RELE JARAK SEBAGAI PROTEKSI SALURAN TRANSMISI
Sistem transmisi memegang peranan yang sangat penting dalam proses penyaluran daya. Oleh karena itu pengaman pada saluran transmisi perlu mendapat perhatian yang serius dalam perencanaannya. Sistem transmisi sendiri merupakan sistem dinamis kompieks yang parameter‐parameter dan keadaan sistemnya berubah secara terus menerus.
Pada prinsipnya rele jarak adalah mengukur nilai arus dan nilai tegangan pada suatu titik tertentu dan kemudian
membandingkannya dengan suatu nilai seting tertentu untuk menentukan apakah rele narus bekerja atau tidak. Supaya rele dapat berfungsi dengan baik dalam kapasitasnya sebagai pengaman saluran transmisi maka perlu adanya kordinasi antara satu rele dengan rele di terminal lawannya juga dengan rele pada seksi-seksi berikutnya. Kordinasi rele jarak selama ini berdasarkan parameter saluran transmisi dengan kompensasi perkiraan besarnya gangguan yang dihitung secara off‐line. Tetapi dengan keadaan sistem yang berubah‐ubah yang mengakibatkan parameter saluran transmisi juga berubah serta adanya gangguan yang tidak bisa diperkirakan besarnya, maka seting rele yang ada bisa menjadi tidak selektif.
Masalah‐rnasalah yang timbul pada saluran transmisi, diantaranya yang terutama adalah:
1. Pengaruh perubahan frekuensi sistem
2. Pengaruh dari ayunan daya pada sistem
3. Pengaruh gangguan pada sistem transmisi
Sistem Proteksi
Proteksi sistem tenaga listrik adalah pengisolasian kondisi abnormal pada sistem TL untuk meminimalkan pemadaman dan kerusakan yang lebih lanjut. Dalam merancang sistem proteksi, dikenal beberapa falsafah proteksi, yaitu:
1. Ekonomi : Peralatan proteksi mempunyai nilai ekonomis.
2. Selektif : Dapat mendeteksi dan mengisolasi adanya gangguan.
3. Ketergantungan : Proteksi hanya bekerja jika terjadi gangguan.
4. Sensitif : Mampu mengenali gangguan, sesuai setting yang ditentukan, walau gangguannya kecil sekalipun.
5. Cepat : Mampu bekerja dalam waktu yang sesingkat mungkin.
6. Stabil : Proteksi tidak mempengaruhi kondisi yang normal
7. Keamanan
http://qtop.wordpress.com/2008/04/20/rele-jarak-sebagai-proteksi-saluran-transmisi/
Minggu, 29 November 2009
PENGARUH BEBAN ANGIN TERHADAP STRUKTUR ROOF TOP TOWER TELEPON SELULER
PENGARUH BEBAN ANGIN TERHADAP STRUKTUR ROOF TOP TOWER TELEPON SELULER
Mahmud Kori Effendi, Triono Subagio
Abstract
Meningkatnya kebutuhan terhadap teknologi komunikiasi yang murah dan mudah, memaksa penyedia layanan telepon seluler untuk memperbaiki sinyal jaringan telepon seluler. Sebagai konsekuensi dari perkembangan ini, maka harus diiringi dengan bertambahnya. Pembuatan konstruksi menara pada daerah permukiman yang mendapat tekanan dari masyarakat, harus memperhatikan kekuatan dari menera telepon seluler. Masyarakat hendak mengetahui kekuatan dari menara, terutama struktur menara pada lokasi di atas atap bangunan penduduk. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan analisis strukutur rangka 3 D dengan menggunakan Program SAP 2000. Beban yang bekerja pada struktur ini terdiri dari beban mati yang berupa berat menara sendiri termasuk berat antene dan tangga. Beban hidup berasal dari beban manusia. Beban angin dihitung berdasarkan TIA/EIA-222-F Standard: Structural of standard for Steel Antenna Towers and Antenna Supporting Structures. Beban angin dihitung pula berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983. Dari hasil hitungan dengan menggunakan SAP 2000 diperoleh goyangan sebesar 0,3040o
Mahmud Kori Effendi, Triono Subagio
Abstract
Meningkatnya kebutuhan terhadap teknologi komunikiasi yang murah dan mudah, memaksa penyedia layanan telepon seluler untuk memperbaiki sinyal jaringan telepon seluler. Sebagai konsekuensi dari perkembangan ini, maka harus diiringi dengan bertambahnya. Pembuatan konstruksi menara pada daerah permukiman yang mendapat tekanan dari masyarakat, harus memperhatikan kekuatan dari menera telepon seluler. Masyarakat hendak mengetahui kekuatan dari menara, terutama struktur menara pada lokasi di atas atap bangunan penduduk. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan analisis strukutur rangka 3 D dengan menggunakan Program SAP 2000. Beban yang bekerja pada struktur ini terdiri dari beban mati yang berupa berat menara sendiri termasuk berat antene dan tangga. Beban hidup berasal dari beban manusia. Beban angin dihitung berdasarkan TIA/EIA-222-F Standard: Structural of standard for Steel Antenna Towers and Antenna Supporting Structures. Beban angin dihitung pula berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983. Dari hasil hitungan dengan menggunakan SAP 2000 diperoleh goyangan sebesar 0,3040o
Billing System Overview
Setiap bidang usaha kini selalu melakukan transaksi, apalagi bidang-bidang yang selalu melakukan transaksi dalam jumlah besar seperti rumah sakit atau departement store atau bidang usaha yang transaksinya berbentuk abstrak seperti usaha warung internet atau warung game online, dan disinilah sistem billing bekerja. Secara umum sistem billing telah banyak digunakan hampir di semua bidang usaha. Sistem billing paling banyak digunakan di bidang informasi dan telekomunikasi, contohnya sistem billing digunakan oleh PT.TELKOM untuk mencatat transaksi telepon rumah yang dilakukan oleh pelanggan, kemudian sistem billing digunakan beberapa provider mobile phone untuk mencatat transaksi pembicaraan antar pelanggannya, dan masih banyak lagi manfaat sistem billing di dunia usaha.
Sistem billing ternyata juga dapat digunakan di usaha telekomunikasi masa depan yang berbasiskan IP atau yang biasa disebut dengan VoIP. Di masa yang akan datang tentunya semua jaringan akan berbasiskan IP sehingga untuk berbisnis VoIP diperlukan juga sistem billing yang handal. Pada dasarnya sistem billing merupakan sistem pencatat dan pemonitor transaksi berbentuk software yang jika orang ingin memilikinya mereka haruslah membeli software tersebut dan kemudian menginstallnya ke komputer mereka. Tetapi kini, dengan adanya internet, software-software tersebut dapat di download melalui situs-situs yang disediakan. Ada bermacam-macam model sistem billing dengan berbagai kelebihan dan kekurangannya, ada juga yang gratis dan ada pula yang dikenai biaya.
Mekanisme Sistem Billing
Mekanisme sistem billing yang menggunakan software pada dasarnya cukup mudah. Kita cukup menginstallnya ke komputer, tetapi lain halnya jika kita mengakses melalui internet. Jika sistem billing tersebut diakses melalui internet maka sistem billing tersebut biasa digunakan di warung-warung internet atau warung game on-line. Kemudian setelah pengguna warnet tersebut selesai menggunakan, maka secara otomatis sistem billing akan menghitung berapa biaya yang diperlukan per kilobyte pemakaian.
Kelebihan dan kekurangan Sistem billing
Kelebihan Sistem Billing
_ Memudahkan pemilik usaha untuk memanage segala transaksi yang terjadi
_ Pemakaiannya lebih praktis
_ Lebih menghemat dari segi pengeluaran, maksudnya dengan menggunakan sistem billing ini setiap usaha hanya perlu mempekerjakan satu orang operator untuk mengontrol segala aktivitas transaksi yang terjadi.
_ Simple dalam penggunaanya karena sudah dilengkapi fiture-fiture standard yang dibutuhkan.
Kekurangan Sistem Billing
_ Perlu adanya security yang baik agar rahasia transaksi terjaga.
_ Jika internet atau listrik di sekitar sedang bermasalah, maka sistem ini pun akan ikut bermasalah.
Sistem billing ternyata juga dapat digunakan di usaha telekomunikasi masa depan yang berbasiskan IP atau yang biasa disebut dengan VoIP. Di masa yang akan datang tentunya semua jaringan akan berbasiskan IP sehingga untuk berbisnis VoIP diperlukan juga sistem billing yang handal. Pada dasarnya sistem billing merupakan sistem pencatat dan pemonitor transaksi berbentuk software yang jika orang ingin memilikinya mereka haruslah membeli software tersebut dan kemudian menginstallnya ke komputer mereka. Tetapi kini, dengan adanya internet, software-software tersebut dapat di download melalui situs-situs yang disediakan. Ada bermacam-macam model sistem billing dengan berbagai kelebihan dan kekurangannya, ada juga yang gratis dan ada pula yang dikenai biaya.
Mekanisme Sistem Billing
Mekanisme sistem billing yang menggunakan software pada dasarnya cukup mudah. Kita cukup menginstallnya ke komputer, tetapi lain halnya jika kita mengakses melalui internet. Jika sistem billing tersebut diakses melalui internet maka sistem billing tersebut biasa digunakan di warung-warung internet atau warung game on-line. Kemudian setelah pengguna warnet tersebut selesai menggunakan, maka secara otomatis sistem billing akan menghitung berapa biaya yang diperlukan per kilobyte pemakaian.
Kelebihan dan kekurangan Sistem billing
Kelebihan Sistem Billing
_ Memudahkan pemilik usaha untuk memanage segala transaksi yang terjadi
_ Pemakaiannya lebih praktis
_ Lebih menghemat dari segi pengeluaran, maksudnya dengan menggunakan sistem billing ini setiap usaha hanya perlu mempekerjakan satu orang operator untuk mengontrol segala aktivitas transaksi yang terjadi.
_ Simple dalam penggunaanya karena sudah dilengkapi fiture-fiture standard yang dibutuhkan.
Kekurangan Sistem Billing
_ Perlu adanya security yang baik agar rahasia transaksi terjaga.
_ Jika internet atau listrik di sekitar sedang bermasalah, maka sistem ini pun akan ikut bermasalah.
Rabu, 25 November 2009
Disain dan Implementasi Modul Akuisisi Data sebagai Alternatif Modul DAQ LabVIEW
Sebuah alternatif modul data acquisition system (DAS) yang bisa diakses menggunakan LabVIEW dipaparkan dalam paper ini. Keuntungan utama modul DAS ini adalah dapat dibuat dengan harga sangat terjangkau dan menghasilkan performa yang baik seperti yang biasa digunakan dalam sistem kontrol di industri. Modul DAS tersebut dikendalikan oleh sebuah mikrokontroler AVR ATmega64 yang akan berkomunikasi secara bidirectional dengan LabVIEW menggunakan metode komunikasi serial. Sistem ini dapat digunakan untuk mengakuisisi 8-bit digital input, 8-bit digital output, 8 kanal analog input dan juga 2 kanal analog output. Digital input dapat digunakan untuk tegangan 0-5V dan 0-24V. Digital output dibuat bersifat open collector dengan tegangan “low” sebesar 0,276V. Untuk analog input maupun analog output dari sistem ini mempunyai rata-rata error sebesar 14,47mV untuk rentang input 1-5V; 72,34mV untuk rentang input 0-10V; 0,037mA untuk rentang input 4-20mA dan 16,2mV untuk rentang output 0-10V. Sistem ini tidak dirancang untuk digunakan pada aplikasi yang membutuhkan ketelitian waktu yang tinggi.
source : http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/elk/article/view/17353
source : http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/elk/article/view/17353
jam digital menggunakan gerbang dasar
Rangkaian jam digital dibentuk dari rangkaian pencacah serta pembangkit detak 1 detik. Pulsa-pulsa dengan lebar 1 detik dicacah oleh pencacah yang bertingkat dari detik satuan, detik puluhan, menit satuan, menit puluhan, jam satuan serta jam puluhan. Setiap hasil cacahan kemudian ditampilkan menggunakan led tujuh ruas. Gambar 1 berikut adalah rangkaian pencacah untuk besaran detik dan menit.
Gambar Rangkaian pencacah besaran detik dan menit.
Rangkaian pencacah detik dan menit bekerja untuk menghitung banyaknya detik dan menit. Rangkaian ini terdiri dari dua tingkat yaitu satuan dan puluhan menggunakan komponen utama IC 74LS393. Untuk tingkat satuan, pencacah bekerja pada modulo 10, sedangkan untuk tingkat puluhan, pencacah bekerja pada modulo 6.
Gambar Rangkaian pencacah besaran jam.
Untuk rangkaian pencacah jam, rangkaian ini terdiri dari dua tingkat pencacah yaitu untuk pencacah jam satuan serta puluhan menggunakan komponen utama IC 74LS197. IC ini merupakan pencacah biner yang dapat dimuati dengan nilai awal. Kedua tingkat pencacah ini bekerja pada modulo 12, dengan nilai terendah adalah 1 serta nilai tertinggi adalah 12. Kondisi ini dapat dicapai dengan memuati pencacah dengan nilai 0 1 ketika hasil cacahan pada angka 13.
PENGEMUDIAN ELEKTRIK SEBAGAI TENAGA PENGGERAK SISTEM DENGAN MOTOR NANO-SCALE SAMPAI MEGAWATT
PENGEMUDIAN ELEKTRIK SEBAGAI TENAGA PENGGERAK
SISTEM DENGAN MOTOR NANO-SCALE SAMPAI MEGAWATT
Nyoman S Kumara
Staf Pengajar pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana
Abstrak
Pengemudian elektrik adalah semua jenis penggunaan motor listrik sebagai sumber energi mekanik. Penggunaan pengemudian elektrik bisa dijumpai dalam setiap aktifitas manusia, mulai dari kegiatan yang bersifat pribadi hingga pemakaian di bidang industri dan militer serta peralatan untuk mengeksplorasi ruang angkasa. Dari sisi ukuran dan kapasitas, pengemudian elektrik bisa dijumpai dari ukuran yang paling kecil hingga sistem pengemudian berkapasitas megawatt. Dan dari aspek pengaturan, pengemudian elektrik bisa digunakan sebagai mesin pemutar sederhana tanpa kendali hingga aplikasi pengemudian presisi tinggi berbasis prosesor sinyal digital. Di masa depan aplikasi pengemudian elektrik akan makin meluas. Hal ini ditandai dengan mulai diperkenalkannya kendaraan penumpang modern bertenaga listrik di jalan raya serta pengembangan motor listrik skala molekul akibat perkembangan teknologi nano dan teknologi fabrikasi mikro. Tulisan ini mencoba untuk mereview perkembangan terakhir penggunaan pengemudian elektrik dalam kehidupan masyarakat modern khususnya perkembangan ukuran dan kapasitas pengemudian elektrik.
PENGEMUDIAN ELEKTRIK SEDERHANA
Aplikasi pengemudian elektrik sederhana yang dimaksud disini adalah aplikasi pengemudian yang tidak memerlukan sistem pengaturan khusus atau merupakan pengemudian dengan pengaturan lup terbuka. Pengoperasian drive tipe ini biasanya dilakukan dengan tombol start-stop dan tambahan peralatan starter untuk motor yang berkapasitas agak besar.
PENGEMUDIAN ELEKTRIK PRESISI
Pengemudian elektrik tipe ini digunakan pada aplikasi yang memerlukan pengaturan yang cepat dan akurat. Kemampuan pengemudian seperti ini hanya bisa dicapai dengan menggunakan sistem pengaturan lup tertutup. Dalam sistem tertutup variabel sistem pengemudian seperti arus dan tegangan motor serta kecepatan rotor digunakan sebagai umpan balik. Dengan adanya umpan balik, keluaran dari sistem pengemudian seperti torsi, kecepatan rotor, dan posisi rotor bisa dikontrol secara cepat dan akurat.
SISTEM DENGAN MOTOR NANO-SCALE SAMPAI MEGAWATT
Nyoman S Kumara
Staf Pengajar pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana
Abstrak
Pengemudian elektrik adalah semua jenis penggunaan motor listrik sebagai sumber energi mekanik. Penggunaan pengemudian elektrik bisa dijumpai dalam setiap aktifitas manusia, mulai dari kegiatan yang bersifat pribadi hingga pemakaian di bidang industri dan militer serta peralatan untuk mengeksplorasi ruang angkasa. Dari sisi ukuran dan kapasitas, pengemudian elektrik bisa dijumpai dari ukuran yang paling kecil hingga sistem pengemudian berkapasitas megawatt. Dan dari aspek pengaturan, pengemudian elektrik bisa digunakan sebagai mesin pemutar sederhana tanpa kendali hingga aplikasi pengemudian presisi tinggi berbasis prosesor sinyal digital. Di masa depan aplikasi pengemudian elektrik akan makin meluas. Hal ini ditandai dengan mulai diperkenalkannya kendaraan penumpang modern bertenaga listrik di jalan raya serta pengembangan motor listrik skala molekul akibat perkembangan teknologi nano dan teknologi fabrikasi mikro. Tulisan ini mencoba untuk mereview perkembangan terakhir penggunaan pengemudian elektrik dalam kehidupan masyarakat modern khususnya perkembangan ukuran dan kapasitas pengemudian elektrik.
PENGEMUDIAN ELEKTRIK SEDERHANA
Aplikasi pengemudian elektrik sederhana yang dimaksud disini adalah aplikasi pengemudian yang tidak memerlukan sistem pengaturan khusus atau merupakan pengemudian dengan pengaturan lup terbuka. Pengoperasian drive tipe ini biasanya dilakukan dengan tombol start-stop dan tambahan peralatan starter untuk motor yang berkapasitas agak besar.
PENGEMUDIAN ELEKTRIK PRESISI
Pengemudian elektrik tipe ini digunakan pada aplikasi yang memerlukan pengaturan yang cepat dan akurat. Kemampuan pengemudian seperti ini hanya bisa dicapai dengan menggunakan sistem pengaturan lup tertutup. Dalam sistem tertutup variabel sistem pengemudian seperti arus dan tegangan motor serta kecepatan rotor digunakan sebagai umpan balik. Dengan adanya umpan balik, keluaran dari sistem pengemudian seperti torsi, kecepatan rotor, dan posisi rotor bisa dikontrol secara cepat dan akurat.
Minggu, 22 November 2009
Pengaruh Harmonik pada Transformator Distribusi
Prinsip Dasar
Harmonik adalah gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan. Pada dasarnya, harmonik adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Hal ini disebut frekuensi harmonik yang timbul pada bentuk gelombang aslinya sedangkan bilangan bulat pengali frekuensi dasar disebut angka urutan harmonik.
Sumber Harmonik pada Sistem Distribusi
Dalam sistem tenaga listrik dikenal dua jenis beban yaitu beban linier dan beban non linier. Beban linier adalah beban yang memberikan bentuk gelombang keluaran yang linier artinya arus yang mengalir sebanding dengan impedensi dan perubahan tegangan. Sedangkan beban non linier adalah bentuk gelombang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan dalam setiap setengan siklus sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang masukannya (mengalami distorsi). Beban non linier yang umumnya merupakan peralatan elektronik yang didalamnya banyak terdapat komponen semi konduktor, dalam proses kerjanya berlaku sebagai saklar yang bekerja pada setiap siklus gelombang dari sumber tegangan. Proses kerja ini akan menghasilkan gangguan atau distorsi gelombang arus yang tidak sinusoidal. Bentuk gelombang ini tidak menentu dan dapat berubah menurut pengaturan pada parameter komponen semi konduktor dalam peralatan elektronik. Perubahan bentuk gelombang ini tidak terkait dengan sumber tegangannya.
Pengaruh Harmonik pada Komponen Sistem Distribusi
Setiap komponensistem distribusi dapat dipengaruhi oleh harmonik walaupun dengan akibat yang berbeda. Namun demikian komponen tersebut akan mengalami penurunan kinerja dan bahkan akan mengalami kerusakan. Salah satu dampak yang umum dari gangguan harmonik adalah panas lebih pada kawat netral dan transformator sebagai akibat timbulnya harmonik ketiga yang dibangkitkan oleh peralatan listrik satu phase. Pada keadaan normal, arus beban setiap phase dari beban linier yang seimbang pada frekuensi dasarnya akan saling mengurangi sehingga arus netralnya menjadi nol. Sebaliknya beban tidak linier satu phase akan menimbulkan harmonik kelipatan tiga ganjil yang disebut triplen harmonik (harmonik ke-3, ke-9, ke-15 dan seterusnya) yang sering disebut zero sequence harmonik (lihat Tabel 1). Harmonik ini tidak menghilangkan arus netral tetapi dapat menghasilkan arus netral yang lebih tinggi dari arus phase.
1. Akibat yang dapat ditimbulkan oleh urutan polaritas komponen harmonik antara lain tingginya arus netral pada sistem 3 phase 4 kawat (sisi sekunder transformator) karena arus urutan nol (zero sequence) dan arus ini akan terinduksi ke sisi primer transformator dan akan berputar pada sisi primer transformator yang biasanya memiliki belitan delta (D). Hal ini akibat pada kawat netral tidak memiliki peralatan pemutus arus untuk proteksi tegangan atau arus lebih. Pengaruh harmonik pada transformator sering tanpa disadari dan diantisipasi keberadaannya sampai terjadi gangguan yang penyebabnya tidak jelas. Hal ini dapat juga terjadi bila perubahan konfigurasi atau jenis beban yang dipasok. Transformator dan peralatan induksi lainnya, selalu terpengaruh oleh harmonik karena trafo itu sendiri dirancang sesuai dengan frekuensi kerjanya. selain itu transformator juga merupakan media utama antara pembangkit dengan beban.
Identifikasi Harmonik
Untuk mengidentifikasi kehadiran harmonik pada sistem distribusi, dapat diketahui melalui langkah-langkah sebagai berikut:
Identifikasi Jenis Beban
Jenis beban yang dipasok, misalnya peralatan apa yang dipakai oleh konsumen. Bila banyaknya peralatan yang mempunyai komponen utama terbuat dari bahan semikonduktor seperti komputer dan alat bantunya, pengatur kecepatan motor, atau peralatan lain yang menggunakan arus searah maka dapat diperkirakan masalah harmonik ada diintalasi konsumen tersebut.
Pemeriksaan Transformator Untuk transformator yang memasok beban non linier apakah ada kenaikan temperaturnya tidak normal. Arus sekunder transformator baik phase maupun netral perlu dilihat. Bandingkan arus netralnya dengan arus phase pada keadaan beban tidak seimbang. Apabila arus netralnya lebih besar maka dapat diperkirakan adanya trilen harmonik dan kemungkinan turunnya kinerja transformator.
Pemeriksaan Tegangan Netral Tanah
Terjadinya arus lebih pada kawat netral (untuk sistem 3 phase dan 4 kawat) dapat diktahui dengan melihat tegangan netral-tanah pada keadaan berbeban. Apabila tegangan yang terukur lebih besar dari 2 Volt maka terdapat indikasi adanya masalah harmonik pada beban tersebut. Apabila indikasi-indikasi adanya harmonik telah diketahui maka perlu dilakukan langkah-langkah untuk mengatasi masalah gangguan harmonik antara lain dengan mengetahui harmonik untuk menentukan harmonik-harmonik yang dominan dan sumber utamanya.
Usaha-usaha Untuk Mengurangi Harmonik
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi pengaruh harmonik pada sistem distribusi antara lain:
Memperbesar Kawat Netral
Setiap sistem distribusi biasanya memakai sistem 3 phase empat kawat, yaitu 3 kawat untuk ketiga phase dan 1 kawat lagi untuk netral. Apabila beban yang dipasok non linier sehingga pengaruh harmonik lebih dominan maka untuk mengatasi panas lebih pada kawat netral akibat pengaruh harmonik sebaiknya ukuran kawat netral diperbesar dari ukuran standarnya. Begitu juga pada panel-panel listrik disarankan kawat netral untuk sistem pentanahannya diperbesar dari ukuran standarnya.
Menurunkan Kapasitas Transformator
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi pengaruh harmonik pada sistem distribusi adalah dengan mengurangi kapasitas suplai daya transformator (derating fransformator).
Harmonik adalah gangguan yang terjadi pada sistem distribusi tenaga listrik akibat terjadinya distorsi gelombang arus dan tegangan. Pada dasarnya, harmonik adalah gejala pembentukan gelombang-gelombang dengan frekuensi berbeda yang merupakan perkalian bilangan bulat dengan frekuensi dasarnya. Hal ini disebut frekuensi harmonik yang timbul pada bentuk gelombang aslinya sedangkan bilangan bulat pengali frekuensi dasar disebut angka urutan harmonik.
Sumber Harmonik pada Sistem Distribusi
Dalam sistem tenaga listrik dikenal dua jenis beban yaitu beban linier dan beban non linier. Beban linier adalah beban yang memberikan bentuk gelombang keluaran yang linier artinya arus yang mengalir sebanding dengan impedensi dan perubahan tegangan. Sedangkan beban non linier adalah bentuk gelombang keluarannya tidak sebanding dengan tegangan dalam setiap setengan siklus sehingga bentuk gelombang arus maupun tegangan keluarannya tidak sama dengan gelombang masukannya (mengalami distorsi). Beban non linier yang umumnya merupakan peralatan elektronik yang didalamnya banyak terdapat komponen semi konduktor, dalam proses kerjanya berlaku sebagai saklar yang bekerja pada setiap siklus gelombang dari sumber tegangan. Proses kerja ini akan menghasilkan gangguan atau distorsi gelombang arus yang tidak sinusoidal. Bentuk gelombang ini tidak menentu dan dapat berubah menurut pengaturan pada parameter komponen semi konduktor dalam peralatan elektronik. Perubahan bentuk gelombang ini tidak terkait dengan sumber tegangannya.
Pengaruh Harmonik pada Komponen Sistem Distribusi
Setiap komponensistem distribusi dapat dipengaruhi oleh harmonik walaupun dengan akibat yang berbeda. Namun demikian komponen tersebut akan mengalami penurunan kinerja dan bahkan akan mengalami kerusakan. Salah satu dampak yang umum dari gangguan harmonik adalah panas lebih pada kawat netral dan transformator sebagai akibat timbulnya harmonik ketiga yang dibangkitkan oleh peralatan listrik satu phase. Pada keadaan normal, arus beban setiap phase dari beban linier yang seimbang pada frekuensi dasarnya akan saling mengurangi sehingga arus netralnya menjadi nol. Sebaliknya beban tidak linier satu phase akan menimbulkan harmonik kelipatan tiga ganjil yang disebut triplen harmonik (harmonik ke-3, ke-9, ke-15 dan seterusnya) yang sering disebut zero sequence harmonik (lihat Tabel 1). Harmonik ini tidak menghilangkan arus netral tetapi dapat menghasilkan arus netral yang lebih tinggi dari arus phase.
1. Akibat yang dapat ditimbulkan oleh urutan polaritas komponen harmonik antara lain tingginya arus netral pada sistem 3 phase 4 kawat (sisi sekunder transformator) karena arus urutan nol (zero sequence) dan arus ini akan terinduksi ke sisi primer transformator dan akan berputar pada sisi primer transformator yang biasanya memiliki belitan delta (D). Hal ini akibat pada kawat netral tidak memiliki peralatan pemutus arus untuk proteksi tegangan atau arus lebih. Pengaruh harmonik pada transformator sering tanpa disadari dan diantisipasi keberadaannya sampai terjadi gangguan yang penyebabnya tidak jelas. Hal ini dapat juga terjadi bila perubahan konfigurasi atau jenis beban yang dipasok. Transformator dan peralatan induksi lainnya, selalu terpengaruh oleh harmonik karena trafo itu sendiri dirancang sesuai dengan frekuensi kerjanya. selain itu transformator juga merupakan media utama antara pembangkit dengan beban.
Identifikasi Harmonik
Untuk mengidentifikasi kehadiran harmonik pada sistem distribusi, dapat diketahui melalui langkah-langkah sebagai berikut:
Identifikasi Jenis Beban
Jenis beban yang dipasok, misalnya peralatan apa yang dipakai oleh konsumen. Bila banyaknya peralatan yang mempunyai komponen utama terbuat dari bahan semikonduktor seperti komputer dan alat bantunya, pengatur kecepatan motor, atau peralatan lain yang menggunakan arus searah maka dapat diperkirakan masalah harmonik ada diintalasi konsumen tersebut.
Pemeriksaan Transformator Untuk transformator yang memasok beban non linier apakah ada kenaikan temperaturnya tidak normal. Arus sekunder transformator baik phase maupun netral perlu dilihat. Bandingkan arus netralnya dengan arus phase pada keadaan beban tidak seimbang. Apabila arus netralnya lebih besar maka dapat diperkirakan adanya trilen harmonik dan kemungkinan turunnya kinerja transformator.
Pemeriksaan Tegangan Netral Tanah
Terjadinya arus lebih pada kawat netral (untuk sistem 3 phase dan 4 kawat) dapat diktahui dengan melihat tegangan netral-tanah pada keadaan berbeban. Apabila tegangan yang terukur lebih besar dari 2 Volt maka terdapat indikasi adanya masalah harmonik pada beban tersebut. Apabila indikasi-indikasi adanya harmonik telah diketahui maka perlu dilakukan langkah-langkah untuk mengatasi masalah gangguan harmonik antara lain dengan mengetahui harmonik untuk menentukan harmonik-harmonik yang dominan dan sumber utamanya.
Usaha-usaha Untuk Mengurangi Harmonik
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi pengaruh harmonik pada sistem distribusi antara lain:
Memperbesar Kawat Netral
Setiap sistem distribusi biasanya memakai sistem 3 phase empat kawat, yaitu 3 kawat untuk ketiga phase dan 1 kawat lagi untuk netral. Apabila beban yang dipasok non linier sehingga pengaruh harmonik lebih dominan maka untuk mengatasi panas lebih pada kawat netral akibat pengaruh harmonik sebaiknya ukuran kawat netral diperbesar dari ukuran standarnya. Begitu juga pada panel-panel listrik disarankan kawat netral untuk sistem pentanahannya diperbesar dari ukuran standarnya.
Menurunkan Kapasitas Transformator
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi pengaruh harmonik pada sistem distribusi adalah dengan mengurangi kapasitas suplai daya transformator (derating fransformator).
Kompensasi Umpan Balik Kontroller 'Saklar'
Kompensasi Umpan Balik Kontroller 'Saklar'
Mohammad Rusli
1.Pendahuluan
Realisasi kontroller saklar (relay) pada pengaturan temperatur ruangan maupun pada pengaturan panas setrika otomatis didasarkan pada anggapan bahwa kepresisian temperatur bukanlah menjadi prioritas utama. Hasil temperatur yang diinginkan biasanya berkisar pada harga tertentu. Hal ini disebabkan bahwa perubahan temperatur yang berosilasi pada lingkup tertentu tidak dapat dirasakan oleh penghuni rumah atau pemakai setrika otomatis.
1. Kontroler tak linear 'saklar'
Dengan didasarkan terhadap sinyal keluaran, Controller dapat dikategorikan ke dalam dua jenis Controller yaitu Controller linear dan Controller tak linear. Kontroller linear menunjukkan prilaku yang mampu menghasilkan sinyal terus-menerus secara kontinu dalam selang kerjanya. Sebaliknya Controller tak linear hanya mampu mengeluarkan sinyal pada beberapa kondisi. Kontrolller saklar, misalnya, hanya mampu menghasilkan dua kondisi keluaran, yaitu kondisi tertutup (on) dan terbuka (off).
Perubahan keadaan keluaran saklar sangat dipengaruhi oleh keadaan sinyal masukan. Secara ideal Controller ini tertutup jika masukan dikenai sebuah tegangan positif dan akan terbuka kalau tidak ada tegangan masukan. Pada kenyataannya saklar ini tidak dapat langsung menutup disaat tegangan masukannya berharga positif. Namun dibutuhkan beberapa level tegangan positif masukan, baru saklar tersebut akan betul-betul tertutup. Demikian pula dengan kondisi terbukanya, diperlukan sedikit tegangan negatif sebelum saklar betul-betul terbuka. Kedua level tegangan inilah yang dinamakan sebagai lebar histeresis Controller saklar.
Kontroller saklar kebanyakan digunakan pada plan yang berprilaku lamban. Plan berprilaku lamban memiliki arti bahwa reaksi perubahan keluaran plan sangat lambat ketika terjadi perubahan pada masukannya. Pada pengaturan temperatur ruang, misalnya, begitu diinginkan perubahan temperatur ruang pada harga tertentu, aktuator akan menyemburkan udara panas ke ruang sekitamya. Udara panas yang mengalir itu tentunya membutuhkan waktu dalam orde menit sampai jam untuk memenuhi ruangan tersebut. Waktu inilah yang menentukan prilaku lamban atau tidaknya sebuah plan.
Sebuah sistem pengaturan dengan Controller saklar tidak akan pemah mencapai keadaan mantap. Keluarannya senantiasa berosilasi pada nilai yang diinginkan. Karena kepresisian keluaran bukanlah tujuan utama pada berbagai aplikasi Controller saklar, maka kriteria kebaikan Controller ini adalah lebar amplitude osilasi (fluktuasi) keluaran dan frekuensi keseringan tertutup dan terbukanya saklar.
2. Karakteristik Pemanas dan Ruangan
Sejak tahun 1992, laboratorium sistem pengaturan Universitas Brawijaya memperoleh sumbangan peralatan dari Jerman dalam rangka program N555. Salah satu sumbangan modulnya adalah prototipe sistem pengaturan temperatur ruangan. Komponen yang diatur untuk modul ini terdiri dari kipas angin, pemanas yang diletakkan pada sebuah ruangan sempit. Pemanas diletakkan tepat disebelah kipas angin. Sensor temperatur yang bertujuan untuk mengukur temperatur ruang terletak tepat di sebelah kanan pemanas. Kipas angin yang diletakkan pada lorong muka bertu . uan untuk menyedot udara dari luar. Pada ujung kanan ruangan ditempatkan penyekat yang dapat diatur posisi kemiringannya. Dengan mengatur sudut kemiringan penyekat tersebut aliran panas yang keluar dapat diperbesar maupun diperkecil.
Untuk memperoleh harga temperatur kamar, kipas angin diputar maksimal dengan pemanas dimatikan Berdasarkan pengukuran tegangan pada sensor temperatur diperoleh harga, bahwa temperatur kamar berkisar antara 30'C sampai 33'C (tegangan sensor berkisar antara 3 s/d 3,3 Volt - I Volt mewakili IO' C).
3. Kompensasi Umpan Balik Kontroller 'Saklar'
Untuk mengatasi kelemahan kontroller saklar adalah dengan menyisipkan kompensasi umpan balik pada kontroller saklar. Masukan kompensator dihubungkan dengan keluaran kontroller, dan keluarannya dikurangkan dengan masukan kesalahan antara setting temperatur dengan temperatur yang terukur. Kompensator ini bekerja sesuai dengan yang diinginkan jika konstanta waktunya jauh lebih kecil dibandingkan dengan konstata waktu komponen yang diatur (pemanas dan ruangan).
Struktur umpan balik ini menyerupai bentuk struktur sebuah sistem pengaturan sebagaimana pada pengaturan yang dijelaskan pada bagian sebelumnya. Dibandingkan dengan pengatur tak linear pada komponen temperatur di atas, struktur ini memiliki perbedaan pada ada dan tidaknya elemen tunda didalamnya. Dengan menggunakan analisis secara matematik menunjukkan bahwa kontroller yang terkompensasi semacam ini memiliki karakteristik seperti pada pengatur linear PD (Proporsional dan derivatif). Sehingga pengubahan prilaku sistem dengan struktur ini sepenuhnya dapat dilakukan dengan menguba ubah parameter kompensatornya, tidak usah lagi mengubah letak sensor, luas ruangan dan letak pemanasnya.
4. Kesimpulan
Penggunaan pengatur tak linear secara murni pada sebuah komponen yang diatur dari temperatur ruangan mempunyai beberapa kelemahan, yaitu lebar fluktuasi besaran keluaran terlalu besar dan frekuensi terbuka dan tertutupnya saklar tidak dapat diubah dengan mengubah lebar histeresis kontroller saklar. Parameter parameter komponen ruangan dan pemanas sangat mempengaruhi prilaku sistem secara keseluruhan. Lebar fluktuasi besaran keluaran (temperatur ruangan) juga sangat terpengaruh oleh nilai besaran masukannya.
6. Daftar Pustaka
1. Doyle, J . C ., Francis, B . A. und Tannenbaum, A. R. : Feedback control theory, Macmillan publishing company, 1992.
2. Follinger, O.: Regelungstechnik, Huthig, 1991.
3. Kuhlenkamp, A: Regelkreis und Regelstrecke, Deutsche Verlags Anstalt, 1965.
4. Leonhard, W: Einfuhrung in die regelungstechnik, Vieweg, 1987.
5. Leonhard, W.: Regelung in der elektrischen Energieversorgung, Teubner Studienbucher, 1980.
6. Maciejowski, J. M.: Multivariable feedback design, Addison wesley Publishing Company,1989.
7. Nagrath, I J and Gopal, M: Control Systems Engineering, Second edition, Wiley Eastern Limited, 1982.
8. Pestel, Eduard and Kollmann, Eckhard: Grundlagen der Regelungstechnik, Friedr. Vieweg & Sohn, 1961.
9. Reuter, Manfred: Regelungstechnik fur Ingenieure, Friedr. Vieweg & Sohn, 1981.
10. Shahian, B. and Hassul, M.: control system using Matlab, Prentice Hall, 1993.
Mohammad Rusli
1.Pendahuluan
Realisasi kontroller saklar (relay) pada pengaturan temperatur ruangan maupun pada pengaturan panas setrika otomatis didasarkan pada anggapan bahwa kepresisian temperatur bukanlah menjadi prioritas utama. Hasil temperatur yang diinginkan biasanya berkisar pada harga tertentu. Hal ini disebabkan bahwa perubahan temperatur yang berosilasi pada lingkup tertentu tidak dapat dirasakan oleh penghuni rumah atau pemakai setrika otomatis.
1. Kontroler tak linear 'saklar'
Dengan didasarkan terhadap sinyal keluaran, Controller dapat dikategorikan ke dalam dua jenis Controller yaitu Controller linear dan Controller tak linear. Kontroller linear menunjukkan prilaku yang mampu menghasilkan sinyal terus-menerus secara kontinu dalam selang kerjanya. Sebaliknya Controller tak linear hanya mampu mengeluarkan sinyal pada beberapa kondisi. Kontrolller saklar, misalnya, hanya mampu menghasilkan dua kondisi keluaran, yaitu kondisi tertutup (on) dan terbuka (off).
Perubahan keadaan keluaran saklar sangat dipengaruhi oleh keadaan sinyal masukan. Secara ideal Controller ini tertutup jika masukan dikenai sebuah tegangan positif dan akan terbuka kalau tidak ada tegangan masukan. Pada kenyataannya saklar ini tidak dapat langsung menutup disaat tegangan masukannya berharga positif. Namun dibutuhkan beberapa level tegangan positif masukan, baru saklar tersebut akan betul-betul tertutup. Demikian pula dengan kondisi terbukanya, diperlukan sedikit tegangan negatif sebelum saklar betul-betul terbuka. Kedua level tegangan inilah yang dinamakan sebagai lebar histeresis Controller saklar.
Kontroller saklar kebanyakan digunakan pada plan yang berprilaku lamban. Plan berprilaku lamban memiliki arti bahwa reaksi perubahan keluaran plan sangat lambat ketika terjadi perubahan pada masukannya. Pada pengaturan temperatur ruang, misalnya, begitu diinginkan perubahan temperatur ruang pada harga tertentu, aktuator akan menyemburkan udara panas ke ruang sekitamya. Udara panas yang mengalir itu tentunya membutuhkan waktu dalam orde menit sampai jam untuk memenuhi ruangan tersebut. Waktu inilah yang menentukan prilaku lamban atau tidaknya sebuah plan.
Sebuah sistem pengaturan dengan Controller saklar tidak akan pemah mencapai keadaan mantap. Keluarannya senantiasa berosilasi pada nilai yang diinginkan. Karena kepresisian keluaran bukanlah tujuan utama pada berbagai aplikasi Controller saklar, maka kriteria kebaikan Controller ini adalah lebar amplitude osilasi (fluktuasi) keluaran dan frekuensi keseringan tertutup dan terbukanya saklar.
2. Karakteristik Pemanas dan Ruangan
Sejak tahun 1992, laboratorium sistem pengaturan Universitas Brawijaya memperoleh sumbangan peralatan dari Jerman dalam rangka program N555. Salah satu sumbangan modulnya adalah prototipe sistem pengaturan temperatur ruangan. Komponen yang diatur untuk modul ini terdiri dari kipas angin, pemanas yang diletakkan pada sebuah ruangan sempit. Pemanas diletakkan tepat disebelah kipas angin. Sensor temperatur yang bertujuan untuk mengukur temperatur ruang terletak tepat di sebelah kanan pemanas. Kipas angin yang diletakkan pada lorong muka bertu . uan untuk menyedot udara dari luar. Pada ujung kanan ruangan ditempatkan penyekat yang dapat diatur posisi kemiringannya. Dengan mengatur sudut kemiringan penyekat tersebut aliran panas yang keluar dapat diperbesar maupun diperkecil.
Untuk memperoleh harga temperatur kamar, kipas angin diputar maksimal dengan pemanas dimatikan Berdasarkan pengukuran tegangan pada sensor temperatur diperoleh harga, bahwa temperatur kamar berkisar antara 30'C sampai 33'C (tegangan sensor berkisar antara 3 s/d 3,3 Volt - I Volt mewakili IO' C).
3. Kompensasi Umpan Balik Kontroller 'Saklar'
Untuk mengatasi kelemahan kontroller saklar adalah dengan menyisipkan kompensasi umpan balik pada kontroller saklar. Masukan kompensator dihubungkan dengan keluaran kontroller, dan keluarannya dikurangkan dengan masukan kesalahan antara setting temperatur dengan temperatur yang terukur. Kompensator ini bekerja sesuai dengan yang diinginkan jika konstanta waktunya jauh lebih kecil dibandingkan dengan konstata waktu komponen yang diatur (pemanas dan ruangan).
Struktur umpan balik ini menyerupai bentuk struktur sebuah sistem pengaturan sebagaimana pada pengaturan yang dijelaskan pada bagian sebelumnya. Dibandingkan dengan pengatur tak linear pada komponen temperatur di atas, struktur ini memiliki perbedaan pada ada dan tidaknya elemen tunda didalamnya. Dengan menggunakan analisis secara matematik menunjukkan bahwa kontroller yang terkompensasi semacam ini memiliki karakteristik seperti pada pengatur linear PD (Proporsional dan derivatif). Sehingga pengubahan prilaku sistem dengan struktur ini sepenuhnya dapat dilakukan dengan menguba ubah parameter kompensatornya, tidak usah lagi mengubah letak sensor, luas ruangan dan letak pemanasnya.
4. Kesimpulan
Penggunaan pengatur tak linear secara murni pada sebuah komponen yang diatur dari temperatur ruangan mempunyai beberapa kelemahan, yaitu lebar fluktuasi besaran keluaran terlalu besar dan frekuensi terbuka dan tertutupnya saklar tidak dapat diubah dengan mengubah lebar histeresis kontroller saklar. Parameter parameter komponen ruangan dan pemanas sangat mempengaruhi prilaku sistem secara keseluruhan. Lebar fluktuasi besaran keluaran (temperatur ruangan) juga sangat terpengaruh oleh nilai besaran masukannya.
6. Daftar Pustaka
1. Doyle, J . C ., Francis, B . A. und Tannenbaum, A. R. : Feedback control theory, Macmillan publishing company, 1992.
2. Follinger, O.: Regelungstechnik, Huthig, 1991.
3. Kuhlenkamp, A: Regelkreis und Regelstrecke, Deutsche Verlags Anstalt, 1965.
4. Leonhard, W: Einfuhrung in die regelungstechnik, Vieweg, 1987.
5. Leonhard, W.: Regelung in der elektrischen Energieversorgung, Teubner Studienbucher, 1980.
6. Maciejowski, J. M.: Multivariable feedback design, Addison wesley Publishing Company,1989.
7. Nagrath, I J and Gopal, M: Control Systems Engineering, Second edition, Wiley Eastern Limited, 1982.
8. Pestel, Eduard and Kollmann, Eckhard: Grundlagen der Regelungstechnik, Friedr. Vieweg & Sohn, 1961.
9. Reuter, Manfred: Regelungstechnik fur Ingenieure, Friedr. Vieweg & Sohn, 1981.
10. Shahian, B. and Hassul, M.: control system using Matlab, Prentice Hall, 1993.
Langganan:
Postingan (Atom)