Dalam suatu jaringan distribusi tenaga listrik, tidak bisa dihindari adanya kemungkinan terjadinya gangguan. Gangguan dapat disebabkan oleh kegagalan isolasi pada sistem atau pun gangguan dari luar seperti ranting pohon dan sejenisnya.

Terjadinya gangguan dapat mengakibatkan terjadinya hubung singkat. Hubung singkat dapat menyebabkan arus lebih yang nilainya jauh lebih besar dari pada arus nominal dari peralatan yang terpasang. Jika hubung singkat tidak segera diatasi maka dapat menyebabkan kerusakan peralatan listrik yang dipasang.

Besarnya arus hubung singkat ditentukan oleh tiga faktor utama.

  • Jumlah pembangkit pada sistem, semakin banyak jumlah pembangkit yang terpasang kemungkinan kenaikan arus hubung singkat akan semakin cepat.
  • Letak terjadi gangguan, jika gangguan semakin mendekati daerah sumber transmisi maka arus gangguan akan semakin besar sebanding dengan arus pada transmisi tersebut.
  • Jenis gangguan, terdapat dua jenis gangguan, yaitu gangguan simetris dan gangguan asimetris. Gangguan simetris terjadi jika arus hubung singkat terjadi secara seimbang di ketiga fasa transmisi, begitupun sebaliknya dengan gangguan asimetris.

Aplikasi ETAP Versi 12.6 memiliki dua jenis standar analisa. Dua jenis tersebut yaitu:

  • Analisis Standar ANSI, dapat dilakukan perhitungan dengan menggunakan berbagai jenis siklus. Pada setengah siklus pertama, kemudian 4 siklus, dan terakhir dengan 30 siklus hubung singkat.
  • Analisis Standar IEC, Pembeda jenis analisis ini dengan analisis ANSI adalah pada IEC tidak dilakukan berdasarkan siklus gangguan, hanya berdasarkan kontribusi peralatan dan juga kondisi transien.
  • Analisis Standar GOST, standar ini menganalisa hubung singkat dengan cara menerapkan semua faktor dan rasio GOST yang dibutuhkan untuk menganalisa hubung singkat tersebut pada tegangan tinggi.

Untuk memulai simulasi Short Circuit Analysis, langkah yang harus disiapkan adalah :

  1. SLD
  2. Load Flow Analysis
  3. Edit Study Case
  4. Run Short Circuit Simulator
  5. FAQ

1

SLD

Berikut merupakan SLD yang akan digunakan untuk menjalankan simulasi Short Circuit Analysis. Untuk mengetahui bagaimana cara membuat SLD, dapat anda baca artikel kami disini.

Jika anda mengalami kesulitan dalam membuat SLD seperti gambar diatas, anda dapat mengunduh SLD pada link yang telah disediakan dibawah.

Password File?

www.alifpustaka.com

Secara umum, SLD di atas mensimulasikan transmisi dari dua pembangkit listrik yang masing-masing memiliki daya 100 MVA. Kedua pembangkit saling mendukung sistem distribusi listrik dengan konstruksi struktur radial. Struktur radial mengalirkan daya listrik hanya dari satu arah.

2

Load Flow Analysis

Setelah anda selesai membuat SLD, selanjutnya adalah melakukan load flow analysis untuk menganalisa bagaimana aliran daya dalam jaringan dan apakah terdapat gangguan dalam aliran daya tersebut. Untuk mengetahui bagaimana cara melakukan Load Flow Analysis, silahkan membaca artikel kami disini.

Berdasarkan data yang ditampilkan, terjadi jatuh tegangan di bawah 1%. Jatuh tegangan disebabkan oleh beban induktif yang dibawa oleh Static Load (Load1 – Load7). Nilai pada static load bisa disesuaikan dengan kebutuhan sendiri.

3

Edit Study Case

Untuk memulai simulasi Short Circuit Analysis, langkah pertama adalah melakukan perubahan pada Short Circuit Study Case. Pada tab editor ini, kita akan memilih busbar tertentu yang ingin kita lakukan pengujian hubung singkat.

Langkah selanjutnya adalah memilih standar analisa yang ingin dilakukan pada jaringan listrik. Pada percobaan kali ini, standar yang digunakan adalah ANSI/IEEE. Hal ini menyesuaikan dengan standar yang telah digunakan pada setiap komponen jaringan.

Jikan ingin menggunakan pengujian berstandar IEC atau GOST, maka standar setiap komponen jaringan distribusi juga perlu dirubah.

Artikel Terkait : Pengenalan Software ETAP 12.6.0

4

Run Short Circuit Analysis

Pada tahap ini, kita dapat melakukan tujuh model analisa hubung singkat. Ketujuh model tersebut dapat dipilih melalui Toolbar di sisi kanan jendela.

  1. Run 3-Phase Device Duty, atau yang sering disebut sebagai short circuit duty adalah pengujian dengan memberikan gangguan hubung singkat maksimum yang dimungkinkan terjadi pada setengah siklus pertama (1/2 cycle) atau arus gangguan. Pada pengujian ini, semua jaringan transmisi tiga fasa akan dihubung singkat dengan pentanahan.
  2. Run 1-Phase UPS System Device Duty, pengujian ini mirip dengan pengujian pada Run 3-Phase Device Duty, hanya saja pengujian dilakukan pada jaringan transmisi satu fasa.
  3. Run 3-Phase (1/2 Cycle), pada pengujian ini akan diberikan gangguan hubung singkat subtransient pada jaringan yang dipilih. Jenis hubung singkat subtransient dianggap sebagai kejadian momentary atau sementara, yang terjadi pada setengah siklus pertama (1/2 Cycle). Setelah melewati siklus tersebut gangguan akan menghilang.
  4. Run 3-Phase (1,5 – 4 Cycle), pada pengujian ini, akan diberikan gangguan hubung singkat transient pada jaringan yang dipilih. Jenis hubung singkat transient dianggap sebagai kejadian interrupting atau gangguan, yang terjadi pada siklus 1,5 – 4 gelombang listrik. Peralatan pengaman biasanya akan merespon gangguan ini dengan memutuskan sambungan transmisi atau dengan metode lainnya.
  5. Run 3-Phase (30 Cycle), pada pengujian ini akan diberikan gangguan hubung singkat steady-state pada jaringan yang dipilih. Jenis hubung singkat steady-state dianggap sebagai kejadian steady-state atau permanen, yang terjadi pada siklus lebih dari 30 gelombang listrik. Gangguan ini akan hilang setelah operator listrik melakukan perbaikan pada komponen listrik yang mengalami kerusakan.
  6. Run Arc-Flash, pada pengujian ini akan diberikan gangguan hubung singkat yang terjadi akibat sambaran petir. Untuk menentukan jaringan yang akan tersambar petir dapat dilakukan dengan memilah pada bagian study case.
  7. Run Arc-Flash fault insertion calculation, pada pengujian ini sama seperti Run Arc-Flash, untuk jenis pengujian ini sambaran petir hanya terjadi pada satu titik yang dipilih.

Run 3-Phase Device Duty

Pada pengujian di atas, dapat dilihat bahwa gangguan hubung singkat akibat pentanahan jaringan dapat menimbulkan arus sebesar 5 kA pada busbar 5. Karena gangguan bersifat pentanahan maka tegangan akan jatuh hingga 0 Volt.


Run 1-Phase UPS System Device Duty

Pada pengujian di atas, gangguan hubung singkat akibat pentanahan terjadi pada jaringan satu fasa. Gangguan menimbulkan arus hubung singkat yang bervariasi yang menyesuaikan jenis pembebanan pada jaringan tersebut.


Run 3-Phase (1/2 Cycle)

Pada pengujian di atas, gangguan hubung singkat menyebabkan lonjakan arus sebesar 6,98 kA pada busbar 5 dan tegangan jatuh hingga 9,8 kV. Karena gangguan ini bersifat sementara, pada kondisi tertentu tidak ada respon dari peralatan pengaman.


Run 3-Phase (1,5 – 4 Cycle)

Pada pengujian di atas, gangguan hubung singkat menyebabkan lonjakan arus sebesar 6,98 kA pada busbar 5 dan tegangan jatuh hingga 9,8 kV. Jenis gangguan sama seperti sebelumnya, perbedaan terletak pada durasi terjadinya gangguan listrik.


Run 3-Phase (30 Cycle)

Pada pengujian di atas, gangguan hubung singkat menyebabkan lonjakan arus sebesar 6,98 kA pada busbar 5 dan tegangan jatuh hingga 9,8 kV. Jenis gangguan sama seperti sebelumnya, perbedaan terletak pada durasi terjadinya gangguan listrik.


Run Arc-Flash

Pada pengujian ini, gangguan sambaran petir menyebabkan lonjakan arus sebesar 5,02 kA pada busbar 5. Selain nilai lonjakan arus, pengujian juga menunjukkan kemungkinan nilai AFB, IE, dan FCT. AFB (Arc Flash Boundary) adalah batas daerah yang kemungkinan terdapak dari paparan arus sambaran petir, satuan yang digunakan adalah ft (kaki). IE (Incident Energy) adalah besaran energi yang dilepaskan oleh paparan dari sambaran petir pada jaringan listrik, satuan yang digunakan adalah calories/cm2. FCT (Fault Clearing Time) adalah waktu yang dibutuhkan oleh jaringan listrik untuk menghilangkan gangguan hingga transmisi gelombang listrik kembali stabil, satuan yang digunakan adalah detik.


Run Arc-Flash fault insertion calculation

Pengujian ini sama seperti pada Run Arc-Flash, kita bisa memilih titik tertentu yang mengalami gangguan sambaran petir.


Jika ingin menampilkan hasil pengujian dengan satuan yang berbeda atau menampilkan satuan gangguan perfasa dapat dilakukan dengan melakukan perubahan pada tab Display Option.

5

FAQ (Frequently Asked and Questions)

PPE Approval

Pada setiap percobaan seringnya kita mengalami gangguan akibat salah pengaturan pada rangkaian transmisi atau pada study case pengujian. Salah satu isu yang paling sering terjadi dalam pengujian short circuit analysis adalah Persetujuan PPE (PPE Approval). PPE (Personal Protective Equipment) adalah perlengkapan yang digunakan untuk melindungi dan menjaga keselamatan pekerja saat melakukan pekerjaan yang memiliki potensi bahaya atau resiko kecelakaan kerja. Besar nilai PPE akan menyesuaikan standar yang telah ditetapkan oleh National Fire Protection Association (NFPA).

Sebelum kita melakukan pengujian Arc-Flash kita perlu menyetujui PPE Requirement. Nilai standar pada PPE akan digunakan sebagai pembanding untuk menentukan batas insiden paparan energi yang diijinkan. Jika paparan energi Arc-Flash (AFB) melebihi standar PPE maka pada tab Alert akan muncul pemberitahuan.

Untuk menyetujui PPE Requirement, kita dapat mengikuti langkah berikut.

Artikel Terkait : Simulasi Optimal Capacitor Placement dengan ETAP

Referensi :