300 MVA KV - Share ITS

advertisement
Outline
•
•
•
•
•
•
Generator models
Line models
Transformer models
Load models
Single line diagram
Per unit system
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
1
KOMPONEN UTAMA SISTEM TENAGA LISTRIK
1.
2.
3.
4.
GENERATOR SEREMPAK
SALURAN TRANSMISI
TRANSFORMATOR
BEBAN
DIGUNAKAN RANGKAIAN PENGGANTI DARI KOMPONENKOMPONEN UTAMA DALAM "MENGANALISIS" SISTEM
TENAGA LISTRIK.
RANGKAIAN PENGGANTI YANG DIGUNAKAN
ADALAH RANGKAIAN PENGGANTI SATU PHASA
DENGAN NILAI PHASA-NETRALNYA, DENGAN
ASUMSI SISTEM 3 PHASA YANG DIANALISIS
DALAM KEADAAN SEIMBANG PADA KONDISI
OPERASI NORMAL.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
2
Model Generator Serempak
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
3
Model Rangkaian Mesin Serempak
d
Stator
a'
c
b'
Celah Udara
c
a
b'
U
Kumparan
medan
a'
c'
S
a
Rotor
S
U
b'
c'
b
b
Kumparan medan
pada rotor
Stator
a
Rotor
c'
b
c
a'
mmf lilitan
Rotor Kutub Bulat
Rotor Kutub Menonjol
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
4
PADA ANALISIS SISTEM TENAGA I (SISTEM
DALAM KEADAAN STEADY STATE),
KARAKTERISTIK GENERATOR DENGAN
KUTUB MENONJOL MENDEKATI
KARAKTERISTIK GENERATOR DENGAN
KUTUB BULAT.
SEMUA GENERATOR DIASUMSIKAN
MEMPUNYAI ROTOR BULAT
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
5
ROTOR YANG DICATU OLEH SUMBER ARUS SEARAH
MENGHASILKAN MEDAN MAGNET YANG BERASAL DARI
ARUS YANG MENGALIR PADA BELITAN ROTOR.
ROTOR TERSEBUT DIPUTAR OLEH PRIME MOVER (TURBIN),
SEHINGGA MEDAN MAGNET YANG DIHASILKAN ROTOR
TERSEBUT MEMOTONG KUMPARAN-KUMPARAN PADA
STATOR.
AKIBATNYA, TEGANGAN DIINDUKSIKAN
PADA KUMPARAN STATOR TERSEBUT.
(DIBANGKITKAN)
FREKWENSI DARI TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN OLEH
STATOR ADALAH :
p n
f 
Hz
2 60
p : jumlah dari kutub-kutub rotor
n : kecepatan rotor (rpm)
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
6
TEGANGAN YANG DIBANGKITKAN PADA
STATOR DISEBUT TEGANGAN BEBAN NOL.
KUMPARAN
GENERATOR 3 FASA DENGAN BELITAN STATOR 3 FASA
MEMBANGKITKAN TEGANGAN 3 FASA YANG SEIMBANG.
BILA SUATU BEBAN 3 FASA SEIMBANG DIHUBUNGKAN KE
GENERATOR, MAKA AKAN MENGALIR ARUS
3 FASA
SEIMBANG PADA BELITAN-BELITAN STATOR 3 FASA-NYA
(BELITAN JANGKAR)
ARUS TERSEBUT MENIMBULKAN MMF YANG DISEBUT
MMF DARI REAKSI JANGKAR.
SEHINGGA MEDAN
MAGNET
DIDALAM
AIR
GAP
MERUPAKAN RESULTAN DARI MMF YANG DIHASILKAN
OLEH ROTOR DAN REAKSI JANGKAR TERSEBUT.
DAN, MMF RESULTAN TERSEBUT YANG MEMBANGKITKAN
TEGANGAN PADA TIAP-TIAP PHASA DARI KUMPARAN
STATOR.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
7
ar
f
r
Ef
E ar
Er
Ia
o
90
Diagram fasor yang menunjukkan hubungan antara fluks
dan tegangan kumparan fase a.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
8
Ear   jI a X ar
Er  E f  Ear
Er  E f  jI a X ar
Vt  Er  jI a X l
Vt  E f  jI a X ar 


generated
at no load
due to armature
reaction
jI a X l

due to armature
leakage reactance
Vt  E f  jI a X s
Vt  E f  I a Ra  jX s 
XS = Xar + Xl
Ra = tahanan belitan stator
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
9
Xs
X ar
Xl
+
+
Ef
Ra
+
Ia
Vt
Er
-
-
Rangkaian Pengganti 1 Fasa
Generator Serempak
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
10
Rangkaian Pengganti 1 Fasa
Generator Serempak
Phasor Diagram
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
11
Model Saluran Transmisi
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
12
Parameter Saluran
– L W/km self and mutual inductance
– R W /km conduction losses
– C F/km capacitance between phases
– G S/km corona losses
• Return current at unbalance
– Through earth
– Average equivalent depth 850 m
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
13
1
2
3
4
Importance
• Distributed along line
Line models
R
G
2
B
2
L
B
2
G
2
Saluran Transmisi Pendek
80-240km Saluran Transmisi Menengah
>240km Saluran Transmisi Panjang
<80km
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
14
Voltage levels
• High voltage transmission
– Large equipment
– Lines have X/R≥10 => low losses
• Medium voltage for industries
• Low voltage indoor (households…)
– Compact equipment
– Lines have X/R<<10 => high losses
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
15
Rangkaian Pengganti
Saluran Transmisi Pendek
Z
IS
R
X = L
+
VS
IR
+
VR
-
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
-
16
Rangkaian Pengganti
Saluran Transmisi Menengah
Z
IS
R
X = L
+
+
Yc
2
VS
Line Charging
IR
Yc
2
VR
Yc =
1
=C
Xc
-
-
DALAM ANALISIS SISTEM TENAGA LISTRIK
HANYA DIGUNAKAN RANGKAIAN PENGGANTI
SALURAN TRANSMISI PENDEK DAN MENENGAH
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
17
Model Transformator
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
18
RADIATOR
COOLING SYSTEM
TOP OIL TEMP.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
19
The power transformer
• Key component in AC power system
– High reliability and efficiency >95%
– Ratings up to 750MVA in Sweden
• Different types
– Two-winding most common
– Three-winding has two secondaries
– Phase-shifting
– Tap changing for voltage control
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
20
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
21
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
22
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
23
N1
N2
a
r1
x1
a2 x2
+
IE
I1
V1
B
G
a2 r2
+
I2
a
aV2
-
-
Rangkaian pengganti transformator dengan
besaran dinyatakan terhadap sisi 1
(diukur di sisi 1, sisi 2 dihubungkan singkat)
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
24
R eq
Xeq
+
I1
V1
+
V2 '
-
-
Req (12)  r1  a r2
2
X eq (12)  x1  a x2
2
Req ( 21)
r1
 r2  2
a
X eq ( 21)
x1
 x2  2
a
Rangkaian ekivalen transformator dengan besaran dinyatakan
terhadap sisi 1 dan sisi 2, arus magnet diabaikan.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
25
X eq
+
I 1 = I2
'
V1
+
V2 '
-
-
X eq (12)  x1  a x2
2
X eq ( 21)
x1
 x2  2
a
Rangkaian ekivalen transformator dengan
mengabaikan Req
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
26
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
27
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
28
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
29
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
30
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
31
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
32
Transformator 3 (tiga) belitan
(Three winding transformers)
Rangkaian Pengganti
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
33
Model Beban
Beban terdiri dari motor-motor induksi, pemanas dan penerangan serta
motor-motor serempak. Untuk tujuan analisis, ada tiga cara
merepresentasikan beban :
1. Representasi beban dengan daya tetap.
Daya aktif (MW) dan daya reaktif (MVAR)
mempunyai harga yang tetap.
2. Representasi beban dengan arus tetap
P  jQ
I
 I    
*
V
V  V  
Q
  tan  
P
1
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
34
3. Representasi beban dengan impedansi tetap
Impedansi :
V
V2
Z 
I P  jQ
Admitansi :
I P  jQ
Y 
V
V2
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
35
Diagram Segaris
DENGAN MENGANGGAP BAHWA SISTEM 3 FASA DALAM
KEADAAN SEIMBANG, PENYELESAIAN/ANALISIS DAPAT
DIKERJAKAN DENGAN MENGGUNAKAN RANGKAIAN 1
FASA DENGAN SALURAN NETRAL SEBAGAI SALURAN
KEMBALI.
UNTUK MEREPRESENTASIKAN SUATU SISTEM TENAGA
LISTRIK 3 FASA CUKUP DIGUNAKAN DIAGRAM 1 FASA
YANG DIGAMBARKAN DENGAN MEMAKAI SIMBOLSIMBOL DAN SALURAN NETRAL DIABAIKAN.
DIAGRAM TERSEBUT DISEBUT DIAGRAM SEGARIS
(ONE LINE DIAGRAM). DIAGRAM SEGARIS BIASANYA
DILENGKAPI DENGAN DATA DARI MASING-MASING
KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
36
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
37
DIAGRAM SEGARIS
GEN.1 : 20.000 KVA, 6.6 KV, X = 0.655 OHM
GEN.2 : 10.000 KVA, 6.6 KV, X = 1.31 OHM
GEN.3 : 30.000 KVA, 3.81 KV, X = 0.1452 OHM
T1 DAN T2 : MASING-MASING TERDIRI DARI 3 TRAFO 1 FASA :
10.000 KVA, 3.81-38.1 KV, X = 14.52 OHM
DINYATAKAN TERHADAP SISI TEGANGAN TINGGI.
TRANSMISI : X = 17.4 OHM
BEBAN A : 15.000 KW, 6.6 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG
BEBAN B : 30.000 KW, 3.81 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
38
DIAGRAM IMPEDANSI
DENGAN MENGGUNAKAN RANGKAIAN PENGGANTI
MASING2 KOMPONEN DAN DARI DATA YANG DIKETAHUI
DIPEROLEH:
BILA TERJADI HUBUNG SINGKAT 3 FASA ( SISTEM TETAP
SEIMBANG) PADA BUS DIMANA BEBAN B TERHUBUNG,
AKAN DIHITUNG ARUS HUBUNG SINGKAT TERSEBUT.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
39
BEBAN A & B DAPAT DIABAIKAN
PERHITUNGAN DILAKUKAN DENGAN MENYATAKAN
SEMUA BESARAN (TEGANGAN, ARUS & IMPEDANSI)
TERHADAP SALAH SATU SISI TEGANGAN
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
40
UNTUK MENGHITUNG ARUS H.S. TERSEBUT, DIAGRAM
IMPEDANSI DAPAT DISEDERHANAKAN (DENGAN SEMUA
BESARAN DINYATAKAN TERHADAP SISI TEGANGAN
TINGGI)
DIGUNAKAN SUPERPOSISI
KERJAKAN LAGI SOAL DIATAS BILA HUBUNG SINGKAT
TERJADI PADA PERTENGAHAN SALURAN TRANSMISI
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
41
Per Unit Normalization
• Normalize to nominal value
• Example: 11 kV at 10 kV base
Vp.u.=Vactual/Vbase=11kV/10kV=1.1p.u.
• p.u. indicates if situation is normal
• Voltage levels comparable
• Simplifies transformer calculations
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
42
4 (EMPAT) BESARAN DALAM SISTEM TENAGA LISTRIK :
I (ARUS - AMPERE)
V (TEGANGAN - VOLT)
S (DAYA - VOLTAMPERE)
Z (IMPEDANSI - OHM)
DENGAN MENENTUKAN BESARAN DASAR (BASE),
BESARAN PERSATUAN (PER-UNIT) DAPAT DIHITUNG.
CATATAN : BESARAN – BESARAN TSB ADALAH BESARAN
1 FASA (FASA – NETRAL)
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
43
I actual ( Amps) I
I pu 

I base ( Amps) I B
Vactual (Volts ) V
V pu 

Vbase (Volts ) VB
S actual (VA) S
S pu 

S base (VA) S B
PER – UNIT
VALUES
Z actual (ohm) Z
Z pu 

Z base (ohm) Z B
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
44
Base values
• Theoretically
– Any two of S, V, I and Z
• Practically
– System MVA base + One voltage base
– Sbase/Vbase => Ibase
– Vbase2/Sbase=> Zbase
• Turns ratios => other voltage bases
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
45
Dengan menggunakan data 1 fase :
IB 
KVAbase1
KVbaseLN

KVbaseLN 

2
ZB
 1000
KVAbase1

KVbaseLN 

2
MVAbase1
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
46
Dengan menggunakan data 3 fase :
IB 
KVAbase3
3 KVbaseLL

KVbaseLL 

2
ZB
 1000
KVAbase3

KVbaseLL 

2
MVAbase3
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
47
DIAGRAM SEGARIS
GEN.1 : 20.000 KVA, 6.6 KV, X = 0.655 OHM
GEN.2 : 10.000 KVA, 6.6 KV, X = 1.31 OHM
GEN.3 : 30.000 KVA, 3.81 KV, X = 0.1452 OHM
T1 DAN T2 : MASING-MASING TERDIRI DARI 3 TRAFO 1 FASA :
10.000 KVA, 3.81-38.1 KV, X = 14.52 OHM
DINYATAKAN TERHADAP SISI TEGANGAN TINGGI.
TRANSMISI : X = 17.4 OHM
BEBAN A : 15.000 KW, 6.6 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG
BEBAN B : 30.000 KW, 3.81 KV, POWER FACTOR : 0.9 LAG.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
48
I
II
III
KVAB= 30.000 KVA
KVAB= 30.000 KVA
KVAB= 30.000 KVA
KVB= 6.6 KV
KVB= 66 KV
KVB= 3.81 KV
IB 
30,000
 2.624,32 A
3 6,6
6,6 2
ZB 
 1,452 Ohm
30
IB 
30,000
 262,43 A
3 66
66 2
ZB 
 145,2 Ohm
30
Data 3 phasa
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
IB 
30,000
 4.546,07 A
3 3,81
3,812
ZB 
 0,484 Ohm
30
49
1.0 pu
1.0 pu
BILA TERJADI HUBUNG SINGKAT 3 FASA ( SISTEM TETAP
SEIMBANG) PADA BUS DIMANA BEBAN B TERHUBUNG,
AKAN DIHITUNG ARUS HUBUNG SINGKAT TERSEBUT.
PERHITUNGAN DILAKUKAN SETELAH SEMUA BESARAN
(TEGANGAN ARUS & IMPEDANSI) DIUBAH SATUANNYA
DALAM PU.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
50
DENGAN CARA YANG SAMA ARUS HUBUNG SINGKAT 3
FASA DARI BUS DIMANA BEBAN B TERHUBUNG DAPAT
DIHITUNG
Kerjakan contoh diatas dng : MVAbase=50
MVA, KVbase=10 KV (Gen 1 & 2), hub.
Singkat pada pertengahan transmisi)
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
51
Per unit transformer model
• p.u. value of Z12 and Z21 the same!
• Simple p.u. model only a Zeq
TRANFORMATOR 1 PHASA DENGAN RATING 110/440 V, 2.5
KVA. REAKTANSI BOCOR DIUKUR DARI SISI TEGANAGAN
RENDAH 0.06 OHM.
TENTUKAN HARGA REAKTANSI BOCOR DALAM p.u.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
52
2,5 kVA
I1
110 Volt
N1 : N2
V1
a
110
440
I2
V2
440 Volt
X 12  0,06 W
IMPEDANSI BASE SISI TEGANGAN RENDAH :
Z B1
0,110 2 x 1000

 4,84 W
2,5
REAKTANSI BOCOR (THD SISI TEGANGAN RENDAH):
X 12
0,06

 0,012 pu
4,84
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
53
REAKTANSI BOCOR (THD SISI TEGANGAN TINGGI) :
X 21 
X 12
a2
2
 440 
 0,06
 0,96 W

 110 
IMPEDANSI BASE SISI TEGANGAN TINGGI :
Z B2
0,440 2 x 1000

 77,5 W
2,5
REAKTANSI BOCOR (THD SISI TEGANGAN TINGGI):
X 21 
0,96
 0,012 pu
77,5
X12 = X21 (pu)
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
54
Impedansi (pu) trafo 3 belitan
DARI TEST HUBUNG SINGKAT DAPAT DIPEROLEH 3 (TIGA)
IMPEDANSI SEBAGAI BERIKUT :
Z12 : IMPEDANSI BOCOR DIUKUR PADA PRIMER DENGAN
SEKUNDER SHORT DAN TERSIER OPEN.
Z13 : IMPEDANSI BOCOR DIUKUR PADA PRIMER DENGAN
TERSIER SHORT DAN SEKUNDER OPEN.
Z23 : IMPEDANSI BOCOR DIUKUR PADA SEKUNDER DENGAN
TERSIER SHORT DAN PRIMER OPEN.
RANGKAIAN PENGGANTI TRAFO 3 BELITAN :
ground
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
55
Z12  Z1  Z 2
Z13  Z1  Z 3
Z 23  Z 2  Z 3
1
Z1  Z12  Z13  Z 23 
2
1
Z 2  Z12  Z 23  Z13 
2
1
Z 3  Z13  Z 23  Z12 
2
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
Semua impedansi
dalam pu.
56
MENGUBAH (BASE) DARI BESARAN PERSATUAN
2
 KVBo   KVABn 
Z n ( pu )  Z o ( pu ) 
 

 KVBn   KVABo 
Zn
= IMPEDANSI (p.u) DENGAN BASE BARU
Zo
= IMPEDANSI (p.u) DENGAN BASE LAMA
KVBn = TEGANGAN BASE (KV) BARU
KVBo = TEGANGAN BASE (KV) LAMA
KVABn = DAYA BASE (KVA) BARU
KVABo = DAYA BASE (KVA) LAMA
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
57
CONTOH 1 :
p
T1
k
T2
l
m
M1
n
r
G
M2
Generator G: 300 MVA, 20 kV, x” = 20% = 0.2 pu
Motor M1: 200 MVA (input), 13,2 kV, x” = 20% = 0.2 pu
Motor M2: 100 MVA (input), 13,2 kV, x”=20% = 0.2 pu
Transmisi: 64 km, 0,5 Ohm/km
Trafo T1: 350 MVA, 230 Y - 20  kV, x =10%
Trafo T2 terdiri dari 3 trafo single-phase : 100 MVA, 127-13,2 kV, x =10%
GAMBARKAN DIAGRAM REAKTANSI DALAM PU
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
58
The three-phase rating of transformer T2 is :
3 x 100 = 300 MVA
and its line-to-line voltage ratio is :
3 127 / 13.2  220 / 13.2 kV
A base of 300 MVA, 20 kV in the generator circuit
requires a 300 MVA base in all parts of the
system and the following voltage bases
In the transmission line: 230 kV (since T1 is
rated 230/20 kV)
In the motor circuit:
 13.2 
230
  13.8 kV
 220 
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
59
BASE BARU
p
T1
k
T2
l
m
M1
n
r
G
M2
I
MVAB=
KVB =
II
300 MVA MVAB=
20 KV
KVB =
III
300
MVA MVAB=
230
KV
KVB =
300 MVA
13.8 KV
IB = 8660,254 A
IB = 753,066 A
IB = 12551,093 A
ZB = 1.333 Ohm
ZB = 176.33 Ohm
ZB = 0.635 Ohm
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
60
The reactances of the transformers converted to the
proper base are :
300
 0.0857 per unit
350
Transformer T1 :
X  0.1 
Transformer T2 :
 13.2 
X  0.1  
  0.0915 per unit
 13.8 
2
The base impedance of the transmission line is :
2302
300
 176.3 W
and the reactance of the line is :
0.5 x 64
 0.1815 per unit
176.3
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
61
2
 13.2   300 
Reactance of motor M1 = 0.2
 
  0.2745 per unit
 13.8   200 
2
13
.
2

  300 
Reactance of motor M2 = 0.2
 
  0.5490 per unit
 13.8   100 
The required reactance diagram :
j0.085
k
j0.18
l
j0.09
m
n
p
r
j0.2
+
j0.27
j0.55
+
+
_
Em1
_
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
Em2
_
62
If the motors M1 and M2 have inputs of 120 and 60
MW respectively at 13.2 kV, and both operate at
unity power factor (0.8 lag), find the voltage at
terminals of the generator.
Together the motors take 180 MW, or
180
 0.6 per unit
P=
300
Therefore with V and I at the motors in
per-unit :
|V| . |I| cosφ = 0.6 per-unit
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
63
and since,
13.2
V 
 0.9565/ 0 0 per unit
13.8
I=0.6/0.9565x0.8
=0.78/-36.860 pu
0.6
I
 0.6273/ 0 0 per unit
0.9565
Tegangan Motor
At the generator,
Drop Tegangan
V = 0.9565 + 0.6273(j0.0915 + j0.1815 + j0.0857)
= 0.9565 + j0.2250 = 0.9826/13.200 per-unit
The generator terminal voltage is :
0.9826 x 20 = 19.65 kVL-L
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
64
CONTOH 2 :
The three phase rating of a three-winding transformer
are:
Primary
Y-connected, 66 kV, 15 MVA
Secondary Y-connected,13.2 kV, 10.0 MVA
Tertiary
-connected, 2.3 kV, 5 MVA
Neglecting resistance, the leakage impedance are
Zps = 7% on 15-MVA 66-kV base
Zpt = 9% on 15-MVA 66-kV base
Zst = 8% on 10.0-MVA 13.2-kV base
Find the per-unit impedances of the star-connected
circuit model for a base of 15 MVA, 66 kV in the
primary circuit
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
65
With a base of 15 MVA, 66 kV in the primary circuit,
the proper bases for the per-unit impedances of the
equivalent circuit are 15 MVA, 66 kV for primarycircuit quantities, 15 MVA, 13.2 kV for secondary
circuit quantities, and 15 MVA, 2.3 kV for tertiary
circuit quantities.
Zps and Zpt were measured in the primary circuit
and are therefore already expressed on the proper
base for the equivalent circuit. No change of voltage
base is required for Zst. The required change in
base kVA for Zst is made as follows:
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
66
Zst = 8% x 15/10 = 12%
In per-unit on specified base :
1
Z p   j 0.07  j 0.09  j 0.12   j 0.02 per unit
2
1
Z s   j 0.07  j 0.12  j 0.09   j 0.05 per unit
2
1
Z t   j 0.09  j 0.12  j 0.07   j 0.07 per unit
2
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
67
A constant-voltage source (infinite bus) supplies
a purely resistive 5-MW 2.3-kV load a 7.5-MVA
13.2-kV synchronous motor having a
subtransient reactance of X” = 20%. The source
is connected to the primary of the three winding
transformer. The motor and resistive load are
connected to the secondary and tertiary of the
transformer.
Draw the impedance diagram of the system and
mark the per-unit impedance for a base of 66 kV,
15 MVA in the primary.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
68
j0.05
j0.02
j0.07
+
Eout
_
j0.40
3.0
+
_
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
69
The constant-voltage source can be represented
by a generator having no internal impedance.
The resistance of the load is 1.0 per-unit on a base
of 5 MVA, 2.3 kV in the tertiary
Expressed on a 15 MVA 23.kV base the load
resistance is
15
R  1.0 x
 3.0 per unit
5
Changing the reactance of the motor to a base of
15 MVA, 13.2 kV yields
15
X  0.20x
 0.40 per unit
7.5
''
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
70
CONTOH 3 :
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
71
Gunakan base 100 MVA dan 22 kV pada sisi
Generator G1. Data peralatan adalah sbb.:
G1
: 35 MVA, 22 kV, x = 18%
G2
: 25 MVA, 11 kV, x = 15%
G3
: 30 MVA, 11 kV, x = 15%
T1
: 50 MVA, 22Δ-220Y kV, x=10%
T2
: 40 MVA, 11Δ-220Y kV, x=6%
T3
: 40 MVA, 11Y-220Y kV, x=8%
Beban 3 fasa pada bus L menyerap daya 58 MW,
faktor daya 0.6 lagging, pada tegangan 215 kV.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
72
Tentukan :
a. Daya yang dibangkitkan masing2 generator
dan rugi2 daya pada saluran
b. Bila pada bus L dipasang kapasitor
sehingga faktor dayanya menjadi 0.9
lagging. Tentukan rugi2 daya pada saluran,
bandingkan dengan a./, apa kesimpulan
saudara.
Electric Power Systems L3 - Olof
Samuelsson
73
Download