Sistem Distribusi Tenaga Listrik Komponen-Komponen Simetris

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Tegangan yang dibangkitkan oleh generator di pusat pembangkit tenaga listrik dinaikkan dengan menggunakan transformator step-up di gardu induk pembangkit menjadi tegangan tinggi TT, tegangan ekstra tinggi TET atau tegangan ultra tinggi TUT untuk disalurkan di sepanjang saluran transmisi. Sampai ke transformator step-down di gardu induk saluran transmisi, tegangan kemudian diturunkan menjadi tegangan menengah TM, dan diturunkan kembali dengan menggunakan transformator distribusi menjadi tegangan rendah TR hingga siap digunakan oleh konsumen akhir. Baik konsumen yang menggunakan suplai listrik satu fasa maupun tiga fasa. Sistem distribusi tenaga listrik merupakan salah satu bagian dari sistem penyaluran tenaga listrik yang bagiannya dimulai dari transformator step-down pada gardu induk saluran transmisi hingga ke konsumen akhir. Bagian dari transformator step-down pada gardu induk saluran transmisi hingga ke transformator distribusi disebut sebagai saluran distribusi primer sedangkan bagian dari transformator distribusi hingga ke konsumen akhir disebut sebagai saluran distribusi sekunder. 2.1.1. Sistem tiga fasa empat kawat Sistem tiga fasa empat kawat adalah seperti yang terlihat pada Gambar 2.1. 5 Universitas Sumatera Utara V Ph V Ph V Ph R S T N V L V L V L Gambar 2.1 Sistem Tiga Fasa Empat Kawat Pada Sisi Sekunder Transformator Distribusi Pada Gambar 2.1, belitan pada sisi sekunder transformator distribusi saling terhubung wye yang memiliki tiga kawat fasa dan satu kawat netral. Sistem ini lazim digunakan di Indonesia sebagai saluran distribusi tegangan rendah distribusi sekunder dengan tegangan fasa V ph nominal adalah 220V dan tegangan line V L nominal adalah 380V. Sistem distribusi tegangan rendah tiga fasa empat kawat dapat menyuplai beban 3 fasa maupun 1 fasa. Suplai 1 fasa diperoleh dengan mengambil hanya salah satu penghantar fasa R, S, atau T dan penghantar netral N sebagai jalur baliknya.

2.2. Komponen-Komponen Simetris

Pada tahun 1918, C.L. Fortescue membuktikan bahwa suatu sistem fasa banyak dalam hal ini 3 fasa yang tidak seimbang, dapat diuraikan menjadi tiga buah sistem dengan fasor seimbang yang dinamakan sebagai komponen- komponen simetris symmetrical components dari fasor aslinya. Ketiga komponen simbang pada komponen simetris adalah [6]: 6 Universitas Sumatera Utara 1. Komponen urutan positif. Pada sistem tiga fasa, komponen urutan positif terdiri dari tiga buah fasor yang sama besarnya, terpisah antara satu dengan yang lain sebesar 120 °, dan mempunyai urutan fasor yang sama dengan fasor aslinya. Diagram fasor komponen urutan positif seperti yang terlihat pada Gambar 2.2. Gambar 2.2 Diagram Fasor Komponen Urutan Positif 2. Komponen urutan negatif. Pada sistem tiga fasa, komponen urutan negatif terdiri dari tiga buah fasor yang sama besarnya, terpisah antara satu dengan yang lain sebesar 120 °, dan mempunyai urutan fasor yang berlawanan dengan fasor aslinya. Diagram fasor komponen urutan negatif seperti yang terlihat pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Diagram Fasor Komponen Urutan Negatif 7 Universitas Sumatera Utara 3. Komponen urutan nol. Pada sistem tiga fasa, komponen urutan nol terdiri dari tiga buah fasor yang sama besarnya dan dengan pergeseran fasa 0 ° antara fasor yang satu dengan yang lain. Diagram fasor komponen urutan nol seperti yang terlihat pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Diagram Fasor Komponen Urutan Nol Sehingga besar tegangan sebenarnya dari setiap fasa adalah penjumlahan dari masing-masing komponen simeteris: V a = V a1 + V a2 + V a0 2.1 V b = V b1 + V b2 + V b0 = a 2 V a1 + aV a2 + V a0 2.2 V c = V c1 + V c2 + V c0 = a V a1 + a 2 V a2 + V a0 2.3 Di mana a = 1 ∠120° digunakan untuk menunjukkan operator yang menyebabkan perputaran sebesar 120 ° dalam arah yang berlawanan dengan arah jarum jam. Persamaan 2.1, 2.2, dan 2.3 juga dapat dituliskan sebagai persamaan arus seperti berikut: I a = I a1 + I a2 + I a0 2.4 I b = I b1 + I b2 + I b0 = a 2 I a1 + aI a2 + I a0 2.5 I c = I c1 + I c2 + I c0 = a I a1 + a 2 I a2 + I a0 2.6 Dalam sistem tiga fasa, jumlah arus saluran sama dengan arus I n dalam jalur kembali lewat netral. Sehingga, I n = I a + I b + I c 2.7 8 Universitas Sumatera Utara Tampak pada Persamaan 2.7 bahwa apabila sistem berada dalam kondisi yang seimbang di mana besarnya I a = I b = I c, dan saling terpisah sebesar 120 ° 3 fasa maka tidak akan ada arus yang mengalir pada penghantar netral I n = 0.

2.3. Harmonisa