3.6 Teknik Pengumpulan Data
Dalam perencanaan simulasi model sistem saluran tegangan rendah untuk data impedansi Short Circuit dan Arus beban nol I
nol
Transformator Distribusi diambil
pada data spesifikasi teknikal transformator distribusi, data transformator satu fasa dari internet, topologi model beban non linear dari sumber jurnal IEEE dan informasi
impedansi kabel.
3.7 Data yang diperlukan
Untuk keperluan data dalam menyelesaikan penelitian ini, akan dilakukan pengumpulan data sekunder seperti berikut:
Data sekunder didapat dengan cara mengumpulkan data transformator dan jaringan saluran tegangan rendah dari perusahaan listrik negara melalui wawancara,
studi literatur tesis, buku teks, standar dan jurnal dari IEEE dan informasi pendukung lainnya dari internet.
Data-data sistem saluran tegangan rendah yang diperlukan di atas berupa: a.
Data Transformator: -
Daya 160 kVA -
Tegangan primersekunder: 200.4 kV -
Impedansi Short Circuit Zsc: 4 Untuk arus hubung singkat Isc sebagai berikut:
A Z
S I
sc sc
57 ,
6084 380
, 73
, 1
4 100
160 380
, 3
100 =
× ×
× =
× ×
× =
53
Universitas Sumatera Utara
- Arus beban nol I
b. Data Saluran: Panjang impedansi kabel R dan L.
: 2,3
- Datasheet kabel NFA2X-T , 3 x 95 mm
2
, 1 x 70 mm
2
Impedansi kabel fasa R = 0,320 Ohmkm, L = 0,378 mHkm, impedansi kabel netral R = 0,450 Ohm, L = 0,388 mHkm, panjang saluran beban
linear 200 m dan saluran beban non linear 50 m. :
Perhitungan impedansi kabel fasa beban linear dengan panjang 200 m:
1000 200
000378 ,
314 320
, 1000
200 000378
, 320
, ×
× +
= ×
× +
= ω
Zkabel Ohm
0237 ,
064 ,
+ =
Perhitungan impedansi kabel netral dengan panjang 200 m:
1000 200
000388 ,
314 450
, 1000
200 000388
, 450
, ×
× +
= ×
× +
= ω
Zkabel Ohm
02436 ,
09 ,
+ =
Perhitungan impedansi kabel fasa beban non linear dengan panjang 50 m:
1000 50
000378 ,
314 320
, 1000
50 000378
, 320
, ×
× +
= ×
× +
= ω
Zkabel
Ohm 005935
, 016
, +
=
Perhitungan impedansi kabel netral beban non linear dengan panjang 50 m:
1000 50
000388 ,
314 450
, 1000
50 000388
, 450
, ×
× +
= ×
× +
= ω
Zkabel Ohm
0060916 ,
0225 ,
+ =
54
Universitas Sumatera Utara
c. Beban Linear:
Dengan menggangap tegangan fasa netral kondisi fundamental 220 Volt, nilai R = 1,6
Ω dan L = 1,78 mH sehingga arus beban I
L
- Arus beban linear perfasa
: 22
, 19
130 96
, 10
69 ,
1 220
− ∠
= ∠
∠ =
L
I d.
Data Beban Non Linear Dioda berdasarkan [5] dari jurnal IEEE. Parameter Beban Non Linear:
1 Tegangan forward Vf = 1 Volt
2 Tahanan Internal Ron = 1 mOhm
3 Tahanan Snubber Rs = 20 Ohm
4 Kapasitansi Snubber Cs = 1
µFarad 5
Kapasitansi Filter perata arus CH = 0.05 Farad 6
Resistansi beban RH = 3 Ohm Arus beban non linear perfasa seperti parameter diatas diukur menggunakan skop
FFT analysis sehingga bentuk gelombang arus seperti diperlihatkan Gambar 3.10 dengan THD
I
sebesar 65,86 , yang diperlihatkan pada Gambar 3.11.
Gambar 3.10 Bentuk gelombang arus beban non linear perfasa 55
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.11 Spektrum dan THD
I
Tabel 3.1 Arus harmonisa perfasa beban non linear arus beban non linear perfasa
Urutan harmonisa h
Magnituda Arus Imax A
Magnituda Arus rms Irms A
1 165,06
116,72 3
102,95 72,79
5 31,74
22,44 7
11,99 7,98
9 8,10
5,72 11
5,12 3,62
13 15
17 19
… 45
4,19 2,47
2,25 1,76
… 0.28
2,96 1,74
1,59 1,24
… 0.19
56
Universitas Sumatera Utara
Total arus beban non linear Irms perfasa dihitung sampai h = 45 adalah Irms = 242,92 A. Sehingga daya P beban non linear dioda, P =
2 rms
I x R =116,72
2
Power faktor untuk beban non linear sebagai berikut: x 3 = 40870,68
W. Jadi total daya 3 fasa beban dioda P = 3 x 40870,68 = 122,612 kW. Nilai urutan arus harmonisa h = 45 lebih lengkap pada Lampiran A.
Power factor, 73
, 92
, 242
230 68
, 40870
2
= ×
= ×
× =
=
rms rms
rms
Ih Vs
R I
S P
pf Data untuk Filter Aktif Seri:
1. Data transformator kopling 3 x satu fasa:
- Daya perfasa 50 kVA
- Tegangan primersekunder: 380380 V
- Impedansi Short Circuit Zsc: 4
- Arus beban nol I
2. Perhitungan variabel Induktasi dan Kapasitansi Filter LC:
: 2,3
a. Faktor daya beban non linear dari hasil perhitungan sebelum diperbaiki
73 ,
1
= pf
dan diperbaiki menjadi
85 ,
2
= pf
. -
Daya aktif untuk beban penuh:
8 ,
116 73
, 160
= ×
= P
kW -
Bila beban diperkirakan 70, maka:
76 ,
81 8
, 116
70 ,
= ×
= P
kW -
Jadi kapasitas kapasitor: 57
Universitas Sumatera Utara
{ }
85 ,
cos tan
73 ,
cos tan
76 ,
81
1 1
− −
− =
C
Q
{ }
kVar Q
C
26 619
, 936
, 76
, 81
= −
= -
Dalam hal ini dipilih kapasitas kapasitor: 26
=
C
Q kVAr
Untuk tune filter orde-3:
C
Q = 26 kVAr. Dengan menggunakan Persamaan 2.28 dan Persamaan 2.29, besar
reaktansi kapasitor untuk filter orde-3 dapat dihitung sebagai berikut: b. Reaktansi dan kapasitansi kapasitor filter orde-3
- Reaktansi perfasa dari kapasitor: 5
, 18
3 026
, 400
,
2 2
= =
=
C C
Q V
X Ω
dibulatkan reaktansi kapasitor menjadi 19 Ω
- Kapasitansi dari kapasitor:
4
10 65
, 1
19 50
2 1
2 1
−
× =
× ×
= ×
× =
π π
C
X f
C
F
c. Perhitungan komponen R dan L untuk filter order-3 - Di asumsikan input order resonansi harmonisa hr = 3, Xc = 19
Ω frekwensi fundamental
Hz 50
= f
, perubahan frekwensi 1
=
ω
δ ,
toleransi induktor
2 =
L
δ , toleransi kapasitor
8 =
C
δ , faktor kwalitas
filter
100 =
Q
. - Tentukan factor tuning dari filter:
58
Universitas Sumatera Utara
06 ,
08 ,
02 ,
2 1
01 ,
= +
+ =
δ
- Tentukah order tuning filter harmonisa ketiga:
83 ,
2 06
, 1
3 =
+ =
n
h d. Tentukan reaktansi induktif dan induktansi dari induktor pada frekwensi
fundamental: -
Reaktansi induktif dari induktor: Ω
=
2 n
L
h Xc
X
Ω =
= 41
, 2
83 ,
2 3
, 19
2 L
X -
Induktansi dari induktor:
2 f X
L
L
π =
H
H L
00767 ,
50 2
41 ,
2 =
× ×
= π
e. Tentukan reaktansi induktor pada frekwensi tuning atau order tuning: Ω
=
L n
n
X h
X Ω
= ×
= 02172
, 00767
, 83
, 2
n
X f. Tentukan tahanan induktor:
Ω =
Q Xn
R 59
Universitas Sumatera Utara
Ω ×
= =
−4
10 172
, 2
100 02172
, R
Setelah didapat dalam perhitungan nilai variabel filter LC pada output inverter dengan menala tuned mendekati frekwensi arus harmonisa urutan ketiga pada
sistem tegangan rendah maka nilai variabel LC sebagai berikut: -
Induktansi Filter L
f
- Resistansi Filter R
: 7,67 mH
f
- Kapasitansi Filter C
: 0,0002172 Ω
f
Maka menggunakan Persamaan 2.26 frekwensi resonansi adalah sebagai: : 165
µF
Hz f
r
55 ,
141 10
165 00767
, 2
1
6
= ×
× =
−
π 3.
Data IGBT dari Zemerov et al [15] sumber jurnal IEEE: Parameter IGBT:
a Tegangan forward Vfd = 1 Volt
b Tahanan Internal Ron = 1,5 mOhm
c Kapasitansi Snubber Cs =
∞ d
Kapasitor dclink = 500000 µF
3.8 Perhitungan Arus Hubung Singkat Sistem
Kategori