REPRESENTASI SISTEM TENAGA LISTRIK REPRE

REPRESENTASI SISTEM TENAGA LISTRIK
1. Kompo
Komponen
nen Sist
Sistem
em Ten
Tenaga
aga List
Listrik
rik
Suatu sistem tenaga listrik merupakan interkoneksi 3 bagian utama, yaitu :
•

Sistem pembangkitan
-

Sistem penggerak mula ( prime mover)

-

Mekanisme governor

-

Mesin serempak

-

Sistem penguat ( exciter)

-

Sistem pengatur tegangan ( voltage regulation)

Pengaruh reaksi jangkar dan fluks boor merupakan reaktans sinkron!
"ahanan setiap fasa dari belitan jangkar yang terhubung seri dengan reaktans
dapat diabaikan!
•

Sistem penyaluran
-

Salura transmisi

-

Saluran distribusi

-

"rafo daya

-

"rafo distribusi

-

Peralatan pengaman

-

#onpensasi daya reaktif (#apasitor, reaktor, dll)

Menurut panjangnya, saluran transmisi dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu :

-

Saluran transmisi pendek ( short line ) yaitu yang panjangnya $ %& km (di
ba'ah & mil)!

-

Saluran transmisi menengah (medium line) yaitu yang panjangnya antara
%& km  *+& km (&  & mil)!

-

Saluran transmisi panjang (long line) yaitu yang panjangnya  *+& km (&
mil keatas)!

Parameter-parameter saluran transmisi antara lain : tahanan ( resistans),
reaktans, kapasitans dan konduktans yang tersebar di sepanjang saluran!
.ntuk saluran pendek dan menengah, parameter-parameter direpresentasikan
seara terpusat (lumped) tidak tersebar seara merata sepanjang saluran!

•

/eban
0alam penganalisaan tidak diberikan seara detail, tetapi digambarkan
sebagai suatu impedans tetap yang menyerap daya dari sistem tenaga listrik!
.ntuk merepresentasikan suatu beban (P-j1), harus diketahui variasi daya
aktif (P) dan daya reaktif (1) terhadap variasi teganga nnya! Pada suatu bus,
suatu beban mungkin terdiri dari :

-

Motor-motorinduksi

: &2&

-

Penerangan dan pemanasan

: *&  3& 

-

Motor-motorsinkron

:&

0alam menganalisa sistem tenaga listrik, ada 3 ara untuk merepresentasikan
beban :
a! 4epresentasi beban dengan daya tetap
0alam hal ini daya aktif maupun daya reaktif dianggap konstan! 5ni
digunakan untuk perhitungan aliran daya!
b! 4epresentasi beban dengan arus tetap
0alam hal ini arus dihitung sebagai:

I

=

P − jQ
V*

= I∠(θ − φ )

dengan :
676∠θ
7 tan- adalah sudut daya ( power factor angle)
/esar arus dijaga konstan!
! 4epresentasi beban dengan impedans tetap
0aya yang diserap oleh beban dikonversikan kedalam bentuk impedans
seri atau paralel! 5ni biasanya digunakan pada studi stabilitas sistem
tenaga listrik! 8ika P dan 1 beban diketahui dan tetap, impedans dihitung
dengan :

Z

=

V
I

=

V2
P − jQ

=

P − jQ
V2

atau

Y

=

I
V

.ntu menganalisa permasalahan, komponen-komponen tersebut di atas
diberikan dalam bentuk rangkaian ekivalennya! 4angkaian ekivalen yang
digunakan adalah rangkaian ekivalen satu fasa! 0alam penggambarannya
dianggap bah'a sistem tiap fasa dalam keadaan seimbang pada kondisi operasi
normal!

2. Diag
Diagra
ram
m Sat
Satu
u Gar
Garis
is
0iagram sistem tenaga listrik yang sederhana ini sering disebut diagram

satu garis ( one line diagram)! 0engan suatu garis tunggal dan lambang standar,
diagram ini menunjukkan saluran transmisi dan peralatan-peralatan yang
berhubungan dari suatu sistem tenaga listrik!

9ambar ! ontoh diagram satu garis suatu sistem tenaga listrik

3. Diagram
Diagram Impeans
Impeans an iagram
iagram reaktans
reaktans
0iagram impedans dan reaktans yang digambarkan kadang-kadang
disebut juga diagram urutan positif ( positive sequence diagram) karena diagram
tersebut menunjukkan impedansi terhadap arus seimbang dalam suatu sistem
tiga fasa yang simetris! 0iagram ini adalah perubahan dari diagram satu garis!

+

+

9ambar *! ontoh diagram impedansi dari gambar !

+
E1

+
E2

+
E3

Rel netral

9ambar 3! ontoh diagram reaktansi dari gambar *!

!. Kuan
Kuanti
tita
tas
s Per

Per "nit
"nit
0efinisi nilai per unit untuk suatu kuantitas adalah perbandingan kuantitas
tersebut terhadap nilai dasarnya yang dinyatakan dalam desimal! Perbandingan
(ratio) dalam persentase adalah && kali nilai per unit! Metode per unit memiliki
kelebihan dibandingkan dengan nilai langsung atau dengan persentase! #alau
dengan nilai langsung nilai yang harus digunakan dalam perhitungan sangat
besar, tetapi kalau dengan perunit nilainya yang digunakan relatif keil! #alau
dinyatakan

dengan

persentase

masih

harus

dibagi

dengan

&&

untuk

mendapatkan hasil dalam persentase, tetapi kalau dalam per unit hasilnya tetap
per unit dan bisa dipakai terus dalam perhitungan dan hasil akhir!
/esaran per unit didefinisikan sebagai berikut :

Besaran yang sebenarnya
Besaran dasar dengan dimensi yang sama
4umus-rumus di ba'ah ini memberikan hubungan untuk berbagai besaran :

Arus dasar I b
Arus dasar Ib

Impedans

=
=

daya dasar kVA b
tegangan dasar kVb

(.ntuk  Phasa)

()

(.ntuk 3 Phasa)

(*)

daya dasar kVA b 3φ
3 tegangan dasar kVb

dasar Z

b

=

tegangan dasar Vb
arus dasar I b

(3)

Substitusikan pers () ke (3), diperoleh :

Impedans dasar Zb

Impedans dasar Zb

=

=

( tegangan dasar kVb ) 2
daya dasar kVA b

(

3

(.ntuk  Phasa)

tegangan dasar kVb
daya dasar kVA b 3φ

)

(+)

2

(.ntuk 3 Phasa) ()

Setelah besaran-besaran dasar telah ditentukan, maka besaran-besaran
itu dinormalisasikan terhadap besaran dasar! 0engan demikian impedans per unit
dari rangkaian didefinisikan :

Z pu

=

Impedans sebenarnya Z (!m"
Impedans dasar Z b (!m"

Z in
7 Zb

(;)

Substitusi pers (;) ke (2), diperoleh

Z pu

=

Z in

daya dasar kVA
(tegangan dasar" 2

(.ntukPhasa)

(2)

Z pu

=

Z in

daya dasar kVA 3φ
(tegangan dasar kV" 2

(.ntuk3Phasa)

(%)

Merubah Dasar Satuan ke Dasar yang lain.
Pada pers (%) dan (