K U A L I T A S D A Y A S I S T E M T E N A G A L I S T R I K

S E N I N , 1 8 N O V 2 0 1 3

TEGANGAN TRANSIEN

FENOMENA TRANSIEN

TRANSIEN DALAM TL

(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)

SISTEM PROTEKSI TRANSIEN

STUDI KASUS

APA ITU TRANSIEN

Transien merupakan suatu gejala peralihan, yakni perubahan

nilai tegangan atau arus maupun keduanya yang terjadi

dalam waktu sesaat (dalam orde miikrodetik) dari keadaan

tunak (steady state).

Dalam suatu rangkaian listrik, transien merupakan suatu

karakteristik respon alami tegangan atau arus dari suatu

sistem yang terdiri dari komponen resistif (R), induktif (L), dan

kapasitif (C).

PENYEBAB TRANSIEN

20% of Transients come from External Sources

Characteristics:

High level surges, 10kA over 200kA Immediate Catastrophic Damage Examples:

Ligthning Fault Clearing

80% of Transients come from Internal Sources

Characteristics: Low level Repeated multiple events Cause damage over time Examples:

Compressors Inductive loads Ellevator

Source : Presentation of Surge Suppression Devices by GE Digital Energy

JENIS TRANSIEN

Transien Impulsif (Impulsive Transient)

adalah sutu respon lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan

tanpa mengubah frekuensi dari kondisi tunaknya dengan bentuk

gelombang yang memiliki polaritas searah.

Transien Osilasi (Oscillatory Transient)

adalah sutu respon lonjakan sesaat karakteristik arus atau tegangan

tanpa mengubah frekuensi dari kondisi tunaknya dengan bentuk

gelombang yang memiliki polaritas bolak-balik.

Dikelompokkan menjadi

- frekuensi tinggi - frekuensi rendah

- frekuensi menengah

JENIS TRANSIEN

Jenis Osilasi

Transien Frekuensi Durasi

Frek Tinggi > 500 kHz Mikrodetik

Frek Menengah 5 500 kHz Puluhan mikrodetik

Frek Rendah < 5 kHz 0,3 0,5 ms

Jenis Osilasi

Transien Contoh Kasus

Frek Tinggi Respon dari sistem thd transien impulsif

Frek Menengah Pensaklaran atau respon transien impulsif

Frek Rendah Pelepasan muatan bank capacitor

JENIS TRANSIEN

Transient Impulsif

Transient Ossilasi

FENOMENA TRANSIEN

TRANSIEN DALAM TL

(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)

SISTEM PROTEKSI TRANSIEN

STUDI KASUS

TRANSIEN AKIBAT PETIR Petir adalah penyebab utama transien jenis impulsif

Penelitian di Amerika :

- Florida merupakan daerah langganan petir dunia

- 45% dari kasus data losses disebabkan oleh kegagalan daya

- AS mengeluarkan biaya sebesar $28 billion per tahun karena kerusakan

peralatan elektronik yang disebabkan oleh tegangan transient

Lokasi hantaman petir pada jaringan listrik adalah sbb:

TRANSIEN AKIBAT PETIR

Dalam suatu studi kasus :

A lightning current (2/70 s ) of 30 kA is simulated by current source in

ATP.

This lightning stroke the tower of

transmission line.

Source : Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System by

Vahidi dkk

TRANSIEN PADA PENSAKLARAN KAPASITOR

(Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan

dkk)

FENOMENA TRANSIEN

TRANSIEN DALAM TL

(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)

PROTEKSI TRANSIEN

STUDI KASUS

PRINSIP PROTEKSI TERHADAP TRANSIEN

Membatasi tegangan yang melintasi isolasi yang sensitif

Mengalihkan surja arus yang menuju beban

Memblok surja arus yang akan melewati beban

Grounding bersama pada peralatan

Membuat low pass filter yang sesuai yang dapat digunakan untuk

membatasi dan memblokir tegangan dan arus pada frekuensi

tertentu

(Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan dkk)

PERALATAN PROTEKSI TRANSIEN

Surge Arrester

Berfungsi untuk menggroundingkan arus petir yang masuk melalui

jalur yang dilindunginya.

Transient Voltage Surge Surpressors

Melindungi peralatan dengan membatasi tegangan berlebih

transient tersebut. Ada 2 model operasi peralatan yakni; crowbar

devices dan clamping devices.

Isolation Transformer

Mengisolasi beban elektrik dari kebocoran arus induktansi pada

transformator

Low Pass Filter

LPF menggunakan prinsip rangkaian pi yang bertujuan untuk

memberikan proteksi pada transien frekuensi tinggi.

SURGE ARRESTER

TRANSIENT OVERVOLTAGE SURGE SURPRESS.

Salah satu prinsip kerja TVSS dalam proteksi transien

Penggunaan Dioda Zedner sbg TVSS

Source : TVS Diode Application Training (pdf) by Littelfuse

Service Entrance

Category C

Distribution

Category B

Point of Use

Category A

Primary & Secondary

Distribution

Main

Security Computers Video

Drives Motors

Internal Transient Sources

Xfmr

480V 120V

Internal / External Transient Source External Transient Sources

Layered TVSS Protection per ANSI/IEEE C62.41 Categories of

Exposure

A/C

Branch Panels 120V

Sensitive Loads

Main

Trans

former

Electronic

Ballasts

480V

120V 480V

480V

TVSS

TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS TVSS

TVSS

Source : Presentation of Surge Suppression Devices by GE Digital Energy

ISOLATION TRANSFORMER VS LPF

Issolation Transformer dengan electrostatic shield

Source : Technical Note : Isolation Transformer and Surge Protection www.erico.com

Perbandingan Isolation Transformer dan LPF

Source : Electrical Power Systems Quality by Roger C Dugan dkk

FENOMENA TRANSIEN

TRANSIEN DALAM TL

(PENGERTIAN, JENIS, PENYEBAB)

PROTEKSI TRANSIEN

STUDI KASUS

KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA

SALURAN TRANSMISI 500 KV

Tujuan : mengetahui profil dan karakteristik tegangan lebih transien yang terjadi karena proses energized, dengan memakai program simulasi EMTP

(Electromagnetic Transients Program).

Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi 500 kV Ungaran-

Pedan.

Kesimpulan : Tegangan lebih transien yang terjadi di ujung penerima saluran

transmisi 500 kV yang terbuka pada saat proses energized mencapai dua

kali tegangan yang dikenakan di ujung pengirim sehingga sangat berbahaya bagi koordinasi sistem osilasinya.

KARAKTERISTIK TEGANGAN LEBIH KONDISI TRANSIENT SAAT PROSES ENERGIZED (PEMBERIAN TENAGA) PADA

SALURAN TRANSMISI 500 KV

STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO LIGTHNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES

Tujuan : Mengkaji gangguan sambaran petir tidak langsung (indirect stroke) pada

saluran distribusi 20 kV.

Mengkaji kerja lightning arrester / surge arrester yang berfungsi sebagai proteksi pada saluran distribusi.

Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi 500 kV Ungaran-

Pedan.

Kesimpulan : The simulation results show that the lightning stroke 20 kA in By1-61-61E-84-

9I on S phase at 0,1 ms, make voltage on S phase was increased about 1,3

MV. For R phase and T phase will increase of induced voltage were 0,8 MV

and 0,8 MV.

Arrester can decrease voltage up to 15,2 kV on S phase, while at R phase and T phase arrester can decrease voltage up to 11,4 kV and 13,6 kV.

STUDY ON SURGE ARRESTER PERFORMANCE DUE TO LIGTHNING STROKE IN 20 KV DISTRIBUTION LINES

STUDI KASUS LAIN

1. Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different

Models of Grounding System

2. Cascade Protection with Transient Voltage Surge Suppressors (TVSS)

in Variable Speed Drive for Electro-Submergible Pumps

3. Pengaruh Tahanan Kaki Menara Saluran Transmisi 150 kV terhadap

Tegangan Lebih Transient akibat Surja Petir dengan Menggunakan

Elektromagnetic Transients Program (EMTP) (GI Kilirianjao GI Muaro Bungo)

4. Evaluation of a 132 kV Transmission Line Performance via Transient

Modelling Approach

5. Non Uniform Line Tower Model For Lightning Transient Studies

6. Simulasi dan Analisis Transien Capacitor Bank Switching terhadap

Kualitas Daya Listrik di PT Holcim Indonesia,Tbk Plant cc#2 Cilacap

REFERENSI

1. Rudi Purwo, Tugas Mutu Sistim tenaga Listrik, Departement Teknik Elektro 2011

2. B. Vahidi, R Shariati Nassab, S. Ghahghahe Zadeh, Modeling of Lightning Transient Overvoltage by Using Different Models of Grounding System Department of Electrical Engineering, Amirkabir University of Technology,

Teheran-Iran

3. Presentation in Pdf format Surge Suppression Devices by GE Digital Energy

4. Presentation in Pdf format TVS Diode Application Training by Littelfuse

5. Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, Surya Santoso, H Wayne Beaty,

Electrical Power System Quality, Mc Graw-Hill, New York, 2002

6. Technical Note Isolation Transformer and Surge Protection www.erico.com

7. Warsito Agung, Abdul Syakur, Liliyana NS, Study on Surge Arrester Performance due to Ligthning Stroke in 20 kV Distribution Lines Teknik Elektro-Universitas Diponegoro, Semarang

8. Yuniarto, Karakteristik Tegangan Lebih Kondisi Transient Saat Proses Energized (Pemberian Tenaga) pada Saluran Transmisi 500 kV. Teknik Elektro-Universitas Diponegoro, Semarang