A.
KOMPONEN SIMETRIS
Pada
tahun 1913, metode komponen simetris telah dikembangkan oleh Charles L.
Fortescue dari Westinghouse saat menyelidiki pengoperasian motor induksi pada
kondisi suplai tidak seimbang. Kemudian pada konvensi tahunan ke – 34 AIEE
tanggal 28 juni 1918 di antlantic City, Ia menyajikan makalah yang berjudul
“Method of Symmetrical Co-ordinates Applied to the Solution of Polyphase
Networks.” Yang kemudian dipublikasikan oleh AIEE Transactions, Volume 37, Part
II, halaman 1027 – 1140. Metode komponen simetris digunakan untuk memahami dan
menganalisis operasi sistem tenaga listrik pada kondisi tidak seimbang.
Berbagai jenis ketidakseimbangan pada sistem tenaga listrik disebabkan oleh
gangguan antara phasa dan/atau ke bumi ( fasa ke fasa, dua fasa ke tanah, satu
fasa ke tanah ), fasa terbuka, impedansi tidak seimbang dan kombinasinya.
Metode
komponen simetris digunakan untuk menguraikan suatu sistem tidak seimbang yang
terdiri atas n buah fasor yang berhubungan menjadi n buah sistem fasor
yang seimbang. Pada sistem tiga fasa, tiga fasor tidak seimbang dapat diuraikan
menjadi tiga sistem fasor yang seimbang. Ketiga komponen seimbang pada komponen
simetris adalah :
1. Komponen urutan positif.
2. Komponen
urutan negatif.
3. Komponen
urutan nol.
Ketiga himpunan komponen semetris
dinyatakan dengan subskrip tambahan 1 untuk komponen urutan positif, 2 untuk
komponen urutan negatif, dan 0 untuk komponen urutan nol. Komponen urutan
positif dari Va, Vb, dan Vc adalah Va1, Vb1, dan Vc1.
Demikian pula untuk komponen urutan negative adalah Va2, Vb2,
dan Vc2. Sedangkan komponen urutan nol adalah Va0, Vb0,
dan Vc0.
v Komponen urutan positif
Komponen
urutan ini terdiri dari tiga fasor yang sama besar, terpisah 1200
satu sama lain dan mempunyai urutan fasa yang sama dengan fasor aslinya. Gambar
dibawah menunjukkan fasor komponen urutan positif dengan urutan fasa sistem
tenaga listrik abc. Arah putaran fasor berlawanan dengan arah jarum jam.
Pada
pergeseran sudut, akan lebih mudah menggunakan unit fasor dengan pergeseran
sudut 1200 dalam arah yang berlawanan dengan arah jarum jam. Hal ini
dinamakan sebagai operator fortescue,
Gambar
Fasor tegangan urutan positif
Fasor tegangan urutan positif
memiliki pola yang sama dengan fasor arus urutan positif, oleh karena itu
pengaturan urutan positif dapat diperiksa kebenarannya sebagai berikut :
v Komponen urutan negatif
Komponen
urutan ini terdiri dari tiga fasor yang sama besar, terpisah 1200 satu
sama lain dan mempunyai urutan fasa yang berlawanan dengan fasor aslinya.
Gambar dibawah menunjukkan fasor komponen urutan negatif dengan urutan fasa
sistem tenaga listrik abc, maka urutan fasa komponen urutan negatif adalah acb.
Arah putaran fasor berlawanan dengan arah jarum jam.
Gambar
Fasor tegangan urutan negatif
Seperti
halnya pada urutan positif, fasor tegangan urutan negatif memiliki pola yang
sama dengan fasor arus urutan negatif, oleh karena itu pengaturan urutan
negatif dapat diperiksa kebenarannya sebagai berikut :
v Komponen urutan nol
Komponen
urutan ini terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya dan dengan pergeseran
fasa nol antara fasor yang satu dengan yang lain. Arus
dan tegangan pada komponen urutan nol memiliki fasa yang sama. Sehingga arus
urtan nol untuk dapat mengalir pada sistem memerlukan jalan balik/ perputaran
(return connection) yang dapat melalui sistem pentanahan netral. Impedansi
urutan nol umumnya tidak sama dengan impedansi urutan positif, pada umumnya ini
bergantung pada beberapa faktor seperti halnya jenis peralatan pada sistem tenaga,
cara menghubungkan lilitan (∆ atau Y), dan cara pentanahan titik netral. Gambar di bawah ini menunjukkan
fasor komponen urutan nol dengan urutan fasa sistem tenaga listrik abc.
Fasor
tegangan urutan nol
Pengaturan
tegangan dan arus urutan nol dapat diperiksa kebenarannya sebagai berikut :
Karena setiap fasor tak seimbang,
yang asli adalah jumlah komponen, fasor asli yang dinyatakan dalam suku – suku
komponennya adalah
Atau dalam bentuk matriks
Untuk memudahkan penghitungan, kita misalkan
:
Maka kita peroleh :
`Persamaan
di atas menunjukkan bagaimana menguraikan tiga fasor tidak simetris menjadi
komponen simetrisnya. Kita dapat menulis masing – masing persamaan di atas
dalam bentuk biasa, kita peroleh :
Persamaan
di atas menunjukkan bahwa tidak akan ada komponen urutan nol jika jumlah fasor
tak seimbang itu sama dengan nol.
B.
IMPEDANSI URUTAN
a. Positif impedansi urutan
Impedansi yang ditawarkan oleh sistem untuk aliran arus
urutan positif disebut impedansi urutan
positif.
b. Negatif impedansi urutan
Impedansi yang ditawarkan oleh sistem untuk aliran arus
urutan negatif disebut impedansi urutan
negatif.
c. nol impedansi urutan
Impedansi yang ditawarkan oleh sistem untuk aliran arus nol
urutan dikenal sebagai nol impedansi
urutan.
Dalam perhitungan kesalahan
sebelumnya, Z 1, Z 2 dan Z 0 positif, negatif
dan nol impedansi urutan masing-masing. Urutan
impedansi bervariasi dengan jenis komponen sistem tenaga
dipertimbangkan: -
1) Pada komponen sistem tenaga
statis dan seimbang seperti trafo dan garis, impedansi urutan yang ditawarkan oleh sistem yang sama untuk arus
urutan positif dan negatif. Dengan kata lain, impedansi urutan positif dan impedansi urutan negatif sama untuk transformer dan kabel listrik.
2) Tapi dalam kasus mesin memutar positif dan negatif impedansi urutan
berbeda.
3) Penetapan nilai nol impedansi urutan yang lebih
kompleks. Hal ini karena tiga urutan nol saat pada setiap titik dalam sistem
tenaga listrik, berada dalam fase, tidak berjumlah nol tetapi harus kembali
melalui netral dan / atau bumi. Dalam tiga fase transformator dan fluks mesin
karena nol komponen urutan tidak berjumlah nol dalam sistem yoke atau lapangan.
Impedansi sangat banyak tergantung pada pengaturan fisik dari sirkuit magnetik
dan gulungan.
a)
reaktansi jalur transmisi nol arus urutan dapat sekitar 3 sampai 5 kali urutan
positif saat ini, nilai yang ligher untuk saluran tanpa kabel bumi. Hal ini
karena jarak antara pergi dan pulang (yaitu netral dan / atau bumi) jauh lebih
besar daripada untuk arus urutan positif dan negatif yang kembali
(keseimbangan) dalam tiga kelompok konduktor fase.
b)
nol urutan reaktansi mesin ini diperparah kebocoran dan berliku reaktansi, dan
komponen kecil karena keseimbangan berliku (tergantung pada berliku tritch)
c)
nol urutan reaktansi transformator tergantung baik pada hubungan belitan dan
setelah konstruksi inti.
C. IMPEDANSI URUTAN UNTUK MOTOR SINKRON
Biasanya,
motor yang digunakan dalam sistem distribusi. Oleh karena itu, analisis arus
gangguan untuk sistem distribusi membutuhkan pemodelan eksplisit motor listrik.
Selama kesalahan, motorik bertindak sebagai generator untuk memasok arus
gangguan. Rotor membawa gulungan medan didorong oleh inersia dari rotor dan
beban. Stator eksitasi berkurang karena penurunan tegangan. Arus gangguan
berkurang dengan rotor berkurang kecepatannya. Generator Rangkaian ekuivalen
digunakan untuk motor sinkron. Konstanta tegangan mengemudi dan tiga reaktansi
,
dan
digunakan untuk menetapkan nilai-nilai saat ini di tiga titik
dalam waktu. Kondensor sinkron dapat diperlakukan dengan cara yang sama seperti
motor sinkron.
Untuk mesin
sinkron, impedansi urutan positif dan negatif tidak bisa sama. Dalam kasus
mesin sinkron, arus urutan negatif membuat mmf berputar berlawanan arah dengan
mmf rotor. Oleh karena itu, emf frekuensi ganda dan arus yang diinduksi pada
rotor. Negatif impedansi urutan 70-95% dari reaktansi subtransient. Hal ini
dapat didekati dengan reaktansi subtransient.
Nol Urutan arus tidak dapat membuat
berputar mmf. Bahkan, dengan
didistribusikan sinusoidal tiga fasa gulungan, fluks bersih pada setiap titik
dalam celah udara adalah nol. Oleh karena itu,
nol impedansi urutan hanya% kecil (0,1-0,7) dari impedansi urutan positif.
Ini bervariasi begitu kritis dengan lapangan berliku angker bahwa nilai
rata-rata hampir tidak dapat diberikan. Karena mesin sinkron hanya menghasilkan
tegangan urutan positif, tegangan internal yang
digunakan dengan urutan negatif dan nol jaringan urutan adalah nol.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar