Sistim PU (Per-Unit)

Sistim PU (Per-Unit) - Merupakan cara penyederhanaan suatu nilai perhitungan yang sangat bermanfaat dalam analisa sistem tenaga listrik, yang melibatkan saluran transmisi, beberapa buah transformator dan generator.  Penyederhanaan perhitungan ini adalah dengan menyatakan suatu nilai tertentu seperti Daya, Tegangan, Arus, Impedansi maupun Admitansi kedalam satuan per-unit yang nantinya bila diinginkan untuk mengetahui nilai sebenarnya dapat dirujuk kembali ke nilai referensinya.

Sistem per unit banyak digunakan dalam mengevaluasi  aliran daya, evaluasi hubung singkat, motor starting dll.

Bagaimana sebenarnya Sistim PU ini, akan menjai topik bahasan kita pada postingan kali ini.

Kalau dilihat dari penggunaannya, sistim PU tersebut hanyalah merupakan metode atau cara menskalakan suatu nilai parameter listrik terhadap nilai refrensi atau pada metode Sistim PU dikenal dengan istilah base. Sehingga persamaan dasar untuk sistim PU ini adalah  sebagai berikut :

per-unit = actual_value / base_value

Dari persamaan dasar terlihat bahwa :

1. Nilai sebenarnya (actual_value) dibandingkan dengan nilai referensi (base_value) menghasilkan nilai per-unit dari actual_value.
2. Nilai basis (base_value) dan Nilai sebenarnya (actual_value) haruslah merupakan parameter yang sama, sehingga nilai per-unit  yang dihasilkan tidak lagi memiliki satuan. Dengan kata lain, misalkan nilai per-unit suatu tegangan hanya didapat dari membandingkan  actual_value tegangan dengan base_value tegangan. 
3. Nilai basis (base_value) selalu merupakan bilangan real, sedangkan nilai sebenarnya (actual_value) bisa juga bilangan kompek.

Jumlah per satuan sama dengan jumlah persen. Rasio dalam persen adalah 100 kali rasio per unit. Misalnya, voltase 70kV pada basis 100kV akan menjadi 70% voltase basis. Ini sama dengan 100 kali nilai per satuan 0,7 yang diturunkan di atas.

Langkah awal dalam menggunakan per-unit pada analisis sistim tenaga listrik adalah dengan :

1.  Menetapkan nilai basis (base_value) untuk Daya Semu (S) 

S_base = (Power base) basis daya, dalam satuan VA. Pada prinsipnya S_base dapat ditetapkan secara bebas, tetapi dalam praktiknya biasanya dipilih nilai 100 MVA.


2.  Menetapkan nilai basis (base_value) untuk Tegangan (V)

V_base = basis tegangan (V). Sama halnya dengan S_base , V_base juga dapat ditetapkan secara bebas,  dalam prakteknya V_base  sama dengan nilai nominal tegangan line-to-line (V_L-L) sistim yang akan dinalisa tersebut.

Istilah nominal tegangan line-to-line (V_L-L) berarti nilai teganagan di mana sistem dirancang untuk beroperasi dalam kondisi seimbang normal.


3.  Menetapkan nilai basis (base_value) untuk Arus (I) 

Dengan menggunakan rumus dasar : S_3ϕ = √3VI , maka dengan rumus yang sama  untuk S_3ϕbase menjadi :

S_3ϕbase = √3V_baseI_base  ,sehingga I_base  didapat :

I_base = S_3ϕbase / √3V_base

Dikarenakan  S_3ϕbase biasanya ditulis dalam satuan kVA atau MVA dan tegangan (V) dalam satuan kilo Volt atau kV , maka I_base menjadi :

I_base = kVA_base / √3kV_{base  ...................} (Ampere)

4.  Menetapkan nilai basis (base_value) untuk Impedansi (Z) 

Untuk nilai basis impedansi Z_base didapat dengan menggunakan persamaan :

Z_base= V_base / I_base =  (V_base)² / S_base , atau 

Z_base= (kV_base)² x 1000 / kVA_base , atau

Z_base= (kV_base)² / MVA_{base ....................} (Ω)

Setelah keempat kompnen diatas telah kita dapatkan ( S, V, I dan Z ) , untuk mendapatkan nilai per-unit untuk suatu nilai sebenarnya (actual_value) dengan cara membandingkannya, seperti berikut ini :

V = IZ
V / V_base = IZ /  I_base Z_base
V_pu = I_pu Z_pu

Setelah nilai basis didapat untuk setiap parameter diatas, maka nilai Z_pu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

Z_pu= Z (Ω) / Z_base  =   (  Z .  MVA_base  ) /  ( kV_base  )²       ................. (Ω)

atau

Z_pu  =  (  Z . kVA_base  ) /  (  1000 . ( kV_base  )²  )  ....................... (Ω)

Dalam penulisannya, sering juga penulisan pu (per-unit) dalam bentuk persentase (%), contohnya pada nilai impedansi transformator  utnu rating MVA yang ditulis dalam bentuk %. Konversinya cukup sederhana, yaitu dengan menyatakan nilai I_pu = 100 % , sehingga mendapatkan nilai nilai pu (per-unit) untuk  nilai persentase lainnya cukup dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

pu (per-unit) = nilai persentase/  100

Sehingga persamaan sebelumnya, yaitu : 

Z_pu= Z (Ω) / Z_base  =   ( Z .  MVA_base  ) /  ( kV_base  )²    .................. (Ω)

dapat ditulis menjadi

% Z_pu= ( Z . 100 . MVA_base  ) /  ( kV_base  )²   

atau bila persamaanya adalah :

Z_pu  =  (  Z . kVA_base  ) /  (  1000 . ( kV_base  )²  )  ....................... (Ω)

dapat ditulis menjadi

%Z_pu  =  (  Z . kVA_base  ) /  (  10 . ( kV_base  )²   ) 

Tak jarang, pada kondisi tertentu ketika menggunakan sistim pu terutama sekali untuk nilai impedansi (Z) kita perlu mengkonversi nilai pu (per-unit) nya dari menggunakan nilai basis yang lama ke nilai basis yang baru ,  sehingga konversinya menjadi sebagai berikut :

Z_pu^new  =  Z_pu^old  . ( Z_base^old /   Z_base^new )

Z_pu^new  =  Z_pu^old  . ( kVA_base^new /   kVA_base^old ) . ( kV_base^new  /   kV_base^old  )²

Z_pu^new  =  Z_pu^old  . ( MVA_base^new  /  MVA_base^old )

Kita juga dapat dengan cepat megnkonversikan dari satu nilai impedansi dalam satuan ohm, ke nilai impedansi lain dalam ohm dengan persamaan berikut :

Z_ohm^new  =  Z_ohm^old  . ( kV_base^new  /  kV_base^old )²

Ok .... mungkin sampai disini dulu penjelasannya mengenai penggunaan sistim pu ini,  tentang contoh penggunaannya akan saya lanjutkan pada postingan selanjutnya... semoga bermanfaat... salaaaaaam

Read more »

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 »