Penjelasan dan Rumus Perhitungan
Arus Netral- dalam sistem distribusi
tenaga listrik dikenal sebagai arus yang
mengalir pada kawat netral di sistem distribusi tegangan rendah tiga fasa empat
kawat. Arus netral ini muncul jika :
a. Kondisi beban tidak seimbang,
b. Karena adanya arus harmonisa akibat beban non-linear.
Arus yang mengalir pada kawat netral
yang merupakan arus bolak-balik untuk sistem distribusi tiga fasa empat kawat
adalah penjumlahan vektor dari tiga arus
fasa dalam komponen simetris.
Arus Netral Karena Beban Tidak Seimbang- Untuk arus tiga fasa dari suatu sistem
yang tidak seimbang dapat juga diselesaikan dengan menggunakan metode komponen
simetris.
Dengan tiga langkah yang telah
dijabarkan dalam menentukan tegangan urutan positif, urutan negatife, dan
urutan nol terdahulu, maka arus-arus urutan juga dapat ditentukan dengan cara
yang sama.
Disini terlihat bahwa arus urutan nol
adalah merupakan sepertiga dari arus netral
atau sebaliknya akan menjadi nol jika dalam sistem tiga fasa empat kawat. Dalam
sistem tiga fasa empat kawat ini jumlah arus saluran sama dengan arus netral
yang kembali lewat kawat netral.
Dalam sistem tiga fasa empat kawat ini
jumlah arus dalam saluran sama dengan arus netral kembali lewat kawat netral.
Jika arus-arus fasanya seimbang maka arus netralnya akan bernilai nol, tapi
jika arus-arus fasanya tidak seimbang, maka akan ada arus yang mengalir di
kawat netral sistem (arus netral akan mempunyai nilai dalam arti tidak nol).
(Badaruddin,2012)
Faktor Daya- (cos
) adalah perbandingan
antara daya aktif (P) dan daya semu (S). Dari pengertian tersebut, faktor daya
tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :
Faktor daya = (Daya Aktif /Daya Semu)
= (P / S)
=
(V.I. cos
/ V.I)
=
cos
Daya Semu = V.I
(VA)
Daya Aktif = V.I
cos
(Watt)
Daya Reaktif = V.I
sin
(VAr)
Losses Akibat
Adanya Arus Netral Pada Penghantar Netral- Akibat pembebanan di tiap phasa yang
tidak seimbang, maka akan mengalir arus pada penghantar netral. Jika dihantaran
pentanahan netral terdapat nilai tahanan dan dialiri arus, maka kawat netral
akan bertegangan yang menyebabkan tegangan pada trafo tidak seimbang. Arus yang
mengalir di sepanjang kawat netral, akan menyebabkan rugi daya disepanjang
kawat netral sebesar.
Dimana :
Losses Pada
Sambungan Tidak baik- Losses ini terjadi karena disepanjang jaringan tegangan rendah
terdapat beberapa sambungan antara lain :
a.) Sambungan saluran jaringan tegangan rendah dengan kabel NYFGBY,
b.) Percabangan saluran jaringan tegangan rendah,
c.) Percabangan untuk sambungan pelayanan.
Besarnya rugi-rugi daya
pada sambungan dirumuskan :
Persamaan-persamaan yang Digunakan dalam Perhitungan- yang digunakan untuk
menganalisa pengaruh ketidakseimbangan beban terhadap arus netral dan losses pada transformator distribusi adalah sebagai berikut :
Perhitungan Arus Beban Penuh dan Arus Hubungan Singkat- Telah diketahui bahwa daya transformator
distribusi bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat dirumuskan
sebagai berikut :
Dimana demikian untuk menghitung arus
beban penuh (full load) dapat
menggunakan rumus
Dimana :
Sistem Distribusi dengan Ketidakseimbangan Beban- Dalam sistem kelistrikan tiga fasa,
beban daya listrik dapat berupa beban tiga fasa maupun beban satu fasa, beban
tiga fasa merupakan beban daya listrik yang memproleh suplai daya listrik tiga
fasa dari jaringan distribusi primer (tegangan menegah) atau jaringan
distribusi sekunder (tegnagan rendah). Beban tiga fasa ini mempunyai impedansi
atau resistansi yang sama besar diantaranya ketiga fasanya sehingga dianggap
beban tiga fasa adalah beban seimbang. Sedangkan beban satu fasa dari sistem
distribusi tiga fasa empat kawat yang
terdapat pada sisi sekunder transformator distribusi. Beban satu fasa yang
berasal dari perumahan, perkantoran, industry, lembaga pendidikan, dan lainnya
ini terdistribusi secara merata pada ketiga fasa jaringa distribusi sekunder.
Beban satu fasa meliputi berbagai jenis peralatan pemakai daya listrik yang
memepunyai impedansi atau resistansi, factor daya dan waktu operasi yang
berbeda-beda. Oleh karena itu beban satu fasa pada sistem distribusi daya
listrik meliputi menjadi tidak seimbang.
Persentase ketidakseimbangan dapat
dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Dimana besarnya arus fasa dalam keadaan
seimbang (I) sama dengan besarnya arus rata-rata, maka koefisien a,b dan c
diperoleh dengan :
Pada keadaan seimbang, besarnya
koefisien a.b dan c adalah 1. Dengan demikian rata-rata ketidakseimbangan beban
(dalam %) adalah :
Perhitungan Losses
(rugi-rugi) Akibat Adanya Arus Netral Pada
Penghantar Netral- Sebagai akibat dari ketidakseimbangan
beban antara tiap-tiap fasa pada sisi sekunder trafo (fasa R, fasa S, fasa T)
mengalirlah arus di netral trafo.
Arus yang mengalir pada penghantar
netral trafo ini menyebabkan losses (rugi-rugi) dan losses pada penghantar netral dapat dirumuskan sebagai berikut :
Persentase Losses
akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar Netral Trafo- Persentase losses yang mengalir pada penghantar netral trafo dapat dirumuskan
sebagai berikut :
Menentukan Nilai S (kVA) dan Arus (I) Primer dengan menggunakan rumus persamaan
Menentukan Nilai R (Resistansi) Menggunakan Rumus Persamaan
Catatan :
Aplikasi Simulasi -
ETAP (Electric
Transient and Analysis Program)
ETAP Merupakan suatu perangkat lunak yang mendukung sistem tenaga
listrik. perangkat ini mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik, online untuk pengelolaan data real-time
atau digunakan untuk mengendalikan sistem secara real-time. Fitur yang terdapat di dalamnya pun bermacam-macam
antara lain fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkitan tenaga listrik,
sistem transmisi maupun sistem distribusi tenaga listrik. ETAP ini awalnya dibuat dan dikembangkan untuk meningkatkan
kualitas keamanan fasilitas nuklir di Arnerika Serikat yang selanjutnya
dikembangkan menjadi sistem monitor manajemen energi secara real
time, simulasi, kontrol, dan optimasi sistem tenaga listrik.
No comments:
Post a Comment