tugas individu teknik tegangan tinggi

7/26/2019 tugas individu Teknik Tegangan Tinggi

1/39

Analisa Kemampuan Hantar Arus

Dengan Menggunakan Metode

Penggabungan Silang Selubung Kabel

Antar Fasa Pada Kabel Bawah Tanah15 k!

THESAR PRAMANDA

TUGAS INDIVIDU TEKNIK TEGANGAN TINGGI


2/39

ABST"AK

Penelitian ini bertu#uan untuk menganalisa kemampuan hantar arus kabel

tenaga isolasi $%P& 'mm( serta pengaruh ukuran konduktor terhadapkemampuan hantar arus pada kondisi selubung kabel antar )asa terhubung

silang* +ross %ink Pol, &th,lene -$%P&. merupakan salah satu /ontoh bahan

isolasi polimer ,ang diperoleh dengan /ara menghubungkan se/ara bersilang0

silang molekul0 molekul pol,eth,lene dalam se#enis proses ulkanisasi*

Metode penggabungan silang selubung kabel antar )asa dapat menekan rugi0rugi akibat arus sirkulasi ,ang ter#adi pada saluran transmisi bawah tanah* Dari

hasil analisa dapat diketahui bahwa penggunaan kabel tenaga isolasi $%P&

'mm( dengan menggunakan metode penggabungan silang selubung kabel

antar )asa dapat meningkatkan kemampuan hantar arus hingga diperoleh arus

maksimum sebesar 23423A*


3/39

T67A8A6 P8STAKA

Saluran transmisi bawah tanah ditinjau dari konfigurasi sistemnya:

1. Saluran transmisi sistem berurutan2. Saluran transmisi sistem banya terminal

!. Saluran transmisi sistem ran"aian tertutu#$. Saluran transmisi sistem %arin"an&. Saluran transmisi sistem ra'ial


4/39

Saluran transmisi sistem berurutan

Saluran yan" eluar 'ari "ar'u #rimermenyaluran tena"a listri e#a'a (nsumenmelalui "ar'u)"ar'u seun'er yan" letanya

berurutan. Pemutus beban 'i#asan" #a'a setia#u%un" ba"ian saluran #a'a setia# "ar'u. A#abilasistemnya men%a'i besar* maa arus yan"'i#erb(le+an untu setia# abel men%a'i lebi+e,il* arena %umla+ abel se%a%ar semainbanya.

Ke,uali itu %umla+ ba"ian saluran yan"+arus 'i#utus bertamba+* (#erasi rele ti'a'a#at la"i 'ian'alan atau -atuberlan"sun"nya "an""uan bertamba+ lama. Iniberarti ba+-a se,ara eseluru+an ean'alansistem menurun. Ditamba+ la"i* arena %umla+#emisa+ bertamba+* maa instalasi #a'a "ar'u

men%a'i rumit.


5/39

Saluran transmisi sistem banyak terminal

Sistem ini menyeru#ai sistemberurutan 'iatas* be'anya a'ala+ba+-a 'isini setia# saluran'i+ubun"an 'en"an tra(* se'an"#emutus beban +anya 'i#asan" #a'au%un" "ar'u.


6/39

Saluran transmisi sistem rangkaian tertutup

9ardu0gardu dihubungkan satu sama lain

sehingga semuan,a membentuk rangkaian

tertutup* Sistem ini menguntungkan

karena gangguan terbatas pada saluran

,ang terganggu sa#a* Bila ada gangguan

saluran ini sa#a ,ang diputuskan4

sedangkan saluran ,ang lain masih

mendapat tenaga dari sumber lain dalam

rangkaian ,ang tidak terganggu*


7/39

Saluran transmisi sistem jaringan

Sistem ini men,erupai sistem ban,ak terminal4 bedan,a adalah bahwa disini

apabila ter#adi gangguan pada suatu saluran atau tra)o4 maka pelindung #aringan

sekunder akan beker#a dan memutuskan aliran pada saluran ,ang terganggu*

Karena semua bagian sekunder terhubung pararel4 maka pen,ediaan tenaga listriktidak akan terganggu* Sistem ini tepat untuk pen,ediaan tenaga listrik pada gedung0

gedung*


8/39

Saluran transmisi sistem radial

Sistem dimana sebuah gardu men,alurkan tenaga listrik se/ara radial melalui

gardu0gardu sekunder kepada konsumen4 semuan,a se/ara terpisah satu sama lain*

Sistem ini lebih sering dikombinasikan dengan sistem berurutan atau sistem ban,ak

terminal*


9/39

Saluran transmisi bawah tanah ditinjau dari

rangkaiannya:

1. Saluran Rangkaian Tunggal, yaitu sistem saluran

transmisi yang menghubungkan tenaga listrik ke

pusat beban dengan menggunakan satu saluran

transmisi.

2. Saluran Rangkaian Ganda, yaitu sistem saluran

transmisi yang menghubungkan tenaga listrik ke

pusat beban dengan menggunakan dua saluran

transmisi.


10/39

1* Saluran pendek4 ,aitu saluran ,ang mempun,ai pan#ang

kurang dari :km*

(* Saluran Menengah4 ,aitu saluran ,ang mempun,ai pan#ang

antara :km sampai ('km

3* Saluran Pan#ang4 ,aitu saluran ,ang mempun,ai pan#anglebih dari ('km*

Saluran Transmisi ditinjau dari anjang Saluran:


11/39

Sistem !enaruh "abel #awah Tanah untuk saluran transmisi, yaitu:

1* Sistem penanaman langsung

(* Sistem penanaman melalui saluran

Pada sistem ini kabel ditanam langsung dalam

tanah4 disesuaikan dengan lokasi kabel4 ,aitu

sekitar 145m sampai (m

1. Sistem penanaman langsung


12/39


13/39

Pada sistem ini ,ang ditanam pipa0pipa beton atau asbes semen atau ba#a atau P!+

keras kemudian dihubungkan dengan lubang0lubang ker#a* Bila digunakan kabelinti tunggal maka digunakan pipa non magnetik untuk mengurangi rugi da,a dan

men/egah berkurangn,a kapasitas pen,aluran arus*

2. Sistem penanaman melalui saluran


14/39


15/39

Sistem Peletakan Kabel Dalam Tanah:

Susunan men'atar 'imanaabel 'iletaan se,ara

#aralel

Susunan Se"iti"a 'imana abeltersusun atas bentu se"iti"a


16/39

!$T%&%'%G(

Keban,akan isolasi kabel tenaga membutuhkan pelindung dalam

bentuk pipa logam* 8ntuk kabel dengan konduktor tunggal digunakan

selubung timah dan aluminium* Pipa0pipa ini berada didalam medan

magnetik akibat arus pada konduktor ,ang men,ebabkan pipa0pipatersebut mengalami tegangan induksi sehingga pada akhirn,a

menaikan aliran arus induksi*

Dari gambar -Konduktor tunggal dalam pipa logam. dapat

dilihat4 arus ,ang mengalir pada konduktor-i/. akan menginduksikanggl ep pada dinding pipa4 dimana ep maksimum berada pada

permukaan dalam pipa dan ep minimum berada pada permukaan luar*

Perbedaan antara ggl maksimum dan ggl minimum akan

menimbulkan arus4 ini disebut rugi0rugi arus pusar -edd, /urrent loss.*

"ugi0rugi lain ,ang lebih serius pada selubung pipa logam timbul dari

arus sirkulasi melalui lintasan tertutup*


17/39

K(n'ut(r tun""al 'alam #i#a l("am


18/39

Metode penggabungan silang selubung kabel digunakan untuk menekan arus

sirkulasi pada selubung kabel* 9ambar -Penggabungan silang selubung kabel tiga

)asa dengan )ormasi segitiga. menun#ukkan tiga kabel A4 B dan + ,ang tersusun

terbentuk segitiga dengan #arak antar kabel ,ang sama -tree)oil )ormation.4

misalkan ea4a adalah )asor tegangan terinduksi pada selubung kabel A karena

adan,a aliran arus pada konduktor A* Karena metode penggabungan silang

selubung kabel mengurangi aliran arus sirkulasi4 maka selubung tidak lagi bersi)at

sebagai perisai magnetik sehingga tegangan induksi pada selubung A akan

mengandung komponen0komponen akibat aliran arus pada konduktor B dan +*

Komponen0komponen ini akan disebut sebagai eA4B dan eA4+* Fasor dari

ketiga komponen tersebut digambarkan pada gambar -Penggabungan silang

selubung kabel tiga )asa dengan )ormasi segitiga.*


19/39

Pen""abun"an silan" selubun" abel ti"a asa 'en"an(rmasi se"iti"a


20/39

Dari diagram tersebut tampak bahwa ggl resultan eA akan se)asa dengan eA4A4 tetapi

amplitudon,a lebih ke/il* Pada metode penggabungan selubung kabel4 selubung kabel harus

diisolasi dari tanah dan biasan,a digunakan lapisan pol,th,lene atau bahan plastik lainn,a*

Kedua u#ung selubung dihubung singkat dan diketanahkan* 7arak penggabungan selubung

kabel dibuat sepertiga dari #arak u#ung0u#ung ,ang diketanahkan* Pada gambar tampak bahwa

bagian 10( dari kabel A dihubung singkat dengan bagian (03 dari kabel B dan kemudian

dihubung singkat lagi dengan bagian 30' dari kabel +* nterkoneksi antara selubung0selubung

,ang lain dapat dibuat dengan /ara ,ang sama*

Selubung pada tempat ,ang digabungkan selubung kabel antar )asan,a #uga harus diisolasidari tanah* Tegangan ,ang timbul antara tempat0tempat ,ang dilakukan penggabungan silang

selubung kabeln,a bergantung pada #arak penggabungan silang selubung kabel A4 arus

konduktor i/4 dan #arak antar kabel d* Dari diagram )asor pada gambar tanpak bahwa tegangan

nat kedua u#ung ,ang ditanahkan semua nol4 atau e14' ; e54: ; e


21/39

Pada ken,ataann,a instalasi kabel dengan #arak antar kabel ,ang sama seperti

/ontoh diatas sulit untuk dilakukan4 ke/uali #ika kabel0kabel tersebut diikat men#adi

satu* Dalam ban,ak kasus4 /ara tersebut merupakan solusi ,ang tidak memuaskan

karena menimbulkan masalah pemanasan bersama* Agar mudah dalam instalasi dantidak menimbulkan panas ,ang berlebihan4 kabel0kabel tersebut ditanam dalam

)ormasi se#a#ar -)lat )ormation.4 sebagaimana diilustrasikan pada gambar

-Penggabungan silang selubung kabel tiga )asa dengan )ormasi datar.*

Pada )ormasi ini4 kedua kabel disisi luar ber#arak sama dengan kabel tengah*Dibandingkan dengan susunan sebelumn,a4 komponen0komponen tegangan pada

selubung ,ang diinduksikan oleh dua konduktor ,ang lain tidak sama besarn,a

sehingga menimbulkan pergeseran )asa eA4 eB4 e+ relati) terhadap eA4A4 eB4B4

e+4+*


22/39

Dengan kata lain tegangan0tegangan selubung resultan akan sama besar

dan )asan,a akan mengakibatkan adan,a arus sirkulasi melalui

rangkaian pentanahan4 tetapi nilain,a lebih ke/il dibandingkan arussirkulasi pada kondisi tidak dihubungkan silang selubung kabeln,a*

Dibandingkan dengan susunan sebelumn,a komponen0komponen

tegangan pada selubung ,ang diinduksikan oleh dua konduktor ,ang

lain tidak sama besarn,a4sehingga akan menimbulkan pergeseran )asa

pada eA4 eB4 e+ relati) terhadap eA4A4 eB4B4 e+4+*


23/39

Penggabungan silang selubung

kabel tiga )asa dengan )ormasidatar*


24/39

Dari diagram )asor pada gambar

-Penggabungan silang selubung kabel tiga )asa

dengan )ormasi datar. didapatkan=

Dengan kata lain tegangan0tegangan selubung resultan akan

sama besar pada )asan,a akan mengakibatkan adan,a arus

sirkulasi melalui pentanahan4 tetapi nilain,a lebih ke/ildibandingkan arus sirkulasi pada kondisi tidak dihubung

silang selubung kabeln,a*


25/39

)*S(' &*+ $!#*)*S*+

(. arameter "emampuan )antar *rus

Dalam melakukan analisa kemampuan hantar arus harus diperhatikan parameter

rugi0rugi panas pada kabel bawah tanah4 antara lain= rugi0rugi konduktor4 rugi0rugi dielektrik4 rugi0rugi selubung4 dan rugi0rugi logam pelindung*

Pembatas kemampuan hantar arus4 menurut &+ (:2 ,aitu temperature

maksimum pada hantarann,a* Beberapa literature men,ebutkan pula pembatas

lain,a4 ,aitu temperatur maksimum pada bagian0bagian kabel ,ang terbuat dari

bahan dielektrik dan temperature maksimum tanah*

Si)at hantar arus suatu bahan din,atakan dengan resistiitas atau tahanan #enis

penhantar* Pada umumn,a untuk penghantar dipakai dari bahan tembaga dan

aluminium* Ma/am0ma/am bahan dan si)atn,a dapat dilihat pada table berikut=


26/39


27/39

Persamaan 'ari eru"ian abel a'ala+ seba"ai beriut/

Keru"ian #anas 'ieletri #er satuan #an%an" 'i+itun" 'en"an#ersamaan/

Untu abel 'en"an (n'ut(r bulat* a#asitansi 'i+itun" 'en"an#ersamaan/


28/39

Ru"i)ru"i #a'a selubun" metal serin" 'inyataan seba"ai#erban'in"an antara ru"i #anas #a'a selubun" metal 'an ru"i#anas #a'a (n'ut(r 0IE 23 / 1425/

Keru"ian arus sirulasi 'i+itun" 'en"an #ersamaan/


29/39

Untu #entana+an #a'a satu titi 'imana tia# ba"ian besar 'iba"i)ba"i men%a'i ti"a ba"ian e,il yan" sama #an%an" 'an ru"i #anasarus sirulasi sama 'en"an n(l. 6at(r ru"i)ru"i arena arus

sirulasi untu abel transmisi 'en"an system +ubun" silan"'ire(men'asian (le+ IE a'ala+ seba"ai beriut/

Te"an"an yan" 'iin'usian #a'a selubun" arena arus 'alam#en"+antar* untu sistem 'en"an 'ua abel aan menimbulanin'usi bersama. Har"a)+ar"a (nstanta (rmasi untu 7(* D1 'anD2 'i+itun" 'en"an rumus/


30/39

"ugi total ,ang ter#adi merupakan pen#umlahan dari masing0masing komponen4

sehingga=

Kabel men#adi panas karena kerugian ,ang dihasilkan oleh arus dalam konduktor*

Panas ,ang hilang sama dengan pen#umlahan semua kerugian pada kabel* Aliran panas

-Heat Flow. adalah dimana aliran panas > analog dengan arus listrik 4 perbedaan

temperature ?@ analog dengan beda tegangan !4 dan tahanan panas total T analogdengan tahanan listrik "4 sehingga=


31/39

Maa enaian tem#erature #a'a tia#)tia# (n'ut(r a'ala+/


32/39


33/39

Faktor rugi selubung disebabkan oleh arus sirkulasi dan arus &dd,* Faktor

kerugian arus sirkulasi C ; 43 Faktor kerugian arus &dd, "a/ tahanan

A+ konduktor ; '4(*105 Ekm s4 #arak antar kabel ; ( mm d4 diameter

selubung luar ; 2541 mm


34/39


35/39


36/39


37/39


38/39

"$S(!'*+

Dari +asil analisa 'a#at 'isim#ulan ba+-abesarnya emam#uan +antar arus 'en"an

men""unaan abel is(lasi #(limer 89PE $::mm2'a#at 'imasimalan sam#ai sebesar 3!:*3!A.Hal ini 'iarenaan a'anya #enera#an met('e#en""abun"an silan" selubun" abel antar asa#a'a saluran transmisi tersebut* 'imana ru"i)ru"i#anas 'a#at 'itean.


39/39

&*-T*R ST*"*

tugas individu teknik tegangan tinggi

Documents