19
Tabel 2.1 Distribusi reaktansi X
1
dan X
2
pada berbagai desain motor induksi Desain Kelas
X
1
X
2
A 0.5 X
BR
0.5 X
BR
B 0.4 X
BR
0.6 X
BR
C 0.3 X
BR
0.7 X
BR
D 0.5 X
BR
0.5 X
BR
Rotor Belitan 0.5X
BR
0.5X
BR
2.7 Tegangan Tidak Seimbang
Dalam sistem tiga phasa yang seimbang,tegangan line to netral memiliki magnitude yang sama dan tiap – tiap sudut phasanya berbeda 120 derajat satu
sama lain. Apabila terdapat tegangan tiga phasa yang magnitudnya tidak sama dan sudut fasanya mengalami pergeseran sehingga tidak berbeda 120 derajat satu
sama lain, maka dikatakan sistem tersebut memiliki tegangan tidak seimbang. Penyebab tegangan tidak seimbang termasuk impedansi saluran transmisi
dan saluran distribusi yang tidak sama, distribusi beban – beban satu phasa yang tidak merata dalam jumlah besar, dan lain – lain. Ketika beban tiga phasa
seimbang dihubungkan dengan sistem suplai yang tidak seimbang, maka arus yang dialirkan ke beban juga tidak seimbang. Oleh karena itu sangat sulit tidak
mungkin untuk menyediakan suatu sistem suplai seimbang yang sempurna kepada konsumen, sehingga perlu dilakukan berbagai upaya untuk meminimalisasi
20
ketidakseimbangan tegangan untuk mereduksi pengaruhnya pada beban – beban konsumen.
I ii
Gambar 2.11 diagram vector tegangan seimbang; diagram vector tegangan tidak seimbang
Metode yang biasa digunakan dalam menganalisa baik arus ataupun tegangan dalam keadaaan tidak seimbang adalah dengan menggunakan komponen
– komponen simetris yaitu suatu metode yang secara matematis memecahkan suatu sistem yang tidak seimbang menjadi tiga buah sistem yang seimbang.
Sistem tersebut adalah urutan positif, urutan negatif dan urutan nol. Untuk sistem yang seimbang sempurna, maka sistem urutan negatife dan urutan nol tidak ada.
i ii
iii
Gambar 2.12 Diagram vector urutan positif i ; diagram vector urutan negatif ii; diagram vector urutan nol iii
21
Sistem urutan ini dapat dilukiskan secara fisika. Arah perputaran dari motor induksi tiga phasa ketika diaplikasikan dengan tegangan urutan negatif
akan berlawanan arah dengan arah perputaran motor induksi sewaktu diaplikasikan dengan tegangan urutan positif. Sementara itu sistem urutan nol
tidak akan menimbulkan perputaran pada motor induksi, karena tidak ada pebedaan phasa pada ketiga tegangannnya, sehinggan tidak akan dibangkitkan
medan putar. Oleh karena itu, ada dua defenisi ketidakseimbangan pada komponen –
komponen simetris, yaitu : Faktor ketidakseimbangan urutan negatif =
�
2
�
1
dan
Faktor ketidakseimbangan urutan nol =
� �
1
dimana V
1
, V
2
, V adalah sistem
urutan positif, urutan negative, dan urutan nol. Sistem arus urutan nol tidak dapat mengalir pada sistem tiga phasa, misalnya motor induksi, oleh karena itu factor
ketidakseimbangan urutan nol itu sering diabaikan. Adapun ketidakseimbangan tegangan urutan negatif menunjuk pada besarnya tegangan yang mencoba untuk
memutar arah motor induksi tiga phasa pada arah yang berlawanan terhadap yang diberikan oleh tegangan urutan positif.
Adapun faktor ketidakseimbangan urutan negatif menurut IEC 60034 – 26 [2] adalah:
������� �������� = �
��2
�
��1
� 100 2.26
Dimana :
�
��1
= �
��
+ � � �
��
+ �
2
� �
��
3 2.27
22
�
��2
= �
��
+ �
2
� �
��
+ � � �
��
3 2.28
Dimana : � = −0.5 + �0.0866 ��� �
2
= −0.5 − �0.866
Sedangkan menurut NEMA standard MG1. 1993 [3] dan IEEE defenisi ketidakseimbangan itu adalah :
������� ��������� = �
��
− �
��
�
��
� 100 2.29
Dimana : V
LL
= tegangan line-line yang tertinggi V
ll
= tegangan rata-rata dari tegangan line Sesuai dengan rumusan yang telah diberikan, dapat dilihat bahwa definisi
tegangan tidak seimbang yang diberikan NEMA menghindari penakaian aljabar kompleks, sehingga kedua rumusan tersebut akan memberikan hasil yang berbeda.
Contoh jika tegangan tidak seimbang �
��
= 450 ∠0
�
, �
��
= 363 ∠ −121.44
�
, �
��
= 405 ∠130
�
Maka menurut persamaan 3.2 dan 3.3, maka besarnya V
ab1
dan Vab2 adalah :
�
��1
= 404.625 ∠2.89
�
��� �
��2
= 50.217 ∠−23.98
�
Maka besarnya ketidakseimbangan menurut IEC adalah
������� ��������� = 50.217
404.625 � 100 = 12.41
23
Sedangkan menurut NEMA adalah :
������� ��������� = 43.8
406.2 � 100 = 10.78
Tegangan tidak setimbang dalam persentase yang kecil akan menghasilkan arus tidak seimbang dalam jumlah besar, yang mana hal ini akan menimbulkan
kenaikan temperatur pada motor. Jika tegangan yang tidak setimbang menyuplai motor induksi, maka daya kuda nominal dari motor harus dikalikan dengan suatu
faktor seperti yang ditunjukkan gambar 2.7.1
Gambar 2.13 Kurva penurunan rating motor induksi NEMA
Menurut kurva ini, motor induksi dirancang sedemikian rupa sehingga mampu menangani ketidaksetimbangan tegangan 1, dan selanjutnya akan
menurun terganntung pada tingkat ketidaksetimbangan. Operasi pada motor pada harga ketidaksetimbangan tegangan di atas 5 tidak diizinkan.
2.8 Rating Temperatur dan Metode Pengukuran Temperatur Motor Induksi
