Dokumen ini membahas tentang variabel penelitian yang terkait dengan jaringan listrik tiga fasa, termasuk impedansi urutan dan diagonal, jaringan impedansi seri, jaringan urutan saluran, dan jaringan urutan mesin berputar seperti generator sinkron. Gambar-gambar sirkuit digunakan untuk menjelaskan konsep-konsep tersebut.
3. VARIABEL PENELITIAN
Jaringan urutan beban impedansi simetris
Kondisi untuk beban simetris adalah bahwa impedansi fasa
diagonal sama dan impedansi fasa off-diagonal sama
4. Rangkaian Impedansi Seri
Gambar 1. Impedansi seri tiga fase (linier, jaringan
bilateral, peralatan tidak berputar).
Gambar 1. menunjukkan impedansi seri yang terhubung antara
dua bus tiga fasa yang dilambangkan abc dan a´b´c´. Impedansi
diri dari setiap fase dilambangkan dengan Zaa, Zbb, dan Zcc.
Secara umum, jaringan seri juga mungkin memiliki impedansi
timbal balik antara fase. Tegangan turun melintasi impedansi
fase seri diberikan oleh.
5. Rangkaian Impedansi Seri
Diasumsikan bahwa matriks impedansi adalah simetris, yang
sesuai dengan jaringan bilateral. Diasumsikan juga bahwa
impedansi ini mewakili peralatan yang tidak berputar. Contoh
tipikal adalah impedansi seri saluran transmisi dan
transformator. Persamaan memiliki bentuk sebagai berikut.
di mana VP adalah vektor tegangan saluran-ke-netral pada bus
abc, VP´ vektor tegangan saluran-toneutral pada bus a´b´c´, IP
adalah vektor dari arus saluran, dan ZP adalah matriks
impedansi fasa 3x3 untuk jaringan seri.
Dimana,
Dimana,
Gambar 2. Rangkaian impedansi seri simetris tiga fasa
(linier, jaringan bilateral, peralatan tidak berputar)
Ketika matriks impedansi fasa ZP memiliki impedansi diri yang
sama dan impedansi timbal balik yang sama, maka menjadi
Sehingga,
6. Jaringan Urutan Saluran Tiga Fasa
ZS adalah matriks impedansi urutan seri 3x3
yang elemen-elemennya. Namun, jika
saluran dialihkan seluruhnya
Dimana,
Dimana,
Gambar 3.
Rangkaian impedansi barisan barisan dari garis tiga
fasa yang ditransposisikan secara sempurna
7. Jaringan Urutan Saluran Tiga Fasa
Gambar 4.
Rangkaian yang menggambarkan kapasitansi dari
garis tiga fasa yang ditransposisikan secara lengkap
Secara umum, CS tidak diagonal. Akan tetapi, untuk garis yang
ditransposisikan seluruhnya,
Karena 𝐶ab negatif, kapasitansi barisan nol 𝐶0 biasanya jauh
lebih kecil daripada kapasitansi barisan positif atau negatif.
Representasi sirkuit dari kapasitansi fase dan urutan dari garis
tiga fase yang sepenuhnya dialihkan ditunjukkan pada Gambar.
Dimana,
8. Jaringan Urutan Mesin Berputar
Gambar 5.
Generator sinkron terhubung Y
Tegangan internal generator ditunjuk Ea, Eb, dan Ec, dan arus
saluran generator ditunjuk Ia, Ib, dan Ic. Karena generator
sinkron tiga fasa dirancang untuk menghasilkan tegangan fasa
internal yang seimbang Ea, Eb, dan Ec dengan hanya komponen
urutan positif, tegangan sumber Eg1 hanya disertakan dalam
jaringan urutan positif. Komponen urutan tegangan line-to-
ground pada terminal generator dilambangkan dengan V0, V1,
dan V2. Penurunan tegangan pada impedansi netral generator
adalah ZnIn, yang dapat ditulis sebagai (3Zn)I0, karena arus
netral adalah tiga kali arus urutan-nol. Karena penurunan
tegangan ini hanya disebabkan oleh arus urutan-nol, sebuah
impedansi (3Zn) ditempatkan dalam jaringan urutan-nol Pada
gambar secara seri dengan impedansi urutan-nol generator
Zg0.
9. Jaringan Urutan Mesin Berputar
Gambar 6.
Jaringan urutan dari generator sinkron terhubung Y
Dalam kondisi ini, nilai fluks magnet yang tinggi menembus
rotor, dan impedansi urutan positif Zg1 memiliki nilai yang
tinggi. Dalam kondisi tunak, impedansi generator urutan positif
disebut impedansi sinkron. Ketika stator generator sinkron
memiliki arus urutan negatif tiga fasa yang seimbang, mmf
bersih yang dihasilkan oleh arus ini berputar pada kecepatan
sinkron dalam arah yang berlawanan dengan arah rotor.
Sehubungan dengan rotor, mmf bersih tidak stasioner tetapi
berputar pada dua kali kecepatan sinkron. Dalam kondisi ini,
arus diinduksi dalam belitan rotor yang mencegah fluks magnet
menembus rotor. Dengan demikian, impedansi urutan-negatif
Zg2 lebih kecil dari impedansi sinkron urutan-positif. Ketika
generator sinkron hanya memiliki arus urutan-nol, yang
merupakan arus saluran (atau fase) dengan besaran dan fasa
yang sama, maka mmf bersih yang dihasilkan oleh arus ini
secara teoritis nol. Impedansi urutan-nol generator Zg0 adalah
impedansi urutan terkecil dan disebabkan oleh fluks bocor,
belitan ujung, dan fluks harmonik dari belitan yang tidak
menghasilkan mmf sinusoidal sempurna.
10. Jaringan Urutan Mesin Berputar
Soal
hitung komponen rangkaian arus saluran. Asumsikan bahwa
netral generator diarde melalui impedansi Zn = j10 , dan
impedansi urutan generator adalah Zg0 = j1 , Zg1 = j15 , dan Zg2
= j3 .
11. Arus dalam rangkaian
Jawab
Mereka diperoleh dengan menghubungkan jaringan urutan
untuk beban seimbang, untuk
Impedansi saluran seri, dan untuk generator sinkron, yang
diberikan. Jelas dari Gambar bahwa I0=I2= 0 karena tidak ada
sumber di jaringan urutan nol dan negatif. Juga, tegangan
terminal generator urutan-positif V1 sama dengan tegangan
terminal saluran-ke-netral generator.
