Analisis Switching Capacitor Bank Tegangan

advertisement
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
TL20
Analisis Switching Capacitor Bank Tegangan Tinggi
terhadap Kinerja Pemutus Tenaga
Sarma Thaha1), Nadjamuddin Harun2), Salama Manjang3)
1
Teknik Elektro, Politeknik Negeri Ujung Pandang
email: [email protected]
2
Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin
3
Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin
email: [email protected]
Abstrak
Pemasangan capacitor bank pada suatu sistem tenaga listrik bertujuan salah satunya untuk
menaikkan tegangan sistem ke (mendekati) nilai tegangan nominal. Namun proses penutupan pemutus
tenaga - PMT (circuit breaker – CB) untuk energized capacitor bank dapat menghasilkan tegangan transient
dan arus transient. Kondisi ini bisa menyebabkan gangguan pada sistem tenaga listrik, mengurangi waktu
operasi (lifetime) capasitor serta kerusakan pada peralatan switching. Dalam penelitian ini pengaruh
tegangan transient dan arus transient tersebut dianalisa khusus terhadap pemutus tenaga. Data yang
dibutuhkan diperoleh dari pengambilan data di lapangan - GI Sanur, dan pengumpulan data-data terkait
penelitian melalui kajian pustaka. Analisa kondisi transient pada saat switching capacitor bank ini dilakukan
dengan bantuan software Alternative Transient Program (ATP). Dengan membuat simulasi penutupan
kontak utama pemutus tenaga secara serempak dan tidak serempak pada ke-tiga fase PMT melalui suatu
controller. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penutupan secara serempak akan menghasilkan tegangan
transient dan arus transient yang tinggi terutama ketika penutupan kontak pemutus tenaga mendekati atau
tepat berada di puncak gelombang tegangan, sedangkan switching yang dilakukan dengan controller
menghasilkan transient yang tidak begitu besar di ketiga fasenya, namun transient tertinggi yang tercapai
untuk kedua kondisi penutupan PMT, masih berada di bawah ketahanan dari PMT. Sehingga switching
capacitor bank dapat juga dilakukan tanpa harus menggunakan controller.
Kata Kunci : PMT, controller, capacitor bank, transient, ATP
I. PENDAHULUAN
Seiring dengan perkembangan kebutuhan
listrik maka sistem tenaga listrik, khusus PLN
sebagai pemasok daya listrik, menjadi semakin
berkembang. Sehingga menghasilkan sistem
yang semakin kompleks dan memunculkan
beberapa permasalahan yang harus diatasi.
Kondisi kapasitas pembangkitan yang tidak
mampu mengikuti kecepatan laju pertumbuhan
beban, serta letak beban-beban besar yang jauh
dari
pusat
pembangkit,
menyebabkan
dibutuhkannya transmisi panjang yang dapat
mengakibatkan kondisi penurunan tegangan
sistem di luar batas toleransi yang telah diatur.
Salah satu daerah yang mengalami masalah ini
adalah Bali. Karena sebagian besar, lebih dari
50%, kebutuhan listrik Bali diperoleh dari
pulau Jawa. Salah satu cara yang dilakukan
oleh PLN, dalam hal ini wilayah Bali, adalah
dengan pemasangan capacitor bank tegangan
tinggi [1][2] yang bertujuan menaikkan level
tegangan sistem mendekati tegangan nominal-
ISBN: 978-602-18168-0-6
nya, yakni 150 kV. Beberapa lokasi gardu
induk di Bali yang dipasang capacitor bank
antara lain, GI Nusa Dua, GI Sanur, GI
Amlapura dan beberapa GI lainnya.
Namun penambahan capacitor bank juga
menimbulkan masalah baru pada saat dilakukan
proses switching, yakni tegangan transient dan
arus transient yang boleh jadi merusak
peralatan sistem [3][4][5]. Oleh karenanya
dikembangkan berbagai teknologi untuk
mengatasi hal ini. Ada beberapa cara yang
digunakan untuk meredam transient tersebut,
antara lain pemasangan induktor (reactor),
pemasangan pre insertion, swithing controller,
dll.
Di Indonesia, dalam hal ini sistem
kelistrikan PLN, ada pola capacitor switching
yang berbeda antara wilayah PLN. Pada PLN
Wilayah Jawa Bali dan Sumatera digunakan
Switching
Controller
meskipun
telah
dilengkapi dengan reactor, sebagai limiting
current transient, dikenal juga dengan istilah
19
TL20
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
Point on Wave Controller, sementara wilayah
lain tidak menggunakan switching controller
tetapi hanya melengkapi capacitor bank dengan
reactor.
Wilayah
yang
menggunakan
dikarenakan ada pendapat bahwa transient
inrush current oleh proses switching capacitor
itu akan menyebabkan transient overvoltage
yang bisa merusak peralatan.
Karena latar belakang tersebut, penulis
tertarik untuk meneliti tentang perlu tidaknya
penambahan switching controller pada
capacitor bank yang telah dilengkapi dengan
reactor pada bay-nya dengan menggunakan
ATPDraw software [6]. Lokasi penelitian di
lakukan di Gardu induk Sanur, Bali. Karena
pada kondisi beban puncak bisa tegangan bisa
turun mencapai 140 kV. Sehingga dilakukan
penambahan satu capacitor bank bay, 25
MVAR, untuk mengatasi permasalahan
penurunan tegangan tersebut.
II. TEORI DAN KAJIAN LITERATUR
II.1 Capacitor bank
Capacitor bank adalah sekelompok unit
kapasitor dengan rating tegangan dan rating
kVAR tertentu yang diserikan dan atau
diparalelkan untuk mencapai tegangan sistem
dimana capacitor tersebut akan dipasang serta
mendapatkan jumlah kVAR sesuai kebutuhan.
Jumlah unit yang dibutuhkan (parallel dan
seri) per-fase-nya dibuat sedemikian rupa, agar
jika 1 unit capacitor mengalami masalah dalam
satu
grup,
tidak
akan
menghasilkan
ketidakseimbangan tegangan (unbalanced
voltage) lebih dari 110% dari rating tegangan
capacitor group yang tersisa [2].
Capasitor Bank kapasitas besar dapat
dihubungkan bintang (Y) tidak ditanahkan (wye
ungrounded), Y ditanahkan (wye grounded)
atau pun delta '. Untuk yang capacitor bank
yang terpasang di GI Sanur menggunakan
hubung double Y ungrounded, seperti terlihat
pada gambar 1.
ISBN: 978-602-18168-0-6
R
S
T
C1
C7
C1
C7
C1
C7
C2
C8
C2
C8
C2
C8
C3
C9
C3
C9
C3
C9
C4
C10
C4
C10
C4
C10
C5
C11
C5
C11
C5
C11
C6
C12
C6
C12
C6
C12
CT 1/1
60N
Gambar 1. Multiple units ungrounded double Wye
Suatu capasitor bank dapat di-switch
sekaligus ke dalam sistem dan adapula
dilakukan secara bertahap sesuai kebutuhan
sistem.
II.2 Current Limiting Reactor
Induktor dan kapasitor biasa digunakan di
gardu-gardu induk maupun saluran transmisi.
Salah satu contoh penggunaan induktor adalah
current limiting reactor. Reaktor jenis ini
dihubungkan seri dengan saluran transmisi atau
feeder. Hal ini bertujuan untuk membatasi arus
pada saat sistem mengalami gangguan.
Pada penggunaan current limiting reactor
di capacitor bank, reaktor diserikan dengan
capacitor bank, dimaksudkan untuk membatasi
inrush current pada saat switching. Reaktor
dapat dipasang pada sistem sampai dengan 765
kV.
Nilai reactor yang terpasang pada setiap
fase pada cabacitor bay dalam penelitian ini
adalah sebesar 0.5 Ohm atau induktansi sebesar
1.592 mH.
II.3 Pemutus Tenaga – PMT (CB)
Circuit breaker (CB) atau pemutus tenaga
(PMT) adalah peralatan mekanis yang memiliki
kemampuan untuk menghantarkan atau
memutuskan aliran arus baik dalam kondisi
normal ataupun kondisi tidak normal. PMT
dapat diklasifikasikan berdasarkan tegangan
kerja, beban switching (switching duty), lokasi
pemasangan
dan
media
pemutusnya
(interruption medium).
Berdasarkan tegangan kerja, maka pada
industry standard, PMT dibagi menjadi di
bawah 72.5 kV dan di atas 121 kV [4]. Untuk
klasifikasi berdasarkan bebannya, maka
terdapat PMT untuk beban resistif, induktif dan
kapasitif.
Sedangkan berdasarkan lokasi
20
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
pemasangannya dibagi menjadi PMT untuk
pemasangan dalam ruangan (indoor CB) dan di
luar ruangan (outdoor CB). Outdoor CB dibagi
lagi menjadi dead tank CB dan live tank CB.
Bila dilihat dari media pemutusnya
(interrupting medium), maka terdapat air CB
(ACB) , Oil CB, Vacuum CB (VCB) dan SF6
CB/ Gas CB (GCB). High voltage CB yang
umum digunakan di Indonesia adalah GCB,
dan begitupula yang terpasang di GI Sanur.
II.4 Pemasangan Capacitor Bank pada
sistem
Pemasangan Capasitor bank pada suatu
Power system dapat memberikan beberapa
pengaruh kepada sistem [1][7], yakni:
- Meningkatkan tegangan sistem
- Memperbaiki regulasi tegangan
- Menurunkan rugi-rugi daya I2R karena
dapat mengurangi besar arus yang
ditransmisikan.
- Memperbaiki power factor
- Menurunkan beban kVA dari pembangkit
atau meurunkan permintaan beban kVA
Shunt Capacitor dapat mempengaruhi
semua peralatan listrik dan rangkaian di sisi
sumber dimana shunt capacitor dipasang,
terutama dalam ukuran kVAR yang besar.
Dimana dia dapat mempengaruhi masingmasing bagian sistem termasuk diantaranya
pembangkit.
Besaran kVAR yang diperlukan dalam
sistem dipengaruhi oleh peningkatan lagging
kVAR (beban induktif) akibat arus ekstasi dari
transformator dan motor-motor yang ada dalam
sistem. Kondisi lagging kVAR ini yang
menyebabkan dibutuhkannya capacitor bank
yang dapat memperbaiki power factor.
Proses switching dari shunt capacitor bank
pada gardu induk ataupun pada feeder
distribusi pada dasarnya adalah kondisi normal
pada suatu sistem tenaga listrik. Meskipun
kenyataannya dapat menghasilkan transient
current dan transient voltage pada sistem
tenaga listrik. Transient ini dapat menyebabkan
kerusakan pada peralatan jika besarnya
melampaui
ketahanan
peralatan
atau
sebaliknya.
Adanya kondisi transient pada proses
capacitor bank switching ini, menjadi
tantangan tersendiri bagi para engineer untuk
ISBN: 978-602-18168-0-6
TL20
mengontrol atau membatasi besarnya transient
current dan transient voltage.
II.5 Metode Pengontrolan Capacitor
Switching
Beberapa metode pengontrolan capacitor
switching yang dapat dilakukan, yaitu:
- Capasitor
bank
switching
tanpa
menggunakan pembatas untuk mengurangi
transient current dan transient voltage yang
melewati peralatan switching. Metode ini
banyak digunakan pada capacitor bank
berkapasitas kecil, seperti capacitor yang
dipasang pada penyulang (feeder) distribusi.
- Pemasangan induktor (reactor) pada
capacitor bank [8], dimana induktor akan
terus di-energize selama capacitor bank
dioperasikan. Penambahan induktor ini
bertujuan untuk membatasi inrush current
di bawah level dari peralatan switching.
Namun karena energizing terus menerus
maka akan menghasilkan rugi-rugi (panas)
karena hadirnya resistansi.
- Pre-Insertion Inductor adalah salah satu
metode untuk mengurangi transient dimana
induktor
hanya
dimasukkan
sesaat,
selanjutnya induktor di-bypass [8]. Metode
ini juga bertujuan membatasi transient pada
proses switching capacitor. Namun tetap
menghasilkan rugi-rugi panas sampai
dengan induktor di lepas.
- Pre-Insertion Resistor [3][9], metode ini
mirip dengan pre-insertion inductor yang
juga dapat membatasi inrush pada proses
switching. Suatu resistor dipasang parallel
pada saat switching. Setelah proses
switching, resistor dilepas dengan membuka
saklar bantu (auxiliary switch).
- Switching
Controller
[10],
dalam
aplikasinya dikenal juga sebagai point to
wave atau Synchronous Switching atau
Zero-Crossing Breaker. Metode Zerocrossing breaker ini mengatur proses close
dari setiap pole (fase) Circuit breaker.
Dimana proses close CB dilakukan pada
saat gelombang tegangan berada pada titik
nol, sehingga tidak dihasilkan transient
current. Namun metode ini membutuhkan
ketepatan waktu dan pengontrolan.
Saat ini, aplikasi high voltage Capacitor
bank di Gardu Induk PLN disertai dengan
pemasangan Induktor (reactor). Dan khusus
21
TL20
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
untuk wilayah Jawa dan Sumatera dilengkapi
dengan switching controller.
Hasil penelitian [8] pada 150 kV capacitor
bank switching, nominal untuk penutupan
kontak PMT ketika tepat berada di puncak
yang adalah mencapai 1.612 kali nilai tegangan
fase. Hal ini terjadi karena perbedaan sistem
dan alat bantu simulasi yang digunakan. Sistem
yang digunakan pada penelitian ini memasang
beberapa capacitor bank di beberapa titik
sistem tegangan dan menggunakan alat bantu
simulasi simulink.
Adapun hasil penelitian [4] untuk proses
switching capacitor bank mendekati puncak
gelombang tegangan adalah mencapai 2.04
kali. Capacitor bank yang diteliti adalah pada
pemasangan di sistem distribusi 22 kV yang
berfungsi untuk memperbaiki power factor dari
sistem.
Hasil penelitian lainnya [8], mendapatkan
puncak overvoltages mencapai 1.55 dari
tegangan nominal. Hasil ini adalah switching
pada 10.8 MVAR capacitor bank dengan
tegangan 34.5 kV. Dan untuk membatasi
overvoltages akibat switching, ditambahkan
pre-insertion inductor dan high resistance
senilai tertentu pada sistem yang ditelitinya,
dan hasilnya nilai overvoltages sama dengan
tegangan nominal sistem tersebut.
Pada penelitian [7] dengan menggunakan
switching controller, tidak teramati terjadinya
transient pada saat switching dilakukan
mendekati titik nol gelombang tegangan.
Demikian pula hasil penelitian dengan
melakukan pengaturan penutupan kontak
mendekati nol, tidak mendapatkan tegangan
transient.
Sedangkan penelitian [9], melakukan
penelitian pada 115 kV capacitor bank
switching sebesar 20 MVAR dengan koneksi
grounded wye. Penelitiannya membandingkan
metode capacitor bank switching dengan
menggunakan pre-insertion inductor dan zero
crossing breaker (seperti fungsi switching
controller), menunjukkan tegangan transient
tertinggi yang dicapai sebesar 1.21 kali dari
tegangan fase nominal untuk pre-insertion
inductor dan 1.28 kali dari tegangan fase
nominal untuk metode crossing breaker.
ISBN: 978-602-18168-0-6
III. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini, seperti diperlihatkan
pada
gambar
2,
pertama
dilakukan
pengumpulkan literatur dan melakukan studi
pustaka. Pengambilan data dilakukan di GI
Sanur – Bali, antara lain single line diagram
(SLD) GI Bali, beban rata-rata GI Sanur,
kapasitas dan data capacitor bank terpasang
yaitu 25 MVAR, spesifikasi PMT dan
pengukuran waktu penutupan kontak-kontak
switching controller dll.
Data tersebut selanjutnya dianalisa dengan
menggunakan ATP, dengan membuat model GI
Sanur dalam ATP. Bus GI Sanur dibuat sebagai
infine bus dimodelkan oleh komponen sumber
tiga fase dalam ATP.
Pengumpulan Data Primer dan Data
Sekunder
Pemodelan Sistem
Dengan ATP
Menjalankan model ATP untuk tiga kondisi:
- Switching tanpa controller, Tc = 40ms
(mendekati puncak gelombang tegangan
referensi)
- Switching tanpa controller, Tc = 24.9ms
(mendekati titik nol gelombang tegangan referensi)
- Switching dengan controller
Analisa Hasil Simulasi
Kesimpulan
Gambar 2. Blok diagram langkah-langkah simulasi
Ke-empat trafo terpasang dibuat menjadi
satu dalam ideal transformer (transformator
ideal). Beban 20 kV diwakili oleh model RLC.
PMT dibuat dari tiga buah single phase switch
yang dapat dikontrol waktu tutup dan bukanya.
Reaktor dan kapasitor masing dimodelkan oleh
komponen induktor dan kapasitor. Capacitor
bank terhubung dalam double wye (Y)
ungrounded. Nilai reactor per fase adalah
1.592 mH sedangkan nilai capacitor per fase
Model koneksi capacitor dibuat seperti
kondisi capacitor bank terpasang yakni
ungrounded double wye system. Selanjutnya
komponen-komponen tersebut digabungkan
sehingga diperoleh gambar 3.
22
TL20
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
U
Gambar 3. Model Simulasi GI Sanur
Selanjutnya gambar simulasi dijalankan
sesuai prosedur dalam
ATPDraw untuk
melihat kondisi transient pada saat capacitor
bank switching dengan dan tanpa switching
controller. Simulasi capacitor bank switching
tanpa switching controller dibuat dengan waktu
penutupan ketiga fase (R, S dan T atau A, B
dan C) dari PMT secara serempak, sedangkan
simulasi dengan switching controller dibuat
dengan mengatur waktu tutup dari kontakkontak PMT secara tidak serempak. Pengaturan
waktu tutup kontak-kontak PMT tersebut
dimaksudkan agar tidak ada kontak dari PMT
menutup pada saat gelombang tegangan berada
di titik puncak.
Data yang digunakan dalam penelitian ini
berasal dari data primer dan data sekunder.
Data primer berupa data sld GI Sanur - Bali,
data capacitor bank, data beban, data PMT dll.
Sedangkan data sekunder diperoleh melalui
kajian pustaka berupa pengumpulan materi,
artikel, jurnal, buku, dan laporan kerja, atau
dari makalah yang berkaitan dengan penelitian
capacitor bank switching.
Metode analisa yang digunakan adalah
metode simulasi dengan mengatur penutupan
kontak-kontak PMT secara serempak dan tidak
serempak. Dilakukan dengan mengatur waktu
penutupan switch (mewakili PMT) pada setiap
fase.
Dengan melihat karakter gelombang
tegangan referensi (dalam hal ini tegangan fase
R), maka penutupan kontak-kontak PMT secara
serempak dibuat dalam dua kondisi. Yakni
pada saat tegangan fase R tepat berada di
puncak gelombang dan saat mendekati nilai
ISBN: 978-602-18168-0-6
nol. Waktu penutupan kontak-kontak PMT
pada saat berada di puncak adalah Tc = 0.0400
detik setelah waktu simulasi dimulai.
Sedangkan waktu penutupan kontak-kontak
PMT saat mendekati nol adalah Tc = 0.0249
detik. Untuk simulasi dengan penggunaan
switching controller, waktu penutupannya
sesuai dengan hasil pengukuran di lapangan,
gambar 5, adalah fase R Tc = 0.1639 detik, fase
S Tc = 0.1687 detik dan fase T sama waktunya
dengan waktu penutupan fase R yakni Tc =
0.1639 detik. Alat bantu untuk pengukuran
waktu penutupan kontak dari switching
controller yang digunakan adalah power
simulator dan DOBLE tipe F6150, dengan
rangkaian seperti pada gambar 4.
M
A
S/S
27
UVR
150/Ö3 kV
0.11/—3 kV
Fase R
F236
Power
Simulator
Cap. Bank
25 MVAR
Gambar 4. Rangkaian pengetesan waktu kerja
kontak switching controller
Gambar 5. Hasil pengukuran waktu penutupan
controller
23
TL20
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 HASIL
Hasil simulasi dari tiga kondisi penutupan
kontak-kontak PMT dirangkum dalam tabel 1.
Untuk waktu penutupan kontak-kontak PMT
secara serempak (Tc = 0.0400 detik) maka
diperoleh gambar transient tegangan (gambar
6). Dimana puncak tegangan transient terjadi
pada fase R atau fase A yang mencapai 208.24
kV, atau 1.7 kali nilai puncak pada kondisi
tegangan fase nominal (150x—2/—3 kV).
Sedangkan nilai tegangan transient tertinggi
pada fase S (fase B) dan T (fase C) berturutturut adalah 149.84 kV dan -157.37 kV.
Adapun nilai arus transient untuk masingmasing fase R, S dan T adalah 1539.46
Ampere, -746 Ampere dan -822.93 Ampere.
250
[kV]
160
70
-20
-110
-200
0.00
0.02
0.04
(file ATP_012_Final_tc004s.pl4; x-var t) v:X0001A
0.06
v:X0001B
0.08
[s]
0.10
v:X0001C
200
[kV]
150
100
50
0
-50
-100
-150
-200
0.00
0.02
0.04
(file ATP_012_Final_tc00249.pl4; x-var t) v:X0001A
0.06
v:X0001B
0.08
[s]
0.10
v:X0001C
Gambar 7. Tegangan Transient fase R, S
dan T tanpa switching controller dengan Tc =
0.0249 s
Hasil simulasi tegangan transient yang
terjadi untuk kondisi penggunaan switching
controller adalah seperti pada gambar 8.
Gelombang tegangan fase R, hampir tidak
terlihat kondisi transient, karena penutupan
kontak PMT-nya mendekati titik nol dari
gelombang tegangan. Sedangkan pada fase S,
tegangan transient mencapai 134.19 kV atau
1.1 kali dari tegangan fase nominal. Tegangan
transient fase T adalah 138.14 kV atau 1.13 kali
dari tegangan fase nominal. Sedangkan nilai
masing-masing arus transient fase R, S dan T
yang terjadi adalah 134.86 Ampere, 500
Ampere dan 522.70 Ampere.
150
[kV]
100
Gambar 6. Tegangan Transient fase R, S
dan T tanpa switching controller dengan Tc =
0.0400 s
Untuk hasil simulasi tegangan dengan
penutupan kontak PMT mendekati nilai nol (Tc
= 0.0249) dari referensi tegangan fase R, dapat
dilihat pada gambar 7. Pada fase R bisa
dikatakan tidak terjadi transient tegangan
dengan nilai 120.13 kV. Tegangan transient
tertinggi hasil penelitian ini terjadi pada fase S
(196.93 kV atau 1.61 kali tegangan fase
nominal) karena kontak PMT fase S tepat
menutup mendekati titik puncak positif dari
gelombang tegangan fase S. Transient tegangan
pada fase T juga cukup tinggi meskipun masih
di bawah nilai tegangan transient pada fase S,
yaitu 170.45 kV atau 1.39 kali dari tegangan
fase normal. Nilai arus transient fase R, S dan T
untuk simulasi ke dua ini berturut-turut adalah 183.25 Ampere, 1363.93 Ampere dan -1305.27
Ampere.
ISBN: 978-602-18168-0-6
50
0
-50
-100
-150
0.0
0.1
0.2
(file ATP_012_Final_F236.pl4; x-var t) v:X0001A
0.3
v:X0001B
0.4
[s ]
0.5
v:X0001C
Gambar 8. Tegangan Transient fase R, S dan T
dengan switching controller
Tabel 1. Hasil Simulasi penutupan PMT secara serempak
& tak serempak
Tc
(ms)
_Tegangan Transient _ (kV)
R
S
40
208.24
149.84
157.37
24.9
122.47
4
113.70
196.93
170.45
163.9
168.7
163.9
T
_Arus Transient_ (A)
R
1539.4
6
183.25
S
T
746
822.93
1363.9
3
1305.2
7
134.86
134.19
500.00
138.14
522.70
24
TL20
Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro & Informatika
SNTEI 2015
PNUP, Makassar, 11 Juni 2015
IV.2 PEMBAHASAN
Penelitian ini menunjukkan bahwa
tegangan transient tertinggi yang tercapai
adalah 208.24 kV, atau 1.7 kali nilai puncak
pada kondisi tegangan fase nominal, sewaktu
penutupan kontak PMT tepat berada di puncak
gelombang tegangan fase, sedangkan transient
arus terbesar adalah 1539.46 Ampere. Nilai
tegangan transient dan arus transient tertinggi
tersebut terjadi untuk kondisi penutupan PMT
dilakukan tanpa switching controller. Jika
dilihat dari spesifikasi PMT yang terpasang
maka nilai ini masih di bawah kemampuan
PMT yakni power frequency withstand voltage
325 kV dan arus nominal 3150 Ampere dengan
withstand capacity 40 kA selama 3 detik.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa swithing
controller pada sistem ini tidak perlu
digunakan.
Hasil simulasi dalam penelitian penulis
selanjunya dengan menggunakan switching
controller, memperlihatkan penurunan nilai
tegangan transient dan arus transient. Hal ini
dikarenakan penutupan kontak-kontak PMT
dibuat sehingga tidak akan menutup pada saat
mendekati ataupun tepat di puncak gelombang
tegangan. Tegangan transient tertinggi hanya
mencapai 1.13 kali da!!ri tegangan fase
nominal dengan arus transient terbesar adalah
522.70 Ampere.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan
bahwa tegangan transient dan arus transient
tertinggi pada kondisi !capacitor bank
switching tanpa
penggunaan
switching
controller masih berada di bawah ketahanan
dari PMT yang terpasang. Sehingga
penggunaan switching controller untuk
mengurangi transient tegangan dan transient
arus dapat dipertimbangkan kembali. Meskipun
hasil
simulasi
menunjukkan
switching
controller jauh lebih baik.
Untuk penelitian selanjutnya dapat
meninjau pengaruhnya capacitor bank ini
terhadap sistem (tegangan tinggi dan
distribusi), atau melakukan perbandingan hasil
dengan menggunakan software yang berbeda.
ISBN: 978-602-18168-0-6
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada semua pihak yang telah memberi
dukungan dalam penelitian ini, antara lain:
keluarga penulis, pimpinan dan seluruh staf Sen
Engineering Co., dan Seluruh staf engineering
APP Bali.
REFERENSI
[1] Ramasamy Natarajan, Power System
Capacitor; Taylor & Francis Group, 2005,
p. 97-122.
[2] Gustavo Brunello, Bogdan Kasztenny and
Craig Wester, “Shunt Capacitor Bank
Fundamentals and Protection”, Conference
for Protective Relay Engineers - Texas
A&M University, USA, April 2003
[3] S.J.
Kulas,
“Capacitor
Switching
Techniques,” International Conference on
Renewable Energies and Power”,
Valencia, Spain, April 2009
[4] Shehab Abdulwadood Ali, “Capacitor
Banks Switching Transients in Power
Systems”, CS Canada Energy Science and
Technology, Vol. 2, No. 2, pp. 62-73,
2011.
[5] C.D. Tsirekis and N.D. Hatziargyriou ,
“Control of Shunt Capacitors and Shunt
Reactors
Energization
Transients,”
International Conference on Power
Systems Transients, New Orleans, USA,
2003.
[6] László Prikler and Hans Kr. Høidalen,
“ATPDraw for Windows 3.1x/95/NT
version 1.0.1 User’s Manual”, 1998.
[7] Durga Bhavani Mupparty, “Capacitor
Switching Transient Modeling and
Analysis on An Electrical Utility
Distribution System Using Simulink
Software”, Master Thesis, Kentucky
University, 2011.
[8] Camm,
E.H.,
“Shunt
Capacitor
Overvoltages
and
a
Reduction
Technique”, S&C Electric Company,
Chicago, Illinois, 1999.
[9] Michael Beanland, Thomas Speas, Joe
Rostron, “Pre-insertion Resistors in High
Voltage Capacitor Bank Switching”, 2004
[10] ABB, “Controlled Switching – Buyer’s
and Application Guide”. Ludvika, Swedia,
ABB AB, 2010
25
Download