meode penentuan perubahan sag
TRANSCRIPT
METODE PENENTUAN PERUBAHAN ANDONGAN KAWAT PENGHANTAR
SECARA REAL-TIME PADA SALURAN TRANSMISI TENAGA LISTRIK
oleh :PRAMA FITRA MUDYA
062.00.099
JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS TRISAKTI
PEMBATASAN MASALAH
Menghitung besarnya arus pada kawat resistif dengan suatu metode perhitungan
kopling kapasitif untuk menentukan perubahan andongan kawat penghantar
secara real-time pada SUTET 500 kV
TUJUAN PENULISAN
Mempelajari metode utk mengetahui perubahan andongan kawat penghantar
secara real-time shg segera diketahui apakah andongannya masih berada pd jarak aman
thd tanah yg diizinkan menurut design
Andongan Kawat Penghantar
Andongan : bentuk lengkung kawat yang direntangkan antara dua tiang transmisi
andongan
Hal-Hal yang Mempengaruhi Andongan Kawat Penghantar Berat & tarikan kawat penghantar Panjang gawang Temperatur angin salju/es
Metode untuk Menentukan Perubahan Andongan Kawat Penghantar Secara Real-Time (Real-Time Monitoring)
Aplikasi metode di lapangannya dg memanfaatkan kawat resistif yg memiliki tahanan listrik yg besar yg dipasang/direntangkan pd saluran transmisi pada gawang (span) yang ditentukan
x
y
Pole
Insulator
Phase Conductor
Resistive Wire Traveler
(0.0 , 0.0)
(-1.22 , 17.5)
(1.62 , 15.79)(-1.52 , 15.02)
(-0.15 , 15.88)
Konfigurasi Menara Saluran Transmisi 115 kV di Kota Moscow, Rusia
Metode untuk Menentukan Perubahan Andongan Kawat Penghantar Secara Real-Time (Real-Time Monitoring)
Pada kawat resistif ini mengalir arus induksi, dimana arus induksi ini diukur dg amperemeter yg dipasang pd salah satu ujung kawat tsb
Dari arus yg terukur pd kawat resistif ini maka dpt segera diketahui andongan kawat penghantarnya
Resistive Wire
Rope/Wire
Traveler
Guy Wire
Coax Shield
Coax Center Conductor
Hand Hoist
Load Cell
AnchorGround Rod
A
Guy WireTraveler
Ground RodAnchor Anchor Anchor
Rope/Coax
Pole Pole
Arus Induksi pada Kawat Resistif
A, B & C adalah kawat fasa, M adalah kawat resistif dan O adalah titik/jarak ekivalen kawat fasa A, B & C
Kawat fasa yg bertegangan/bermuatan listrik kapasitansi antar kawat beda potensial pd kawat resistif kopling kapasitif arus mengalir karena kedua ujung kawatnya dibumikan arus kopling kapasitif
Beda potensial antara titik O dengan kawat resistif M disebut sebagai space potential (Vsp)/potensial jarak dipengaruhi oleh jarak
A
B C
M
O
A
Kawat Resistif
IC IC
Metode Perhitungan Arus Kopling Kapasitif pada Kawat Resistif
C = kapasitansi kawat resistif terhadap kawat fasa (pF)Vsp = tegangan space potential (kV)
R/2 R
Kopling kapasitifKawat resistif
C
VSP (2)
VSP (3)
VSP (4)VSP (1)
+
R R
CCC
+++
Menara …...
/ 2( )
1I (0) ( ) SP
Nj n
SPtower Cn
I jwC V n e φ
=
= = ∑0
span
Perhitungan Kapasitansi
Kapasitansi dihitung tiap meter sepanjang gawang
Nilainya akan berubah-ubah sepanjang gawang karena jarak yg bervariasi antara kawat resistif dg kawat fasa akibat adanya andongan
0x
y
MR
S
T
sag
span
Ctotal
VSP(m)
M
CmT
CmRCmS
CmG
VR
VS
VT
M
Rangkaian Ekivalen Thevenin
24
2 /ln(( ) / )MR
MR M SB
kC F mD r D
π=
24
2 /ln(( ) / )MS
MS M SB
kC F mD r D
π=
24
2 /ln(( ) / )MT
MT M SB
kC F mD r D
π=
2
2 /ln((2 ) / )MG
MG M
kC F mD rπ
=
( / )Total MR MS MT MGC C C C C F m= + + +
Perhitungan Vsp
I1
I2I3
ER
ES
ET
XC(M-G)XC(M-S)
XC(M-T)XC(M-R)
I totalMO ( )3 ( ) ( ) 2 ( ) 1 ( )R M R M G M G M GE I Xc Xc I Xc I Xc− − − −= + + +
( )1 ( ) ( ) 2 ( ) 3 ( )S M S M G M G M GE I Xc Xc I Xc I Xc− − − −= + + +
( )2 ( ) ( ) 3 ( ) 1 ( )T M T M G M G M GE I Xc Xc I Xc I Xc− − − −= + + +
1( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) 2
( ) ( ) ( ) ( ) 3
120 ( )0 ( )
( )120
R M G M G M R M G
S M S M G M G M G
M G M T M G M GT
E IXc Xc Xc XcE Xc Xc Xc Xc I
Xc Xc Xc Xc IE
− − − −
− − − −
− − − −
∠ ° + ∠ ° = +
+∠− °
1
1 ( ) ( ) ( ) ( )
2 ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )3
120( )( ) 0
( ) 120
RM G M G M R M G
M S M G M G M G S
M G M T M G M G T
I EXc Xc Xc XcI Xc Xc Xc Xc E
Xc Xc Xc XcI E
−
− − − −
− − − −
− − − −
∠ °+ = + ∠ °
+ ∠− °
1 2 3( )
;totalMO total
M G
IV Vsp I I I IXc −
= = = + +
Data Perhitungan
R
S
T
Kwt Resistif
(8.2 ; 35.525)
(7.6 ; 47.725)
(7.2 ; 59.925)
x
y
(0.0 ; 50)
Konfigurasi Menara SUTET 500 kV Gandul - Cibinong
M
SUTET 500 kV Gandul - Cibinong Panjang gawang = 553.32 m Andongan kawat resistif disetting
0.5 % dengan asumsi tetap setiap saat
Variasi andongan kawat fasa yg digunakan dlm perhitungan sebesar 1.02% - 4% dari panjang gawang
Simulasi perhitungan menggunakan Ms. Excel
Jarak Andongan terhadap Permukaan Tanah
Andongan
0
10
20
30
40
50
60
70
-300 -200 -100 0 100 200 300
Panjang Gawang
Ting
gi (m
) Kaw at Fasa R
Kaw at Fasa S
Kaw at Fasa T
Kaw at Resistif
Andongan kawat fasa 1.02% Andongan kawat resistif 0.5%
Hasil Perhitungan Vsp
Vsp terhadap Span
0
4000
8000
12000
16000
-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300
Span
Vsp
(Vol
t)
Andongan kawat fasa 1.02% Andongan kawat resistif 0.5%
Andongan
05
101520253035404550556065
-300 -200 -100 0 100 200 300
Span
Tin
ggi
(m) Kaw at Fasa R
Kaw at Fasa S
Kaw at Fasa T
Kaw at Resistif
Grafik Andongan terhadap Gawang (Span)
Andongan kawat fasa 1.90% Andongan kawat resistif 0.5%
Vsp terhadap Panjang Gawang
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
-300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300
Panjang Gawang
Vsp
(V
olt)
Andongan kawat fasa 1.90% Andongan kawat resistif 0.5%
Hasil Perhitungan Vsp
Andongan kawat fasa yg diperbolehkan sebesar 1.02% - 1.90% Andongan > 1.90% melebihi jarak aman di atas permukaan tanah
Arus pada Kawat Resistif dengan Berbagai Variasi Sag
10
12
14
16
18
20
22
1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00%
Andongan
Aru
s (m
A)
Kondisi Normal
Hasil Perhitungan Arus padaKawat Resistif
KondisiBahaya
Kondisi tidak akurat lagi
Kesimpulan
Real-time monitoring andongan kawat penghantar adalah suatu metoda yg sederhana dlm menentukan posisi andongan kawat penghantar di atas permukaan tanah yg dapat diketahui & dipantau setiap saat
Andongan kawat pada saluran transmisi dipengaruhi oleh beberapa parameter yang mempengaruhi baik itu dari dalam (berat kawat, tegangan dan tarikan kawat) maupun dari luar (kondisi lingkungan sekitar, temperatur, angin).
Meskipun metode ini belum diaplikasikan dalam prakteknya di Indonesia sehingga tidak bisa dibandingkan keakuratannya dengan di lapangan, namun metode ini berhasil terbukti pada Saluran Transmisi 115 kV di kota Moscow[1].
Untuk SUTET 500 kV Gandul-Cibinong, andongan kawat penghantarnya sampai 1.9% masih berada pada jarak konduktor thd tanah yang masih diizinkan dalam design. Hal ini masih perlu diperiksa karakteristik sagging konduktor thd arus beban.
Arus induksi yang mengalir pada kawat resistif akan semakin membesar seiring dengan kenaikan andongan kawat penghantar karena jarak andongan antara salah satu kawat penghantar dengan kawat resistif yang semakin dekat.
[1] IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.17, No.4, Oktober 2002 (A New Method for Real-Time Monitoring of High-Voltage Transmission Line Conductor Sag)
TERIMA KASIH