arus inrush - Jurnal ITATS

Lg:rr.;:.i;-.***".*
.F-r4
FAKU LTAS TEKNOLOGI IN DUSTRI
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
.*\,
tq?
lsBN
978€79€69e.4-7-?
SEMINAF] NASIONAL
Pengembangan Teknologi lndustri Berbasis
"Green Technology"
TEKNIK ELEKTRO
Yogyakanta,
11 Desernben
2O1O
,.M./
ffi
-ffiF
DAFTAR ISI
I
Halaman Judul
i
Organisasi Penyelenggara ............
ii
iv
Kata Pengantar .....'.....
v
Sambutan Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia
vi
Daftar Isi ..............
Bidang Teknik Elektro
TELEMETRT SUHU SECARA REALTIME BERBASIS ASI(-FM DENGAN
PEMPROGRAMAN VISUAL BASIC
REALTIMELYTEMPERATaRTELEMETRYBASEoNASK-FM
ASING
D-1
A VISAAL BASIC PROGRAM......
Muhammad Andang Novianta
PERANCANGAN DAN REALISASI ANTENA YAGI EMPAT ELEMEN
D-7
UNTUK FREKUENSI I(ERJA 142 M.IIZ
Farid Thalib, Marganda P' A. Panggabean
MINIMALlsisl
ARUS INRUSH pADA TRANSFoRMAToR DAYA 20 Kv
D-13
Titiek Suheta
PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER AT89S52 MENGGUNAKAN BASCOM8051 I]NTIII( APLIKASI JAM DIGITAL 3 FUNGSI
D-19
Erma Triawati Ch,-AnY K YaPie
PEMODELAN BIDANG TEMPERATUR UNTUK EFISIENSI PENYEBARAN
SENSOR PADA SISTEM MONITORTNG KEBAKARAN HUTAN TROI'IS
D-25
Prima Kristalina, Rony Susetyoko' Wirawan, Gamantyo Hendrantoro
STUDI POTENSI KONVERSI ENERGI CAHAYA LAMPU HEMAT ENERGI
WATT MENJADI ENERGI LISTRIK DENGAN METODE SOLAR ENERGY
HARVESTING
18
D-31
..........
Rosida C'
Rasional Sitepu, Lucas de Jesus Silva, Febriyanti Amol, Antonius Anggoro,
vi
2
ISBN I g78 - g7g -96964 - 7 YogYakarta' 11 Desember 2010
MINIMALISASI ARUS INRUSH
KV
PADA TRANSFORMATOR DAYA 20
Titiek Suheta
_Jurusanreknik_EJe#..:,:l,.ll*,mr:f
:*:f
amaSurabava
Abstrak
12 kali
Arusinrushdisebabkanolehmagnetisasiyangtimbu!|:::,^saattrafodienergizeatau
arus inruslt dapat mencapai 6 -
Eesarnya
dihubungkan langsung dengan sumber.AC.
dips pada
inrush dapat menimLulkan Voltage
A^ts
akibat
arw nominal beban petruh saat energize '
motor
pada
torsi
,'* ionlo-r.iri dan osilasl
dengan
system supply,arus phasa yang tidak.i^bong
diminimalisasi
dapat
a;us inrwh. Arus inrush
pengaruh komponen oc l."g1i*bul dqri
termistor dan soft
stwitch yang ter-kontrol, innrh
terkontrol,,"riiror-yorg
pemasangan
:
cara
tra'fo'
*"r^o'ong'tebiah kapasitor paralel dengan
starter, dan mengurangi rettanen dengan
soJi starter'
air gap, resistor, switch, inrush termislor'
Kata kunci : Arus inrush current,virtual
PENDAIIULUAN
1.3. Tuiuan
current terhadap
Untuk mengetahui dampak inrush
1,1
trafo distribusi
o cara mengurangi arus inrush pada transformetor
Latar belukang
Timbulnya arus inrush pada saat
energisasi
yang terjadi
i."ti"i-"at adalah salah satu fenomena
arus yang
adalah
inrush
sistim tenaga listrik' Arus
tt.*p"w"f
oada
nita"i cutcup tinggi dan-bersifat, tiba-tiba
Arus
pada
saat transformator dioperasikan'
vane timbul
beban
arus
dari
kali
il;:il #punyai nilai beberapa untuk mengurangi
o.nuf, no*ui. JiLa tidak ada usaha
'.*t ',|".U"t,
maka dalam jangka pendek akan
dari
renv.UuUtan seringnya sistem proteks.i dan
kerja
kesalahan
m.ng-utumi
i;;#;;;;
tenaga listrik'
;;;;;;""" kualitas daya dari sistem memperpendek
akan
panjang
untut;ungta
il;;il
arus inrush
,r"*'- t"ti" trunsittutoi karena
Oleh karena
trafo'
belitan
*.r"p""g"iifti isolasi dari
sangat
inrush
arus
nilai
mengurangi
itu meto-de untuk
dibutuhkan'
n ilai arus
Adapun beberapa metode untuk mengurangl
yang dikontrol'
resistor
dengan
;il;1.;;J",'uaututt
terkontrcl, inrush termistor' mengurangl
daYa 20
TINJAUAN PUSTAKA
Arus inrush dengan nilai puncak
;;";d
kali
arus
listrik.'oleh Lu'"nu
iti'
untut< menjaga kualitas
meminimalisasi
sistem tenaga listrik, metode untuk
cara untuk
satu
Salah
;; i"i sulngut Oiperlukan'
inrustr adalah dengan menggunakan
Dalam metode
metode Sequential ehu'" enttgization'
antara
switching
lvaktu
seperti delay
ini, faktor-iaktor
-
il."g"iu"gi
a"rus
neual
f*" t,un'to'iluio' dan nilai tahanan
hasil yang optimal'
didapatkan
ug;
diperhitungkan
.
melakukan simulasi
M:,il; ying aifunakan adalah
Alternative Transient
;il
a"ngun'p.iungtot lunak
Program (ATPProgram-Electromagnetic Transient
dari metode ini'
EtvlTP) untur meniafatkan performa
daya
transformator
5.U"gJi model simulasi, digunakan
Krian
Tinggi.(CITET)
Ek-stra
Gardu lnduk ftgnngun'
simulasi didapatkan bahlva a:us
'ttnn'to'*otor
ioo r.v. Dari hasil
remanent dan soft start'
r
beberapa
transformator' Arus
normal timbul pada saat enirgisasi
gan gguan. pada sistem
berbagai
i"l i"p", rn.ny"bubkun
switch
1.2, Perumusan masalalr
o Bagaimana dampak, - inrush current
KV
daya
inrush pada
mengalami
yaitu berttrrut-turrtt pada
pengurangan yang signitikan'
"
'12'22%' dan
pada
fasa l, z
transformator daYa 20 kV
oan
:,
s
i'+sx'
I 0)
8 1,93%.(W ilfanur,Gilang'20
current
Bagaimana cata meminimalisasi inrush
tersebut
Arus Inrush Pada Trafo
dengan suatu
Ketika suatu ffansformator di hubungkan
kalinya' akan
pertama
yang
untuk
sumber tegangan eC
kumparan
ada suatu surge arus tambahan melelvati
D-13
Prosiding Scminar Nasional Teknoin 2010
Bidang Teknik Elcktro
( inrush current ). Ini
analog dengan arus inrush yang di timbulkan oleh
suatu motor listrik 1,ang dinyalakan oleh hubungan
secara tiba-tiba (tanpa melalui tingkatan tegangan) ke
suatu sunrber, meskipun arus inrush disebabkan oleh
prinrer yang disebut arus inrush
35
T
q1(
1<U
suatu fenomena yang berbeda.
Oleh karena itu, kebanyakan trafo
dirancang dengan suatu batas yang cukup antara
t'r X'l
q
F I\
fluks dan batas saturasi untuk
mencegah saturasi pada suatu kondisi seperti ini, dan
juqa inti akan hanrpir saturasi secara tertentu selama
setengah c;,cle pertarna tegangan ini. Selama saturasi,
sejumlah ketidaksebandingan mmf diperlukan untuk
puncak norrnal
plu
n
membangkitkan fluks. Ini be rarti bahwa arus
kumparan, yang rnenghasilkan mmf menyebabkan
fluks pada inti, akan naik secara tak sebanding menuju
suanr
nihi ),anc nrelampaui dua kali
$rmH0
Tim
(nrsec)
puncak
norntalnva.
*z-
/1
Gambar 2 Contoh grafik arus inrush
curren[ ;ieak ntuclt
crealer than rtorntall
METODOLOGI PENELITIAN
Adapun urutan metode yang digunakan
/
dalam
penelitian ini adalah:
o Studi Literatur
Studi literatur yang dilakukan
.
.
r
lnstant in time when voltage is zero,
honr a 'cold start" condition.
.
r
Ganrbar 1 Arus inruslt
Pengortth artts inruslt tcrhtdop fuse
Ketika suatu trafo daya diberi energi (energized),
disini terjadi suatu inrush atau arus magnetisasi jangka
pendek yang mana pengaman sisi primer trafo harus
mampu menahan tanpa bekerja ( trip ). Suatu perkiraan
kolot tentang efek panas terintregasi pada fuse primer
sebagai srratu Lasii arus inrush ini secara kasar sama
dengan suatu arus yang mempunyai magnitude l2 kali
arus prinrer beban penuh trafo untuk suatu durasi 0,1
detik dan 25 kali untrrk 0.01 detik. Suatu contoh arus
inrush magnetisasi untuk trafo distribusi overhead kecil
ditunjukkkan pada gambar 1 , dan ini adalah inrush
i,;rtinggi yang didapat dari test yang dilakukan pada
trafo ter:ebut. Inrush yang terjadi pada
beberapa
energisasi akan bergantung pada magnetisasi sisa inti
trafo sebesar tegangan sesaat ketika trafo di energized.
Apabila dua parameter ini tidak dapat diketahui dan
ticiak terkendali, fi.rse harus diatur, diukur terhadap
kenrampuan inrush maksimum yang dapat terjadi
dibarvah kondisi energisasi terburuk.
meliputi
pembelajaran dan pemahaman teori arus inrush,
transformator, dan metode cara pengurangan arus
inrush melalui buku-buku, jumal, proceding dan
artikel-artikel di internet.
Pengumpulan Data
Data diambil dari survey lapangan di laboratorium
Teknik Tegangan Tinggi Jurusan Teknik
Elektro, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Analisis Data
Data yang terkumpul akan dilakukan analisa
dengan menggunakan Alat fluke 43b Power
Quality Analizer dengan cara menghubungkan
suatu current probe dengan fluke 43b. Probe ini
berbentuk Clamp yang diclampkan pada kabel fasa
yang akan diukur arus inrushnya. Cunent probe ini
didesain untuk pengukuran sampai 600 Volt
dengan range arus l-500 A bahkan sampai 700 A'
. Kesimpulan
. Dari hasil analisis data dapat ditarik
suatu
kesimpulan tentang metode mana yang paling baik
untuk meminimalisasi arus inrush
pada
transformator
PEMBAHASAN
Hasil Pengukuran
Dari pengukuran dengan menggunakan alat fluke 43b
Power Quality Analizer, maka ketiga grafik dapat
diketahui nilai maksimum arusnya:
ISBN .978-979 -96964-7 -z
Yogyakarta, 11 Desember 2010
Phase T
Phase R
i.,iiuiiffiW
0i9S
l.r1 3.f o*
s (lD
paila saat t
Osilasi maksimum arus inrush fase R ter'"lacli
puncak
dan
A
=-;;; d.ngun nilai puncak atas 14pada t : 268
ms
stabil
O,i'e. Ositaii mulai
Uu*at.,ya
dan puncak bau'ah.0'4 A'
muiai
inrush berlangsung selama 264 ms dari.
l;"g*;"";"k
Jadi
atas 0.8
A
ni!'il
munculnya nilai puncak nraksinrum sairpai
{1} 0308 s
(i}
0E
oo
pada saat t
rfsiiasi maksimum arus inrush fase T terjadi
:-ir , ,r*ngon nilai puncak atas 4'4 A dan. puncak
mulai stabil
t o."*i.,.,t,t lo,z l'.Pacla t: i16 ms osilasi
0'2 A'
puncak.
l.ngo,t'pt,n"ak atas 0'6 A dan
lu*1h lebih
berubah
osilasi
mi
448
=
t
dari
rc"tlt.fi"" mulai
A'
kecil dengan puncak --0,2 A dan 0'4
Nilai arus nomiual Trafo
ynng diuri
:
sisi tegangan rendah
puncak steadY statenya.
:
25.000
i ,, - --F=--::- = io "\
.13 x 4co
' ' :ili tiltggi
Phase S
:
'n
I
---_
z:'C00
J: " zo'ooo
=
n
i)
Ll'/:
\
"\
Teknik meminimolisssi Artrs Inrus h
Resistor Yang dikontrol
-s""it
diseri dengan rartgkaian prirner'
oarr
kemudian resistor tersebut dipindahkan
apni
m-enc
arus
ah
ran gtcui n setel
i*it,ir
Resistor tersebut
3' ^k"1111n^^'-t^t^ldy
waktu'
(thermistor)'
suhu
auput aitonriol dengan
D:l-san
dan
tingkat,
vang.lain:rva'
dua
rr,l[fti"g
*perti
primer sclama
menambih impedansi pada sisi
ua: k-:Tl":""
emb
m
akan
t* i traas formator
arus
mengurangl
""".gi
sehingga
energi
pasiimendisipasi
sert
komponen
dari
iaOa siti primer' Kelemahan
terjadi pada saat t
Osilasi maksimum arus inrush fase S
bawah
puncak
-9'6 A dan puncak
=;;;, dengan nilai
e. o"silasi mulai stabil pada t =. 288 ms dengan
atas 0,4 A dan puncak bawah
inrush berlangsung selama 280 ms'
"*'ii,Z
;;.;'k
'0'6 A'
ditunjukkan gambar
ini adalah
keseluruhan.
Jadi
D-I5
mengurangi reliabilitas
secaril
Prosiding Seminar Nasional Teknoin 2010
Bidang Telinik Elcktro
disconnecting transient
untuk
mengurangl
remanence.
Soft Start
ini
adalah memberikan setengah dari
tegangan norninal pada input primer pada saat
start.-Biasanya yang menggunakan teknik -ini
Teknik
adalah sistem yang bukan digunakan untuk beban
kritis, seperti alat medis dan data backup'
fri
*+
Cantirar 3 Rarrgkaian pre-itrscrtion resistor
Srvitch Terkontlol
Sudut penyalaan transfortrrator dikontrol dengan
menambahkan alat elektronik untuk switching'
Urutan switching fasa dimulai dari fasa A, fasa B
kenrudian fasa C, seperti pada gambar 4. Urutan
srvitching ini dapat urengurangi tegangan kontak
breaker 20%o sarnpai 30% dan mengurangi arus
iurush sampai 80To,sedangkan perbedaan waktu
switchingtantara 5 - 60 cYcle.
Inrush Termistor
Inrush Termistor yang dapat
dideskripsikan
sebagai current-sensitive resistor dipasang secara
seri dengan rangkaian prinrer. Standar kondisi
tenangnya yang dingin nremberikan tahanan yang
tinggi sebagai alat untuk mereduksi inrush. Saat
urus mulai mengalir, nilai tahanannya jatuh
menuju suatu nilai yang rendah yang mempunyai
suatu perlgaruh minimal pada rangkaian yang
stabil. Apabila sudah mulai panas ,maka pada
suatu rvaktrt tertentu akan kembali norrnal. Jika
konsep ini bekerja dengan baik, pasti ada suatu
Trumiormu
equivalent circuil
Gambar 4 Rangkaian switch kontrol
KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan
beberapa kesimPulan , antara lain
.
.
.
asumsi yang satu bahrva semua rangkaian
dienergize hanya pada suatu kondisi dingin' Tentu
saja, rangkaian juga dapat dienergize pada suatu
kondisi panas, pada kasus dimana thermistor tidak
dapat kembali pada kesetimbangan
.
kpdaan
impedansi rendahnya, dan mungkin tidak bekerja
dalam suatu rnetode fungsional
untuk
power
pengulangan
Suatu
mengendalikan inrush.
line drop yang cepat dapat dihasilkan
o
pada
pembukaan breaker.
Mengurangi Remanent
Teknik ini adalah dengan menyambungkqn secara
paralel sebuah kapasitor dengan transformator'
Teknik ini memiliki keuntungan
dari
di
r
atas dapat ditarik
:
Bahwa arus inrush terjadi paling lama pada phase
T sebesar 448 ms, phase S = 280 ms dan phase R
= 264 ms.
osilasi maksimum arus inrush paling tinggi terjadi
pada phase S dengan t : 8 ms, phase R dengan t =
i rnt. S"dungkan pada phase T osilasi maksimum
arusinrushPadat:0ms.
Selain untuk perbaikan cos E kapasitorjuga dapat
yaitu
digunakan uniuk meminimalisasi arus inrush'
dengan
kapas;tcr
paral;l
tnerrlsssng
dengan cord
transformator.
Dari beberapa teknik untuk memiliimalisasi arus
inrush , pemakaian kapasitor merupakan teknik
yang paling sering digurtakan' Karena kalau arus
inruitt turnpui memotong fuse , maka trafo akan
rusak.
dari
Besarnya arus inrush yang terjadi tergantung
merk dan bahan trafo, apabila merk dan bahan
trafo bagus, maka arus inrush yang terjadi akan
bernilai kecil'
ISBN | 978 -979 -96964 -'l -z
YogYakarta, 11 Desember 2010
DAFTAR PUSTAKA
Brian., Magnetic SoJ.uti:l^.. Solving
[l]
' ' Gladstone,
lnrush st the Source, April ?0A4' http://
wwrv.poYerel ectron i c-com
Serta Cara
lzt H*6to;oOs, " Studi Dan Analisa
Penanggulangan Gereja Harmonisa . Pada
Sistern-Iistribusi Tenaga ltstrik PT' Hanil Jaya
Metal Works Sidoarjo ", Universitas Kristen
Petra SurabaYa
[3] http://www'sandc.com
.
[4] http://www'AllAboutCircuits'com
elektro
isj rtttit'lffigo"gle.com/jurnal
tenaga
t6l .lonJuO:i lrawan, 1999,
ra1
l/l
sistem
* Analisa Arus lnrush
Pada
3
tnrtutuii kapasitor Bank 480 kVAR, 400 V'
Surabaya
Phase ", Universitas Kristen Petra
be
Konstanzer, Buro M.,Can Inrush Current
Avoided, httP://www.emeko'de
* Analisis Arrrs Inrush
t8l Narindra Yulfian, 7ggg,
puau ft"fo Daya 50 MVA 150/20 kV di Gas
in*iu,"a switchgear (GIS) Tandes", Universitas
Kristen Petra SurabaYa'
Pengurangan Arus lrush Akibat
[9]
' ' Studi
nnurgitiog i"ou Transformator Daya GI Krian
-KV Menggunakan Metode Sequential
500
pft"tu nnu.gization (SPE), Wilfanur' Gilang2010
Chusna Arif, Hendik Eko H-S' Indhana
[0]Yahya
'
Pada
Sudiarto,"Teknik Pengurangan Arus lnrush
Power Kapasitor Menggun-akan Static
Vut Cottip"n*ator Uniuk beban dinarnik"' Teknik
Elektro Industri, Politeknik Elektronika Surabaya-
i*it"ni"g
ITS
Arus Inrush
lUzair, 2003' "Fenomena SettingAtau TRIAC
'-'M"nggunukun
Komponen ScR
Traniiormator Paia Relay Differensial"
1f f
Universitas Kristen Petra Surabaya'
Teknik Tenaga Listrik
lZliina| OlS, "Dasar
PT' Gramedia : Jakarta
dan
Elektronika Daya",
D-17