BAB IV HASIL ANALISA HUBUNG SINGKAT DAN MOTOR STARTING
4.1 Hasil Analisa Hubung Singkat
4.1.1 Perhitungan secara Manual
Sistem kelistrikan Sun Plaza Medan, seperti yang terlihat dalam lampiran A, one line diagram Sun Plaza Medan, memiliki peralatan – peralatan listrik yang
memberikan kontribusi terhadap besarnya arus hubung singkat yaitu terdiri dari Power Grid Sistem Jaringan PLN, motor induksi dan generator sinkron serta
peralatan lainnya seperti kabel dan transformator. Sub bab ini menunjukkan perhitungan arus hubung singkat 3 phasa secara
manual dengan menggunakan langkah – langkah yang telah dijelaskan dalam sub bab 2.4.1.
4.1.1.1 Perhitungan Impedansi Peralatan
Dalam perhitungan impedansi peralatan yaitu resistansi dan reaktansi baik transient maupun sub transient dalam tugas akhir ini adalah mempergunakan sistem
per unit. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan base daya 100 MVA dan base tegangan 20 kV dan 0,38 kV seperti yang terlihat dalam tabel 4.1.
Tabel 4.1 Base Perhitungan
kVA
base
kV
base
I
base
Z
base
100.000 20
2.886,75 4
100.000 0.38
151.934,28
Berikut adalah perhitungan impedansi setiap perlatan untuk power grid, transformator, kabel, motor induksi, lump load, dan generator.
Universitas Sumatera Utara
Power Grid P
SC
= 540 MVA, XR = 3
Untuk mengkonversi besar kontribusi daya hubung singkat P
SC
yang memungkinkan dari sistem jaringan atas tegangan menengah ke satuan per unit,
maka persamaan yang digunakan adalah dengan persamaan 2.6, sehingga :
XR = 3 maka sehingga :
Dengan menggunakan persamaan 2.3, maka persen impedansinya adalah:
Transformator
Trafo 1 4 MVA, Z = 6,75 , XR = 11,4 Impedansi per unit berdasarkan base rating trafo sesuai dengan persamaan
2.3 adalah :
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Sesuai dengan persamaan 2.4 maka persen impedansinya adalah:
Universitas Sumatera Utara
Dimana maka
sehingga :
Dengan menggunakan persamaan 2.3, maka nilai resistansi dan reaktansi per unit Trafo 1 adalah :
Untuk hasil perhitungan impedansi 12 unit Trafo lainnya, dapat dilihat dalam lampiran B pada tabel b.1.
Cable
Cable 1 3NOS 1Cx95 mm
2
Resistansi kabel = 0,23654 ohm1000 m per konduktor berkas. Maka resistansi kabel untuk panjang 250 m adalah :
Karena konduktor kabel terdiri dari 3 berkas maka resistansinya dibagi 3, sehingga :
Dengan menggunakan persamaan 2.2, maka resistansi kabel per unit adalah :
Universitas Sumatera Utara
Sesuai dengan persamaan 2.4 maka persen impedansinya adalah:
Reaktansi kabel = 0,14300 ohm1000 m per konduktor berkas. Maka reaktansi kabel untuk panjang 250 m adalah :
Karena konduktor kabel terdiri dari 3 berkas maka reaktansinya dibagi 3, sehingga :
Dengan menggunakan persamaan 2.2, maka reaktansi kabel per unit adalah :
Sesuai dengan persamaan 2.4 maka persen reaktansinya adalah:
Untuk hasil perhitungan impedansi kabel lainnya dapat dilihat lampiran B tabel b.2.
Motor Induksi
PCHWP-1 45 kW, 54,03 kVA, X’=50, X”=20, XR= 6,05
Transient Reaktansi transient per unit berdasarkan base rating motor sesuai dengan
persamaan 2.3 adalah :
Universitas Sumatera Utara
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base daya yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Dimana maka :
Sub Transient
Reaktansi sub transient per unit berdasarkan base rating motor sesuai dengan persamaan 2.3 adalah :
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base daya yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Dimana maka :
Untuk hasil perhitungan impedansi motor induksi lainnya dapat dilihat dalam lampiran B pada tabel b.3.
Lump Load
DB – ICERING 300 kVA, 40 Motor Load, X’=50, X”=20, XR = 2,38
Transient
Universitas Sumatera Utara
Reaktansi transient per unit berdasarkan base rating motor sesuai dengan persamaan 2.3 adalah :
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base daya yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Dimana maka :
Sub Transient
Reaktansi sub transient per unit berdasarkan base rating motor sesuai dengan persamaan 2.3 adalah :
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base daya yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Dimana maka :
Untuk hasil perhitungan impedansi beban lainnya dapat dilihat dalam lampiran B pada tabel b.4.
Generator
Universitas Sumatera Utara
Gen 1 2 MVA, X’=23, X”=12, XR=48
Transient Reaktansi transient per unit berdasarkan base rating generator sesuai dengan
persamaan 2.3 adalah :
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base daya yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Dimana maka :
Sub Transient
Reaktansi sub transient per unit berdasarkan base rating generator sesuai dengan persamaan 2.3 adalah :
Sehingga nilai per unit rating base tersebut dikonversikan ke base yang telah dipilih yaitu 100 MVA berdasarkan persamaan 2.5 adalah :
Dimana maka :
Untuk hasil perhitungan impedansi generator lainnya dapat dilihat dalam lampiran B pada tabel b.5.
Universitas Sumatera Utara
4.1.1.2 Perhitungan Impedansi Total
Seperti yang telah dijelaskan dalam sub bab 2.4.1, untuk analisa short circuit dengan metode per unit, maka hasil yang diperoleh adalah untuk menetukan
momentary rating dan interrupting rating dari alat proteksi. Pada perhitungan momentary rating ini, semua nilai resistansi dan reaktansi sub transient dari seluruh
peralatan yang memberikan kontribusi arus hubung singkat diperhitungkan. Sedangkan, pada perhitungan interrupting rating, yang diperhitungkan adalah nilai
resistansi dan reaktansi subtransient generator, serta reaktansi transient motor induksi kapasitas besar 50 Hp = 37,3 kW, sementara motor induksi kapasitas
kecil diabaikan. Impedansi total dihitung dengan menjumlahkan semua reaktansi dan resistansi setiap peralatan baik yang terhubung secara seri maupun paralel.
Berikut adalah contoh perhitungan resistansi dan reaktansi sub transient pada salah satu bus yaitu di bus DB-LVL2-SS1-A seperti yang terlihat dalam gambar 4.1.
MCC-AHU-L2.A3.2 0.38 kV
MCC-ESCALATOR-L2-2A 0.38 kV
MCC-ESCALATOR-L2-1A MCC-SEF-L2-A
0.38 kV
MCC-AHU-L2.A2A3.1 0.38 kV
MCC-AHU-L2.A1 0.38 kV
DB-LVL2-SS1-A 0.38 kV
CB137 Cable104
CB138 Cable105
CB139 Cable106
CB140 Cable107
CB141 Cable108
LumpLoad-LVL2-SS1-A 100 kVA
CB196 Cable171
0.38 kV AHU-L2.A1
7.5 kW Cmtr2
Kategori