Hubungan Volts Per Herzt (V/Hz) pada AC Drive

Hubungan Volts Per Herzt (V/Hz) pada AC Drive - Fungsi utama dari sebuah variabel speed drive (VSD) adalah untuk meyuplai daya listrik kesebuah motor AC sehingga kecepatan putaran motor AC tersebut dapat divariasikan sesuai dengan keepatan yang diinginkan.

Dengan mengatur besar kecilnya frekwensi daya listrik dari keluaran VSD, kecepatan putaran sebuah motor dapat diubah menjadi cepat atau lambat.vHAl ini sesuai dengan rumus kecepatan motor :

Ns = 120 * F / P , 

Dimana :

Ns = Putaran motor 

F = Frekuensi suplay daya listrik ke motor

P = Jumlah kutub motor.

Dari formula diatas terlihat, dengan memvariasikan nilai F (Frekuensi), maka nilai kecepatan motor (Ns) akan ikut berubah.

Faktor penting dalam pengaturan kecpatan motor adalah konstant Torsi , ketika kecepatan motor dinaikan diharapkan torsi motor akan stabil (konstant) sehingga kekuatan motor tersebut  untuk menarik ataupun memutar beban tetap sama, meskipun kecepatan motor diubah - ubah. Dari sini terlihat bahwa yang diinginkan dari perubahan kecepatan adalah tidak mempengaruhi kinerja motor tersebut.

Sama halnya ketika sebuah motor disuplay tanpa menggunakan VSD, frekuensi suplay tetap yaitu sebesar 50 Hz dan tegangan tetap sbesar 380 V, maka torsi motor tersebut akan cenderung stabil. Torsi yang stabil tersebutlah yang akan dijaga oleh sebuah VSD ketika kecepatan motor divariasikan.

Bagaimana Cara menjaga Torsi Tetap Konstant ?

Jawaban dari pertanyaan diatas adalah dengan menjaga arus kemotor tetap konstant. 

Ketika tegangan suplay ke sebuah motor dijaga konstant (misalkan 380 V) dan frekuensi suplay kemotor diubah untuk mendapatkan kecepatan motor sesuai dengan yang diinginkan, maka arus ke motor akan berubah sehinga torsi akan ikut berubah.

Kenapa arus kemotor berubah ketika frekuensi diubah ?

Jawabannya adalah karena kumparan stator pada motor yang kita hubungkan ke sumber suplay (VSD) berperilaku sepertisebuah induktor. 

Pada sebuah induktor, tahanan AC atau yang kita kenal dengan reaktansi induktif akan berubah ketika suplay daya lisrik yang dialiri ke iduktor tersebut divariasikan. Hal ini sesuai dengan formula :

X_L = 2 * 𝝅 * f * L

Dimana :

X_L= Reaktansi Induktif 

𝝅 = 3.14

f = Frekuensi suplay daya listrik ke motor

L = Induktansi Gulungan

Dari persamaan X_L (Reaktansi Induktif )tersebut terlihat bahwa nilai X_L akan berubah jika nilai F (Frekuensi) di variasikan. Semakin dinaikan nilai F (Frekuensi) maka nilai X_L akan bertambah.

Dan ketika nilai tegangan V dijaga tetap , maka kenaikan nilai X_L , akan menyebabkan penurunan pada besarnya arus, sesuai dengan formula :

I = V / X_L ,

Sehingga kesimpulannya adalah :

Ketika nilai F (Frekuensi) dinaikan, maka kecepatan motor Ns akan meningkat , nilai X_L (Rekatansi Induktif) akan ikut meningkat dan menyebabkan I (arus) akan mengecil sehingga T (Torsi) akan mengecil.

Dan sebaliknya , ketika nilai F (Frekuensi) diturunkan, maka kecepatan motor Ns akan menurun, nilai X_L (Rekatansi Induktif) akan ikut rendah dan menyebabkan I (arus) akan membesar sehingga T (Torsi) akan ikut membesar.

Efek perubahan Torsi akibat pengaturan kecepatan motor akan menggangu pengoperasian peralatan yang digerakan oleh motor, apa lagi untuk peralatan yang memerlukan presisi yang tinggi. Disamping hal tersebut, kenaikan arus yang tinggi juga menyebabkan naiknya temperatur motor karena kelebihan arus yang pada ujungnya dapat merusak motor atau memperpendek umur pakai motor.

Diatas sudah dijelskan bahwa agar Torsi konstant maka arus yang mengalir kemotor harus dijaga konstant. Dikarenakan Frekuensi divariasikan untuk mendapatkan kecepatan motor dengan torsi yang konstant, maka disamping frekuensi, tegangan kemotor juga harus ikut diatur sehingga arus yang kemotor tetap konstant. Dan pada akhirnya Torsi pun ikut konstant.

Untuk lebih mudahnya, dapat dilihat melalui contoh ilustrasi dibawah ini :
Apabila diketahui frekuensi sumber F = 50 Hz, Induktansi coil stator L = 50mH, tegangan sumber V = 380, maka arus yang menuju ke coil adalah :

X_L = 2 * 𝝅 * f * L
X_L = 2 * 3,14 * 50 Hz * 50 mH
X_L = 15.7 Ω

Arus yang mengalir ke coil : 

I = V / X_L 
I = 380 / 15.7
I =24.2 A

Sekrang apa bila frekuensi dinaikan menjadi 75 dan agar torsi tetap konstant, maka arus harus dijaga sebesar 24.2 A dan tegangan harus di naikan menjadi sbb :

X_L = 2 * 𝝅 * f * L
X_L = 2 * 3,14 * 75 Hz * 50 mH
X_L = 23.55 Ω

Besar tegangan yang harus diatur agar arus tetap sebesar 24.2 A adalah sbb :

I = V / X_L 
V = I *  X_L
V =24.2 A * 23.55
V = 570 Volt

Dari penjelasan diatas, kesimpulan yang dapat kita ambil dari hubungan Volts Per Herzt (V/Hz) pada AC Drive adalah :

1. Pada Variabel Speed Drive (VSD), torsi yang konstant dapat dijaga dengan menjaga besarnya arus yang menuju stator motor selalu konstant.
2. Ketika besaran frekuensi suplay dinaikan dan tegangan yang menuju ke stator dijaga konstant, arus yang menuju belitan stator akan mengecil.
3. Ketika besaran frekuensi suplay yang menuju ke motor dinaikan , besarnya tegangan suplay ke motor harus dinaikan agar arus yang menuju ke stator tetap konstant.

Demikian, semoga bermanfaat

Read more »

Beda antara Grounding dan Earthing

Beda antara Grounding dan Earthing - Pada beberapa kesempatan saya pernah mengikuti presentasi tentang kelistrikan, cukup sering saya melihat penggunaan istilah grounding dan earthing ataupun pembumian dan pentanahan yang saya rasa kurang tepat. 

Kalau menurut istilah dalam bahasa Indonesia, grounding mungkin lebih ke pentanahan dan earthing adalah pembumian. (Mohon koreksinya kalau salah, karena saya bukan ahli bahasa… red). Namun untuk menghindari kesalahan dalam penggunaan istilah, saya lebih suka menggunakan istilah Grounding dan Earthing, bukan sok keinggrisan, tetapi lebih untuk memperjelas perbedaannya. 

Pada postingan kali ini, saya akan membahas perbedaan antara Grounding dan Earthing. Bukan Pentanahan dengan Pembumian, untuk menghindari kerancuan. 

Ok, lansung saja. 

Grounding dan Earthing 

Perbedaan utama yang membedakan antara grounding dan earthing adalah, pada grounding, bagian yang menghantarkan arus pada sebuah peralatan , dihubungkan ketanah sedangkan earthing adalah bagian yang tidak menghantarkan arus pada sebuah peralatan yang dihubungkan ketanah.

Perbedaan lain dari grounding dan earthing dapat dilihat pada table berikut ini :

Perbedaan	Grounding	Earthing
Berdasarkan Hubungan ketanah	Bagian yang menghantarkan arus pada sebuah peralatan , dihubungkan ketanah	Bagian yang tidak  menghantarkan arus  pada sebuah peralatan  yang dihubungkan  ketanah
Berdasarkan titik sambung ketanah	Menghubungkan titik netral saluran listrik dengan tanah	Menghubungkan body  peralatan (biasanya ada  terminal khusus) dengan  tanah.
Berdasarkan Zero Potential (Tegangan titik 0)	Tidak ada	Ada
Berdasarkan yang diproteksi	Proteksi untuk sisitm kelistrikan peralatan untuk menghndari kerusakan peralatan ketika ada gangguan.	Melindungi makhluk  hidup terutama manusia  yang berada disekitar   peralatan dari kejutan listrik.
Berdasarkan fungsi	Sebagai jalur balik arus listrik dari peralatan.	Sebagai fasilitas untuk  pembungan energi listrik  ke bumi.
Berdasarkan tipe	Ada tiga tipe, Solid, Resistance dan Reactance grounding	Ad lima tipe, pipa, plat,  rod, tap dan strip
Warna pada kabel	Hitam	Hiaju
Berdasarkan penggunaan	Untuk menyeimbangkan beban listrik yang tak seimbang	Mencegah sengatan listrik
Contoh	Titik Netral pada generator atau transformator terhubung ke tanah.	Bodi dari transformator ,  generator , motor yang  dihubungkan ketanah.

Dari tabel diatas, saya rasa sudah cukup menjelaskan apa itu grounding dan apa itu earthing. 

Berikut adalah penjelsan mengenai Grounding dan Earthing .

Grounding 

Seperti yang telah dijelaskan diatas, pada grounding, bagian yang mengantar arus yang terhubung ketanah. Hal ini berfungsi sebagai jalur balik arus dari sistim kelistrikan pada peralatan dan menghindari peralatan dari kerusakan. Ketika gangguan muncul, arus listrik tiga phasa pada sebuah peralatan akan menjadi tidak seimbang. 

Grounding akan mengalirkan arus gangguan ke tanah sehingga sistim menjadi seimbang kembali. Beberapa keutamaan grounding yang lain adalah, menghilangkan lonjakan tegangan dan juga memintas kelebihan tegangan (over voltage) ke tanah. Sehingga grouding lebih kepada menyediakan keamanan dan keselamatan alat dan meningkatkan kehandalan peralatan. 

Berikut ilustrasi mengenai Grounding 

Earthing 

Seperti yang juga sudah dijelaskan diawal, earthing berfungsi menghubungkan bagian yang tidak menghantarkan arus pada sebuah peralatan ketanah. Ketika gangguan terjadi, tegangan pada bagian yang tidak dialiri arus listrik pada sebuah peralatan terutama body peralatan akan naik, sehingga dapat membahayakan makhluk hidup disekitarnya yang menyentuh body peralatan tersebut. 

Earthing juga melindungi peralatan ataupun instalasi dari sambaran petir dengan menyediakan jalur untuk pembuangan energi listrik akibat sambaran tersebut ketanah. 

Berikut ilustrasi mengenai Earthing

 Semoga bermanfaat

Read more »

Vektor Group pada Transformator (II)

Vektor Group pada Transformator (II) - Postingan ini merupakan kelanjutan pembahasan mengenai Vektor Group pada Transformator (I). Pada postingan sebelumnya, kita membahas bagaimana vektor grup transformator tersebut mempengaruhi urutan phasa pada sisi sekunder suatu transformator.

Pada name plate transformator, sering  kita melihat kombinasi vektor diagram seperti YnD5, DY11 dan lain sebagainya. Penjelsan mengenai kombinasi vektor ini dan pergeseran phasa antra sisi HV dan LV sudah pernah kita bahas pada postingan ini yaitu  pada artikel Paralel Transformator Dengan Vektor Group Beda .

Pada postingan kali ini saya coba membahas bagaimana bentuk kombinasi vektor tersebut dan bagaimana hubungan hubungan belitan didalamnya terhadap terminal masukan.

Postingan ini berawal dari kesulitan beberapa anak magang yang pernah saya tanyakan bagaimana bentuk hubungan belitan didalam sebuah transformator pada Vektor Diagram tertentu.  Kebanyakan mereka menghafal bentuk gambarnya seperti gambar  variasi Vektor Diagram untuk hubungan Bintang dan Delta yang ada pada postingan ini. 

Kalau melihat gambar tersebut, saya tidak bisa membayangkan bagaimana cara menghafalnya. Malah akan ada muncul kesalahan - kesalahan ketika disuruh untuk menggambarkan bentuk hubungan itu kembali.

Sebenarnya gambar tersebut tidak perlu dihafal asalkan kita paham maksud dari Vektor Diagram tersebut seperti ,yang sudah pernah saya jelskan pada link - link diatas.

Untuk menjelaskannya, lansung saya pada sebuah contoh , misalkan Vektor Y4 dan perhatikan gambar vektor Y4 pada gambar Variasi Vektor Diagram Hubungan Bntang dibawah.

Langkah untuk menggambarnya adalah :

1. Ingat, vektor yang diminta adalah Y (Bintang), sehingga gambarkan bentuk hubungan bintang seperti huruf Y terbalik.
2. Berikan nama pada ujung masing - masing garis huruf Y tersebut secara berurutan, mulai dari yang paling atas dan seterusnya searah jarum jam , sehingga ada A, B dan C. Huruf A, B dan C adalah nama untuk masing - masing ujung belitan. Ujung belitan ini akan menjadi teminal pada transformator nantinya.
3. Berikan nama pada masing - masing garis tersebut, seperti W1, W2 dan W3. Garis ini menyatakan belitan. Sehinga terdapat belitan W1 dengan terminalnya A, belitan W2 dengan terminalnya B dan belitan W3 dengan terminalnya C.
4. Sehingga gambarnya menjadi seperti ini :  
   
                                    
5. Kemudian kita melihat angka Vektor, contoh yang diberikan adalah Vektor Y4, berarti ada pergesaran sebesar 4 x 30 = 120. Atau dapat juga diartikan vektor arah jam 4 (jam 4 membentuk sudut 120 terhadap angka 12 atau point A pada gambar ). Karena bergeser 120 derajat maka vektor mengarah ke titik B yang membentuk sudut 120 antara garis W1 dengan W2.
6. Pada pergeseran ini, yang bergeser selalu adalah belitan W1. Jadi jika diawal garis W1 mengarah ketitik A, kemudian karna digeser 120 derajat, maka W1 akan mengarah ketitik B. Sehinga W2 dan W3 ikut bergeser menyesuaikan dengan pergeseran W1. Sehingga gambarnya menjadi sbb :
7. 
8. Gambar yang terbentuk sekarang adalah Vektor Diagram Y4. Perhatikan titik A, B dan C , posisinya selalu tetap. Dan yang bergeser adlah posisi W1 yang menyesuaikan dengan besarnya sudut yang digeser.
9. Dari gambar vektor Y4 kita dapat menggambar hubungna belitan trafo tersebut, yaitu titik pertemuan ketiga garis (titik pusat) adalah hubungna singkat ketiga belitan (yang menbentuk hubungan Y).
10. Dari gambar , garis W1 adalah belitan 1 terhubung keterminal B, garis W2 adalah belitan 2 terhubung ke terminal C dan belitan 3 terhubung ke belitan A serta garis hitam yang menghubungsingkatkan ketiga ujung belitan.
11. Sehingga gambarnya menjadi sbb :
12. 

Ok, demikian penjelasan tentang bagaimana menggambarkan hubungan belitan pada sebuah vektor diagram transformator. Silahkan dicoba untuk membuat vektor diagram yang lain baik yang bintang maupun yan gdelta.

Mungkin dalam penulisan ini, penjelasan dari saya kurang pas. Untuk itu silahkan mengajukan pertanyaan terkait artikel ini dengan menulis pertanyaannya pada kolom kementar. Saya dengan senang hati akan menjawabnya.

VARIASI VEKTOR DIAGRAM HUBUNGAN BINTANG

Variasi Vektor Diagram Hubungan Bintang

VARIASI VEKTOR DIAGRAM HUBUNGAN DELTA

Variasi Vektor Diagram Hubungan Delta

Read more »

Mengenal Open Delta Transformator

Mengenal Open Delta Transformator - Pada sistim listrik tiga phasa,  transformator (trafo) umumnya menggunakan 3 belitan pada setiap sisinya (sisi HV dan sisi LV). Tiga buah belitan pada masing masng sisi trafo tersebut membentuk hubungan bintang (star) segitiga (delta) atau pun zigzag, sehingga  kita mengenal hubungan transformator seperti Star - Delta , Delta - Delta , Star - Star dan lain sebagainya. HAl ini berbeda dengan Transforamtor Open delta yang akan kita bahas pada postingan kali ini.

Sebuah transformator Open Delta, jumlah belitan pada masing masing sisi terdiri dari dua belitan saja, seperti pada gambar berikut ini :

Pada gambar diatas, merupakan hubungan belitan pada sebuah transformator open - delta. Pada masing - masing sisi, terdapat dua belitan yang membentuk hubungan delta dengan belitan keiga yang tidak ada, sehingga deltanya menjadi terbuka, dan karena itu disebut sebagai open - delta.

Selain disebut open - delta, transformator dengan tipe ini sering juga disebut dengan transformator V Connection ( koneksi V), karena kedua belitan membentuk huruf V.

Meskipun hanya memiliki dua belitan pada setiap sisinya, transformator open - delta tetap bisa menyuplai beban tiga phasa dan mentransformasikan suplay tegangan tiga phasa dari sisi HV ke LV.

Penjelasan terkait kemampuan transformator dengan tipe ini untuk menyuplai beban tiga phasa dapat dijelaskan seperti dibawah ini :

Gambar diatas merupakan transformator tiga phasa dengan hubungan Delta - Delta pada masing - masing sisinya. 

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, transformator open - delta terdiri dari dua belitan pada kedua sisi HV dan LV. Pada gambar diatas, jika belitan berwarna merah (C1 dan C2) dan garis putus - putus berwarna merah kita hilangkan, kita akan mendapati sebuah transformator dengan koneksi Open - Delta.

Mengenai tegangan dan arus serta bagaimana sebuah transformator Open - Delta dapat digunakan pada sistim tiga phasa, dan permasalahan yang akan dihadapi ketika menerapkan koneksi Open - Delta ini dapat dilihat pada penjelasan dibawah ini :

1. Tegangan Pada Transformator Open - Delta

Untuk tegangan keluran pada sisi sekunder, transformator open -delta memiliki sudut antar masing - masing phasanya sebesar 120^o sama dengan transformator tiga phasa pada umumnya.
Hal ini dibuktikan dengan nilai Vca yang didapat dari hasil penjumlahan antara Vab dengan Vbc.
Sama halnya dengan besarnya sudut antra phasa pada arus seperti yang dijelaskan pada gambar dibawah ini.

2. Arus Pada Transformator Open - Delta

Arus pada transformator Open - Delta

3. Derating Pada Transformator Open - Delta

Dikarenakan transformator open - delta hanya memiliki dua belitan disetiap sisinya (HV dan LV) , pastilah kapasitas transformator tersebut tidak sama dengan kapasitas transformator tiga phasa meskipun belitan pada masing - masng transformator tersebut memiliki kapasitas yang sama.

Hal ini dapat dijelaskan pada rumusan gambar diatas, dimana transformator open delta mengalami penurunan kapasitas (derating) sebeasar 57.7%.

Perbandingannya dengan transformator tiga phasa dengan hubungan delta pada belitannya adalah sebagai berikut :

Berikut contoh perhitungan dari transformator open - delta :

Misalkan dua buah transformator phasa tunggal dengan kapasitas 200 kVA , 6300V/ 400 V, terhubung secara Open - Delta, maka kapasitas transformator tersebut menjadi :

Arus pada sisi sekunder masing - masing transformator menjadi :

 IL = 200 kVA / 400 V

IL = 500 A

Daya transformator ketika beropasi sendiri - sendiri :

S = 200 kVA x 2

S = 400 kVA

Daya transformator ketika dioperasikan secara open -delta adalah :

S = √3 x V x IL

S =  √3 x 400 x 500

S = 346 kVA

Sehinga terjadi penurunan kapasitas menjadi :

= ( 346 / 400 ) x 100%

= 86.6 %

86% merupakan penurunan kapasitas apabila transformator tersebut dioperasikan masing -masing.

Apabila transformator tersbut dioperasikan secara tiga phasa menjadi :

S = 200 kVA x 3

S = 600 kVA

Sehingga penurunan kapsitas menjadi :

= ( 346 / 600 ) x 100%

= 57.7 %

Oke, sampai disini dulu penjelasan terkait Transformator open - delta nya.

Read more »

Mengenal SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI dan MAIFI pada keandalan sistim tenaga listrik

SAIFI, SAIDI , CAIFI, CAIDI dan MAIFI adalah beberapa indeks yang digunakan untuk mengukur keandalan sistem distribusi tenaga listrik. Sebelum kita menjelaskan beberapa indeks tersebut, ada baiknya kita bahas sepintas tentang masalah keandalan sistim distribusi tenaga listrik.

Keandalan sistim distribusi tenaga listrik dapat didefinisikan sebagai kemampuan komponen sistem tenaga listrik untuk mengantarkan listrik ke semua titik konsumsi, dalam kuantitas dan dengan kualitas yang sesuai dengan keinginan konsumen. Dalam hal ini, yang sesuai dengan keinginan konsumen tersebut telah ditetapkan oleh PLN sebagai penyedia tenaga listrik sesuai SLA (Service Level Acceptance) nya. 

Keandalan sistim distribusi tenaga listrik sering diukur dengan indeks outage (indeks gangguan) yang didefinisikan dalam satu standar internasional , yaitu pada standar IEEE 1366. Indeks outage ini didasarkan pada durasi atau lama gangguan aliran listrik dan jumlah gangguan yang terjadi.

Berdasarkan aliran sumber daya listrik, kehandalan sistim tenaga listrik dipengaruhi oleh kehandalan pada ketiga komponen utama yaitu pembangkit tenaga listrik, transmisi dan distribusi. Sedangkan yang berhubungan lansung dengan konsumen, adalah transmisi dan distribusi. 

Hasil survei (di negara maju) menunjukkan bahwa 80-90% pemadaman listrik yang dialami konsumen disebabkan oleh gangguan pada distribusi listrik.

Pemadaman listrik adalah peristiwa yang tidak direncanakan dan memiliki catatan dalam hal frekuensi (jumlah pemadaman) , durasi (lamanya pemadaman) dan jumlah beban (konsumen) yang terpengaruh akaibat gangguan tersebut.

Pemadaman sesaat didefinisikan sebagai pemadaman yang berlangsung kurang dari 5 menit, sesuai dengan waktu yang dibutuhkan untuk pemulihan gangguan yang penanganannya bersifat sementara. 

Pemadaman berkelanjutan berlangsung lebih lama dari 5 menit. Standar IEEE 1366 memberikan definisi untuk indeks outage tersebut. Indeks ini dihitung 

dengan menggunakan rincian gangguan yang dialami konsumen yang dikumpulkan dari data tahun lalu atau beberapa tahun sebelumnya. Definisi beberapa indeks diberikan di bawah ini:

1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
2. System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
3. Consumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
4. Consumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
5. Momentary Average Interruption Frequency Index (MAIFI)

System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)

SAIFI merupakan nilai Indeks Rata-rata Frekuensi Gangguan Pada Sistem. SAIFI adalah rata-rata jumlah interupsi atau gangguan yang berkelanjutan per konsumen sepanjang tahun. Ini adalah rasio jumlah interupsi atau gangguan tahunan terhadap jumlah konsumen.

SAIFI = (Total jumlah gangguan berkelanjutan dalam setahun) / (Jumlah total konsumen)

System Average Interruption Duration Index (SAIDI)

SAIDI merupakan nilai Indeks Rata-Rata Durasi atau lamanya gangguan Pada Sistem. SAIDI adalah durasi rata-rata interupsi atau gangguan per konsumen sepanjang tahun. Ini adalah rasio durasi

gangguan tahunan (berkelanjutan) terhadap jumlah konsumen. Jika durasi ditentukan dalam hitungan menit, SAIDI dinyatakan dalam menint gangguan yang dirasakan konsumen.

SAIDI = Total durasi atau lamanya gangguan berkelanjutan dalam setahun / jumlah konsumen

SAIFI & SAIDI merupakan indeks keandalan yang paling banyak digunakan. Survei di Amerika Utara menunjukkan angka SAIFI 1,1 (hal ini menunjukkan 1,1 gangguan / tahun / konsumen) & SAIDI 1,5 jam. 

Singapura dilaporkan memiliki SAIDI 3 menit. Untuk Singapura mungkin ada pengecualian, karena wilayahnya yang kecil dan tidak berbentuk kepulauan serta cenderung datar , sehingga permasalahan transmisi dan distribusi tidak begitu rumit dan komplek.

Consumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)

CAIFI  merupakan Indeks Frekuensi Gangguan Rata-Rata bagi Konsumen yang terkena gangguan tersebut. CAIFI adalah rata-rata jumlah gangguan bagi konsumen yang mengalami gangguan sepanjang tahun. Ini merupakan rasio jumlah interupsi tahunan terhadap jumlah konsumen yang terkena gangguan sepanjang tahun. Konsumen hanya dihitung sekali terlepas dari jumlah interupsi.

Berbeda dengan SAIFI , yang menghitung dengan seluruh konsumen, CAIFI hanya menghitung konsumen yang terkena gangguan saja.

CAIFI = Jumlah gangguan berkelanjutan dalam setahun / Jumlah total konsumen yang terkena dampak.

Consumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)

CAIDI merupakan Indeks Durasi atau lamany gangguan Rata-Rata bagi  Konsumen yang terkena gangguan tersebut. CAIDI adalah durasi atau lamanya gangguan rata-rata, dihitung berdasarkan jumlah gangguan berkelanjutan dalam setahun. Ini adalah rasio dari total durasi gangguan terhadap jumlah gangguan selama tahun tersebut.

CAIDI = Total durasi gangguan berkelanjutan dalam setahun / jumlah total gangguan.

Bisa juga , CAIDI = SAIDI / SAIFI

Momentary Average Interruption Frequency Index (MAIFI)

MAIFI merupakan Indeks Frekuensi Gangguan Sesaat Rata-rata. MAIFI adalah jumlah rata-rata gangguan sesaat (kurang dari 5 menit) per konsumen sepanjang tahun. Ini adalah rasio jumlah tahunan gangguan sesaat terhadap jumlah konsumen.

MAIFI = (Jumlah total gangguan sesaat dalam setahun) / (Jumlah total konsumen)

Read more »

Mengenal Infinite Bus

Mengenal Infinite Bus - Pada Jaringan Tenaga Listrik, Infinite Bus merupakan suatu sistem jaringan tenaga listrik yang memiliki tegangan dan frekuensi konstan terlepas dari pengaruh perubahan beban (dinamika beban) yang disuplainya atau yang terkoneksi dengan jaringan tersebut. Dengan demikian, bus infinite haruslah merupakan sistim jaringan dengan daya yang besar sehingga berapapun jumlah daya nyata dan daya reaktif yang disuplainya atau yang bergabung dengannya tidak akan mempengaruhi besarnya tegangan dan frekuensi pada jaringan tersebut , atau dengan kata lain tegangan (voltage) dan frekuensi (frequency) tetap konstan. 

Biasanya untuksuatu sistim jaringan tenaga listrik yang bersifat infinite (bus infinite) akan memiliki lebih dari satu generator atau pembangkit tenaga listrik yang terhubung dan beroperasi secara paralel untuk mengisi bus tersebut. Masing – masing pembangkit tersebut bisa saja berada pada lokasi yang berjauhan. 

Untuk sekumpulan mesin pembangkit yang berada pada lokasi yang sama, dapat dilihat sebagai sebuah mesin pembangkit yang besar. Dan apabila terdapat beberapa lokasi yang terdiri dari beberapa buah pembangkit, dan terhubung pada bus jaringan yang sama dan hanya terpisahkan melalui saluran transmisi dengan reaktansi rendah dapat pula dikelompokan menjadi satu mesin pembangkit yang lebih besar. Dengan bergabungnya beberapa pembangkit tersebut, maka terbentuklah suatu sistim jaringan tenaga listrik yang memiliki kapasitas yang sangat besar. 

Dengan kapasitas sistemnya begitu besar, maka tegangan (voltage) dan frekuensinya akan selalu konstan. Penyambungan ataupun pemutusan satu mesin atau beban pada sistem jaringan tersebut tidak akan mempengaruhi besaran dan fase pada tegangan dan frekuensi. Sistem jaringan akan berperilaku seperti generator besar yang memiliki impedansi internal nol dan inersia rotasi tak terhingga. 

Karakteristik Infinite Bus 

Karakteristik sebuah bus (jaringan tenaga listrik) bisa dikatakan infinite adalah sebagai berikut : 

• Tegangan pada terminal generator akan selalu konstan ketika beroperasi paralel dan bergabung dengan bus infinite tersebut.
• Frekuensi akan selalu konstan karena momen inersia rotasi dari total keseluruhan pembangkit yang terhubung pada bus tersebut terlalu besar untuk memungkinkan sebuah mesin yang baru bergabung dengan bus mengubah kecepatan sistem. 
• Impedansi sinkron dari keseluruhan pembangkit yang terhubung paralel ke bus sangat kecil.

Perilaku mesin pembangkit yang terhubung pada Infinite Bus sangat berbeda dengan operasi sebuah mesin pembangkit yang berdiri sendiri (isolated). 

Dalam operasi yang terisolasi, perubahan besarnya nilai eksitasi akan mengubah besarnya nilai tegangan voltase terminalnya dan faktor daya sistim banyak dipengaruhi oleh beban. Bila pembangkit bekerja secara paralel dengan Infinite Bus , perubahan pada eksitasinya akan mengubah nilai faktor daya mesin namun, perubahan eksitasi tidak akan dapat mengubah besarnya nilai tegangan pada terminal generator. Akan tetap konstan. 

Penjelasan Mengapa Nilai Tegangan dan Frekuensi Pada Infinite Bus Selalu Konstan

Seperti dijelaskan sebelumnya, bus infinite memiliki beberapa buah mesin pembangkit (generator ) yang terhubung paralel dan beropersi pada bus tersebut , seperti paga gambar dibawah ini :

Pembuktian Tegangan Pada Bus Infinite Selalu Konstan, 

Misalkan, sbb : 

• V adalah besarnya nilai tegangan pada bus infinite 
• E adalah tegana (induced emf ) pada setiap generator 
• Zs adalah nilai impedansi synchron dari setiap generator 
• n adalah jumlah pemangbik yang beroperasi dan terhubung paralel dengan bus infinite 

Rumus dasar untuk tegangan pada terminal generator adalah sbb : 

• V = E – I.Zs , 

Sehingga apabila sebuah generator beropeasi sendiri (stand alone) , tegangan terminalnya adalah sebesar V yang merupakan hasil pengurangan dari Tegangan emf (E) yang dibangkitkan generator dengan tegangan jatuh pada impedansi generator (Zs) ketika dialiri arus sebesar I, sesuai dengan besarnya daya yang dibangkitkan oleh generator tersebut. 

Sekarang bila generator beroperasi paralel pada sebuah bus infinite maka, rumus tegangan pada terminal stator generator V adalah sebagai berikut : 

• V = E – I.Zseq 
• Zseq = Zs / n , 

dimana n adalah jumlah generator yang terhubung dan beroperasi secara paralel untuk mengisi bus infinite tersebut. 

Sebagaimana kita ketahui , nilai Zs masing masing generator biasanya kecil (kecil dari 1). 

Dan ketika jumlah generator yang beroperasi paralel (n) banyak , maka Zseq = Zs/n → 0, nilai Zseq sangat kecil dan mendekati 0, sehingga nilai perkalian I.Zseq juga sangat kecil mendekati 0. 

Oleh karena itu :

• V = E – 0, sehingga 
• V = E , makanya tegangan V pada terminal generator akan selalu konstan. 

Pembuktian Frekuensi Pada Bus Infinite Selalu Konstan, 

Nilai Frekuensi pada sebuah generator yang beroperasi sendiri (stand alone) dipengaruhi oleh besarnya gaya inertia (moment inertia) yang disesuaikan dengan besarnya daya yang akan disuplay oleh generator tersebut. Seduai dengan rumus : 

• Acceleration Alternator = Ta/J 

Dimana :

• Ta = Acceleration Torsi 
•  J = Momen Inersia Generator 

Pada saat beroperasi sendiri, accelerating torque sebuah generator harus dijaga agar nilai frekuensi yang dihasilkan generator tidak melebihi batas yang telah ditetapkan misalnya di 50 HZ (+ 2%). 

Pengaturan ini biasanya dilakukan dengan mengatur governor pada mesin pembangkit tersebut.

Ketika beroperasi paralel an terhubung kebus, moment inersia yang mempengaruhi adalah total seluruh moment inersia pembangkit yang terhubung kebus tersebut, sehingga rumus accelerating generator menjadi : 

• Acceleration Alternator = Ta/(J.n) 

Dimana n adalah jumlah pembangkit yang beroperasi paralel dan terhubung ke bus infinite. 

Semakin banyak pembangkit yang beroperasi paralel maka, nilai acceleration generator akan semakin kecil. Sehingga : 

• n.J >>>>  (sangat besar)
• Maka acceleration → 0 (mendekati nilai 0)

Maka dari penjelasan diatas dapat dilihat, jumlah genrator yang dihubungkan secara paralel harus sebesar mungkin untuk mendapatkan tegangan dan frekuensi konstan.

Read more »

Mengapa Area Switchyard harus pakai batu kerikil

Mengapa Area Switchyard harus pakai batu kerikil ? Jika kita pernah berkunjung kesebuah gardu induk dan memperhatikan area switchyardnya, pastilah terlihat bahwa seluruh permukaan switchyard tersebut ditutupi dengan bebatuan kerikil dengan ukuran kecil. Kenapa harus seperti itu ? Apa tujuannya sehingga permukaan halaman switchyard tersebut mesti ditutupi oleh batu kerikil ? Berikut penjelasan singkat, kenapa dan alasan – alasan penggunaan batu kerikil tersebut.

Bebatuan kerikil tersebut dihamparkan pada area switchyard adalah bertujuan untuk : 

1. Meskipun Gardu Induk dan area switchyard-nya memiliki nilai tahanan pentanahan sangat rendah di kisaran 0,5 sampai 5 ohm, seluruh permukaan tanah juga dilapisi dengan bebatuan kerikil untuk menyediakan lapisan resistansi yang tinggi antara personil yang menginjaknya dengan tanah dibawah kerikil tersebut. Bebatuan kerikil ini berfungsi sebagai isolasi antara kaki personil yang bekerja diareah tersebut terhadap tanah. 

2. Dengan adanya lapisan kerikil pada permukaan switchyard yang menyediakan nilai resistensi yang tinggi tersebut, sehingga ketika terjadi arus gangguan ketanah, arus gangguan akan mengalir lansung ke dalam tanah dan tidak disepanjang area permukaan tanah. Hal ini dapat mengurangi besarnya nilai tegangan pada Touch Potential ataupun Step Potential, yaitu Tegangan Sentuh dan Tegangan Langkah. 

3. Dengan adanya lapisan kerikil pada permukaan tanah genangan minyak yang ditimbulkan pada saat transformator mengalami gangguan (minyak tranfsormator bocor) dapat dicegah.. Dengan adanya bebatuan kerikil ini diharapkan penyebaran api ketika minyak tersebut terbakar dapat dihindari dan tidak menganggu peralatan lain di srea tersebut. 

4. Lapisan kerikil dapat menghambat tumbuhnya rumput dan semak semak pada area switchyard gardu. 

5. Dengan ukuran pada sekitar 20 sampai 25mm, batu kerikil yang digunakan tidak menggangu pergerakan orang dan mobilitas peralatan di halaman gardu (Swtich yard). 6. Fungsi yang paling penting dari lapisan bebatuan kerikil adalah untuk memperkecil ukuran langkah orang yang berjalan diarea tersebut, sehingga juga mengurangi besarnya nilai tegangan langkah (Step Potential).

Dari penjelasan diatas, fungsi utama dari bebatuan kerikil tersebut adalah mengurangi besarnya Touch Potential dan Step Potential. 

Step Potential dan Touch Potential. 

Step Potential atau yang lebih dikenal dengan tegangan langkah adalah tegangan yang timbul antara sepasang kaki dari personil yang berdiri dekat pada objek atau peralatan yang bertegangan yang mengalami gangguan ketanah. Semakin besar jarak antaara kaki seseorang maka semakin tinggi nilai tegangan langkahnya. 

Touch Potensial atau tegangan sentuh adalah tegangan yang timbul antara objek atau peralatan bertegangan yang disentuh oleh sesorang terhadap kakinya ketika terjadi gangguan ketanah. 

Sebagaimana kita ketahui, peralatan digardu induk terutama pada area switchyard pada umunya adalah peralatan bertegangan tinggi. Dan operator maupun personil yang bekerja di gardu Induk, baik melakukan pencatatan maupun pemeliharaan di area switchyard perlu pengamanan terhadap bahaya listrik ketika timbulnya gangguan hubungan singkat ketanah. Dan ancaman yang patut diwaspadai adalah Step Potential dan Touch Potential, karena gangguan tersebut dapat terjadi kapan saja. 

Bebatuan kerikil adalah salah satu cara untuk mencegah personil atau orang di area tersebut dari ancaman bahaya listrik. Dengan demikian, jika kejadian gangguan ketanah pada switchyard, dianjurkan pada personil yang sedang diarea switchyard tersebut untuk tidak terburu-buru lari keluar dari area switchyard. 

Yang sebaiknya dilakukan adalah dengan melangkah pelan-pelan dengan lebar langkah yang kecil untuk keluar dari area switch yard. Karena semakin lebar langkah kaki, maka akan menyebabkan Step Potential semakin tinggi yang mungkin berbahaya bagi keselamatan jiwa.

Read more »

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding) - Lengkap

Postingan kali ini melengkapi postingan saya terdahulu mengenai Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding). Pada postingan tersebut disebutkan bahwa, jenis pentanahan yang digunakan berdasarkan standar IEEE yang menjadi acuan terhadap sistim pentanahan pada suatu instalasi, terdiri dari 5 yaitu : 

Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding)

1. TN-S (Terre Neutral - Separate) 
2. TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate) 
3. TT (Double Terre) 
4. TN-C (Terre Neutral - Combined) 
5. IT (Isolated Terre) 

Untuk jenis pentanahan TN-S (Terre Neutral - Separate), TN-C-S (Terre Neutral - Combined - Separate) dan TT (Double Terre) telah kita jelaskan pada postingan tersebut. Kali ini kita akan melanjutkan pembahasan untuk jenis pentanahan TN-C (Terre Neutral - Combined) dan IT (Isolated Terre). Sebelum kita lanjutkan ke pembahasan TN-C (Terre Neutral - Combined) dan IT (Isolated Terre) , sedikit kita ulas mengenai pembagian jenis pentanahan ini. 

Pentanahan (Grouding) atau pembumian (Earthing) adalah penamaan dengan maksud yang sama, pada sistim jaringan tenaga listrik tegangan rendah (LV Low Voltage) memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada sisi sekunder dari transformator MV/LV  (Distribusi) dan instalasi pembumian pada sisi peralatan tegangan rendah. Identifikasi jenis sistem pembumian yang diterapkan pada jaringan tenaga listrik tegangan rendah didefinisikan dengan dua huruf, yaitu :

 1. Huruf Pertama, menyatakan koneksi netral transformator, seperti pada gamar dibawah ini :

 Dari gambar diatas terdapat 2 kemungkinan untuk koneksi netral transforamtor ini, yaitu : 

• Terhubung ke bumi , dilambangkan dengan huruf “T” (Terre)
• Tidak terhubung dengan bumi (terisolasi), dilambangkan dengan huruf “I” (Isolated)

 2. Huruf Kedua yang menyatakan koneksi frame peralatan dengan bumi, , seperti pada gambar dibawah ini : 

 Juga terdapat 2 kemungkinan untuk koneksi frame peralatan ini, yaitu : 

• Terhubung ke bumi , disimbolkan dengan huruf “T” 
• Terhubung dengan netral instalasi dimana peralatan tersebut terpasang, dilambangkan dengan huruf “N” 

Kombinasi dari kedua huruf ini memberikan tiga sistim konfigurasi pembumian, yaitu : 

1. Sistim TT: Netral dari transformator dibumikan, dan frame peralatan dibumikan. 
2. Sistim TN: Netral dari transformator dibumikan, dan frame peralatan dihubungkan kenetral instalasi. 
3. Sistim IT: Netral dari transformator tidak dibumikan (Isolated), dan frame peralatan dihubungkan kenetral instalasi. 

Sistem TN, seperti dalam IEC 60364 mencakup beberapa sub – system : 

• Sistem TN-C : Jika N dan konduktor PE terhubung (PEN) 
• Sistem TN-S : Jika N dan konduktor PE terpisah 
• Sistem TN-C-S : Gabungan antara TN-C dan TN-S, dalam tingkatan distribusi listrik TN-S diterapkan pada peralatan dibawah peralatan yang menggunakan TN-C, biasanya peralatan setelah power suplay. 

Secara keseluruhan jenis pentanahan ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Sekarang kita kembali kelanjutan postingan Jenis-jenis Pentanahan (Sistem Grounding), 

TN-C (Terre Neutral - Combined) 

Pada sistem TN-C, saluran netral dari peralatan distribusi utama (sumber listrik) terhubung lansung dengan saluran netral konsumen dan frame dari peralatan yang terpasang. 

Dengan sistim ini konduktor netral digunakan sebagai konduktor pelindung dan gabungan antara netral dengan pembumian sisi frame peralatan dikenal sebagai konduktor PEN (Prtective Earthing and Neutral). 

Sistem ini tidak diizinkan untuk konduktor kurang dari 10 mm2 atau untuk peralatan portabel. Hal ini dikarenakan bila terjadi gangguan maka pada saat yang sama konduktor PEN membawa arus unbalance phasa serta arus harmonisa tingkatan ketiga dan kelipatannya. 

Untuk mengurangi dampak terhadap peralatan dan makhluk hidup disekitar peralatan tersebut, maka pada penerapan sistim TN-C, konduktor PEN harus terhubung kesejumlah batang elektroda untuk pembumian pada instalasi tersebut. 

IT (Isolated Terre) 

Dari huruf pertamanya ( I ) sudah jelas bahwa , pada sistim pembumian dengan jenis IT ini, netral nya isolated (tidak terhubung) dengan bumi. Titik PE tidak terhubung ke saluran netral tetapi lansung dihubungkan ke pembumian. 

Pada penerapannya, titik netral pada sistim IT tidak benar – benar terisolasi dengan bumi, tetapi masih dihubungkan dengan impdedansi Zs yang nilainya sangant tinggi yaitu sekitar 1000 ohm sampai 3000 ohm. Hal ini untuk tujuan membatasi level tegangan over voltage ketika terjadinya ganguan pada sistim tersebut.

Read more »