analisis power quality pada sistem...
TRANSCRIPT
ANALISIS POWER QUALITY PADA SISTEMKELISTRIKAN PT. INDOPIPE POLYPLAST
Seminar Tugas Akhir(Genap 2010-2011)Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik ElektroITS
ANALISIS POWER QUALITY PADA SISTEMKELISTRIKAN PT. INDOPIPE POLYPLAST
Pembimbing :Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D.Prof. Dr. Ir. Adi Soeprijanto, MT
Wahyu Adhawil Adri
2209 105 006
Teori PenunjangTeori Penunjang2
PendahuluanPendahuluan1
Sistem KelistrikanSistem KelistrikanSistem KelistrikanSistem Kelistrikan3
Simulasi dan AnalisisSimulasi dan Analisis4
PenutupPenutup5
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
LATAR BELAKANG
PENURUNANFAKTOR DAYA
TIMBULNYAHARMONISAKUALITAS DAYA
• Penurunan faktor daya, munculnya harmonisa dantegangan kedip sistem kelistrikan di PT IndopipePolyplast
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
PENGARUH MOTORSTARTING
TUJUAN DAN RUMUSAN MASALAH
TUJUAN
• Mempelajari kualitasdaya
• Merencanakan perbaikankualitas daya
RUMUSANMASALAH
• Simulasi SistemKelistrikan di PT.Indopipe Polyplast
• Analisis Kualitas Daya
• Mempelajari kualitasdaya
• Merencanakan perbaikankualitas daya
• Simulasi SistemKelistrikan di PT.Indopipe Polyplast
• Analisis Kualitas Daya
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
BATASAN MASALAH
• Simulasi dan analisa menggunakan software ETAP 7
• Masalah power quality yang dievaluasi hanya faktordaya, harmonisa dan tegangan kedip akibat startingmotor
• Analisa menggunakan standar yang dikeluarkan olehIEEE
• Simulasi dan analisa menggunakan software ETAP 7
• Masalah power quality yang dievaluasi hanya faktordaya, harmonisa dan tegangan kedip akibat startingmotor
• Analisa menggunakan standar yang dikeluarkan olehIEEE
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Teori PenunjangTeori Penunjang2
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan
PendahuluanPendahuluan1
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan3
Simulasi dan AnalisisSimulasi dan Analisis4
PenutupPenutup5
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
TEORI PENUNJANG => Faktor Daya
Daya Pada Sistem Tenaga Listrik
1. Daya Aktif
2. Daya Reaktif
3. Daya Total
Active Power
Reactive Power
Apparent Power
22 )()( kVARkWkVA
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
TEORI PENUNJANG => Harmonisa (1)
Harmonisa adalah gelombang-gelombangsinus dengan frekuensi kelipatan (integer)dari frekuensi sumber, yang biladigabungkan gelombang sinus denganfrekuensi sumber akan menghasilkangelombang yang terdistorsi (non-sinus)
V1
+V5
=
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
TEORI PENUNJANG => Harmonisa (2)
SUMBERHARMONISA
Konverter
TransformatorTanur Busur Listrik
(Arc Furnace)
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SUMBERHARMONISA Transformator
Mesin-MesinBerputar
Tanur Busur Listrik(Arc Furnace)
Standard Harmonisa Arus (IEEE Std. 519-1992) untuk level tegangan 69 kV dan dibawahnya
TEORI PENUNJANG => Harmonisa (3)
Isc / IL h<11 11h<17 17h<23 23h<35 35h THD(%)
<20 4 2 1,5 0,6 0,3 5
20 => 50 7 3,5 2,5 1 0,5 8
50 => 100 10 4,5 4 1,5 0,7 12
100 => 1000 12 5,5 5 2 1 15
> 1000 15 7 6 2,5 1,4 20
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
TEORI PENUNJANG => Harmonisa (4)
Standard Harmonisa Tegangan (IEEE Std. 519-1992)
Bus Voltage at PCC Individual VoltageDistortion (%)
THD(%)
69 kV and below 3,0 5,069 kV and below 3,0 5,0
69,001 kV through 161 kV 1,5 2,5
161,001 kV and above 1,0 1,5
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
TEORI PENUNJANG => Filter Pasif (1)
Berfungsi sebagai “jalan”yang harus dilewatiharmonisa agarharmonisa tidak masuk kesistem
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SEBAGAI KOREKSIFAKTOR DAYA
KAPASITOR
FILTER HARMONIKSERTA PERBAIKANRESONANSI
TEORI PENUNJANG => Filter Pasif (2)
Filter dengan penalaan tunggal ditala pada salahsatu orde harmonisa (biasanya pada ordeharmonisa rendah). Filter ini terdiri dari rangkaianseri kapasitor, reaktor dan resistor (RLC).
Penggunaan filter yang ditala sering mengakibatkanresonansi paralel antara filter dengan admintansi darisistem pada orde harmonik dibawah frekuensipenalaan filter yang lebih rendah
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
TEORI PENUNJANG => Tegangan Kedip (2)
Penurunan nilai rms teganganatau arus pada frekuensi dayaselama durasi waktu dari 0,5cycles (0,01detik) sampai 1menit
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Penurunan nilai rms teganganatau arus pada frekuensi dayaselama durasi waktu dari 0,5cycles (0,01detik) sampai 1menit
Hal ini menyebabkan lepasnya(trip) peralatan-peralatan yangpeka terhadap perubahantegangan
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan
PendahuluanPendahuluan1
Teori PenunjangTeori Penunjang2
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan3
Simulasi dan AnalisisSimulasi dan Analisis4
PenutupPenutup5
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
PendahuluanPendahuluan1
Teori PenunjangTeori Penunjang2
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan
Simulasi dan AnalisisSimulasi dan Analisis4
PenutupPenutup5
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan3
SIMULASI DAN ANALISIS => Faktor Daya (1)
• KONDISI EXISTINGBus PF (%) Condition
Bus MDR_L6 37.8 NOT OK
LVMDP A 69.1 NOT OK
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
LVMDP A 69.1 NOT OK
LVMDP B 63.8 NOT OK
Bus MDR L4 8.00 NOT OK
Bus MDR L7 20.0 NOT OK
Bus MDR 1 34.0 NOT OK
SIMULASI DAN ANALISIS => Faktor Daya (2)
Perhitungan Nilai KapasitorBus MDR_L6 :cos φ = 37.7%S = 142 + j351Untuk pemasangan kapasitor dipakai cos φ 90 %Jadi, untuk Q1 = 142 tan ( arc cos 0,37)
= 356,54 kvaruntuk Q2 = 142 tan ( arc cos 0,9 )
= 68,7 kvarMaka Qc yang dipilih untuk memperbaiki adalah sebesarQc = Q1 – Q2
= 356,54 – 68,7= 287,76 kvar ( 300 Kvar )
Cos φ menjadi 92,6 %
Perhitungan Nilai KapasitorBus MDR_L6 :cos φ = 37.7%S = 142 + j351Untuk pemasangan kapasitor dipakai cos φ 90 %Jadi, untuk Q1 = 142 tan ( arc cos 0,37)
= 356,54 kvaruntuk Q2 = 142 tan ( arc cos 0,9 )
= 68,7 kvarMaka Qc yang dipilih untuk memperbaiki adalah sebesarQc = Q1 – Q2
= 356,54 – 68,7= 287,76 kvar ( 300 Kvar )
Cos φ menjadi 92,6 %
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SIMULASI DAN ANALISIS => Faktor Daya (3)
• KONDISI SETELAH PEMASANGAN KAPASITORBus PF (%) Condition
Bus MDR_L6 92.6 OK
LVMDP A 99 OK
• KONDISI SETELAH PEMASANGAN KAPASITOR
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
LVMDP A 99 OK
LVMDP B 94.3 OK
Bus MDR L4 88.2 OK
Bus MDR L7 89.5 OK
Bus MDR 1 88 OK
SIMULASI DAN ANALISIS => Harmonisa (1)
• THD Tegangan Existing
BusTHDV
(%)Standard (%)
Condition PF (%) Condition
Bus MDR_L6 4.46 5 OK 37.8 NOT OKLVMDP A 4.07 5 OK 69.1 NOT OK
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
LVMDP A 4.07 5 OK 69.1 NOT OKLVMDP B 4.11 5 OK 63.8 NOT OKBus MDR L4 4.06 5 OK 8.00 NOT OKBus MDR L7 4.23 5 OK 20.0 NOT OKBus MDR 1 4.17 5 OK 34.0 NOT OK
SIMULASI DAN ANALISIS => Harmonisa (2)
• THD Tegangan Setelah Perbaikan Faktor DayaBus
THDV
(%)Standard
(%)Condition
PF(%)
Condition
BusMDR_L6
13.63 5 NOT OK 92.6 OKBus
MDR_L6LVMDP A 12.59 5 NOT OK 99 OKLVMDP B 12.75 5 NOT OK 94.3 OKBus MDR
L413.74 5 NOT OK 88.2 OK
Bus MDRL7
13.34 5 NOT OK 89.5 OK
Bus MDR1
12.85 5 NOT OK 88 OK
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SIMULASI DAN ANALISIS => Harmonisa (3)
• THD Arus Pada Pemasangan Kapasitor
LineTo Line(Feeder)
THDi
(%)Standard
(%)Condition
LV Tranformator LVMDP A 91 8 NOT OKLV Tranformator LVMDP A 91 8 NOT OK
LV Tranformator LVMDP B 49 8 NOT OK
LVMDP B Line MDR_L6 25 12 NOT OK
LVMDP A LINE1 73 15 NOT OK
LVMDP A LINE4 200 12 NOT OK
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SIMULASI DAN ANALISIS => Perancangan Filter Pasif (1)
• Perencanaan Filter Pasif
Line To Line (Feeder)Orde Harmonik
DominanLV Tranformator LVMDP A 5 dan 7
LV Tranformator LVMDP B 5 , 7 dan 11
LVMDP B Line MDR_L6 5, 7, 11, dan 13
LVMDP A LINE1 5 dan 7
LVMDP A LINE4 5
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SIMULASI DAN ANALISIS => Perancangan Filter Pasif (2)
• Perhitungan Perencanaan Filter PasifBus Jenis Filter Orde Filter C L R
BUS MDR L6Single Tuned
5 3,36 mF 0,123 mH 0,00126 Ω7 1,81 mF 0,11 mH 0,0012 Ω
High Pass11 0,83 mF 0,102 mH 0,16 Ω13 0,25 0,24 0,038 Ω
• Perhitungan Perencanaan Filter Pasif
High Pass13 0,25 0,24 0,038 Ω
BUS LVMDP A Single Tuned5 4,57 mF 0,09 mH 0,00095 Ω
7 1,27mF 0,16 mH 0,0017 Ω
BUS LVMDPB
Single Tuned 7 1,12 mF 0,187 mH 0,00196 Ω
High pass 5 2,56 mF 0,16 mH 0,025 Ω
BUS MDR 1 Single Tuned5 0,84 mF 0,49 mH 0,0034 Ω7 0,154 mF 1,3 mH 0,0095 Ω
BUS MDR L4 Single Tuned 5 1,92 mF 0,216 mH 0,0022 Ω
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
SIMULASI DAN ANALISIS => Hasil Simulasi
Spektrum harmoniktegangan Bus MDRL6 Setelah dipasangfilter
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Gelombang harmoniktegangan Bus MDRL6 Setelah dipasangfilter
SIMULASI DAN ANALISIS
• THD tegangan dan Faktor Daya SetelahPemasangan Filter Pasif
BusTHDV
(%)Standard
(%)Condition
PF(%)
Condition
BusMDR_L6
1.34 5 OK 97.2 OK
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
BusMDR_L6
1.34 5 OK 97.2 OK
LVMDP A 1.11 5 OK 98.7 OK
LVMDP B 1.26 5 OK 97.1 OKBus MDR
L40.97 5 OK 88.4 OK
Bus MDR 1 1.16 5 OK 91.5 OK
SIMULASI DAN ANALISIS => Hasil Simulasi
Spektrum harmonikArus Line MDR L6Setelah dipasangfilter
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Gelombang harmonikArus Line Bus MDRL6 Setelah dipasangfilter
SIMULASI DAN ANALISIS
• THD Arus Setelah Pemasangan FilterLine
To Line(Feeder)
THDi
(%)Standard
(%)Condition
LVTranformator
LVMDP A 3.65 8 OK
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
LVTranformator
LVTranformator
LVMDP B 5.99 8 OK
LVMDP BLine
MDR_L613.61 12 MENDEKATI
LVMDP A LINE1 11.46 15 OK
LVMDP A LINE4 3.46 12 OK
SIMULASI DAN ANALISIS => Tegangan Kedip (1)
• Grafik tegangankedip pada busChiller_3 (motorchiller3 )
• Grafik tegangankedip pada busChiller_3 (motorchiller3 )
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Grafik tegangankedip pada busChiller Unit
SIMULASI DAN ANALISIS => Tegangan Kedip (2)
Grafik tegangankedip pada bus SDP1
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Grafik tegangankedip pada busLVMDP B
SIMULASI DAN ANALISIS => Tegangan Kedip (3)
• Dari hasil simulasi dapat dilihatnilai tegangan yang dihasilkanselama motor di starting, yaituPada kondisi awal sebelum motordi starting tegangan yangdihasilkan adalah 97.49%, danpada saat motor starting terjadipenurunan tegangan sebesar90.23%.
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
PendahuluanPendahuluan1
Teori PenunjangTeori Penunjang2
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan
PenutupPenutup5
Simulasi dan AnalisisSimulasi dan Analisis4
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan3
PENUTUP => Kesimpulan (1 )
• Faktor daya pada sistem kelistrikan PT.IndopipePolyplast rata rata masih jauh dari standar yangditetapkan PLN
• Perbaikan faktor Daya pada sistem, munculnyaresonansi
• Perbaikan dengan Pemasangan Filter Pasif
• Faktor daya pada sistem kelistrikan PT.IndopipePolyplast rata rata masih jauh dari standar yangditetapkan PLN
• Perbaikan faktor Daya pada sistem, munculnyaresonansi
• Perbaikan dengan Pemasangan Filter Pasif
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS
PENUTUP => Kesimpulan (2 )
• Pemasangan Filter Dilakukan Pada bus yangmempunyai harmonik dan faktor daya
• Kasus Tegangan Kedip karena Motor startingmasih dalam batas yang di ijinkan
• Pemasangan Filter Dilakukan Pada bus yangmempunyai harmonik dan faktor daya
• Kasus Tegangan Kedip karena Motor startingmasih dalam batas yang di ijinkan
Seminar Tugas Akhir Teknik Sistem TenagaJurusan Teknik Elektro ITS