studi pengaruh backflashover pentanahan menara saluran...
Post on 25-Jan-2020
24 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Oleh:
Teguh Aryo Nugroho
2209100072
Studi Pengaruh Backflashover pada Sistem Pentanahan Menara Saluran Transmisi
Tegangan Tinggi Terkonsentrasi Menggunakan ATPDraw.
Pembimbing:
I Gusti Ngurah Satriyadi Hernanda, ST, MT
Dr. Eng. I Made Yulistya Negara, ST, M.Sc
• Fenomena Backflashover yang terjadi pada saluran transmisi tegangan tinggi
• Tegangan lebih yang terjadi akibat adanya fenomena Backflashover
Latar Belakang
• Mengetahui respon dari model sistem pentanahan menara saluran transmisi terkosentrasi terhadap efek dari backflashover.
• Mengetahui respon dari model sistem pentanahan terkonsentrasi menara saluran trasnmsisi terhadap perubahan jenis tanah, gradien kritis ionisasi tanah, tahanan pada arus rendah dan frekuensi rendah, dan waktu depan sumber impuls.
Tujuan
Backflashover adalah fenomena yang diakibatkan oleh sambaran petir pada kawat pelindung (groundwire) yang menyebabkan arus mengalir pada menara saluran transmisi , dan ketika menara saluran transmisi tidak mampu menyalurkan tegangan petir tersebut pada tanah sehingga terjadi peningkatan potesnisial pada menara.
Backflashover
Sistem Pentanahan Terkonsentrasi Menara Saluran Transmisi
Sistem Pentanahan:
-Terkonsentrasi (Concentrated)
-Menyebar (Ekstended)
Sistem pentanahan menara saluran transmisi dikatakan terkonsentrasi apabila mempunyai radius perlindungan kurang dari 30 meter.
• 𝐼𝑅 = 𝜌 𝐸0
2𝜋𝑅02
Keterangan:
• IR: Arus yg mengalir akibat backflashover (kA)
• E0: Gradien kritis ionisasi tanah (kV/m)
• R0: tahanan pada arus dan frekuensi rendah (Ohm)
• 𝜌: Tahanan jenis tanah (Ohm.m)
Konsep sistem pentanahan terkonsentrasi
Model Formula
Korsuntev ∏1= 0.2564 . ∏2
-0.3411 , 0.03 ≤ ∏2 ≤ 5
∏1= 0.3367 . ∏2-0.4927 , 5 ≤ ∏2 ≤ 100
Oettle log ∏1 = -0.3. log ∏2-0.62 , 0.005 ≤ ∏2 ≤ 20
log ∏1 = -0.3. log ∏2-0.49*
Chilosom et al from
Populansky
∏1= 0.2564 . ∏2-0.3411 , 0.3 ≤ ∏2 ≤ 10
Chowduri From
Populansky
∏1= 0.2965 . ∏2-0.2867 , ∏2 ≤ 5
∏1= 0.4602 . ∏2-0.6009 , 5 ≤ ∏2 ≤ 50
∏1= 0.9543 . ∏2-0.7536 , 50≤ ∏2 ≤ 500
∏1= 1.8862 . ∏2-0.8693 , ∏2 ≤ 500
• ∏1=𝑅 𝐼 .𝑠
𝜌
• ∏2=𝐼.𝜌
𝑠2.𝐸0
Tabel 1 Dimensionless Parameter ∏1 dan ∏2
No Model Ωm) E0 (kV/m) s(m)
1 Korsuntev 200 1000* 4.56
2 Oettle 200 1000 11.77
3 Chilosom et al. 200 241. 0.125 atau
1000**
4.56
4 Chowduri from
Populansky
200 300*** 4.56
5 CIGRE WG from
weck
200 300*** -
6 Yasuda et al. 200 300*** -
7 Darveinza - - -
Tabel 2 Parameter Model Sistem Pentanahan Terkonsentrasi
Menara Saluran Transmisi
* = nilai yang telah ditentukan untuk tahanan tanah sebesar 180 Ωm. ** = tergantung pada model yang dipilih dari parameter TGIR ***= nlai yang ditentukan berdasarkan [10]
1) Aplikasi TGIR pada saluran transmisi 150 kV dan terkoneksi dengan Gardu Induk
2) Simulasi dilakukan pada 2 keadaan yaitu : Tanpa pemasangan surge arrester dan terpasang surge arrester
3) Simulasi pengaruh Backflashover terhadap :
I. perubahan jenis tanah.
II. Perubahan Gradien kritis ionisasi tanah.
III. Perubahan Pengaruh Perubahan nilai low current and low frequency resistance.
IV. Perubahan Waktu depan sumber Impuls.
Simulasi
(file substation0.pl4; x-var t) v:X0081A v:X0081B v:X0081C 0 5 10 15 20 25 30 35 40[us]
-1,5
-0,5
0,5
1,5
2,5
3,5
[MV]
Merah : fasa A
Hijau : fasa B
Biru : fasa C
(file substation0.pl4; x-var t) v:X0076A v:X0076B v:X0076C 0 5 10 15 20 25 30 35 40[us]
-1,2
-0,8
-0,4
0,0
0,4
0,8
1,2
[MV]
Merah : fasa A
Hijau : fasa B
Biru : fasa C
no Model
Tegangan puncak
Tanpa Arrester (MV) Terpasang Arrester (MV)
1 Korsuntev 3,2027 1,0052
2 Oettle 2,9708 1,0014
3 Chislom et Al 3,4830 1,0107
4 Chowduri from Populansky 3,2791 1,1040
5 CIGRE WG 3,0759 1,0125
6 Yasuda et al 3,4831 1,0107
7 Darveniza et Al 3,1151 1,0052
Hasil Pengukuran tegangan puncak pada saluran masukan GI
Tipe-tipe Tanah Tahanan Jenis Tanah
(Ohm-m)
Humus lembab 30 Tanah liat 100 Tanah liat berpasir 150 Pasir lembab 300 Beton 400 Kerikil lembab 500 Pasir kering 1000
I. Pengaruh Efek Backflashover terhadap Perubahan Jenis Tanah
keterangan : Grafik perbandingan nilai tegangan puncak pemodelan pentanahan terkonsentrasi pada jenis tanah pasir kering ( SR= 1000 Ohm.m ).
No Jenis Tanah
Tegangan Puncak
Tanpa Arester (p.u.)
Terpasang arester (p.u)
1 Humus Lembap 3,6309 1,338 2 Tanah Liat 3,7709 1,3384 3 Tanah Liat Berpasir 4,1031 1,3532 4 Pasir Lembap 4,6599 1,3476 5 Beton 4,6411 1,3476 6 Kerikil Lembap 4,6411 1,3476 7 Pasir Kering 4,5265 1,3476
Hasil simulasi perubahan jenis tanah terhadap model pentanahan Korsuntev :
No Jenis Tanah
Tegangan Puncak
Tanpa Arester (p.u.) Terpasang arester (p.u) 1 Humus Lembap 3,5208 1,3381 2 Tanah Liat 3,7319 1,3456 3 Tanah Liat Berpasir 3,8552 1,3512 4 Pasir Lembap 4,1407 1,3524 5 Beton 4,2876 1,3371 6 Kerikil Lembap 4,4291 1,3476 7 Pasir Kering 4,6411 1,3524
Hasil simulasi perubahan jenis tanah terhadap model pentanahan Oettle:
II. Pengaruh Perubahan Nilai Gradien Kritis Ionisasi Tanah terhadap Efek Backflashover
E0 (kV/m)
300
600
1000
1500
Keterangan : Grafik perbandingan tegangan puncak pada tiap model pentanahan terhadap pada gradien kritis ionisasi tanah E0 = 600 kV/m
No E0 (kV/m)
Tegangan puncak
Tanpa Arester (p.u) Terpasang Arester (p.u)
1 300 3,9967 1,3408 2 600 4,1469 1,3560 3 1000 4,2703 1,3377 4 1500 4,3880 1,3476
Hasil sumulasi perubahan gradien kritis ionisasi tanah terhadap model pentanahan Korsuntev (E0) :
no E0 (kV/m)
Tegangan puncak
Tanpa Arester (p.u)
Terpasang Arester (p.u)
1 300 3,9611 1,3352 2 600 3,9611 1,3352 3 1000 3,9611 1,3352 4 1500 3,9611 1,3352
Hasil simulasi perubahan gradien kritis ionisasi tanah terhadap model pentanahan Oettle (E0) :
III. Pengaruh Perubahan nilai Tahanan pada low current and low frequency resistance terhadap efek Backflashover
R0 (Ohm)
10
20
30
40
Keterangan : Grafik perbandingan model pentanahan pada kondisi R0 = 40 Ohm.
no
R0
(Ohm)
NilaiTegangan Puncak
Tanpa Arester (p.u) Terpasang Arester (p.u)
1 10 4,0752 1,3341 2 20 4,2703 1,3377 3 30 4,2716 1,3389 4 40 4,2677 1,3349
Hasil simulasi perubahan tanahan pada low current and low
frquency terhadap model pentanahan Korsuntev :
Hasil simulasi perubahan tanahan pada low current and low
frquency (R0 ) terhadap model pentanahan Oettle :
no R0 (Ohm)
NilaiTegangan Puncak
Tanpa arester (p.u) Terpasang Arester (p.u) 1 10 3,9631 1,3341 2 20 3,9611 1,3352 3 30 3,9595 1,3589 4 40 3,9581 1,3555
Waktu Impuls (µs)
4 / 77,5
6 / 77,5
8 / 77.5
10 / 77.5
IV. Pengaruh Perubahan Waktu Impuls terhadap efek dari Backflashover
Keterangan : Grafik perbandingan tegangan puncak setiap model pentanahan pada kondisi TF = 4/77,5 µs.
no Waktu Impuls (µs)
Tegangan Puncak
Tanpa Arrester (p.u)
Terpasang Arrester (p.u)
1 4 / 77,5 8,8380 1,4837 2 6 / 77,5 5,6693 1,3465 3 8 / 77.5 4,2703 1,3377 4 10 / 77.5 3,5107 1,3387
Hasil simulasi perubahan waktu depan sumber impuls pada pemodelan pentanahan Korsuntev :
Hasil simulasi perubahan waktu depan sumber impuls pada pemodelan pentanahan Oettle :
no Waktu Impuls (µs)
Tegangan Puncak
Tanpa Arrester (p.u)
Terpasang Arrester (p.u)
1 4 / 77,5 8,6216 1,5005 2 6 / 77,5 5,9440 1,3728 3 8 / 77.5 3,9611 1,3352 4 10 / 77.5 3,8579 1,3384
1. Pada simulasi dengan menggunakan parameter pada tabel 2 pemodelan pentanahan Oettle adalah yang paling mampu meredam tegangan lebih besar darpada model lainnya. Dengan nilai tegangan puncak 3,9611 p.u ( 1 p.u = 750 kV) . Dan dengan tegangan puncak setelah pemasangan surge arrester sebesar 1,3352 p.u.
2. Dari hasil simulasi dengan melakukan perubahan pada jenis tanah dan dimodelkan terhadap pemodelan pentanahan konsentrasi. Didapatkan bahwa pemodelan Oettle dapat meredam tegangan puncak lebih daripada model lainnya. Tetapi untuk kondisi tanah berupa pasir kering ( SR = 1000 Ohm.m) model Darveniza et Al adalah yang dapat meredam, nilai tegangan puncak 4,1533 p.u dan setelah terpsang surge arrester menjadi 1,3403 p.u.
3. Dari Hasil Simulasi dengan merubah nilai gradien kritis ionisasi tanah dan dimodelkan pada pemodelan pentanahan terkonsentrasi. Didapatkan bahwa Model Oettle adalah yang paling dapat meredam tegangan puncak daripada pemodelan yang lain. Dengan nilai tegangan tegangan puncak untuk semua nilai E0 yang diujikan sebesar 3,9611 p.u dan setelah pemasangan surge arrester sebesar 1,3352 p.u.
Kesimpulan
4. Dari hasil simulasi dengan melakukan perubahan tahanan pada arus rendah dan frekuensi rendah terhadap pemodelan pentanahan terkonsentrasi. Didapatkan bahwa model Oettle adalah yang paling dapat meredam tegangan puncak. Model Oettle dapat meredam tegangan puncak pada keadaan tahanan yang paling tinggi 40 Ohm dengan nilai tegangan 3,9581 p.u. dan setelah terpasang surge arrester sebesar 1,3555 p.u.
5. Dari Hasil simulasi dengan melakukan perubahan waktu depan sumber impuls pada sumber petir dan TF (Time Front) terhadap pemodelan pentanahan terkonsentrasi. Masing-masing pemodelan mempunyai keunggulan masing-masing. Untuk waktu depan sumber impuls 10/77.5 µs yang paling dapat meredam tegangan puncak adalah model Chislom et Al. Dengan nilai tegangan puncak 3,0384 p.u. dan setelah terpsang surge arrester 1,3384 p.u. Untuk waktu depan sumber impuls 8/77.5 µs. Yang paling dapat meredam tegangan puncak adalah model Oettle. Dengan dengan nilai tegangan puncak 3,9611 p.u. dan nilai tegangan puncak setelah pemasangan surge arrester sebesar 1,3352 p.u. Untuk waktu depan sumber impuls 6/77.5 µs yang paling mampu meredam tegangan puncak adalah model Darvineza et Al . Dengan nilai tegangan puncak 4,1535 p.u. dan setelah pemasangan surge arrester sebesar 1,3403 p.u. Dan untuk waktu depan sumber impuls 4/77.5 yang paling dapat meredam tegangan puncak adalah model Yasuda et Al. Dengan nilai tegangan puncak 8,3855 p.u. dan setelah pemasangan surge arrester sebesar 1,5008 p.u.
top related