Perhitungan Busbar - Busbar Calculation

Perhitungan Busbar (Busbar Calculation) - Busbar merupakan batangan konduktor yang sering dijumpai pada sebuah peralatan panel distribusi baik untuk distribusi low voltage sampai high voltage distribusi .

Dalam penentuan dan pemilihan ukuran busbar yang akan digunakan pada sebuah peralatan panel distribusi, hal yang mesti diperhatikan adalah sebagai berikut :
  1. Dimensi busbar dengan mempertimbangkan kondisi normal operasi
  2. Tegangan operasional saat beroperasi , baik antara line dengan line maupun antara line dengan netral
  3. Arus yang akan mengalir pada busbar, yang akan mempengaruhi penentuan tipe dan luas penampang busbar itu sendiri.
Selain hal diatas, yang juga patut diperhatikan adalah kemampuan isolator tempat busbar dipasang, dimana kemampuan isolator tersebut harus bisa menanggung dan tahan terhadap efek mekanikal yang timbul, baik yang disebabkan karena efek kenaikan temperatur pada busbar maupun goncangan/getaran akibat gangguan hubungan singkat (short circuit) yang menjalar dari busbar ke isolator.




Untuk melakukan perhitungan dalam menetapkan jenis dan ukuran busbar yang akan digunakan, diperlukan beberapa parameter operasi sebagai referensi , yaitu : 
  1. Network short circuit (Ssc) - Nilai hubungan singkat pada jaringan - MVA
  2. Rated Voltage (Rate Tegangan) - V
  3. Operating Voltage (Tegangan Operasional) - V
  4. Rated Current - Rated Arus - A
Sedangkan hal yang mesti diperhatikan untuk karakteristik phisik dari busbar adalah sbb :
  • Luas penampang busbar (Cross Section) - cm2
  • Jarak antara phasa - phasa - cm
  • Panjang isolator yang mendukung sebuah phasa - cm
  • Temperatur ruangan - oC
  • Kenaikan temperatur yang diizinkan
  • Profile Busbar (Flat atau Round)
  • Material Busbar (Tembaga (Copper) atau Aluminium)
  • Pemasangan Busbar (Flat Mounted atau Edge Mounted)
Untuk perhitungannya, akan kita lanjutkan pada postingan berikutnya :)

Jenis Fault Pada Keadaan Short Circuit Tiga Phasa

Berdasarkan kejadiannya, terdapat 5 tipe fault short circuit (hubungan singkat) yang dapat terjadi pada sistim listrik tiga phasa. Seperti terlihat pada gambar berikut ini :
-   Short Circuit Tiga Phasa

-   Line To Line Short Circuit Without Earth fault (Tanpa Terhubung ketanah)
-   Line To Line Short Circuit With Earth fault (Terhubung ketanah)
-   Line To Earth Short Circuit
-   Double Earth Fault

Dari kelima hal diatas, secara garis besar dapat dikelompokan menjadi symmetrical short circuit dan asymmetrical short circuit. 
Dari proses kejadiannya yang merupakan symmetrical short circuit adalah short circuit yang terjadi pada ketiga phasa line , untuk analisa dan perhitungan short circuit pada tipe ini cukup sederhana karena pada kejadian short circuit ini titik pertemuan ketiga phasa adalah nol (0) sehingga besarnya nilai masing - masing phasa yang terhubung singkat adalah sama (symmetreical).




Dari gambar diatas , yang merupakan asymmetrical short circuit adalah Line To Line Short Circuit Without Earth fault, Line To Line Short Circuit With Earth fault, Line To Earth Short Circuit dan Double Earth Fault. Perhitungan short circuit pada tipe asymmetreical cukup rumit, karena penjumlahan tegangan masing-masing phasa tidak bernilai 0 (nol) yang timbul karena pergeseran sudut antara tiap-tiap line dan antara line dengan tanah.

Paralel tiga buah transformator

Setelah pada postingan sebelumnya kita membahas paralel transformator pada keadaan ratio, impedansi dan  kva yang dikombinasikan (beda dan sama) , pada postingan kali ini kita akan melihat pengaruh yang terjadi pada masing-masing tranformator yang diparalelkan secara bersamaan dengan jumlah transformator lebih dari 2 unit.
Persamaan yang digunakan untuk perhitungan daya yang ditanggung pada masing-masing tranformator adalah sbb :
S1 = SL x (SN1 / (SN1 + SN2 + .......)) x (Uzd / Uz1)

S2 = SL x (SN2 / (SN1 + SN2 + .......)) x (Uzd / Uz2)

S3 = SL x (SN3 / SN1 + SN2 + ........)) x (Uzd / Uz3)

Sn = SL x (SNn / SN1 + SN2 + .......+ SNn ) x (Uzd / Uzn)


Dimana :
Sn    :  Daya yang ditanggung oleh Trafo n pada saat diparalel
Stot  :  Total Rating Daya seluruh Transformator
SL     :  Total Daya Yang Ditanggung seluruh Transformator
SNn  :  Rating Daya Trafo n
Uzd  :  Voltage Impedansi total seluruh trafo
Uzn  :  Voltage Impedansi trafo n

Persamaan untuk menghitung Voltage Impedansi Total adalah sbb :
Uzd = (SN1 + SN2 + SNn) / (SN1/Uz1 + SN2/Uz2 + SNn/Uzn)




Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat dengan contoh sbb :
Tiga buah transformator dengan rating daya masing - masing SN1 = 250 kVA, SN2 = 400 kVA dan SN3 = 630 kVA dengan voltage impedansi Uz1 = 3.6% ; Uz2 = 4% dan Uz3 = 4.4% diparalel untuk melayani beban 1250 kVA, beban yang ditanggung masing-masing transformator adalah sbb :

Uzd = (SN1 + SN2 + SNn) / (SN1/Uz1 + SN2/Uz2 + SNn/Uzn)
Uzd = (250 + 400 + 630) / (250/3.6% + 400/4% + 630/4.4%)

Uzd = 1280 / 31326,8
Uzd = 1280 / 31326,8
Uzd = 4,1%

Stot 250 + 400 + 630
Stot = 1280 kVA
S= 1250 kVA

Beban yang disuplay masing - masing transformator :
Trafo 2 : 400kVA
S1 = SL x (SN1 / (SN1 + SN2 + .......)) x (Uzd / Uz1)
S1 = 1250 x (400/ (250 + 400 + 630) x ( 4.1% / 3.6%)
S1 = 278 kVA


Trafo 1 : 250 kVA
S2 = SL x (SN1 / (SN1 + SN2 + .......)) x (Uzd / Uz1)
S2 = 1250 x (250/ (250 + 400 + 630) x ( 4.1% / 4%)
S2 = 400 kVA

Trafo 1 : 250 kVA
S3 = SL x (SN1 / (SN1 + SN2 + .......)) x (Uzd / Uz1)
S3 = 1250 x (630/ (250 + 400 + 630) x ( 4.1% / 4.4%)
S3 = 572 kVA

Total pembebanan seluruh trafo 
S1 + S2 + S3 = 278 + 400 + 572  kVA
S1 + S2 + S3 = 1250 kVA

Dari hasil perhitungan terlihat bahwa trafo diebabani diatas rating dayanya 250 kVA yaitu : 278 kVA.






Rumus Dasar untuk motor induksi


Rumus Dasar untuk perhitungan motor induksi
Kecepatan Sinkron
Synchronous motor speed (NS ) =  120 x frekuensi / poles
.................................................=  120 x f / p
.................................................=  rpm

Persentase Motor Slip
Persen Motor Slip (%S) = ((NS - NR) / NS ) x 100

Kecepatan Rotor
Rotor Speed (NR) = NS x (1 - %Slip)

Torsi (Torque)
Output Motor Torque, ft.lbs. (T) = hp x 5252 / rpm

Power
Power Input (Pin ) = S3 x V I Cos Q
Power Input (Po ) = Pin - Machine Loss


Efisiensi
Efisiensi = Po/Pin
.............= (Pin - Machine Loss) / Pin

Power Factor
Percent Power Factor (Cos Q) = Pin / kVA
................................................= (kw / kVA) x 100

Arus suplay
Line Current, amps (IL) = (hp x 746) / (V x Eff x Cos Q x S3)

Kerapatan Gap
Air Gap Density = Flux / Area
..........................= Bg µ V / f

Torsi (T) µ  Bg2 µ hp

Slip µ 1/Bg2 µ 1/V2

Keterangan =  µ :  Sebanding