IV.5. Perhitungan Nilai Besar Arus Hubung Singkat 3 fasa pada Kedua Sisi Trafo Distribusi
• Untuk Jaringan Tegangan Menengah
Base daya : 100 MVA
Base tegangan : 20 kV ohm
x x
phasa S
Vbase Zbase
base l
L
4 10
100 10
20 3
6 2
3 2
= =
=
−
Ampere x
x x
Vbase phasa
S I
l L
base base
75 ,
2886 10
20 3
10 100
3
3 6
_
= =
=
• Untuk Jaringan Tegangan Rendah
Base daya : 100 MVA
Base tegangan : 400 Volt ohm
x x
phasa S
Vbase Zbase
base l
L 3
6 2
2
10 6
, 1
10 100
400 3
− −
= =
=
Ampere x
x Vbase
phasa S
I
l L
base base
5673 ,
144337 400
3 10
100 3
6 _
= =
=
IV.5.1. Penyederhanaan Nilai Impedansi Jaringan Distribusi
One line diagram dapat dilihat pada lampiran 1. Data dimensi panjang kabel dapat dilihat pada lampiran 2.
Psc di TI 3 = 540 MVA
pu pu
Zsystem ohm
x x
Pscnet V
Zsystem
L L
185 ,
4 74
, 74
, 10
540 10
20
6 2
3 2
= =
= =
=
− −
−
Universitas Sumatera Utara
Penyederhanaan perhitungan impedansinya adalah sebagai berikut : -
pu x
x Zkabel
3760 ,
0245 ,
3515 ,
4 393
, 25
, 4
343 ,
1 ,
4
3 1
= +
= +
=
−
Simpul 3.
Gambar 4.1. Diagram Impedansi Simpul 3
pu x
x Zkabel
0074 ,
4 396
, 15
, 5
,
21 3
= =
−
Trafo MK146 = 250 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
16 25
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 37 x 250 = 92,5 KVA = 0,925 MVA Maka dapat diperoleh :
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
08 ,
1081 10
6 ,
1 7292
, 1
7292 ,
1 0925
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Zkabel 3-21x0,5
Trafo MK 335
Z1 Zt
Trafo MK146
3
Z2 Zt
Zkabel 21-99 Zkabel 3-21x0,5
Universitas Sumatera Utara
Ztrafo MK146 seri terhadap Z1 Zseri 1 = 16 + 1081,08 = 1097,08pu
pu x
x Zkabel
0137 ,
4 168
, 15
, 4
396 ,
15 ,
5 ,
99 21
=
+
+
=
−
Trafo MK335 = 400 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
10 4
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 70 x 400 = 280 KVA = 0,280 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
143 ,
357 10
6 ,
1 5714
, 5714
, 280
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Ztrafo MK335 seri terhadap Z2 dan Z kabel 3-21. Zseri 2 = 10 + 357,143 + 0,0137= 367,156 pu
Rangkaian menjadi :
Zpararel = pu
x 092
, 275
156 ,
357 08
, 1097
156 ,
367 08
, 1097
= +
Zpararel seri dengan Zkabel = 275,092 + 0,0074 = 275,099 pu
275,099 pu 3
0,0074 pu 1097,08 pu
367,156 pu
Universitas Sumatera Utara
4
0,1245 pu
40 pu
4000 pu
pu x
Zkabel 01965
, 4
393 ,
2 ,
4 3
= =
−
Simpul 4.
Gambar 4.2. Diagram Impedansi Simpul 4
pu x
Zkabel 1245
, 4
996 ,
5 ,
99 4
= =
−
Trafo MK 525 = 100 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
40 1
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 25 x 100 = 25 KVA = 0,025 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
4000 10
6 ,
1 4
, 6
4 ,
6 025
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Ztrafo MK525 seri terhadap Z beban dan Z kabel 4 – 99 : Z = 40 + 4000 + 0,01245 = 4040,125 pu
4
4040,1245 pu 4
Zkabel 4-99
Zt MK 525
Zbeban
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zkabel 01965
, 4
393 ,
2 ,
5 4
= =
−
Simpul 5.
Gambar 4.3. Diagram Impedansi Simpul 5
pu x
Zkabel 00983
, 4
393 ,
1 ,
22 5
= =
−
- Trafo MK 140 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
7 ,
12 315
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 55 x 315 = 173,25 KVA = 0,17325 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
87 ,
576 10
6 ,
1 923
, 923
, 17325
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
5
Zkabel 5-22 Zt Mk140
Zbeban1
Zkabel 22-23 Zkabel 23-39
Zk ab
el 2
3- 99
Zk ab
el 2
3 -2
4
Z t
M K
1 41
Zt M
K 14
2
Zb eb
an 2
Zb eb
an 3
Zb eb
an 4
ZB eb
an 5
Zb eb
an 6
Zt M
K 1
43 Zt
M K
1 4
4 Zt
M k
1 45
Universitas Sumatera Utara
Ztrafo MK140 seri terhadap Z beban 1. Z = 576,87 + 21,7 = 589,57
pu x
Zkabel 05
, 4
393 ,
5 ,
23 22
= =
−
pu x
Zkabel 037
, 4
996 ,
, 15
,
99 23
= =
−
- Trafo MK 141 = 160 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
25 160
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 34 x 160 = 54,4 KVA = 0,0544MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
235 ,
1838 10
6 ,
1 941
, 2
941 ,
2 0544
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Ztrafo MK141,Z kabel 23-99 dan Z beban 2 terhubung seri. Z = 25 + 0,037 + 1838,235 = 1863,27 pu.
pu x
Zkabel 0073
, 4
393 ,
075 ,
24 23
= =
−
-Trafo MK 142 = 100 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
40 100
, 100
04 ,
= =
=
Universitas Sumatera Utara
Beban terpasang = 74 x 100 = 74 KVA = 0,074
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
35 ,
1351 10
6 ,
1 162
, 2
1621 ,
2 074
, 4
, ,
3 3
2 3
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK142, Z kabel 23-24 dan Z beban 3 terhubung seri. Z = 40 + 0,0073 + 1351,35 = 1391,35 pu.
pu x
Zkabel 037
, 4
996 ,
15 ,
99 23
= =
−
- Trafo MK 143 = 100 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
40 100
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 30 x 100 = 30 KVA = 0,030 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
34 ,
3333 10
6 ,
1 333
, 5
333 ,
5 030
, 4
, ,
3 4
2 4
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK143 dan Z beban 4 terhubung seri. Z = 3333,34 + 40 = 3373,34 pu.
- Trafo MK 144 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
7 ,
12 315
, 100
04 ,
= =
=
Universitas Sumatera Utara
Beban terpasang = 65 x 315 = 204,75 KVA = 0,20475 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
400 ,
448 10
6 ,
1 7814
, 7814
, 20475
, 4
, ,
3 5
2 5
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK144 dan Z beban 5 terhubung seri. Z = 12,7 + 448,400 = 501,100 pu
- Trafo MK 145 = 100 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
40 100
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 17 x 315 = 17 KVA = 0,017 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
353 ,
5882 10
6 ,
1 411
, 9
411 ,
9 017
, 4
, ,
3 6
2 6
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK145 dan Z beban 6 terhubung seri. Z = 40 + 5882,353 = 5922,353 pu.
23
33 73
,3 4
p u
50 1,
1 p
u 59
22 ,3
53 p
u 0,
03 7
p u
23
,0 3
7 p
u
405, 75pu
Universitas Sumatera Utara
pu Zp
Zp 75
, 405
253 ,
5922 1
1 ,
501 1
3373 1
1 =
+ +
=
Zp seri dengan Z kabel 23-99. = 405,75 + 0,037 = 405,79pu - Dari simpul 23 ada 3 impedansi pararel :
pu Zp
Zp 28
, 269
79 ,
405 1
35 ,
1391 1
27 ,
1863 1
1
= +
+ =
Zp seri dengan Z kabel 22 -23 = 269,28 + 0,05 = 269,33 pu Rangkaian dapat disederhanakan lagi sebagai berikut :
26 9,
33 p
u
589,57 pu
0, 00
98 3
pu
5
1 8
5 ,3
1 5
p u
5
0, 00
98 3
pu
5
18 5,
30 6
pu
23
1 8
6 3
,2 7
p u
1 3
9 1
,3 5
p u
4 5
,7 9
,0 5
p u
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zp 306
, 185
33 ,
269 7
, 589
33 ,
269 7
, 589
= +
=
Zp seri terhadap Zkabel 5-22 = 185,306 + 0,00983 = 185,315pu
pu x
Zkabel 00985
, 4
393 ,
1 ,
6 5
= =
−
Simpul 6.
6
Zk ab
el 6
-2 5
Zkabel 25-99
Zkabel 40-1.99 Z3
Z2
Z1 Zt Trafo
MK138
Zt Trafo MK137
Zt Tr
af o
M K
4 36
Zt k
ab el
4 0-
99
Gambar 4.4. Diagram Impedansi Simpul 6
pu x
Zkabel 0125
, 4
996 ,
05 ,
99 .
1 49
= =
−
- Trafo MK 436 = 200 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
20 200
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 61 x 200 = 122 KVA = 0,122 MVA
Universitas Sumatera Utara
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
67 .
819 10
6 ,
1 3114
, 1
3114 ,
1 122
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK436, Z beban 1 Z kabel 40-1.99 terhubung seri. Z = 20 + 0,0125 + 819,6 7 = 839,68 pu.
pu x
Zkabel 025
, 4
996 ,
1 ,
99 .
49
= =
−
- Trafo MK137 = 200 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
20 200
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 64 x 200= 128 KVA = 0,128 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
25 ,
781 10
6 ,
1 25
, 1
25 ,
1 128
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK137, Z beban 2 dan Z kabel 40-99 terhubung seri. Z =20 + 781,25 + 0,025 = 801,275 pu.
839,68 pu 801,275
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zpararel 410
275 ,
801 68
, 839
275 ,
801 68
, 839
= +
=
Zpararel seri dengan Z kabel 25 - 40,
pu x
Zseri 037
, ,
410 037
, 410
4 996
, 15
, 410
= +
= +
=
pu x
Zkabel 025
, 4
996 ,
1 ,
99 25
= =
−
- Trafo MK138 = 250 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
16 250
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 107 x 250= 267,5 KVA = 0,2675 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
8 ,
373 10
6 ,
1 598
, 598
, 2675
, 4
, ,
3 3
2 3
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK138, Z beban 3 dan Z kabel 25-99 terhubung seri. Z =16 + 373,8 + 0,025 = 389,825 pu
0,025 pu
410,037 pu 389,825 pu
6
6
199,853 pu
Universitas Sumatera Utara
pu x
x x
Z 835
, 199
0147 ,
83 ,
199 4
393 ,
15 ,
825 ,
389 037
, 410
825 ,
389 037
, 410
= +
= +
=
pu x
Zkabel 0098
, 4
393 ,
1 ,
7 6
= =
−
Simpul 7.
Gambar 4.5. Diagram Impedansi Simpul 7
pu x
Zkabel 0049
, 4
393 ,
05 ,
99 7
= =
−
- Trafo MK 465 = 250 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA
pu x
MVA MVA
x Zt
Zt
lama baru
lama baru
16 250
, 100
04 ,
= =
=
Beban terpasang = 76 x 250= 190 KVA = 0,190 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
3157 ,
526 10
6 ,
1 8421
, 8421
, 190
, 4
, ,
3 3
2 3
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK465, Z beban dan Z kabel 7-99 terhubung seri.
7
Zkabel
7-99
Zt MK 465
Zbeban
7
0,0049 pu
16 pu
526,3157 pu
7
524,320 pu
Universitas Sumatera Utara
Z =16 + 526,3157 + 0,0049 = 542,320 pu
pu x
Zkabel 0245
, 4
393 ,
25 ,
8 7
= =
−
Simpul 8.
Gambar 4.6. Diagram Impedansi Simpul 8
Z3
Zt Trafo
M K133
Z5
Zk ab
el 8
-8
Z1
Z2
Zt Trafo MK131
Zt k
ab el
8 -2
6
Zkabel 26-99 8
8
8 Zt Trafo
MK130
Zt Trafo MK072
Zt Trafo MK129
Z4
Zk ab
el 8
-8 ’
26
Zk ab
el 2
6- 28
Zk ab
el 2
8- 41
28
41
Zt Trafo
M K204
Zt Trafo
MK1 32
Z7 Z6
Z kabel
41-99 Zka
bel 41-1.
99
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zkabel 016
, 4
125 ,
5 ,
99 41
= =
−
- Trafo MK 133 = 200 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA Zt = 20 pu
Beban terpasang = 56 x 200= 112 KVA = 0,112 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
85 ,
892 10
6 ,
1 428
, 1
428 ,
1 112
, 4
, ,
3 5
2 5
= =
= =
=
− −
Z beban 5, Zt trafo MK 133, dan Z kabel 41-99 terhubung seri. Total Z =892,85 + 20 +0,016 = 912,873 pu
- Trafo MK 132 = 200 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 20 pu
Beban terpasang = 70 x 200= 140 KVA = 0,14 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
28 ,
714 10
6 ,
1 1428
, 1
1428 ,
1 140
, 4
, ,
3 6
2 6
= =
= =
=
− −
Z beban 6 dan Zt trafo MK 132 terhubung seri. Total Z = 714,28 + 20 = 734,28 pu
pu x
Zkabel 016
, 4
125 ,
5 ,
99 .
1 41
= =
−
- Trafo MK 204 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA Zt = 12,7 pu
Universitas Sumatera Utara
Beban terpasang = 77 x 315= 242,55 KVA = 0,24255 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
28 ,
412 10
6 ,
1 659
, 659
, 24255
, 4
, ,
3 7
2 7
= =
= =
=
− −
Z beban 7, Zt trafo MK 204, dan Z kabel 41-1.99 terhubung seri. Total Z = 412,28 +12,7 + 0,016 = 425,00 pu
425 pu 913,87 pu
41
734,28 pu
pu Zp
Zp 94
, 207
425 1
28 ,
734 1
87 ,
913 1
1
1 1
= +
+ =
pu x
Zkabel 0058
, 4
583 ,
05 ,
41 28
= =
−
Z p1 dan Z kabel 28 – 41 seri maka Zs1= 207,94 + 0,0058 = 207,9458
- Trafo MK 129 = 400 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA Zt = 10 pu
Beban terpasang = 50 x 400 = 200 KVA = 0,200 MVA
Universitas Sumatera Utara
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
500 10
6 ,
1 800
, 8
, 200
, 4
, ,
3 4
2 4
= =
= =
=
− −
Z beban 4, Zt trafo MK 129 terhubung seri. Total Zs2 = 500 +10 = 510 pu
Zs1 dan Zs2 pararel
pu Zp
Zp 716
, 147
510 1
9458 ,
207 1
1
2 2
= +
=
pu x
Zkabel 025
, 4
393 ,
25 ,
28 26
= =
−
Zp2 seri terhadap Z kabel 26 -28 Zs3 = 147,716 + 0,025 =147,741pu
pu x
Zkabel 0086
, 4
8334 ,
1 ,
99 26
= =
−
- Trafo MK 072 = 630 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA Zt = 6,35 pu
Beban terpasang = 80 x 630 = 504 KVA = 0,504MVA
510 pu 207,9458 pu
28
Universitas Sumatera Utara
204,7713 pu 147,741 pu
26
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
412 ,
198 10
6 ,
1 3174
, 3174
, 504
, 4
, ,
3 3
2 3
= =
= =
=
− −
Z beban 3, Zt trafo MK 072 dan Z kabel 26 - 99 terhubung seri. Total Zs4 = 198,412 + 6,35 + 0,0086 = 204,7713 pu
Zs3 paparel Zs4
pu x
Zkabel 0074
, 4
0393 ,
075 ,
26 8
= =
−
Zp3 seri terhadap Z kabel 8’’- 26 maka Zs4 = 85,8214 + 0,0074 = 85,828 pu.
- Trafo MK 130 = 250 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA Zt = 16 pu
Beban terpasang = 37 x 250 = 92, 50 KVA = 0,0925 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
08 ,
1081 10
6 ,
1 729
, 1
729 ,
1 0925
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
pu Zp
Zp 8214
, 85
7713 ,
204 1
741 ,
147 1
1
3 3
= +
=
Universitas Sumatera Utara
Z beban 2, Zt trafo MK 130 terhubung seri. Zs5 = 1081,08 + 16 = 1097,08 pu.
Zs4 pararel terhadap Zs5
Zp4 seri terhadap Z kabel 8’-8” maka Zs6 = 79,600 + 0,0037 =79,637 pu.
- Trafo MK 131 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA Zt = 12,7pu
Beban terpasang =105 x 315 = 330 KVA = 0,33 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
125 ,
303 10
6 ,
1 485
, 485
, 33
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Z beban 1, Zt trafo MK 131 terhubung seri. Zs7 = 303,125 + 12,7 = 315,825 pu.
Zs6 pararel terhadap Zs7
1097,08 pu 85,828 pu
8
Zk ab
el 8
- 8
79,600 pu Z1
Zt Trafo MK131
8
8 315,825 pu
79,673 pu pu
Zp Zp
600 ,
79 08
, 1097
1 828
, 85
1 1
4 4
= +
=
pu x
Zkabel 0037
, 4
0393 ,
0375 ,
8 8
= =
−
Universitas Sumatera Utara
8
6 6
,3 3
7 p
u
pu Zp
Zp 30
, 66
855 ,
315 1
673 ,
79 1
1
5 5
= +
=
pu x
Zkabel 0037
, 4
0393 ,
0375 ,
8 8
= =
−
Z total dari simpul 8 adalah : Zp5 + Z kabel 8-8’ = 66,33 + 0,0037 = 63,3037
pu x
Zkabel 0049
, 4
0393 ,
05 ,
9 8
= =
−
Simpul 9.
Gambar 4.7. Diagram Impedansi Simpul 9
pu x
Zkabel 0125
, 4
996 ,
05 ,
99 9
= =
−
- Trafo MK 485 = 160 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu
Zt Trafo
M K485
Zkabel 9-99
9
99
Zb eb
an 25 pu
0,0125 pu 9
812,5 pu
9
837,5125 pu
Universitas Sumatera Utara
Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 25 pu Beban terpasang =77 x 160 = 123,2 KVA = 0,1232 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
5 ,
812 10
6 ,
1 1298
. 298
, 1
1232 ,
4 ,
,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Z beban 1, Zt trafo MK 485 dan Z kabel 9-99 terhubung seri. Zseri = 812,5 + 25 + 0,0125 = 837,5125 pu.
pu x
Zkabel 0084
, 4
168 ,
2 ,
10 9
= =
−
Simpul 10.
Gambar 4.8. Diagram Impedansi Simpul 10
pu x
Zkabel 00625
, 4
125 ,
2 ,
99 10
= =
−
Zt Trafo
M K134
Z2 10
Zt Trafo MK132b
Z1 10
Z k
a b
el 10-
10
Z k
ab el
10- 99
10
734,2857 pu
5 8
9 ,9
8 7
p u
,0 6
2 5
p u
10
3 2
3 ,1
7 6
p u
Universitas Sumatera Utara
- Trafo MK 134 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 12,7 pu
Beban terpasang = 55 x 315 = 173,25 KVA = 0,17325 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
2005 ,
577 10
6 ,
1 9235
. 9235
, 17325
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Z beban 2, Zt trafo MK 134 dan Z kabel 10’-99 terhubung seri. Zs1 = 577,2005 + 12,7 + 0,00625 = 589,9067 pu.
- Trafo MK 132b = 200 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 20 pu
Beban terpasang = 70 x 200 = 140 KVA = 0,140 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
28 ,
714 10
6 ,
1 14285
, 1
14285 ,
1 140
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Z beban 1, Zt trafo MK 132b terhubung seri. Zs2 = 714,28 + 20 = 734,28 pu.
Zs1 pararel Zs1
pu Zp
Zp 16974
, 323
28 ,
734 1
9067 ,
589 1
1
= +
=
Zp seri terhadap Z kabel 10 – 10’. Z = 323,9067 + 0,00625 = 323,176 pu
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zkabel 03125
, 4
125 ,
1
11 10
= =
−
pu x
Zkabel 015625
, 4
125 ,
5 ,
12 11
= =
−
Simpul 12.
Gambar 4.9. Diagram Impedansi Simpul 12
- Trafo MK 129 = 400KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 10 pu
Beban terpasang = 50 x 400 = 200KVA = 0,200 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
500 10
6 ,
1 8
, 8
, 200
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Z beban , Zt trafo MK 129 terhubung seri. Z = 500 +10 = 510 pu.
Zt MK 129
Zbeban 10 pu
500 pu 12
510 pu
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zkabel 01965
, 4
393 ,
2 ,
13 12
= =
−
Simpul 13.
Gambar 4.10. Diagram Impedansi Simpul 13
pu x
x Zkabel
b
00415 ,
4 996
, 05
, 3
,
33
= =
−
- Trafo MK 024 = 630 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 6,35 pu
Beban terpasang = 71 x 630 = 447,3 KVA = 0,4473 MVA
0,00415 pu
Z1
Zk abel
13-32
13
6,35pu
32
a
b
33
Zkabel 32-a
Zkabe l
a-b
Z kabel
b-33 Zt Trafo
MK457
Zt Trafo MK078
Zt Trafo MK025
Zt Trafo MK024
Zkabel32-99
Z4 Z3
Z2
0,00415 pu 0,0735
0,00415 pu 0,0344 pu
223,563 pu 10 pu
961,5384 pu 8 pu
833,3333 pu 12,7 pu
453,5147 pu
13
114,8336 pu
Universitas Sumatera Utara
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
563 ,
223 10
6 ,
1 3577
, 3577
, 4473
, 4
, ,
3 4
2 4
= =
= =
=
− −
Z beban 4 , Zt trafo MK 024, Zkabel b-33 terhubung seri. Zs1= 223,563 + 6,35 + 0,00415 = 229,955 pu.
- Trafo MK 025 = 400 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 10 pu
Beban terpasang = 26 x 400 = 104 KVA = 0,104 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
5384 ,
961 10
6 ,
1 5384
, 1
5384 ,
1 104
, 4
, ,
3 3
2 3
= =
= =
=
− −
Z beban 3 , Zt trafo MK 025 terhubung seri. Zs2= 961,5384 + 10 = 971,5384 pu.
Zs1 pararel Zs2 :
pu Zp
Zp 9436
, 185
5384 ,
971 1
955 ,
229 1
1
1 1
= +
=
pu x
x Zkabel
b a
00415 ,
4 996
, 05
, 3
, =
=
−
Zp1 seri dengan Z kabel a-b. Zs3 = 185,9436 + 0,00415 = 185,9478 pu.
Universitas Sumatera Utara
- Trafo MK 078 = 500 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 8 pu
Beban terpasang = 24 x 500 = 120 KVA = 0,120 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
3333 ,
833 10
6 ,
1 3333
, 1
3333 ,
1 120
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Z beban 2 , Zt trafo MK 078 terhubung seri. Zs4= 833,3333 + 8 = 841,3333 pu.
Zs3 dan Zs4 pararel :
pu Zp
Zp 2894
, 152
3333 ,
841 1
9476 ,
185 1
1
2 2
= +
=
pu x
x Zkabel
a
00415 ,
4 996
, 05
, 3
,
32
= =
−
Zp2 seri Zkabel 32-a, Zs5 = 152,2894 + 0,00415 = 152,2936 pu.
pu x
Zkabel 0735
, 4
168 ,
75 ,
1
99 32
= =
−
- Trafo MK 457 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 12,7 pu
Beban terpasang = 70 x 315 = 220,5 KVA = 0,2205 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
5147 ,
453 10
6 ,
1 7256
, 7256
, 2205
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Universitas Sumatera Utara
Z beban 1, Zt trafo MK 457, Z kabel 32-99 terhubung seri. Zs6 = 453,5147 + 12,7 + 0,0735 = 466, 2882 pu
Zs5 pararel Zs6 :
pu Zp
Zp 8336
, 114
2882 ,
466 1
2936 ,
152 1
1
3 3
= +
=
pu x
Zkabel 0344
, 4
393 ,
35 ,
32 13
= =
−
Zp3 seri terhadap Z kabel 13-32. Z = 114,7992 + 0,0344 = 114,8336
pu x
Zkabel 0344
, 4
393 ,
35 ,
14 13
= =
−
Simpul 14.
Ztotal kanan 14
Zkab el
14 -99
Zt Trafo MK075
Zt Trafo MK076
Zkabe l 14
-1. 99
Z beban 1
Z beban 2 Ztotal kiri
F1 F2
Gambar 4.11. Diagram Impedansi Simpul 14
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zkabel 0249
, 4
996 ,
1 ,
99 14
= =
−
Trafo MK 075 = 400 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 10 pu
Beban terpasang = 77 x 400 = 308 KVA = 0,380 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
6753 ,
324 10
6 ,
1 5194
, 5194
, 308
, 4
, ,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Z beban 1, Zt trafo MK 075, Z kabel 14 - 99 terhubung seri. Z total sisi atas simpul 14 adalah 324,6753 + 10 + 0,0249 = 334,700 pu.
pu x
Zkabel 03735
, 4
996 ,
15 ,
99 .
1 14
= =
−
- Trafo MK 076 = 400 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA maka Zt = 10 pu
Beban terpasang = 79 x 400 = 316 KVA = 0,316 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
4556 ,
316 10
6 ,
1 5063
, 5063
, 316
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Universitas Sumatera Utara
Z total kiri dari simpul 1 ke simpul 14
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13
Gambar 4.12. Diagram Impedansi dari Simpul 1- 14
Simpul 3-4 ditransformasikan dari Delta ke bintang
Simpul 5-6 ditransformasikan dari Delta ke bintang.
3 4
o1
o1
0,01965 pu
4040,1245 pu 275,099
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
O O
O O
56 ,
257 01965
, 1245
, 4040
099 ,
275 1245
, 4040
099 ,
275 0184
, 01965
, 1245
, 4040
099 ,
275 1245
, 4040
01965 ,
00125 ,
01965 ,
1245 ,
4040 099
, 275
099 ,
275 01965
,
1 1
1 4
1 3
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
5 6
O2
O2
0,00985 pu
199,853 pu 541,806 pu
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
O O
O O
9972 ,
145 00985
, 853
, 199
806 ,
541 853
, 199
806 ,
541 0026
, 00985
, 853
, 199
806 ,
541 853
, 199
00985 ,
0072 ,
00985 ,
853 ,
199 806
, 541
806 ,
541 00985
,
2 2
2 6
2 5
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
Universitas Sumatera Utara
Simpul 7 - 8 ditransformasikan dari Delta ke bintang
Simpul 9 -10 ditransformasikan dari Delta ke bintang.
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
O O
O O
078 ,
59 3037
, 66
32 ,
542 0245
, 3037
, 66
32 ,
542 00267
, 3037
, 66
32 ,
542 0245
, 3037
, 66
0245 ,
0218 ,
3037 ,
66 32
, 542
0245 ,
32 ,
542 0245
,
3 3
3 8
3 7
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
7 8
03
03
0,0245 pu
66,3037 pu 542,32 pu
9 10
04
04
0,0084 pu
323,176 pu 837,5125
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
O O
O O
191 ,
233 5125
, 837
176 ,
323 0084
, 176
, 323
5125 ,
837 0023
, 5125
, 837
176 ,
323 0084
, 176
, 323
0084 ,
0061 ,
5125 ,
837 176
, 323
0084 ,
525 ,
837 0084
,
4 4
4 10
4 9
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
Universitas Sumatera Utara
Simpul 12 -13 ditransformasikan dari Delta ke bintang.
Z total kiri dari simpul 1 ke simpul 14 dapat digambarkan menjadi :
1
1 3
4 5
13 14
2
1 2
3 4
5
257,56 pu 59,078 pu
145,9972 pu 233,191 pu
93,726 pu
Dimana nilai nilai impedansinya adalah :
pu Z
Z Z
Z Z
37725 ,
001125 ,
0245 ,
3515 ,
01 1
01 3
3 2
2 1
01 1
= +
+ =
+ +
=
− −
− −
−
pu Z
Z Z
Z Z
04525 ,
0072 ,
01965 ,
0184 ,
02 01
02 5
5 4
4 01
02 01
= +
+ =
+ +
=
− −
− −
−
pu Z
Z Z
Z Z
03425 ,
0218 ,
00985 ,
0026 ,
03 02
03 7
7 6
6 02
03 02
= +
+ =
+ +
=
− −
− −
−
12 13
05
05
0,01965
114,8336 510
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
O O
O O
726 ,
93 8336
, 114
510 01965
, 510
8336 ,
114 0036
, 8336
, 114
510 01965
, 8336
, 114
01965 ,
016 ,
8336 ,
114 510
01965 ,
510 01965
,
5 5
5 13
5 12
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
Universitas Sumatera Utara
pu Z
Z Z
Z Z
01368 ,
0061 ,
00491 ,
00267 ,
04 03
04 9
8 8
03 04
03
= +
+ =
+ +
=
− −
− −
−
pu Z
Z Z
Z Z
Z 06518
, 016
, 015625
, 03125
, 0023
,
05 04
05 12
12 11
11 10
10 04
05 04
= +
+ +
= +
+ +
=
− −
− −
− −
pu Z
Z Z
Z 03798
, 03438
, 0036
,
14 05
14 3
13 05
14 05
= +
= +
=
− −
− −
Simpul 01- 02 ditransformasikan dari Delta ke bintang.
01 02
0a
0a’
0,04525 pu
145,9972 pu 257,56 pu
Simpul 03 - 04 ditransformasikan dari Delta ke bintang.
03 04
0b
0b’
0,01368 pu
233,191 pu 59,078 pu
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
a a
a a
726 ,
93 56
, 257
9972 ,
145 04525
, 9972
, 145
56 ,
257 01636
, 56
, 257
9972 ,
145 04525
, 9972
, 145
04525 ,
02887 ,
56 ,
257 9972
, 145
04525 ,
56 ,
257 04525
,
02 01
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
b b
b b
134 ,
47 078
, 59
191 ,
233 01368
, 191
, 233
078 ,
59 01636
, 078
, 59
191 ,
233 01368
, 191
, 233
01368 ,
02276 ,
078 ,
59 191
, 233
01368 ,
078 ,
59 01368
,
04 03
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
Universitas Sumatera Utara
Rangkaian Z total kiri 1 - 14 menjadi :
1
1 a
b 5
14
a’ 3
b 5
93,1685 pu 93,726 pu
2
47,134 pu
pu Z
Z Z
Z Z
b a
b a
b a
05337 ,
00276 ,
03425 ,
01636 ,
03 03
02 02
= +
+ =
+ +
=
− −
− −
−
Simpul 0a- 0b ditransformasikan dari Delta ke bintang.
Rangkaian Ztotal kiri 1-14 menjadi :
1
a x
5
14
b
31,288 pu 93,726 pu
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
x x
x b
x a
288 ,
31 005337
, 134
, 47
1685 ,
93 134
, 47
1685 ,
93 01792
, 005337
, 134
, 47
1685 ,
93 134
, 47
05337 ,
03543 ,
005337 ,
134 ,
47 1685
, 93
1685 ,
93 05337
,
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
0a 0b
0x
0x’
47,134 pu 93,1685 pu
0,05337 pu
Universitas Sumatera Utara
pu Z
z Z
Z Z
x b
b x
x
09401 ,
06518 ,
01091 ,
01792 ,
05 05
04 04
05
= +
+ =
+ +
=
− −
− −
−
Simpul 0x - 05 ditransformasikan dari Delta ke bintang.
Rangkaian Ztotal kiri 1-14 menjadi :
pu Z
Z Z
Z
a a
a
40612 ,
02887 ,
37725 ,
1 01
01 1
1
= +
= +
=
− −
− −
pu Z
b
46506 ,
02351 ,
03543 ,
40612 ,
1
= +
+ =
−
pu Z
b
10841 ,
03798 ,
07043 ,
14
= +
=
−
Z system dari Psc Di TI 3 = 0,18518 pu
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
y y
y y
x
4397 ,
23 288
, 31
726 ,
93 09401
, 726
, 93
288 ,
31 07043
, 288
, 31
726 ,
93 09401
, 134
, 47
09401 ,
02351 ,
288 ,
31 726
, 93
09401 ,
288 ,
31 09401
,
05
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
0x 05
0y
0y’
0,09401 pu
93,726 pu 31,288 pu
1
a x
5
14
b
2 3
,4 3
9 7
p u
0,40612 pu 0,03543 pu
0,02351 pu 0,07043 pu
0,03798 pu
Universitas Sumatera Utara
Rangkaian impedansi menjadi :
Ztotal kiri =
pu x
7411 ,
10841 ,
4397 ,
23 46506
, 18518
, 4397
, 23
46506 ,
18518 ,
= +
+ +
+
Simpul 15.
15
99
Zbe b
an 0,00525 pu
15 15
Zkabel 15-99
ZtrafoMK BNI
12,7 pu
396,825 pu 409,528 pu
Gambar 4.13. Diagram Impedansi Simpul 15
pu x
Zkabel 0147
, 4
393 ,
15 ,
15 14
= =
−
14
0,7411 pu Ztotal kiri
14
0,18518 pu
0y
0,46506 pu
2 3
,4 3
9 7
p u
0,10841 pu Ztotal kiri
Universitas Sumatera Utara
pu x
Zkabel 00252
, 4
168 ,
06 ,
99 15
= =
−
- Trafo MK BNI = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA = 12,7 pu
Beban terpasang = 80 x 315 = 252 KVA = 0,252 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
825 ,
396 10
6 ,
1 93492
, 63492
, 252
, 4
, ,
3 2
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK BNI, Z beban dan Z kabel 15-99 terhubung seri. Z =12,7 + 396,825 + 000525 = 409,528 pu
pu x
Zkabel 0098
, 4
393 ,
1 ,
16 15
= =
−
Simpul 16.
16
Zbe b
an
16 16
ZtrafoMK 074
12,7 pu
473,8213 pu 486,5213 pu
Gambar 4.14. Diagram Impedansi Simpul 16
- Trafo MK 074 = 315 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA = 12,7 pu
Universitas Sumatera Utara
Beban terpasang = 67 x 315 = 211,05 KVA = 0,21105 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
8213 ,
473 10
6 ,
1 7581
, 7581
, 21105
, 4
, ,
3 2
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK 074, Z beban terhubung seri. Z =12,7 + 473,8213 = 486,5213 pu
pu x
Zkabel 00975
, 4
13 ,
3 ,
17 116
= =
−
Simpul 17.
17 17
Zkabel17-a 187,585
a
b Zkabela-b
Zt trafo MK 476
Zt trafo MK 073
Zbeban 2 Zbeban 1
17
0,0168 pu a
b 0,034 pu
25 pu
10 pu
223,2143 pu 932,836 pu
Gambar 4.15. Diagram Impedansi Simpul 17
pu x
x Zkabel
b a
034 ,
4 583
, 35
, 66
, =
=
−
- Trafo MK 073 = 400 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA = 10 pu
Universitas Sumatera Utara
Beban terpasang = 112 x 400 = 448 KVA = 0,448 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
2143 ,
223 10
6 ,
1 35714
, 35714
, 448
, 4
, ,
3 2
2 2
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK 073, Z beban 2 dan Z kabel a-b seri. Zs1 = 223,2143 + 10 = 233,2143 pu
- Trafo MK 476 = 160 KVA, Zt = 4 = 0,04 pu Nilai Zt dikonversikan dalam base 100 MVA = 25 pu
Beban terpasang = 67 x 160 = 107,2KVA = 0,1072 MVA
pu x
Z ohm
MVAbeban KV
tegangan Z
L L
836 ,
932 10
6 ,
1 35714
, 4925
, 1
1072 ,
4 ,
,
3 1
2 1
= =
= =
=
− −
Zt trafo MK 476, Z beban 1 dan seri. Zs2 = 932,836 + 25 = 957,836 pu
Zs1 pararel Zs2 :
pu Zp
Zp 568
, 187
836 ,
957 1
243 ,
233 1
1
= +
=
pu x
x Zkabel
a
0168 ,
4 583
, 35
, 33
,
17
= =
−
Z =187,568 + 0,0168 = 187,585 pu
Universitas Sumatera Utara
Rangkaian Ztotal kanan 14-17 menjadi :
16
473,8213 pu 409,528 pu
0,0975 pu
187,585 pu 0,0147 pu
17 15
14 0,0098 pu
Gambar 4.16. Diagram Impedansi Simpul 14 -17
Simpul 15-16 ditransformasikan dari Delta ke bintang
15 16
0z
0z’ 0,0098 pu
409,528 pu 473,8213 pu
Rangkaian menjadi :
Arus
222,3558 pu 0,0048 pu
0z 187,585 pu
0,00975 pu 0,00532 pu
14 0,0147 pu
pu x
Z pu
x Z
pu x
Z
Z Z
z z
3558 ,
222 528
, 409
8213 ,
473 0098
, 8213
, 473
528 ,
409 00532
, 528
, 409
8213 ,
473 0098
, 8213
, 473
0098 ,
00448 ,
528 ,
409 8213
, 473
0098 ,
528 ,
409 0098
,
16 15
= +
+ =
= +
+ =
= +
+ =
− −
−
Universitas Sumatera Utara
14 Arus
2 2
2 ,3
5 5
8 p
u
0,01918 pu 0z
187,6
pu Zp
Zp 7523
, 101
3885 ,
222 1
600 ,
187 1
1
= +
=
Ztotal kiri = 101,7523 + 0,01918 = 101,7715 pu.
One line diagram dapat disederhanakan seperti gambar 4.17.
334,7002 pu 14
10 pu
316,4556 pu
F 1
F 2 101,7715 pu
0,7411 pu
0,03735 pu
Ztotal kiri Ztotal kanan
Ztotal atas
Gambar 4.17. Diagram Titik Gangguan F1 dan F2
Universitas Sumatera Utara
Dengan menggunakan methode thevenin imperdansi gangguan adalah : 1.
Apabila gangguan di titik F1, impedansi gangguan adalah nilai Z total kiri, Ztotal kanan, Z total atas dipararelkan. Nilai Z pararel ini di serikan terhadap
Z kabel 14 -1.99. Nilai Z seri ini di pararelkan terhadap Z seri trafo 076 dan Z beban 2.
2. Apabila gangguan di titik F2, impedansi gangguan adalah nilai Z total kiri, Z
total kanan, Z total atas dipararelkan. Nilai Z pararel ini di serikan terhadap Z kabel 14 -1.99 dan Z trafo 076. Nilai Z seri ini di pararelkan terhadap Z
beban 2.
IV.5.2. Gangguan di titik F1 Sisi Primer Trafo Distribusi