : 2009
Pages : 1070
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 0863417442

http://www.megaupload.com/?d=2HLUSR60

http://uploading.com/files/ab1ce49d/0863417442Lightning.rar/




Emerging Techniques in Power System Analysis – 2,70 MB

Author(s): Zhaoyang Dong, Pei Zhang, Jian Ma, Junhua Zhao
Publisher: Springer
Date : 2010
Pages : 202
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 3642042813

http://www.megaupload.com/?d=AAQ8AN20

http://uploading.com/files/886a335a/E__3642042813%2BEmerging.rar/




Power Electronics: Converters, Applications and Design – 12,00 MB

Author(s): Ned Mohan
Publisher: John Wiley & Sons Inc
Date : 1995
Pages : 824
Format : Djvu
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 0471142085

http://www.megaupload.com/?d=N47LUJL8

http://uploading.com/files/58482ba6/0471584088power_electronics.rar/




Design of Electrical Services for Buildings, 4th edition – 4,50 MB

Author(s): Barrie Rigby
Publisher: Spon Press
Date : 2005
Pages : 318
Format : PDF
OCR : Y
Quality : Excellent
Language : English
ISBN-10 : 0415310822

http://uploading.com/files/dmm6f9b6/deelbui5.rar/

http://depositfiles.com/en/files/c3hzqgp08

http://rapidshare.com/files/392096458/deelbui5.rar




Linear Electric Actuators and Generators – 6,30 MB

Author(s): I. Boldea, Syed A. Nasar
Publisher: Cambridge University Press
Date : 1997
Pages : 248
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 0521480175

http://www.megaupload.com/?d=6KVKPT2D

http://uploading.com/files/61337d9d/0521480175ElectricActuators.rar/




Modern Control Theory – 11,86 MB

Author(s): U.A.Bakshi, M.V.Bakshi
Publisher: Technical Publications
Date : 2009
Pages : 386
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 8184315066

http://www.megaupload.com/?d=96MF6CGM

http://depositfiles.com/en/files/fgqyuuj9b





Power Quality in Electrical Systems
Author(s): Alexander Kusko, Marc T.Thompson
Publisher: McGraw Hill
Date : 2007
Pages : 241
Format : PDF
OCR : Y
Quality : Excellent
Language : English
ISBN-10 : 0071510028




Guide to Electric Power Generation, 2nd edition – 2,50 MB

Author(s): A.J.Pansini, K.D.Smalling
Publisher: Marcel Dekker, Inc.
Date : 2002
Pages : 244
Format : PDF
OCR : Y
Quality : Excellent
Language : English
ISBN-10 : 0881733989

http://uploading.com/files/4629ddcb/guelpoge_9df.rar/

http://rapidshare.com/files/385534494/guelpoge_9df.rar




Basics Of Electrical Engineering – 10,60 MB

Author(s): Sharma S
Publisher: I. K. International Publishing House Pvt. Ltd.
Date : 2007
Pages : 598
Format : PDF
OCR :
Quality :
Language : English
ISBN-10 : 8189866257

http://depositfiles.com/en/files/j3lzcbxre

http://www.megaupload.com/?d=TA3TEFW9

http://uploading.com/files/6emmmba3/Basics%2Bof%2BElectrical%2BEngineering.rar/

Semoga bermanfaat....http://dunia-listrik.blogspot.com

Read more »

Kualitas Daya Listrik (Power Quality) - bagian 1

1. Pengantar
Kejadian padamnya suplai tegangan listrik secara tiba-tiba akan membawa akibat yang berbeda untuk setiap konsumen. Ini sangat tergantung pada:
• Kapan listriknya padam.
• Siapa yang mengalami pemadaman.
• Dimana terjadinya pemadaman.
• Berapa lama terjadinya pemadaman listrik.

Bebera contoh berikut akan dapat memperjelas dampak kejadian pemadaman listrik sesaat tersebut.
1. Padamnya lampu listrik walaupun hanya 10 detik, jika terjadi di ruang operasi rumah sakit tentu akan berbeda akibatnya dibandingkan dengan di ruang makan. Padamnya lampu di ruang operasi dapat menyebabkan akibat yang fatal bagi pasien jika dokter salah potong bagian yang dioperasi, sedangkan di ruang makan akibat yang paling fatal hanya salah gigit cabe.

2. Jika terjadi listrik padam selama 10 menit di sebuah kantor, akibat paling fatal mungkin karyawannya hanya akan mengomel karena ruangan menjadi panas karena AC mati. Jika listrik padam 2 menit saja di ruang UGD atau ruang ICU maka bukan hanya Acnya saja yang mati tetapi pasiennya bisa juga ikut mati.

3. Hasil penelitian di Amerika menunjukkan bahwa terjadi kerugian 45,7 milyar dolar pertahun ($45.7 billion per year ) pada industri dan bisnis digital akibat power interruption.

4. Kerugian di berbagai sector bisnis diperkirakan ($104 billion to $164 billion) pertahun akibat adanya interrupti dan diperkirakan kerugian ($15 billion to $24) akibat masalah power quality yang lain.

2. Pengertian Kualitas Daya Listrik (POWER QUALITY)

Masalah Power quality adalah persoalan perubahan bentuk tegangan, arus atau frekuensi yang bisa menyebabkan kegagalan atau misoperation peralatan, baik peralatan milik PLN maupun milik konsumen; artinya masalah Power Quality bisa merugikan pelanggan maupun PLN.

Suatu Sistem tenaga listrik dituntut dapat memenuhi syarat dasar kebutuhan layanan (service requirement) kepada konsumennya yaitu :
1. Dapat memenuhi beban puncak
2. Memiliki deviasi tegangan dan frekuensi yang minimum.
3. Menjamin urutan phase yang benar.
4. Menjamin distorsi gelombang tegangan dan harmonik yang minimum dan bebas dari surja tegangan.
5. Menjamin suplai sistem tegangan dalam keadaan setimbang.
6. Memberikan suplai daya dengan keandalan tinggi dengan prosentase waktu layanan yang tinggi dimana sistem dapat melayani beban secara efektif.

Enam hal diatas dijadikan tolok ukur, apakah layanan yang diterima oleh konsumen sudah baik atau belum.

Masalah Power Quality menjadi penting karena :
a. Saat ini kualitas peralatan yang dimiliki konsumen lebih sensitif.
b. Pada sistem utilitas telah terjadi meningkatnya level Harmonik.
c. Konsumen belum memiliki dan mendapat informasi yang cukup menyangkut masalah power quality.
d. Kegagalan satu komponen pada sistem distribusi dan instalasi bisa membawa konsekuensi tertentu.

Kualitas tegangan listrik yang dituntut oleh masing masing peralatan berbeda antara satu peralatan dengan yang lain. Persoalan Power Quality yang terjadi meliputi kejadian-kejadian (SWELL & SAG) seperti digambarkan pada gambar 1-1.
(klik gambar untuk melihat lebih jelas)

Permasalahan Power Quality meliputi permasalahan-permasalahan seperti berikut ini:
1. Transient
2. Short-duration variation
3. Long-duration variation
4. Voltage Unbalance
5. Waveform distortion
6. Voltage Fluctuation
7. Power Frequency variation

1.2. Kualitas Tegangan Listrik Dan Pengaruhnya Terhadap Komponen Dan Peralatan Listrik

Kualitas tegangan listrik yang diterima konsumen memerlukan lebih banyak aspek yang harus ditinjau. Kualitas tegangan listrik menyangkut parameter listrik dalam keadaan ajek ( steady state ) dan parameter dalam keadaan peralihan (transient).

1.2.1 Parameter Keadaan Ajek (steady- state)
Parameter yang dipakai untuk menilai mutu listrik keadaan ajek adalah :
- Variasi tegangan
- Variasi frekwensi
- Ketidak seimbangan
- Harmonik

Dalam sistem penyediaan tenaga listrik, secara umum tegangan listrik dititik suplai diijinkan bervariasi (+5%) dan (–10%) sesuai standar PLN sedangkan dalam ANSI C 84.1 diijinkan (–10%) dan (+ 4 %) dalam kondisi normal sedangkan kondisi tertentu ( darurat ) diijinkan (-13 % ) dan (+ 6 %).

Variasi frekwensi disini tidak diatur dalam bentuk standar tetapi lebih banyak diatur dalam bentuk petunjuk operasi. Untuk sistem tenaga listrik Jawa- Bali-Madura diusahakan variasi frekwensinya

Ketidak seimbangan dalam sistem tiga fasa diukur dari komponen tegangan atau arus urutan negatip ( berdasarkan teori komponen simetris ). Pada sistem PLN komponen tegangan urutan negatip dibatasi maksimum 2 % dari komponen urutan positip.

Harmonik tegangan atau arus diukur dari besarnya masing-masing komponen harmonik terhadap komponen dasarnya dinyatakan dalam besaran prosennya. Parameter yang dipakai untuk menilai cacat harmonik tersebut dipakai cacat harmonik total (total harmonic distortion- THD). Untuk sistem tegangan nominal 20 KV dan dibawahnya, termasuk tegangan rendah 220 Volt, THD maksimum 5 %, untuk sistem 66 KV keatas THD maksimum 3%.

Untuk menghitung THD biasanya cukup dihitung sampai harmonisa ke 19 saja.

1.2.2 Parameter Keadaan Peralihan (Transient)
Parameter keadaan peralihan diukur berdasarkan lamanya gangguan yang terjadi
( duration of disturbance ),digolongkan menjadi 3 kelompok, yaitu :
a. Tegangan lebih peralihan yang tajam dan bergetar : Tegangan paku (spike) positip atau negatip 0,5 – 200 mikrodetik dan bergetar sampai sekitar 16,7 milidetik dengan frekwensi 0,2 – 5 KHz atau lebih. Gangguan ini misalnya surge , spike, notch.
b. Tegangan lebih diatas 110 % nominal dan tegangan rendah kurang 80% , berlangsung dalam waktu 80 milidetik ( 4 cycle ) sampai 1 detik. Gangguan ini misalnya sag, dips, depression, interuption, flicker, fluctuation.
c. Tegangan rendah dibawah 80 – 85 % nominal selama 2 detik. Gangguan seperti ini disebut outage, blackout, interuption.

1.3. Transient
Transient merupakan perubahan variabel (tegangan, arus) yang berlangsung saat peralihan dari satu kondisi stabil ke kondisi yang lain. Penyebab terjadinya transient antara lain :
a. Load switching (penyambungan dan pemutusan beban)
b. Capacitance switching
c. Transformer inrush current
d. Recovery voltage

1.4. Variasi tegangan durasi pendek ( Short duration voltage variation)
Variasi yang terjadi meliputi 3 macam :
a. Interruption, ( V< 0,1 pu )
b. Sag ( Dip), ( V= 0,1 s/d 0,9 pu )
c. Swell, ( V=1,1 s/d [1,8;1,4;1,2] pu )

Berdasarkan lamanya kejadian dibagi :
a. Instantaneus, (0,01 second s/d 0,6 second)
b. Momentary, (0,6 second s/d 3 second)
c. Temporary, (3 second s/d 1 min)

Penyebab terjadinya variasi ini adalah :
a. Gangguan ( fault )
b. Starting beban besar
c. Intermittent losse connections pada kabel daya.

1.5. Long duration deviation
Variasi ini meliputi:
a. Interruption, sustained, ( > 1 min; 0,0 pu )
b. Under voltage ( > 1 min; 0,8 s/d 0,9 pu )
c. Over voltage ( > 1 min; 1,1 s/d 1,2 pu )

1.6. Ketidakseimbangan tegangan ( Voltage unbalace )
Ketidakseimbangan tegangan ini merupakan deviasi maksimum dari rata-rata tegangan atau arus tiga fase, dinyatakan dalam prosen. Besarnya deviasi adalah 0,5 s/d 2%.

1.7. Distorsi gelombang (Wave form distorsion)
Distorsi ini umumnya disebabkan oleh perilaku beban elektronika daya. Hal yang perlu diperhatikan adalah cacat harmonik karena berdampak negatip terhadap sumber tegangan (PLN) maupun beban (konsumen).

1.8. Fluktuasi tegangan ( Voltage fluctuation)
Fluktuasi tegangan ( Voltage Fluctuation) adalah perubahan tegangan secara random 0,9 s/d 1,1 pu. Dampak dari fluktuasi ini adalah terjadinya flicker pada lampu. Ini umumnya terjadi karena pembusuran listrik.

1.9. Deviasi Frekuensi daya ( Power frekuensi )
Deviasi frekuensi daya ( Power frekuensi ) merupakan deviasi dari frekuensi dasarnya. Untuk sistem Jawa-Bali deviasi yang diijinkan adalah 0,5Hz sedangkan daerah lain 1,5 Hz.

1.10. Harmonik
Harmonik adalah gangguan (distorsi) bentuk gelombang tegangan atau bentuk gelombang arus sehingga bentuk gelombangnya bukan sinusoida murni lagi. Distorsi ini umumnya disebabkan oleh adanya beban non-linier. Pada dasarnya, harmonik adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya.

Beberapa Masalah Kualitas Daya Listrik, Dampak dan Penanggulangannya[7]
(klik gambar untuk melihat lebih jelas)

Bersambung,

Semoga bermanfaat, Penulis/Author: Susiono

Read more »

Tutorial Analisa Sistem Daya

Berikut akan saya berikan link untuk mendapatkan tutorial seputar analisa sistem daya. Tutorial analisa sistem daya ini berisi tentang: system studies, wing and out-of-step consideration on transmission lines, dynamik solution, power system dynamics, load frequency control dan a transient stability constrained optimal power flow.

Daftar isi dan kapasitas file analisa sistem daya:

1. system studies - 1,22 MB

2. wing and out-of-step consideration on transmission lines - 661,3 kB

3. dynamik solution - 174,67kB

4. power system dynamics - 83,54 kB

5. load frequency control 1 - 399,34 kB

6. load frequency control 2 - 175,12 kB

7. a transient stability constrained optimal power flow - 54,33 kB

Silahkan mendownload tutorial diatas di: "Forum Dunia Listrik/Download/Handbook"

Artikel lain mengenai Analisa Sistem Daya, dapat anda baca dan download di "sini"

Semoga bermanfaat,

Read more »

Download Tutorial Analisa Sistem Daya

Berikut akan saya berikan link untuk men-download GRATIS tutorial tentang analisa sistem daya, judul asli dari buku ini adalah “Power System Analysis”….bahasa inggris ? ya !, buku ini memang dalam bahasa inggris, sekedar referensi bagi kita untuk mengetahui tentang analisa sistem daya lebih dalam lagi.

Buku ini berkapasitas 14 MB dan dalam format pdf, oleh karena itu untuk memudahkan rekan-rekan untuk men-download-nya, saya sudah memecahnya menjadi per-bab. Rekan-rekan dapat menyatukan file-file tersebut menjadi satu kembali dengan software khusus, atau membuat satu folder khusus untuk buku ini.

Agar situs ini tidak terlalu berat karena kebanyakan link, maka link-link dibawah dalam keadaan off-line, artinya Silahkan rekan-rekan “copy” link dibawah, kemudian “paste” ke search bar browser yang digunakan dan “selamat men-download”…semua serba gratis..tis…tis….tis..

Atau download disini: "forum dunia listrik/download"

POWER SYSTEM ANALYSIS

Introduction – 442 Kb

http://www.ziddu.com/download/3375093/Introduction.pdf.html

Appendix A - Matrix Methods.pdf – 239 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374553/AppendixA.MatrixMethods.pdf.html

Appendix B - Calculation of Line and Cable Constants.pdf – 399 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374555/AppendixB.CalculationofLineandCableConstants.pdf.html

Appendix C - Transformers and Reactors.pdf – 536 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374554/AppendixC.TransformersandReactors.pdf.html

Appendix D - Sparsity and Optimal Ordering.pdf – 330 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374556/AppendixD.SparsityandOptimalOrdering.pdf.html

Appendix E - Fourier Analysis.pdf – 385 Kb
http://www.ziddu.com/download/3374552/AppendixE.FourierAnalysis.pdf.html

Appendix F - Appendix F. Limitation of Harmonics.pdf – 353 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374640/AppendixF.LimitationofHarmonics.pdf.html

Appendix G - Appendix G. Estimating Line Harmonics.pdf – 411 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374637/AppendixG.EstimatingLineHarmonics.pdf.html

Chapter 1 - Short-Circuit Currents and symmetrical components.pdf – 565 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374636/ter1.Short-CircuitCurrentsandsymmetricalcomponents.pdf.html

Chapter 2 - Unsymmetrical Fault Calculations.pdf – 508 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374639/chapter2.UnsymmetricalFaultCalculations.pdf.html

Chapter 3 - Matrix Methods for Network Solutions.pdf – 538 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374638/chapter3.MatrixMethodsforNetworkSolutions.pdf.html

Chapter 4 - Current Interruption in AC Networks.pdf – 482 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374863/chapter4.CurrentInterruptioninACNetworks.pdf.html

Chapter 5 - Application and Ratings of Circuit Breakers and fuses.pdf – 512 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374865/er5.ApplicationandRatingsofCircuitBreakersandfuses.pdf.html

Chapter 6 - Short-Circuit of Synchronous and Induction Machines.pdf – 536 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374861/er6.Short-CircuitofSynchronousandInductionMachines.pdf.html

Chapter 7 - Short-Circuit Calculations According to ANSI Standards.pdf – 654 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374864/.Short-CircuitCalculationsAccordingtoANSIStandards.pdf.html

Chapter 8 - Short-Circuit Calculations According to IEC Standards.pdf – 514 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374862/8.Short-CircuitCalculationsAccordingtoIECStandards.pdf.html

Chapter 9 - Calculations of Short-Circuit Currents in DC systems.pdf – 464 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374919/er9.CalculationsofShort-CircuitCurrentsinDCsystems.pdf.html

Chapter 10 - Load Flow Over Power Transmission Lines.pdf – 484 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374921/chapter10.LoadFlowOverPowerTransmissionLines.pdf.html

Chapter 11 - Load Flow Methods Part I.pdf – 486 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374920/chapter11.LoadFlowMethodsPartI.pdf.html

Chapter 12 - Load Flow Methods Part II.pdf - 559 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374917/chapter12.LoadFlowMethodsPartII.pdf.html

Chapter 13 - Reactive Power Flow and Control.pdf – 652 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374918/chapter13.ReactivePowerFlowandControl.pdf.html

Chapter 14 - Three-Phase and Distribution System Load Flow.pdf – 454 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374999/chapter14.Three-PhaseandDistributionSystemLoadFlow.pdf.html

Chapter 15 - Optimization Techniques.pdf – 445 Kb
http://www.ziddu.com/download/3375000/chapter15.OptimizationTechniques.pdf.html

Chapter 16 - Optimal Power Flow.pdf – 471 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374998/chapter16.OptimalPowerFlow.pdf.html

Chapter 17 - Harmonics Generation.pdf – 590 Kb

http://www.ziddu.com/download/3375001/chapter17.HarmonicsGeneration.pdf.html

Chapter 18 - Effects of Harmonics.pdf – 424 Kb

http://www.ziddu.com/download/3374997/chapter18.EffectsofHarmonics.pdf.html

Chapter 19 - Harmonic Analysis.pdf – 566 Kb

http://www.ziddu.com/download/3375094/chapter19.HarmonicAnalysis.pdf.html

Chapter 20 - Harmonic Mitigation and Filters.pdf- 596 Kb

http://www.ziddu.com/download/3375095/chapter20.HarmonicMitigationandFilters.pdf.html


Semoga bermanfaat dan selamat men-download

Read more »

Hubungan Daya Aktif dan Frekuensi

Dalam sistem tenaga listrik, umumnya digunakan generator sinkron fasa tiga untuk pembangkit tenaga listrik yang utama, maka pengaturan frekuensi sistem praktis tergantung pada karakteristik dari generator sinkron tersebut.

Untuk dua buah generator sinkron yang bekerja secara paralel, diagram vektor dari fluks magnetik, tegangan, arus dan dayanya, digambarkan sebagai berikut:


Gambar 1.1 Diagram vektor dua buah generator sinkron yang bekerja paralel

Apabila kopel penggerak salah satu generator pada gambar (1.1) diperbesar, maka rotor (kutub) generator akan bergerak maju dalam arti bahwa vektor Φ akan bergerak ke arah yang memperbesar komponen daya aktif MW dari generator, misalkan hal ini dilakukan terhadap generator nomor 2, maka keadaan akan berubah seperti ditunjukkan oleh vektor Φ2’, E2’ dan I2’.

Selanjutnya komponen daya aktif generator 2 akan berubah dari MW2 menjadi MW2’. Penambahan kopel penggerak generator memerlukan tambahan bahan bakar pada unit thermis dan pada unit hydro memerlukan penambahan air. Oleh karenanya produksi MWH dari unit-unit pembangkit listrik memerlukan bahan bakar untuk unit thermis dan memerlukan sejumlah air untuk unit hydro. Sedangkan untuk daya reaktif (VAR) tidak akan terpengaruh dengan penambahan kopel penggerak ini, karena komponen daya reaktif lebih di pengaruhi oleh perubahan pada komponen penguat medan magnet dan tegangan.

Menurut prinsip dasar dalam dinamika rotor, ada hubungan antara kopel mekanis penggerak generator dengan perputaran generator, dapat dituliskan dalam bentuk persamaan[2]:
(TG – TB) = M x(1)

dimana:
TG = torsi atau kopel penggerak generator
TB = torsi atau kopel beban yang membebani generator
M = momen inersia dari generator beserta mesin penggeraknya
= kecepatan sudut perputaran generator

Karena frekuensi yang dihasilkan generator merupakan sama dengan kecepatan rotornya, sehingga dapat dituliskan dengan:
f =(2)

Hal ini berarti bahwa pengaturan frekuensi sistem merupakan pengaturan dari kopel penggerak generator atau pengaturan daya aktif dari generator. Untuk mesin penggerak generator, pengaturan frekuensi sistem di lakukan dengan pengaturan pemberian bahan bakar pada unit thermis dan pengaturan pemberian air pada unit hydro.

Sedangkan untuk sistem beban, frekuensi akan turun apabila daya aktif yang dibangkitkan tidak mencukupi kebutuhan beban dan sebaliknya frekuensi akan naik apabila ada kelebihan daya aktif dalam sistem. Secara mekanis, dengan melihat persamaan (1) dan (2) dinamika frekuensi sistem dalam kaitannya dengan pembangkitan daya aktif dapat dituliskan sebagai berikut [2]:
a. Jika TG – TB = ΔT < 0, maka< 0, sehingga frekuensi akan turun (3)
b. Jika TG – TB = ΔT > 0, maka> 0, sehingga frekuensi akan naik (4)

Namun secara tidak langsung penyediaan daya reaktif dapat pula mempengaruhi frekuensi sistem, karena penyediaan daya reaktif mempunyai pengaruh besar terhadap kenaikan tegangan, yang selanjutnya dapat menyebabkan kenaikan beban daya aktif. Namun pengaturan frekuensi sistem lebih dominan kaitannya dengan penyediaan daya aktif.

ditulis oleh: hanif guntoro
referensi:
Zuhal, “Dasar Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya”, Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995

Read more »

Elektromekanis Dalam Sistem Tenaga (bagian I)

1.1 Gaya Gerak Listrik

Apabila sebuah konduktor dengan panjang efektif ℓ digerakkan tegak lurus sejauh ds dan memotong suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B, maka perubahan fluks pada konduktor tersebut adalah[3]:
d = Bℓds (1.1)
Dari hukum faraday, diketahui bahwa gaya gerak listrik (ggl) dinyatakan dengan:

e = (1.2)

atau,
e = (1.3)

dan jika ds/dt = v = kecepatan, maka:

e = Bℓv (1.4)

Persamaan (1.4) dapat diartikan bahwa apabila dalam medium medan magnet diberikan energi mekanik untuk menghasilkan kecepatan (v), maka akan dibangkitkan energi listrik (e), dan ini merupakan prinsip dasar dari generator. Arah gaya gerak listrik ini ditentukan oleh aturan tangan kanan, dimana ibu jari, telunjuk dan jari tengah saling tegak lurus, dengan ibu jari menunjukan arah kecepatan (v), telunjuk menunjukan arah kerapatan fluks (B) dan jari tengah menunjukan arah energi listrik (e).

Gambar 1.1 Generator yang dihubungkan dengan sebuah beban

Bila konduktor tersebut, dalam hal ini sudah merupakan sebuah rangkaian generator, kemudian dihubungkan dengan beban, misalnya suatu tahanan (R), seperti tampak pada gambar 1.1, maka pada konduktor tersebut akan mengalir arus listrik (I) atau energi mekanik berubah menjadi energi listrik. Arus listrik (I) yang mengalir pada konduktor tadi, merupakan medan magnet pula dan akan berinteraksi dengan medan magnet yang telah ada (B). interaksi medan magnet merupakan gaya reaksi (lawan) terhadap gerak mekanik yang di berikan. Agar konversi energi mekanik ke energi listrik dapat berlangsung, energi mekanik yang yang diberikan haruslah lebih besar dari gaya reaksi tadi.

1.2 Karakteristik Mesin Sinkron

Suatu mesin sinkron dengan kumparan medan 4 kutub, kumparan jangkarnya terdiri atas 2 kumparan yaitu a1, -a1 dan a2, –a2 seperti tampak pada gambar 1.2. kedua kumparan tersebut bila dihubungkan secara seri akan berbentuk seperti gambar 1.3.


Gambar 1.2 Mesin sinkron dengan kumparan medan 4 kutub.


Gambar 1.3 Hubungan seri kumparan jangkar mesin sinkron 4 kutub.

Kerapatan fluks B yang ditimbulkan akibat berputarnya kumparan medan akan berbentuk sinusoida terhadap ruang (sebagai fungsi ruang, bukan sebagai fungsi waktu). Sehingga distribusi fluks B terhadap ruang digambarkan terlihat pada gambar 1.4.


Gambar 1.4 Grafik sinusoidal antara kecepatan rotor ω dan θ.

Pada mesin empat kutub seperti pada gambar 1.2, terlihat bahwa setiap satu kali putaran mesin, tegangan induksi yang di timbulkan sudah menyelesaikan dua siklus penuh, atau dengan kata lain 360° perputaran mekanik sama dengan 720° perputaran listrik, karena itu secara umum dapat dituliskan sebagai berikut[3]:
(1.5)

dimana:
p = jumlah kutub
= sudut listrik
= sudut mekanik

Dari persamaan (1.5) diketahui bahwa untuk setiap satu siklus tegangan yang dihasilkan, mesin akan menyelesaikan kali putaran. Karena itu frekuensi gelombang tegangan adalah:
f = (1.6)

dimana:
n = rotasi per menit (rpm)

Kecepatan sinkron untuk mesin arus bolak-balik lazim dinyatakan dengan:
rpm (1.7)

Jadi misalkan untuk generator sinkron yang bekerja dengan frekuensi 50 Hz dan mempunyai jumlah kutub dua (p = 2), maka kecepatan putaran mesin tersebut adalah:


lanjutkan membaca elektromekanis dalam sistem tenaga bagian 2 di sini

Read more »

Elektromekanis Dalam Sistem Tenaga (bagian II, Tamat)

1.3 Dinamika Rotor Dan Persamaan Ayun

Artikel kali ini merupakan lanjutan dari artikel sebelumnya, dan dapat dibaca di sini

Persamaan yang mengatur gerakan rotor suatu mesin sinkron didasarkan pada prinsip dasar dalam dinamika yang menyatakan bahwa momen-putar percepatan atau torsi adalah hasil kali dari momen-kelembaman (momen-inersia) rotor dan percepatan sudut. Untuk generator sinkron dapat ditulis dalam persamaan [1]:
N-m (1.8)

dimana:
J = momen-kelembaman total (momen inersia) dari massa rotor, dalam kg-m2
= pergeseran sudut dari rotor terhadap suatu sumbu diam, dalam mekanikal radian
t = waktu, dalam detik
Tm = torsi mekanik dari mesin penggerak, dikurangi dengan rugi-rugi gesekan,dalam N-m
Te = torsi elektromagnetik, dalam N-m
Ta = torsi percepatan, dalam N-m


Gambar 1.5 Representasi dari rotor generator dengan arah rotasi dari torsi mekanik dan torsi elektrik.

Torsi mekanik Tm dan torsi elektromagnetik Te pada generator sinkron akan saling meniadakan. Artinya bahwa Tm merupakan hasil dari torsi shaft yang memutar rotor atau percepatan gerak putar shaft, sedangkan Te merupakan perlambatan gerak putar shaft, seperti di tunjukkan pada gambar 1.4. Pada pengoperasian generator dalam kondisi tetap, nilai Tm dan Te adalah sama dan nilai torsi percepatan Ta adalah nol. Jika tidak ada percepatan atau perlambatan dari massa rotor dan kecepatan putarnya juga tetap, maka hal ini disebut juga dengan kecepatan sinkron.

Karena θm diukur terhadap suatu sumbu pedoman yang diam pada stator, maka pada kecepatan sinkron yang tetap, nilai θm akan terus bertambah terhadap waktu, dan dinyatakan dengan [1]:
(1.9)

dimana;
merupakan kecepatan sinkron atau sama juga dengan frekuensi listrik serempak, dalam mekanikal radian per detik.
adalah sudut listrik antara suatu titik pada rotor dan rangka patokan serempak, dalam mekanikal radian.

Seringkali besarnya diambil sama dengan sudut daya mesin sinkron. Sehingga turunan dari persamaan (1.9) terhadap waktu adalah [1]:

=+(1.10)

dan percepatannya adalah:
=(1.11)

Pada persamaan (1.10) terlihat bahwa kecepatan angular rotoradalah tetap dan sama dengan kecepatan sinkron pada saatsama dengan nol.

Kemudian dengan memasukan persamaan (1.11) ke dalam persamaan (1.8), maka akan diperoleh:
N-m(1.12)

Persamaan (1.12) ini dikenal sebagai persamaan ayun (swing equation) dan digunakan untuk mengetahui dinamika elektromekanis suatu mesin sinkron atau dinamika rotor.

Dalam dinamika rotor, diketahui bahwa besarnya daya percepatan yang disimpan adalah sama dengan torsi putar dan dikalikan dengan kecepatan sudut
, dituliskan dengan persamaan [1]:

W (1.13)

dimana;
=,dalam radian per detik (rad/det)
Pm adalah daya mekanik dari shaft dikurangi dengan rugi-rugi gesekan
Pe adalah daya listrik yang dihasilkan
Pa adalah daya percepatan, yang didapat berdasarkan ketidak seimbangan antara Pm dan Pe

Dalam hal ini rugi-rugi gesekan dan rugi-rugi armature R diabaikan, sehingga dianggap bahwa Pm merupakan energi mekanik dari mesin penggerak dan Pe adalah daya listrik yang dihasilkan.

Koefisienadalah momen sudut (angular momentum) rotor, pada kecepatan serempak, momen ini dinyatakan dengan M dan disebut dengan konstanta inersia mesin, maka persamaan (1.13) dapat juga dituliskan sebagai berikut [1]:

W (1.14)

dimana:
M = konstanta inersia, yang dinyatakan dalam joule-detik per derajat mekanik.

Untuk studi kestabilan, diperlukan suatu konstanta lagi yang ada hubungannya dengan kelembaman atau momen inersia, yaitu konstanta H yang merupakan energi kinetik yang tersimpan pada kecepatan sinkron, dalam megajoules dan dibagi dengan rating mesinnya, dalam MVA, didefinisikan dengan [1]:
MJ/MVA (1.15)

dimana:
Smesin = rating daya mesin serempak fasa tiga, dalam MVA.

Dengan bentuk lain untuk M pada persamaan (1.15), didapat:
MJ/mekanik radian (1.16)

Bila persamaan (1.16) ini disubstitusikan ke persamaan (1.14), maka akan diperoleh:
(1.17)

Karena= 2πf dan berubah terhadap waktu, maka persamaan (1.17) dengandalam radian listrik, dapat juga dituliskan sebagai berikut:

per unit (1.18)

atau,

per unit (1.19)

danjika, dalam derajat listrik, maka:

per unit (1.20)

Persamaan (1.18) disebut dengan persamaan ayun mesin (swing equation) atau persamaan dasar yang mengatur dinamika (gerak) perputaran dari mesin serempak dalam studi kestabilan.

Nilai dari kelembaman atau momen inersia(H), untuk beberapa jenis mesin listrik dapat di lihat dari tabel 1.1[1].

Tabel 1.1 Nilai momen inersia (H) dari beberapa jenis mesin listrik

1. Turbine generator
a. Full condensing stream turbine generator, dengan nilai H, 4-9 MJ/MVA.
b. Non-Condensing steam turbine generator, dengan nilai H, 3 – 4 MJ/MVA.

2. Waterwheel Generator
a. Slow-speed <200 rpm, dengan nilai H, 2 – 3 MJ/MVA.
High-speed >200 rpm, dengan nilai H, 2 – 4 MJ/MVA.

3. Gas turbine generator, dengan nilai H, 2 – 5 MJ/MVA.

4. Diesel generator
a. Low-speed, dengan nilai H, 1-3 MJ/MVA.
b. With flywheel, dengan nilai H, 4-5 MJ/MVA.

4. Motor sinkron berbeban, dengan nilai H, 1 – 5 MJ/MVA.

5. Motor induksi berbeban, dengan nilai H, 0,03 – 1,4 MJ/MVA ( 100 kW-2000kW, tergantung pada kecepatannya)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anderson, P.M and Fouad, A.A, “Power System Stability”, The Iowa State University Press, Ames, Iowa, U.S.A,1982

[2] Marsudi, D, “Operasi Sistem Tenaga Listrik”, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006

[3] Zuhal, “Dasar Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya”, Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995

Ditulis oleh: Hanif Guntoro, sebagai bahan skripsi untuk menyelesaikan S1 Teknik Elektro di Universitas Mercu Buana Jakarta.

Read more »