SlideShare a Scribd company logo
1 of 65
Download to read offline
KOMPONEN
SIMETRI
S1 Pendidikan Teknik Elektro โ€“ Teknik Tenaga Listrik
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
Analisa Sistem Tenaga Listrik (ASTL) II
Pendahuluan
โ€ข Salah satu cara yang paling efisien untuk mengatasi adanya
gangguan sirkuit fasa banyak (polyphase) adalah dengan
menggunakan metode komponen simetri.
โ€ข Pada sistem 3 fasa yang mengalami gangguan tidak seimbang
akan mengakibatkan munculnya arus dan tegangan tidak
seimbang pada setiap fasa.
โ€ข Sirkuit ekivalen, disebut juga dengan sequence circuits, akan
digunakan untuk merefleksikan respon yang terpisah dari
masing-masing elemen.
โ€ข Terdapat 3 sirkuit ekivalen untuk setiap elemen dari sistem 3
fasa.
Universitas
Negeri
Surabaya
2
โ€ข Peng-organisasian masing-masing sirkuit ekivalen ke dalam
jaringan berdasarkan interkoneksi dari elemen, disebut juga
dengan sequence network.
โ€ข Dengan menyelesaikan sequence network untuk kondisi
gangguan (fault) memberikan komponen arus dan tegangan
simetris yang dapat dikombinasikan bersama untuk
mencerminkan efek dari arus gangguan tidak seimbang pada
keseluruhan sistem .
โ€ข Karya Fortescue membuktikan bahwa suatu sistem tak
seimbang yang terdiri dari n fasor yang berhubungan (related)
dapat diuraikan menjadi n buah sistem dengan fasor seimbang
yang dinamakan dengan komponen-komponen simetris
(symmetrical components) dari fasor aslinya.
โ€ข n buah fasor pada setiap elemen komponennya adalah sama
panjang, dan sudut diantara fasor yang bersebelahan dalam
himpunan itu sama besarnya.
Universitas
Negeri
Surabaya
3
โ€ข Berdasarkan teorema Fortescue, 3 fasor tidak seimbang dari
sistem 3 fasa dapat diuraikan menjadi 3 sistem fasor yang
seimbang. Elemen seimbang komponen itu adalah :
โ€ข 1. Komponen urutan positif (positive sequence components), yang
terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu dengan
yang lain dalam fasa sebesar 120ยฐ, dan mempunyai urutan fasa
yang sama seperti fasor aslinya.
โ€ข 2. Komponen urutan negatif (negative sequence components),
yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu
dengan yang lain dalam fasa sebesar 120ยฐ, dan mempunyai
urutan fasa yang berlawanan dengan fasor aslinya.
โ€ข 3. Komponen urutan nol (zero sequence components), yang terdiri
dari tiga fasor yang sama besarnya dan dengan pergeseran fasa
nol antara fasor yang satu dengan yang lain.
โ€ข Ketiga fasa dari sistem dinyatakan dengan a, b, c, sehingga
urutan fasa tegangan dan arus dalam sistem adalah abc.
Universitas
Negeri
Surabaya
4
Universitas
Negeri
Surabaya
5
โ€ข Urutan fasa komponen urutan positif dari fasor tak seimbang
adalah abc.
โ€ข Urutan fasa komponen urutan negatif dari fasor tak seimbang
adalah acb.
โ€ข Jika fasor aslinya adalah tegangan, maka tegangan tersebut
dapat dinyatakan dengan Va, Vb, dan Vc.
โ€ข Ketiga himpunan komponen simetris dinyatakan dengan
subscript tambahan yaitu 1 untuk komponen urutan positif, 2
untuk komponen urutan negatif dan 0 untuk komponen
urutan nol.
Universitas
Negeri
Surabaya
6
โ€ข Komponen urutan positif dari Va, Vb dan Vc adalah Va1, Vb1, dan
Vc1
โ€ข Komponen urutan negatifnya adalah Va2, Vb2, dan Vc2
โ€ข Komponen urutan nol adalah Va0, Vb0, dan Vc0
โ€ข Karena setiap fasor yang tidak seimbang adalah penjumlahan
dari masing-masing komponennya, fasor yang original
diekspresikan sebagai berikut :
๐‘‰
๐‘Ž = ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 + ๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘ = ๐‘‰๐‘1 + ๐‘‰๐‘2 + ๐‘‰๐‘0
๐‘‰
๐‘ = ๐‘‰๐‘1 + ๐‘‰๐‘2 + ๐‘‰๐‘0
Universitas
Negeri
Surabaya
7
Operator
โ€ข Karena adanya pergeseran fasa pada komponen simetris
tegangan dan arus dalam sistem tiga-fasa, akan sangat
memudahkan bila kita mempunyai metode penulisan yang
cepat untuk menunjukkan perputaran fasor dengan 120ยฐ.
โ€ข Setiap komponen Vb dan Vc dapat diekspresikan oleh produk
perkalian antara Va dengan operator a.
โ€ข Huruf a digunakan untuk menunjukkan operator yang
menyebabkan perputaran sebesar 120ยฐ dalam arah yang
berlawanan dengan arah jarum jam.
โ€ข Operator a mempunyai nilai
๐‘Ž = 1โˆ 120ยฐ = โˆ’0,5 + ๐‘—0,866
Universitas
Negeri
Surabaya
8
โ€ข Jika operator a dikenakan pada fasor dua kali berturut-turut,
maka fasor itu akan diputar dengan sudut sebesar 240ยฐ. Untuk
pengenaan tiga kali berturut-turut fasor akan diputar dengan
360ยฐ. Jadi
๐‘Ž2 = 1โˆ 240ยฐ = โˆ’0,5 โˆ’ ๐‘—0,866
dan
๐‘Ž3 = 1โˆ 360ยฐ = 1โˆ 0ยฐ = 1
โ€ข Sehingga bisa ditulis :
๐‘‰๐‘1 = ๐‘Ž2. ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘1 = ๐‘Ž. ๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘2 = ๐‘Ž. ๐‘‰๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘2 = ๐‘Ž2
. ๐‘‰๐‘Ž2
๐‘‰๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž0
Universitas
Negeri
Surabaya
9
โ€ข Dengan mensubtitusikan persamaan diatas ke dalam persamaan
awal didapatkan
๐‘‰
๐‘Ž = ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2
๐‘‰๐‘ = ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘Ž2๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘Ž๐‘‰๐‘Ž2
๐‘‰
๐‘ = ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘Ž๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘Ž2๐‘‰๐‘Ž2
โ€ข Atau bisa ditulis dalam bentuk matriks
๐‘‰
๐‘Ž
๐‘‰๐‘
๐‘‰
๐‘
=
1 1 1
1 ๐‘Ž2 ๐‘Ž
1 ๐‘Ž ๐‘Ž2
๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2
โ€ข Kita definisikan matrik A sebagai
๐ด =
1 1 1
1 ๐‘Ž2
๐‘Ž
1 ๐‘Ž ๐‘Ž2
โ€ข Sehingga didapatkan invers dari matrik A
๐ดโˆ’1 =
1
3
1 1 1
1 ๐‘Ž ๐‘Ž2
1 ๐‘Ž2 ๐‘Ž
Universitas
Negeri
Surabaya
10
โ€ข Sehingga didapatkan
๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2
=
1
3
1 1 1
1 ๐‘Ž ๐‘Ž2
1 ๐‘Ž2
๐‘Ž
๐‘‰
๐‘Ž
๐‘‰๐‘
๐‘‰
๐‘
โ€ข Jika jumlah fasor tak seimbang itu sama dengan nol, maka
tidak akan ada komponen urutan-nol.
โ€ข Karena jumlah fasor tegangan antar saluran pada sistem tiga-
fasa selalu nol, maka komponen urutan nol tidak pernah
terdapat dalam tegangan urutan nol itu, tanpa memandang
besarnya ketidak seimbangannya.
โ€ข Jumlah ketiga fasor tegangan saluran ke netral tidak selalu
harus sama dengan nol, dan tegangan ke netral dapat
mengandung komponen urutan-nol.
Universitas
Negeri
Surabaya
11
โ€ข Untuk fasor arus dapat dituliskan
๐ผ๐‘Ž = ๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘ = ๐‘Ž2
๐ผ๐‘Ž1 + ๐‘Ž๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘ = ๐‘Ž๐ผ๐‘Ž1 + ๐‘Ž2๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0
โ€ข Dalam sistem 3 fasa, jumlah dari arus saluran sama dengan
arus In dalam jalur kembali lewat kawat netral. Jadi,
๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ = ๐ผ๐‘›
๐ผ๐‘› = 3๐ผ๐‘Ž0
โ€ข Jika tidak ada jalur yang melalui netral dari sistem tiga fasa, In
adalah nol dan arus saluran tidak mengandung komponen
urutan-nol.
โ€ข Suatu beban dengan hubungan โˆ† tidak menyediakan jalur ke
netral, dan karena itu arus saluran yang mengalir ke beban
yang dihubungkan โˆ† tidak mengandung arus urutan nol.
Universitas
Negeri
Surabaya
12
Hubungan โˆ† dan Y Simetris
โ€ข Dalam sistem 3 fasa, elemen sirkuit terhubung antara line a, b,
dan c dalam hubungan Y atau โˆ†.
โ€ข Hubungan antara komponen arus dan tegangan simetris โˆ† dan
Y dapat ditentukan dengan melihat gambar di bawah yang
menunjukkan impedansi simetris yang dihubung โˆ† dan Y.
โ€ข
Universitas
Negeri
Surabaya
13
๐ผ๐‘Ž = ๐ผ๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž
๐ผ๐‘ = ๐ผ๐‘๐‘ โˆ’ ๐ผ๐‘Ž๐‘
๐ผ๐‘ = ๐ผ๐‘๐‘Ž โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘
โ€ข Sesuai dengan arus zero sequence, maka didapatkan
๐ผ๐‘Ž0 =
๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘
3
= 0
โ€ข Yang mempunyai arti bahwa arus line pada hubungan โˆ† tidak
mempunyai arus zero sequence.
โ€ข Dengan mensubtitusikan komponen masing-masing arus
kedalam persamaan didapatkan
๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘1 + ๐ผ๐‘Ž๐‘2 + ๐ผ๐‘Ž๐‘0 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘1 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž๐‘2 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž๐‘0 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž0
= ๐ผ๐‘Ž๐‘1 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž๐‘2 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž2
โ€ข Karena Ica1 = a.Iab1 dan Ica2 = a2Iab2 maka persamaan diatas
dapat ditulis
๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 = 1 โˆ’ ๐‘Ž ๐ผ๐‘Ž๐‘1 + (1 โˆ’ ๐‘Ž2
)๐ผ๐‘Ž๐‘2
๐ผ๐‘1 + ๐ผ๐‘2 = 1 โˆ’ ๐‘Ž ๐ผ๐‘๐‘1 + (1 โˆ’ ๐‘Ž2
)๐ผ๐‘๐‘2
Universitas
Negeri
Surabaya
14
โ€ข Dari persamaan diatas didapatkan
๐ผ๐‘Ž1 = 3โˆ  โˆ’ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐ผ๐‘Ž๐‘1 ๐ผ๐‘Ž2 = 3โˆ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐ผ๐‘Ž๐‘2
โ€ข Komponen urutan positif dan negatif untuk arus saluran (line) dapat
dilihat pada diagram fasor dibawah
โ€ข Jika arus line pada hubungan โˆ† dalam per unit dengan referensi
terhadap arus base, maka pengali โˆš3 dalam rumus diatas
dihilangkan.
Universitas
Negeri
Surabaya
15
โ€ข Tegangan antar saluran (line to line voltages) dapat ditulis
dalam bentuk tegangan line to neutral dalam sistem yang
terhubung Y.
๐‘‰๐‘Ž๐‘ = ๐‘‰
๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›
๐‘‰๐‘๐‘ = ๐‘‰๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰
๐‘๐‘›
๐‘‰
๐‘๐‘Ž = ๐‘‰
๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰
๐‘Ž๐‘›
โ€ข Tegangan line to line tidak mempunyai komponen urutan nol,
sehingga :
๐‘‰๐‘Ž๐‘0 =
๐‘‰๐‘Ž๐‘ + ๐‘‰๐‘๐‘ + ๐‘‰
๐‘๐‘Ž
3
= 0
๐‘‰๐‘Ž๐‘1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›0 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ (๐‘‰๐‘๐‘›0 + ๐‘‰๐‘๐‘›1 + ๐‘‰๐‘๐‘›2)
= ๐‘‰๐‘Ž๐‘›0 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›0 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›1 + (๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›2)
๐‘‰๐‘Ž๐‘1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›2
โ€ข Dengan memisahkan urutan positif dan urutan negatif
didapatkan
๐‘‰๐‘Ž๐‘1 = 1 โˆ’ ๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 = 3โˆ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1
๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = 1 โˆ’ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 = 3โˆ  โˆ’ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2
Universitas
Negeri
Surabaya
16
โ€ข Komponen urutan positif dan negatif untuk tegangan line to
line dan line to neutral dapat dilihat sebagai berikut
โ€ข Jika tegangan ke netral dalam per unit dengan referensi
tegangan base ke netral dan tegangan line to line dalam per
unit dengan referensi tegangan base line to line maka pengali
โˆš3 dihilangkan dalam persamaan diatas.
Universitas
Negeri
Surabaya
17
โ€ข Gambar impedansi simetris : a) terhubung โˆ† b) terhubung Y
โ€ข Dari gambar diatas diketahui Vab/Iab = Zโˆ† ketika tidak ada
sumber atau kopling bersama didalam sirkuit โˆ†.
โ€ข Jika terdapat urutan positif dan negatif, maka
๐‘‰๐‘Ž๐‘1
๐ผ๐‘Ž๐‘1
= ๐‘โˆ† =
๐‘‰๐‘Ž๐‘2
๐ผ๐‘Ž๐‘2
Universitas
Negeri
Surabaya
18
โ€ข Dengan mensubtitusikan persamaan arus dan tegangan diatas
didapatkan
โˆš3๐‘‰๐‘Ž๐‘›1โˆ 30ยฐ
๐ผ๐‘Ž
โˆš3
โˆ 30ยฐ
= ๐‘โˆ† =
3๐‘‰๐‘Ž๐‘›2โˆ  โˆ’ 30ยฐ
๐ผ๐‘Ž2
โˆš3
โˆ  โˆ’ 30ยฐ
๐‘‰๐‘Ž๐‘›1
๐ผ๐‘Ž1
=
๐‘โˆ†
3
=
๐‘‰๐‘Ž๐‘›2
๐ผ๐‘Ž2
โ€ข Sehingga terlihat bahwa impedansi terhubung โˆ† (Zโˆ†) adalah
ekivalen dengan impedansi per fasa yang terhubung Y (ZY =
Zโˆ†/3) seperti pada gambar di bawah.
Universitas
Negeri
Surabaya
19
Contoh soal 1
Tiga resistor identik terhubung Y pada sisi tegangan rendah
dengan rating 3 fasa sebesar 2300 V dan 500 kVA. Jika tegangan
pada resistor itu adalah
|Vab| = 1840 V |Vbc| = 2760 V |Vca| = 2300 V
Tentukan arus dan tegangan line dalam per unit yang masuk
ke beban resistor. Diasumsikan bahwa netral beban tidak
terhubung dengan netral sistem dan dipilih base 2300 V, 500
kVA.
Universitas
Negeri
Surabaya
20
Jawab
โ€ข Rating dari beban sama dengan rating dari sistem base, sehingga nilai
dari resistansi adalah 1.0 per unit. Pada sistem base yang sama tegangan
saluran dalam per unit adalah
|Vab| = 0,8 |Vbc| = 1,2 |Vca| = 1,0
Diasumsikan sudut Vca sebesar 180ยฐ. Dan dengan menggunakan hukum
cosines untuk menemukan sudut yang lain dari masing-masing saluran,
kita dapatkan :
Vab = 0,8โˆ 82,8ยฐ Vbc = 1,2โˆ -41,4ยฐ Vca = 1,0โˆ 180ยฐ
Komponen simetris dari tegangan line adalah
๐‘‰๐‘Ž๐‘1 =
1
3
0,8โˆ 82,8ยฐ + 1,2โˆ 120ยฐ โˆ’ 41,4ยฐ + 1,0โˆ 240ยฐ + 180ยฐ
= 0,279 + ๐‘—0,946 = 0,985โˆ 73,6ยฐ per satuan (tegangan base line to line)
๐‘‰๐‘Ž๐‘2 =
1
3
0,8โˆ 82,8ยฐ + 1,2โˆ 240ยฐ โˆ’ 41,4ยฐ + 1,0โˆ 120ยฐ + 180ยฐ
= โˆ’0,179 โˆ’ ๐‘—0,152 = 0,235โˆ 220,3ยฐ per satuan (tegangan base line to
line)
Universitas
Negeri
Surabaya
21
Dengan tidak adanya koneksi netral, berarti arus urutan nol tidak
ada. Oleh karena itu, tegangan fasa pada beban hanya terdapat
komponen urutan positif dan negatif saja.
Tegangan fasa dicari dengan menghilangkan pengali โˆš3 karena
tegangan line diekspresikan dalam tegangan base line to line
dan tegangan fasa dinyatakan dalam per unit tegangan base ke
netral. Sehingga,
Van1 = 0,9857 โˆ  73,6ยฐ โ€“ 30ยฐ = 0,9857 โˆ  43,6ยฐ per unit (tegangan
base line to netral)
Van2 = 0,2346 โˆ  220,3ยฐ + 30ยฐ = 0,2346 โˆ  250,3ยฐ per unit
(tegangan base line to netral)
Karena masing-masing resistor mempunyai impedansi sebesar
1โˆ 0ยฐ per unit, maka
๐ผ๐‘Ž1 =
๐‘‰๐‘Ž1
1โˆ 0ยฐ
= 0,9857โˆ 43,6ยฐ per unit
๐ผ๐‘Ž2 =
๐‘‰๐‘Ž2
1โˆ 0ยฐ
= 0,2346โˆ 250,3ยฐ per unit
Universitas
Negeri
Surabaya
22
Daya pada komponen simetris
โ€ข Jika komponen simetris arus dan tengan diketahui, maka daya yang
terpakai pada rangkaian tiga-fasa dapat langsung dihitung dari
komponen tersebut.
โ€ข Daya kompleks yang mengalir pada sirkuit 3 fasa melalui ketiga
saluran a, b dan c adalah
โ€ข Dimana Va, Vb, dan Vc adalah tegangan terminal dan Ia, Ib, dan Ic
adalah arus yang mengalir melalui sirkuit pada ketiga saluran.
โ€ข Saluran netral bisa ada bisa tidak. Jika ada impedansi pada saluran
netral ke tanah, maka tegangan Va, Vb, dan Vc harus diintrepretasikan
sebagai tegangan saluran ke tanah.
Universitas
Negeri
Surabaya
23
*
*
*
3 c
c
b
b
a
a I
V
I
V
I
V
JQ
P
S ๏€ซ
๏€ซ
๏€ฝ
๏€ซ
๏€ฝ
๏ฆ
โ€ข Dalam bentuk matrik didapatkan
๐‘†3โˆ… = ๐‘‰
๐‘Ž ๐‘‰๐‘ ๐‘‰
๐‘
๐ผ๐‘Ž
๐ผ๐‘
๐ผ๐‘
โˆ—
=
๐‘‰
๐‘Ž
๐‘‰๐‘
๐‘‰
๐‘
๐‘‡
๐ผ๐‘Ž
๐ผ๐‘
๐ผ๐‘
โˆ—
โ€ข Dengan memasukkan komponen simetris arus dan tegangan maka
didapatkan
๐‘†3โˆ… = A๐‘‰ T
AI โˆ—
Dimana ๐‘‰ =
๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2
I =
๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž1
๐ผ๐‘Ž2
โ€ข Sesuai dengan aturan reversal rule didapatkan
๐‘†3โˆ… = ๐‘‰๐‘‡
๐ด๐‘‡
๐ด๐ผ โˆ—
โ€ข Karena AT = A dan bahwa a dan a2 adalah pasangan, kita dapatkan
๐‘บ = ๐‘ฝ๐’‚๐ŸŽ ๐‘ฝ๐’‚๐Ÿ ๐‘ฝ๐’‚๐Ÿ
๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ
๐Ÿ ๐’‚๐Ÿ ๐’‚
๐Ÿ ๐’‚ ๐’‚๐Ÿ
๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ
๐Ÿ ๐’‚ ๐’‚๐Ÿ
๐Ÿ ๐’‚๐Ÿ ๐’‚
๐‘ฐ๐’‚๐ŸŽ
๐‘ฐ๐’‚๐Ÿ
๐‘ฐ๐’‚๐Ÿ
โˆ—
Universitas
Negeri
Surabaya
24
โ€ข Karena AT.A* sama dengan
3
1 0 0
0 1 0
0 0 1
๐‘† = 3 ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2
๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž1
๐ผ๐‘Ž2
โˆ—
โ€ข Jadi daya kompleks adalah
โ€ข Ketika daya komplek 3 fasa di ekspresikan dalam per unit
voltampere base, maka faktor pengali 3 dihilangkan.
Universitas
Negeri
Surabaya
25
*
2
2
*
1
1
*
0
0
*
*
*
3 3
3
3 a
a
a
a
a
a
c
c
b
b
a
a I
V
I
V
I
V
I
V
I
V
I
V
S ๏€ซ
๏€ซ
๏€ฝ
๏€ซ
๏€ซ
๏€ฝ
๏ฆ
Contoh Soal 2
โ€ข Dengan menggunakan komponen simetris, hitung daya yang
diserap oleh beban pada contoh 1 dan cek kebenarannya.
โ€ข Jawab :
dalam per unit sistem 3 fasa 500 kVA base, persamaan daya
menjadi
Dengan mensubtitusikan komponen arus dan tegangan dari
contoh 1 didapatkan
๐‘†3โˆ… = 0 + 0,9857โˆ 43,6ยฐ๐‘ฅ0,9857โˆ  โˆ’ 43,6ยฐ
+ 0,2346โˆ 250,3ยฐ๐‘ฅ0,2346โˆ  โˆ’ 250,3ยฐ
= 0,9857 2
+ 0,2346 2
= 1,02664 per unit = 513,32 kW
Universitas
Negeri
Surabaya
26
*
2
2
*
1
1
*
0
0
3 a
a
a
a
a
a I
V
I
V
I
V
S ๏€ซ
๏€ซ
๏€ฝ
๏ฆ
โ€ข Nilai resistor per fasa yang terhubung Y dalam per unit adalah
1.0 per unit. Dalam ohm yaitu
๐‘…๐‘Œ =
(2300)2
500.000
= 10,58 โ„ฆ
Dan nilai resistor ekivalen yang terhubung โˆ† adalah
๐‘…โˆ† = 3๐‘…๐‘Œ = 31,74 โ„ฆ
Daya yang diserap beban adalah
๐‘†3โˆ… =
๐‘‰๐‘Ž๐‘
2
๐‘…โˆ†
+
๐‘‰๐‘๐‘
2
๐‘…โˆ†
+
๐‘‰
๐‘’๐‘Ž
2
๐‘…โˆ†
๐‘†3โˆ… =
(1840)2
+ (2760)2
+ (2300)2
๐‘…โˆ†
๐‘†3โˆ… = 513,33 kW
Universitas
Negeri
Surabaya
27
Impedansi jaringan urutan
hubungan โˆ† dan Y
โ€ข Jika impedansi Zn dihubungkan antara netral dan ground dari
impedansi yang terhubung Y (gambar dibawah), maka jumlah
dari arus saluran sama dengan arus In yang mengalir melalui
netral.
๐ผ๐‘› = ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘
โ€ข dengan memasukkan komponen simetris dari arus saluran
tidak seimbang, maka didapatkan
๐ผ๐‘› = 3๐ผ๐‘Ž0
โ€ข Karena arus zero sequence sama dengan 3Ia0 maka tegangan
antara netral dan ground sebesar 3Ia0Zn.
โ€ข Sehingga tegangan fasa a terhadap ground adalah
๐‘‰
๐‘Ž = ๐‘‰
๐‘Ž๐‘› + ๐‘‰
๐‘›
dimana ๐‘‰
๐‘› = 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘›
Universitas
Negeri
Surabaya
28
Universitas
Negeri
Surabaya
29
โ€ข Berdasarkan gambar diatas, tegangan jatuh antara line a, b, dan c
adalah
๐‘‰
๐‘Ž
๐‘‰๐‘
๐‘‰
๐‘
=
๐‘‰
๐‘Ž๐‘›
๐‘‰๐‘๐‘›
๐‘‰
๐‘๐‘›
+
๐‘‰
๐‘›
๐‘‰
๐‘›
๐‘‰
๐‘›
= ๐‘Y
๐ผ๐‘Ž
๐ผ๐‘
๐ผ๐‘
+ 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘›
1
1
1
โ€ข Dengan memasukkan komponen urutan, tegangan dan arus a-b-c
pada persamaan diatas dapat diganti dengan
๐ด
๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2
= ๐‘Y๐ด
๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž1
๐ผ๐‘Ž2
+ 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘›
1
1
1
โ€ข Dengan meng-invers matrik A didapatkan
๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2
= ๐‘Y
๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž1
๐ผ๐‘Ž2
+ 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘›๐ดโˆ’1
1
1
1
๐‘‰๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2
= ๐‘Y
๐ผ๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž1
๐ผ๐‘Ž2
+ 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘›
1
0
0
Sehingga dapat ditulis
๐‘‰๐‘Ž0 = ๐‘Y + 3๐‘๐‘› ๐ผ๐‘Ž0 = ๐‘0๐ผ๐‘Ž0
๐‘‰๐‘Ž1 = ๐‘Y๐ผ๐‘Ž1 = ๐‘1๐ผ๐‘Ž1
๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘Y๐ผ๐‘Ž2 = ๐‘2๐ผ๐‘Ž2
โ€ข Dari persamaan diatas terlihat bahwa arus pada satu urutan
menyebabkan tegangan drop hanya pada urutan yang sama
pada hubungan โˆ† atau Y dengan impedansi simetris pada
setiap fasa.
Universitas
Negeri
Surabaya
30
Universitas
Negeri
Surabaya
31
Gambar urutan nol, positif dan negatif.
Gambar (a) disebut juga dengan sirkuit urutan nol karena berhubungan dengan
tegangan urutan nol (Va0) dan arus urutan nol (Ia0) dan oleh karena itu dapat
dicari impedansi urutan nol, yaitu
๐‘‰๐‘Ž0
๐ผ๐‘Ž0
= ๐‘0 = ๐‘Y + 3๐‘๐‘›
Z1 pada gambar (b) disebut impedansi urutan positif sedangkan Z2 pada gambar
(c) disebut impedansi urutan negatif.
Impedansi urutan positif dan negatif adalah sama dengan impedansi per fasa ZY
โ€ข Tegangan pada urutan positif dan negatif dapat disebut juga
tegangan yang diukur terhadap netral atau ground walaupun
ada atau tidak ada impedansi Zn antara netral dan ground.
โ€ข Sehingga bisa dikatakan tidak ada perbedaan antara Va1 dan
Van1 pada urutan positif atau Va2 dan Van2 pada urutan negatif.
โ€ข Jika netral dari rangkaian Y digroundkan melalui impedansi
nol, maka Zn = 0. Jika netral tidak dihubungkan ke ground,
maka tidak ada arus urutan nol yang mengalir seperti tampak
pada gambar dibawah (Zn = โˆž)
Universitas
Negeri
Surabaya
32
โ€ข Pada hubungan โˆ† tidak terdapat saluran netral, sehingga arus
saluran yang mengalir pada beban yang terhubung โˆ† tidak
terdapat komponen urutan nol.
โ€ข Dari gambar diatas didapatkan
๐‘‰๐‘Ž๐‘ = ๐‘โˆ†๐ผ๐‘Ž๐‘ ๐‘‰๐‘๐‘ = ๐‘โˆ†๐ผ๐‘๐‘ ๐‘‰
๐‘๐‘Ž = ๐‘โˆ†๐ผ๐‘๐‘Ž
๐‘‰๐‘Ž๐‘ + ๐‘‰๐‘๐‘ + ๐‘‰
๐‘๐‘Ž = 3๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = 3๐‘โˆ†๐ผ๐‘Ž๐‘0
Dan karena jumlah dari tegangan line to line selalu 0, maka
๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘0 = 0
Universitas
Negeri
Surabaya
33
โ€ข Oleh karena itu, pada sirkuit dengan hubungan โˆ† yang hanya
mempunyai impedansi saja dan tidak ada sumber tegangan
atau kopling bersama maka tidak ada arus yang berputar.
โ€ข Sirkuit ekivalen urutan nol dapat dilihat pada gambar di bawah
Universitas
Negeri
Surabaya
34
Contoh soal 3
โ€ข Tiga impedansi yang sama sebesar j21 โ„ฆ terhubung โˆ†.
Tentukan urutan impedansi dan kombinasi sirkuitnya.
Dengan cara yang sama, tentukan urutan impedansi dan
kombinasi sirkuitnya apabila terdapat impedansi
bersama sebesar j6 โ„ฆ pada setiap cabang saluran โˆ†.
Universitas
Negeri
Surabaya
35
Jawab
Tegangan line-to-line berdasarkan arus yang mengalir pada hubungan
โˆ†
๐‘‰๐‘Ž๐‘
๐‘‰๐‘๐‘
๐‘‰
๐‘๐‘Ž
=
๐‘—21 0 0
0 ๐‘—21 0
0 0 ๐‘—21
๐ผ๐‘Ž๐‘
๐ผ๐‘๐‘
๐ผ๐‘๐‘Ž
Dalam bentuk komponen simetris tegangan dan arus
A
๐‘‰๐‘Ž๐‘0
๐‘‰๐‘Ž๐‘1
๐‘‰๐‘Ž๐‘2
=
๐‘—21 0 0
0 ๐‘—21 0
0 0 ๐‘—21
A
๐ผ๐‘Ž๐‘0
๐ผ๐‘Ž๐‘1
๐ผ๐‘Ž๐‘2
๐‘‰๐‘Ž๐‘0
๐‘‰๐‘Ž๐‘1
๐‘‰๐‘Ž๐‘2
= ๐‘—21
1 0 0
0 1 0
0 0 1
Aโˆ’1. A
๐ผ๐‘Ž๐‘0
๐ผ๐‘Ž๐‘1
๐ผ๐‘Ž๐‘2
๐‘‰๐‘Ž๐‘0
๐‘‰๐‘Ž๐‘1
๐‘‰๐‘Ž๐‘2
= ๐‘—21
๐ผ๐‘Ž๐‘0
๐ผ๐‘Ž๐‘1
๐ผ๐‘Ž๐‘2
Universitas
Negeri
Surabaya
36
โ€ข Sirkuit urutan positif dan negatif mempunyai impedansi per
fasa sebesar Z1 = j7 โ„ฆ, dan karena Vab0 = 0, arus urutan nol Iab0
= 0 sehingga sirkuit urutan nol open circuit.
โ€ข Resistansi j21 โ„ฆ pada sirkuit urutan nol akan berpengaruh jika
terdapat sumber pada rangkaian โˆ†.
โ€ข Bagaimana dengan kasus yang terdapat impedansi bersama??
Universitas
Negeri
Surabaya
37
Sirkuit Urutan dari Saluran
Transmisi Simetris
โ€ข Gambar diatas adalah gambar aliran arus tidak seimbang pada
saluran tiga fasa simetris dengan konduktor netral.
โ€ข Impedansi sendiri Zaa adalah salam untuk setiap fasa dan netral nya
mempunyai impedansi sendiri Znn.
โ€ข Ketika arus Ia, Ib, Ic pada konduktor fasa tidak seimbang, konduktor
netral bertindak sebagai jalur kembali.
Universitas
Negeri
Surabaya
38
โ€ข Semua arus diasumsikan positif seperti pada arah yang
ditunjukkan pada gambar diatas walaupun beberapa nilai nya
dapat dimungkinkan negatif dalam kondisi tidak seimbang
yang disebabkan oleh gangguan.
โ€ข Karena adanya kopling bersama. Arus yang mengalir pada
salah satu fasa akan menginduksikan tegangan pada setiap
fasa yang lain dan pada konduktor netral.
โ€ข Hal yang sama terjadi, In pada konduktor netral akan
menginduksikan tegangan pada setiap fasa.
โ€ข Kopling antara semua konduktor tiga fasa dianggap simetris
dan impedansi bersama Zab diasumsikan diantara setiap
pasangan konduktor fasa. Zan Impedansi mutual antara
konduktor netral dan setiap fasa.
Universitas
Negeri
Surabaya
39
โ€ข Tegangan yang terinduksi di fasa a oleh arus pada dua konduktor
fasa yang lain dan konduktor netral diperlihatkan sebagai sumber
pada sirkuit tertutup seperti gambar di bawah.
โ€ข Dengan mengaplikasikan hukum kirchoff tegangan pada sirkuit
diatas didapatkan.
๐‘‰
๐‘Ž๐‘› = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘› + ๐‘‰๐‘Žโ€ฒ๐‘›โ€ฒ โˆ’ (๐‘๐‘›๐‘›๐ผ๐‘› + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘
+ ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘Ž)
Dimana voltage drop sepanjang saluran adalah
๐‘‰
๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘Žโ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ + (๐‘๐‘Ž๐‘›โˆ’๐‘๐‘›๐‘›)๐ผ๐‘›
Universitas
Negeri
Surabaya
40
โ€ข Persamaan yang sama dapat dituliskan untuk fasa b dan c
๐‘‰๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ
= ๐‘๐‘Ž๐‘Ž โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘๐‘›๐‘› ๐ผ๐‘›
๐‘‰
๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘๐‘›๐‘› ๐ผ๐‘›
Ketika arus Ia, Ib, dan Ic ,kembali bersama sebagai arus netral In pada
konduktor netral, maka
๐ผ๐‘› = โˆ’ ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘
Dengan mensubtitusikan In pada persamaan diatas didapatkan
๐‘‰
๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘Žโ€ฒ๐‘›โ€ฒ
= ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘
+ ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘
๐‘‰๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ
= ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘
+ ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘
๐‘‰
๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ
= ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘
+ ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘
Universitas
Negeri
Surabaya
41
โ€ข Koefisien pada persamaan diatas menunjukkan bahwa dengan
adanya konduktor netral merubah impedansi sendiri dan
impedansi bersama pada konduktor fasa dengan nilai
๐‘๐‘  โ‰… ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘›
๐‘๐‘š โ‰… ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘›
โ€ข Dengan menggunakan definisi diatas maka dapat ditulis
Voltage drop pada konduktor fasa diberikan oleh
Universitas
Negeri
Surabaya
42
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒป
๏ƒน
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒซ
๏ƒฉ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒป
๏ƒน
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒซ
๏ƒฉ
๏€ฝ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒป
๏ƒน
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒซ
๏ƒฉ
๏€ญ
๏€ญ
๏€ญ
๏€ฝ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒบ
๏ƒป
๏ƒน
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒช
๏ƒซ
๏ƒฉ
c
b
a
s
m
m
m
s
m
m
m
s
n
c
cn
n
b
bn
n
a
an
cc
bb
aa
I
I
I
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
Z
V
V
V
V
V
V
V
V
V
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
'
n
a
an
aa
V
V
V ๏€ญ
๏€ '
'
'
n
b
bn
bb
V
V
V ๏€ญ
๏€ '
'
'
n
c
cn
cc
V
V
V ๏€ญ
๏€
โ€ข Voltage drop dan arus pada saluran dapat ditulis dalam
bentuk komponen simetrisnya sehingga dengan fasa a sebagai
referensi maka didapatkan
โ€ข Dengan mengalikan A-1, maka
Universitas
Negeri
Surabaya
43
โ€ข Dengan mendefinisikan impedansi urutan nol, positif dan
negatif dalam bentuk Zs dan Zm maka :
โ€ข Komponen urutan tegangan antara dua ujung saluran dapat
ditulis dalam bentuk sederhana
Universitas
Negeri
Surabaya
44
โ€ข Sirkuit urutan untuk saluran simetris
Universitas
Negeri
Surabaya
45
โ€ข Tegangan pada gambar diatas diperoleh dari
dimana urutan komponen dari tegangan Va dan Vaโ€™ adalah
terhadap ground ideal.
Universitas
Negeri
Surabaya
46
Sirkuit Urutan Mesin Sinkron
โ€ข Generator sinkron yang di groundkan melalui reaktor dapat
dilihat pada gambar di bawah.
Universitas
Negeri
Surabaya
47
Ketika terjadi gangguan pada
terminal dari generator, arus Ia, Ib,
dan Ic akan mengalir melalui
saluran.
Jika gangguan melibatkan ground,
maka arus In akan mengalir menuju
kawat netral dari generator, dan
arus saluran dapat diselesaikan
dengan menggunakan komponen
simetri nya tanpa memandang
besarnya ketidak seimbangan.
โ€ข Tegangan terminal pada fasa a adalah
๐‘‰
๐‘Ž๐‘› = โˆ’๐‘…๐‘–๐‘Ž โˆ’ ๐ฟ๐‘  + ๐‘€๐‘ 
๐‘‘๐‘–๐‘Ž
๐‘‘๐‘ก
+ ๐‘’๐‘Ž๐‘›
โ€ข Dalam kondisi steady state,
โ€ข Dimana Ean adalah tegangan internal sinkron dari mesin, Ls =
induktansi sendiri, Ms = induktansi bersama.
โ€ข Mesin sinkron diasumsikan dalam kondisi ideal sehingga
๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ = 0
โ€ข Subtitusikan Ia = -(Ib+Ic), sehingga
โ€ข Untuk fasa b dan c dari mesin sinkron ideal didapatkan
Universitas
Negeri
Surabaya
48
โ€ข Dalam bentuk matrik dapat dituliskan
โ€ข Dengan memasukkan komponen urutan nol, positif dan
negatif maka
Universitas
Negeri
Surabaya
49
โ€ข Karena generator sinkron di desain untuk mensuplai tegangan
tiga fasa yang seimbang, kita dapat melihat bahwa tegangan
Ean, Ebn, dan Ecn yang dibangkitkan sebagai komponen urutan
positif dimana operator a = 1โˆ 120ยฐ dan a2 = 1โˆ 240ยฐ. Maka
didapatkan
โ€ข Dengan urutan positif, negatif dan nol dipisahkan
didapatkan
Universitas
Negeri
Surabaya
50
โ€ข Persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi
โ€ข Dimana Zg0 , Z1 , dan Z2 adalah impedansi urutan nol, positif
dan negatif.
Universitas
Negeri
Surabaya
51
Universitas
Negeri
Surabaya
52
โ€ข Sirkuit urutan pada gambar di atas adalah sirkuit ekivalen satu
fasa dari mesin tiga fasa seimbang dimana komponen simetris
dari ketidak seimbangan arus dimisalkan ada.
โ€ข Arus komponen urutan mengalir melalui impedansi hanya
pada urutannya saja, hal ini karena mesin simetris terhadap
fasa a, b dan c.
โ€ข Sirkuit urutan positif terdapat emf yang terhubung seri dengan
impedansi urutan positif dari generator.
โ€ข Sirkuit urutan negatif dan nol, tidak mempunyai emf.
โ€ข Node referensi untuk urutan positif dan negatif adalah netral
dari generator.
โ€ข Jika terdapat hubungan antara netral generator dengan
ground dengan impedansi tertentu maka netral dari generator
tersebut akan mempunyai tegangan.
Universitas
Negeri
Surabaya
53
โ€ข Arus yang melalui impedansi Zn antara netral dan ground adalah 3Ia0
. Dengan mengacu pada gambar diatas maka tegangan drop pada
urutan nol, dari point a ke ground adalah
โˆ’๐Ÿ‘๐‘ฐ๐’‚๐ŸŽ๐’๐’ โˆ’ ๐‘ฐ๐’‚๐ŸŽ๐’๐’ˆ๐ŸŽ
Dimana Zg0 adalah impedansi urutan nol per fasa dari generator.
Impedansi urutan nol total yang dilalui oleh Ia0 adalah
๐‘0 = 3๐‘๐‘› + ๐‘๐‘”0
Tegangan drop dari titik a ke node referensi (ground) pada fasa a
adalah
๐‘‰๐‘Ž0 = โˆ’๐ผ๐‘Ž0๐‘0
๐‘‰๐‘Ž1 = ๐ธ๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐ผ๐‘Ž1๐‘1
๐‘‰๐‘Ž2 = โˆ’๐ผ๐‘Ž2๐‘2
Dimana Ean adalah tegangan urutan nol terhadap netral, Z1 dan Z2
adalah urutan impedansi urutan positif dan negatif dari generator
Universitas
Negeri
Surabaya
54
Urutan sirkuit dari
Transformator Y - โˆ†
โ€ข Sirkuit urutan ekivalen dari tranformator tiga fasa tergantung
dari koneksi/hubungan belitan primer dan sekunder.
โ€ข Kombinasi yang berbeda dari belitan โˆ† dan Y akan
menentukan konfigurasi dari sirkuit urutan nol dan pergeseran
fasa pada sirkuit urutan positif dan negatif.
โ€ข Arus primer ditentukan oleh arus sekunder dan perbandingan
/ rasio dari belitan, dengan arus magnetisasi diabaikan.
โ€ข Gambar dibawah adalah rangkuman dari macam-macam
koneksi berikut dengan sirkuit urutan nol nya.
โ€ข Anak panah dari diagram hubungan menunjukkan jalur untuk
arus urutan nol.
โ€ข Tidak adanya anak panah menunjukkan bahwa hubungan
tranformator tersebut mengakibatkan arus urutan nol tidak
mengalir
Universitas
Negeri
Surabaya
55
Universitas
Negeri
Surabaya
56
โ€ข Kasus 1. Hubungan Y โ€“ Y masing di groundkan
Gambar pada kasus 1 diatas menunjukkan hubungan Y โ€“ Y
dihubungkan ke ground melalui impedansi ZN pada sisi tegangan
tinggi dan Zn pada sisi tegangan rendah. Arah pada gambar
menunjukkan arah arus .
Langkah pertama adalah dengan memperlakukan transformator
sebagai ideal. Langkah selanjutnya adalah dengan menentukan
tegangan terhadap ground dengan satu subscript seperti VA, VN,
dan Va . Tegangan terhadap netral mempunyai 2 subscript yaitu
VAN, dan Van.
Huruf besar ditujukan untuk tegangan tinggi dan huruf kecil
ditujukan untuk tegangan rendah.
Universitas
Negeri
Surabaya
57
โ€ข Gambar a) transformer terhubung Y โ€“ Y dengan kedua sisi tegangan terhubung ground
melalui impedansi b) Pasangan belitan yang terhubung magnet
Universitas
Negeri
Surabaya
58
Tegangan yang terukur terhadap ground pada sisi tegangan
tinggi adalah
๐‘‰๐ด = ๐‘‰๐ด๐‘ + ๐‘‰๐‘
Dengan mensubtitusikan komponen simetrisnya maka
๐‘‰๐ด0 + ๐‘‰๐ด1 + ๐‘‰๐ด2 = ๐‘‰๐ด๐‘0 + ๐‘‰๐ด๐‘1 + ๐‘‰๐ด๐‘2 + 3๐‘๐‘๐ผ๐ด0
Pada sisi tegangan rendah
๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›0 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ 3๐‘๐‘›๐ผ๐‘Ž0
Terdapat tanda minus karena arah dari Ia0 keluar dari
transformer menuju saluran pada sisi tegangan rendah.
Tegangan dan arus pada kedua sisi dari transformer sesuai
dengan rasio N1/N2 sehingga,
๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2
=
๐‘2
๐‘1
๐‘‰๐ด๐‘0 +
๐‘2
๐‘1
๐‘‰๐ด๐‘1 +
๐‘2
๐‘1
๐‘‰๐ด๐‘2 โˆ’ 3๐‘๐‘›
๐‘1
๐‘2
๐ผ๐ด0
Universitas
Negeri
Surabaya
59
Dengan mengalikan N1/N2 didapatkan
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐ด๐‘0 + ๐‘‰๐ด๐‘1 + ๐‘‰๐ด๐‘2 โˆ’ 3๐‘๐‘›
๐‘1
๐‘2
2
๐ผ๐ด0
Subtitusikan (VAN0 + VAN1 + VAN2) didapatkan
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2
= ๐‘‰๐ด0 + ๐‘‰๐ด1 + ๐‘‰๐ด2 โˆ’ 3๐‘๐‘๐ผ๐ด0 โˆ’ 3๐‘๐‘›
๐‘1
๐‘2
2
๐ผ๐ด0
Dengan memisahkan sesuai komponen urutannya didapatkan
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž1 = ๐‘‰๐ด1
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐ด2
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž0 = ๐‘‰๐ด1 โˆ’ 3๐‘๐‘ + 3๐‘๐‘›
๐‘1
๐‘2
2
๐ผ๐ด0
Universitas
Negeri
Surabaya
60
โ€ข Sirkuit ekivalen urutan nol dapat dilihat pada gambar dibawah
โ€ข Pada sisi tegangan tinggi terdapat Z yang merupakan
impedansi bocor sehingga total impedansi yang dilalui arus
urutan nol adalah Z + 3ZN + 3(N1/N2)2 Zn dengan referensi
terhadap sisi tegangan tinggi.
โ€ข Jika tegangan pada kedua sisi transformer diekspresikan dalam
per unit pada base kilovolt line-to-line, maka rasio belitan
N1/N2 dihilangkan sehingga didapatkan sirkuit urutan nol
seperti pada gambar kasus 1
๐‘0 = ๐‘ + 3๐‘๐‘ + 3๐‘๐‘› per unit
Universitas
Negeri
Surabaya
61
โ€ข Kasus 2. Hubungan Y โ€“ Y salah satu netral di groundkan
Jika salah satu netral dari hubungan Y โ€“ Y tidak di groundkan,
arus urutan nol tidak dapat mengalir pada belitan. Hal ini sama
dengan membuat ZN atau Zn sama dengan โˆž. Karena hilangnya
jalur pada salah satu belitan maka timbul open circuit untuk arus
urutan nol antara kedua bagian sistem yang terhubung oleh
transformator, seperti pada tabel gambar kasus 2 diatas.
Universitas
Negeri
Surabaya
62
โ€ข Kasus 3. Hubungan โˆ† โ€“ โˆ†
Jumlah fasor tegangan line-to-line sama dengan nol pada setiap
sisi dari transformator hubungan โˆ† - โˆ†, sehingga VAB0 = Vab0 = 0.
โ€ข Dengan mengaplikasikan aturan notasi dot, maka didapatkan
๐‘‰๐ด๐ต =
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž๐‘
๐‘‰๐ด๐ต1 + ๐‘‰๐ด๐ต2 =
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž๐‘1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘2
Universitas
Negeri
Surabaya
63
Tegangan line-to-line dapat ditulis sebagai tegangan line-to-
neutral berdasarkan rumus dibawah
3๐‘‰๐ด๐‘1โˆ 30ยฐ + 3๐‘‰๐ด๐‘2โˆ  โˆ’ 30ยฐ =
๐‘1
๐‘2
3๐‘‰๐‘Ž๐‘›1โˆ 30ยฐ + 3๐‘‰๐‘Ž๐‘›2โˆ  โˆ’ 30ยฐ
Sehingga
๐‘‰๐ด๐‘1 =
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 ๐‘‰๐ด๐‘2 =
๐‘1
๐‘2
๐‘‰๐‘Ž๐‘›2
Oleh karena itu sirkuit ekivalen urutan positif dan negatif untuk
transformer โˆ† - โˆ† sama dengan sirkuit ekivalen per fasa seperti
yang telah dijelaskan sebelumnya.
Karena hubungan โˆ† tidak ada jalur netral untuk arus urutan nol,
maka tidak ada arus urutan nol yang mengalir melalui kedua sisi
hubungan โˆ† - โˆ†
Karena IA0 = Ia0 = 0 pada gambar diatas, maka kita dapatkan
sirkuit ekivalen urutan nol sama seperti pada tabel gambar
kasus 3.
Universitas
Negeri
Surabaya
64
Contoh
โ€ข Gambarkan rangkaian urutan nol untuk gambar dibawah
Universitas
Negeri
Surabaya
65

More Related Content

What's hot

Pengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generatorPengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generatorPutri Berlian Abadi
ย 
Transistor sebagai saklar
Transistor sebagai saklarTransistor sebagai saklar
Transistor sebagai saklarteguh wicaksono
ย 
13 jembatan arus bolak โ€“ balik
13 jembatan arus bolak โ€“ balik13 jembatan arus bolak โ€“ balik
13 jembatan arus bolak โ€“ balikSimon Patabang
ย 
Karakteristik Dioda
Karakteristik DiodaKarakteristik Dioda
Karakteristik DiodaAdy Purnomo
ย 
Unit 6 rangkaian tiga fase
Unit 6  rangkaian tiga faseUnit 6  rangkaian tiga fase
Unit 6 rangkaian tiga faseIndra S Wahyudi
ย 
8 perbaikan faktor daya
8 perbaikan faktor daya8 perbaikan faktor daya
8 perbaikan faktor dayaSimon Patabang
ย 
RL - Thevenin and Norton Theorems
RL - Thevenin and Norton TheoremsRL - Thevenin and Norton Theorems
RL - Thevenin and Norton TheoremsMuhammad Dany
ย 
12 rangkaian rlc pararel
12 rangkaian rlc  pararel12 rangkaian rlc  pararel
12 rangkaian rlc pararelSimon Patabang
ย 
PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1
PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1
PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1Maulana Ilham Saputra
ย 
Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1
Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1
Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1Faizin Pass
ย 
Partiel discharge dan korona
Partiel discharge dan koronaPartiel discharge dan korona
Partiel discharge dan koronaKornelia Pakiding
ย 
Penggunaan metode matriks impedans bus
Penggunaan metode matriks impedans busPenggunaan metode matriks impedans bus
Penggunaan metode matriks impedans busBogor
ย 
Laporan PKL Ichwanul Akbar.docx
Laporan PKL Ichwanul Akbar.docxLaporan PKL Ichwanul Akbar.docx
Laporan PKL Ichwanul Akbar.docxArifHasga
ย 
4 rangkaian ac paralel
4 rangkaian ac paralel4 rangkaian ac paralel
4 rangkaian ac paralelSimon Patabang
ย 
Transformator
TransformatorTransformator
Transformatorwibowow34
ย 
prosedur pengujian angka jam trafo
prosedur pengujian angka jam trafoprosedur pengujian angka jam trafo
prosedur pengujian angka jam trafoMelanda Kucing
ย 

What's hot (20)

Pengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generatorPengaturan tegangan pada generator
Pengaturan tegangan pada generator
ย 
Transistor sebagai saklar
Transistor sebagai saklarTransistor sebagai saklar
Transistor sebagai saklar
ย 
13 jembatan arus bolak โ€“ balik
13 jembatan arus bolak โ€“ balik13 jembatan arus bolak โ€“ balik
13 jembatan arus bolak โ€“ balik
ย 
Karakteristik Transistor
Karakteristik TransistorKarakteristik Transistor
Karakteristik Transistor
ย 
Karakteristik Dioda
Karakteristik DiodaKarakteristik Dioda
Karakteristik Dioda
ย 
Dioda
DiodaDioda
Dioda
ย 
OPERASI SISTEM TENAGA LISTRIK
OPERASI SISTEM TENAGA LISTRIKOPERASI SISTEM TENAGA LISTRIK
OPERASI SISTEM TENAGA LISTRIK
ย 
PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK
PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK
PROTEKSI SISTEM TENAGA LISTRIK
ย 
Unit 6 rangkaian tiga fase
Unit 6  rangkaian tiga faseUnit 6  rangkaian tiga fase
Unit 6 rangkaian tiga fase
ย 
8 perbaikan faktor daya
8 perbaikan faktor daya8 perbaikan faktor daya
8 perbaikan faktor daya
ย 
RL - Thevenin and Norton Theorems
RL - Thevenin and Norton TheoremsRL - Thevenin and Norton Theorems
RL - Thevenin and Norton Theorems
ย 
12 rangkaian rlc pararel
12 rangkaian rlc  pararel12 rangkaian rlc  pararel
12 rangkaian rlc pararel
ย 
PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1
PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1
PPT Pembangkitan Tegangan Tinggi Kelompok 1
ย 
Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1
Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1
Analisa sistem tenaga(sistem per unit)-1
ย 
Partiel discharge dan korona
Partiel discharge dan koronaPartiel discharge dan korona
Partiel discharge dan korona
ย 
Penggunaan metode matriks impedans bus
Penggunaan metode matriks impedans busPenggunaan metode matriks impedans bus
Penggunaan metode matriks impedans bus
ย 
Laporan PKL Ichwanul Akbar.docx
Laporan PKL Ichwanul Akbar.docxLaporan PKL Ichwanul Akbar.docx
Laporan PKL Ichwanul Akbar.docx
ย 
4 rangkaian ac paralel
4 rangkaian ac paralel4 rangkaian ac paralel
4 rangkaian ac paralel
ย 
Transformator
TransformatorTransformator
Transformator
ย 
prosedur pengujian angka jam trafo
prosedur pengujian angka jam trafoprosedur pengujian angka jam trafo
prosedur pengujian angka jam trafo
ย 

Similar to KOMPONEN SIMETRI.pdf

9 sistem 3 phasa beban seimbang
9  sistem  3 phasa beban seimbang9  sistem  3 phasa beban seimbang
9 sistem 3 phasa beban seimbangSimon Patabang
ย 
rangkaian_3_fasa.ppt
rangkaian_3_fasa.pptrangkaian_3_fasa.ppt
rangkaian_3_fasa.pptOkkyYuliana1
ย 
konsep_3_Fasa_(10-11).ppt
konsep_3_Fasa_(10-11).pptkonsep_3_Fasa_(10-11).ppt
konsep_3_Fasa_(10-11).pptjhonsiregar2
ย 
RL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASARL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASAMuhammad Dany
ย 
Unit 6 rangkaian tiga fase
Unit 6  rangkaian tiga faseUnit 6  rangkaian tiga fase
Unit 6 rangkaian tiga faseIndra S Wahyudi
ย 
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...Fathan Hakim
ย 
505-514 DWI IRFAN.pptx
505-514  DWI IRFAN.pptx505-514  DWI IRFAN.pptx
505-514 DWI IRFAN.pptxDwiKurniawan84
ย 
5 Sistem 3 Phasa
5  Sistem  3 Phasa5  Sistem  3 Phasa
5 Sistem 3 PhasaSimon Patabang
ย 
Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)
Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)
Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)Ajeng Rizki Rahmawati
ย 
6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf
6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf
6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdfSimon Patabang
ย 
Rangkaian Dasar Seri Paralel
Rangkaian Dasar Seri ParalelRangkaian Dasar Seri Paralel
Rangkaian Dasar Seri ParalelAris Widodo
ย 
Transformasi sumber (tegangan dan arus)
Transformasi sumber (tegangan dan arus)Transformasi sumber (tegangan dan arus)
Transformasi sumber (tegangan dan arus)Pamor Gunoto
ย 
Isi makalah TTL
Isi makalah TTLIsi makalah TTL
Isi makalah TTLOBOR 2
ย 
Laporan Praktikum Rangkaian Seri Paralel
Laporan Praktikum Rangkaian Seri ParalelLaporan Praktikum Rangkaian Seri Paralel
Laporan Praktikum Rangkaian Seri ParalelAnnisa Icha
ย 
materi Rangkaian arus bolak fisika SMA
materi Rangkaian arus bolak fisika SMAmateri Rangkaian arus bolak fisika SMA
materi Rangkaian arus bolak fisika SMAAjeng Rizki Rahmawati
ย 
BAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptx
BAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptxBAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptx
BAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptxVirablue02
ย 
Penyeimbangan trafo
Penyeimbangan trafoPenyeimbangan trafo
Penyeimbangan trafoMahfut Efendi
ย 
PPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptx
PPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptxPPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptx
PPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptxAuliaAgisnaRahmatika
ย 
Macam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).ppt
Macam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).pptMacam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).ppt
Macam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).pptsusilozamhari1
ย 
bab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.ppt
bab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.pptbab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.ppt
bab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.pptNealAjie1
ย 

Similar to KOMPONEN SIMETRI.pdf (20)

9 sistem 3 phasa beban seimbang
9  sistem  3 phasa beban seimbang9  sistem  3 phasa beban seimbang
9 sistem 3 phasa beban seimbang
ย 
rangkaian_3_fasa.ppt
rangkaian_3_fasa.pptrangkaian_3_fasa.ppt
rangkaian_3_fasa.ppt
ย 
konsep_3_Fasa_(10-11).ppt
konsep_3_Fasa_(10-11).pptkonsep_3_Fasa_(10-11).ppt
konsep_3_Fasa_(10-11).ppt
ย 
RL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASARL - RANGKAIAN 3 FASA
RL - RANGKAIAN 3 FASA
ย 
Unit 6 rangkaian tiga fase
Unit 6  rangkaian tiga faseUnit 6  rangkaian tiga fase
Unit 6 rangkaian tiga fase
ย 
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Sa...
ย 
505-514 DWI IRFAN.pptx
505-514  DWI IRFAN.pptx505-514  DWI IRFAN.pptx
505-514 DWI IRFAN.pptx
ย 
5 Sistem 3 Phasa
5  Sistem  3 Phasa5  Sistem  3 Phasa
5 Sistem 3 Phasa
ย 
Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)
Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)
Rangkaian AC SMA (fIsika unnes)
ย 
6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf
6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf
6 DAYA PADA RANGKAIAN RLC.pdf
ย 
Rangkaian Dasar Seri Paralel
Rangkaian Dasar Seri ParalelRangkaian Dasar Seri Paralel
Rangkaian Dasar Seri Paralel
ย 
Transformasi sumber (tegangan dan arus)
Transformasi sumber (tegangan dan arus)Transformasi sumber (tegangan dan arus)
Transformasi sumber (tegangan dan arus)
ย 
Isi makalah TTL
Isi makalah TTLIsi makalah TTL
Isi makalah TTL
ย 
Laporan Praktikum Rangkaian Seri Paralel
Laporan Praktikum Rangkaian Seri ParalelLaporan Praktikum Rangkaian Seri Paralel
Laporan Praktikum Rangkaian Seri Paralel
ย 
materi Rangkaian arus bolak fisika SMA
materi Rangkaian arus bolak fisika SMAmateri Rangkaian arus bolak fisika SMA
materi Rangkaian arus bolak fisika SMA
ย 
BAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptx
BAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptxBAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptx
BAB 1 LISTRIK DINASMIS.pptx
ย 
Penyeimbangan trafo
Penyeimbangan trafoPenyeimbangan trafo
Penyeimbangan trafo
ย 
PPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptx
PPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptxPPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptx
PPT LISTRIK ARUS SEARAH.pptx
ย 
Macam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).ppt
Macam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).pptMacam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).ppt
Macam2-Alat-Ukur-Penggunaanya Kedua OK (1).ppt
ย 
bab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.ppt
bab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.pptbab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.ppt
bab4macam2-alat-ukur-penggunaanya.ppt
ย 

Recently uploaded

ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxArisatrianingsih
ย 
Jual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan Konsultasi
Jual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan KonsultasiJual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan Konsultasi
Jual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan Konsultasissupi412
ย 
Kalor dan Perpindahan Kalor presentasi.ppt
Kalor dan Perpindahan Kalor presentasi.pptKalor dan Perpindahan Kalor presentasi.ppt
Kalor dan Perpindahan Kalor presentasi.pptAchmadDwitamaKarisma
ย 
Pengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistika
Pengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistikaPengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistika
Pengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistika3334230074
ย 
Gambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdf
Gambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdfGambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdf
Gambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdfYoyokSuwiknyo
ย 
397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx
397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx
397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptxVinaAmelia23
ย 
perbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptx
perbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptxperbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptx
perbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptxMuhamadIrfan190120
ย 
PPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptx
PPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptxPPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptx
PPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptxHeruHadiSaputro
ย 
Pelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman Madya
Pelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman MadyaPelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman Madya
Pelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman Madyadedekhendro370
ย 
Gambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdf
Gambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdfGambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdf
Gambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdfYoyokSuwiknyo
ย 
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxUTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxAndimarini2
ย 
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdfPengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdffitriAnnisa54
ย 
Contoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung Konstruksi
Contoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung KonstruksiContoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung Konstruksi
Contoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung KonstruksiIhsanGaffar3
ย 
Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...
Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...
Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...rororasiputra
ย 
Bahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufaktur
Bahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufakturBahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufaktur
Bahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufakturAhmadAffandi36
ย 
Pengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdf
Pengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdfPengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdf
Pengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdfPusatKeteknikanKehut
ย 
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxPresentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxyoodika046
ย 
PPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptx
PPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptxPPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptx
PPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptxssuserdfcb68
ย 

Recently uploaded (19)

ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptxppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ppt hidrolika_ARI SATRIA NINGSIH_E1A120026.pptx
ย 
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get CytotecAbortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
Abortion Pills In Doha // QATAR (+966572737505 ) Get Cytotec
ย 
Jual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan Konsultasi
Jual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan KonsultasiJual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan Konsultasi
Jual Cytotec Di Batam Ori ๐Ÿ‘™082122229359๐Ÿ‘™Pusat Peluntur Kandungan Konsultasi
ย 
Kalor dan Perpindahan Kalor presentasi.ppt
Kalor dan Perpindahan Kalor presentasi.pptKalor dan Perpindahan Kalor presentasi.ppt
Kalor dan Perpindahan Kalor presentasi.ppt
ย 
Pengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistika
Pengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistikaPengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistika
Pengujian (hipotesis) pak aulia ikhsan dalam ilmu statistika
ย 
Gambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdf
Gambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdfGambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdf
Gambar kerja TUREN KETAWANG malang jawa timur.pdf
ย 
397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx
397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx
397187784-Contoh-Kasus-Analisis-Regresi-Linear-Sederhana.pptx
ย 
perbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptx
perbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptxperbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptx
perbedaan jalan raya dan rel bahasa Indonesia.pptx
ย 
PPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptx
PPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptxPPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptx
PPT PELAKSANA LAPANGAN PERPIPAAN MADYA - IWAN SYAHRONI.pptx
ย 
Pelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman Madya
Pelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman MadyaPelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman Madya
Pelaksana Lapangan Pekerjaan Bangun air Limbah Permukiman Madya
ย 
Gambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdf
Gambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdfGambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdf
Gambar Rencana TOYOMARTO KETINDAN Malang jawa timur.pdf
ย 
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptxUTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
UTILITAS BANGUNAN BERUPA PENANGKAL PETIR.pptx
ย 
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdfPengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
Pengolahan Kelapa Sawit 1 pabrik pks.pdf
ย 
Contoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung Konstruksi
Contoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung KonstruksiContoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung Konstruksi
Contoh PPT Pelaksanaan Pekerjaan Gedung Konstruksi
ย 
Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...
Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...
Lecture 02 - Kondisi Geologi dan Eksplorasi Batubara untuk Tambang Terbuka - ...
ย 
Bahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufaktur
Bahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufakturBahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufaktur
Bahan kuliah elemen mesin semester 2 rekayasa manufaktur
ย 
Pengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdf
Pengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdfPengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdf
Pengeloaan Limbah NonB3 KLHK-Upik-090921.pdf
ย 
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptxPresentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
Presentation Bisnis Teknologi Modern Biru & Ungu_20240429_074226_0000.pptx
ย 
PPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptx
PPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptxPPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptx
PPT AHLI MADYA BANGUNAN GEDUNGggggg.pptx
ย 

KOMPONEN SIMETRI.pdf

  • 1. KOMPONEN SIMETRI S1 Pendidikan Teknik Elektro โ€“ Teknik Tenaga Listrik UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA Analisa Sistem Tenaga Listrik (ASTL) II
  • 2. Pendahuluan โ€ข Salah satu cara yang paling efisien untuk mengatasi adanya gangguan sirkuit fasa banyak (polyphase) adalah dengan menggunakan metode komponen simetri. โ€ข Pada sistem 3 fasa yang mengalami gangguan tidak seimbang akan mengakibatkan munculnya arus dan tegangan tidak seimbang pada setiap fasa. โ€ข Sirkuit ekivalen, disebut juga dengan sequence circuits, akan digunakan untuk merefleksikan respon yang terpisah dari masing-masing elemen. โ€ข Terdapat 3 sirkuit ekivalen untuk setiap elemen dari sistem 3 fasa. Universitas Negeri Surabaya 2
  • 3. โ€ข Peng-organisasian masing-masing sirkuit ekivalen ke dalam jaringan berdasarkan interkoneksi dari elemen, disebut juga dengan sequence network. โ€ข Dengan menyelesaikan sequence network untuk kondisi gangguan (fault) memberikan komponen arus dan tegangan simetris yang dapat dikombinasikan bersama untuk mencerminkan efek dari arus gangguan tidak seimbang pada keseluruhan sistem . โ€ข Karya Fortescue membuktikan bahwa suatu sistem tak seimbang yang terdiri dari n fasor yang berhubungan (related) dapat diuraikan menjadi n buah sistem dengan fasor seimbang yang dinamakan dengan komponen-komponen simetris (symmetrical components) dari fasor aslinya. โ€ข n buah fasor pada setiap elemen komponennya adalah sama panjang, dan sudut diantara fasor yang bersebelahan dalam himpunan itu sama besarnya. Universitas Negeri Surabaya 3
  • 4. โ€ข Berdasarkan teorema Fortescue, 3 fasor tidak seimbang dari sistem 3 fasa dapat diuraikan menjadi 3 sistem fasor yang seimbang. Elemen seimbang komponen itu adalah : โ€ข 1. Komponen urutan positif (positive sequence components), yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu dengan yang lain dalam fasa sebesar 120ยฐ, dan mempunyai urutan fasa yang sama seperti fasor aslinya. โ€ข 2. Komponen urutan negatif (negative sequence components), yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya, terpisah satu dengan yang lain dalam fasa sebesar 120ยฐ, dan mempunyai urutan fasa yang berlawanan dengan fasor aslinya. โ€ข 3. Komponen urutan nol (zero sequence components), yang terdiri dari tiga fasor yang sama besarnya dan dengan pergeseran fasa nol antara fasor yang satu dengan yang lain. โ€ข Ketiga fasa dari sistem dinyatakan dengan a, b, c, sehingga urutan fasa tegangan dan arus dalam sistem adalah abc. Universitas Negeri Surabaya 4
  • 6. โ€ข Urutan fasa komponen urutan positif dari fasor tak seimbang adalah abc. โ€ข Urutan fasa komponen urutan negatif dari fasor tak seimbang adalah acb. โ€ข Jika fasor aslinya adalah tegangan, maka tegangan tersebut dapat dinyatakan dengan Va, Vb, dan Vc. โ€ข Ketiga himpunan komponen simetris dinyatakan dengan subscript tambahan yaitu 1 untuk komponen urutan positif, 2 untuk komponen urutan negatif dan 0 untuk komponen urutan nol. Universitas Negeri Surabaya 6
  • 7. โ€ข Komponen urutan positif dari Va, Vb dan Vc adalah Va1, Vb1, dan Vc1 โ€ข Komponen urutan negatifnya adalah Va2, Vb2, dan Vc2 โ€ข Komponen urutan nol adalah Va0, Vb0, dan Vc0 โ€ข Karena setiap fasor yang tidak seimbang adalah penjumlahan dari masing-masing komponennya, fasor yang original diekspresikan sebagai berikut : ๐‘‰ ๐‘Ž = ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 + ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘ = ๐‘‰๐‘1 + ๐‘‰๐‘2 + ๐‘‰๐‘0 ๐‘‰ ๐‘ = ๐‘‰๐‘1 + ๐‘‰๐‘2 + ๐‘‰๐‘0 Universitas Negeri Surabaya 7
  • 8. Operator โ€ข Karena adanya pergeseran fasa pada komponen simetris tegangan dan arus dalam sistem tiga-fasa, akan sangat memudahkan bila kita mempunyai metode penulisan yang cepat untuk menunjukkan perputaran fasor dengan 120ยฐ. โ€ข Setiap komponen Vb dan Vc dapat diekspresikan oleh produk perkalian antara Va dengan operator a. โ€ข Huruf a digunakan untuk menunjukkan operator yang menyebabkan perputaran sebesar 120ยฐ dalam arah yang berlawanan dengan arah jarum jam. โ€ข Operator a mempunyai nilai ๐‘Ž = 1โˆ 120ยฐ = โˆ’0,5 + ๐‘—0,866 Universitas Negeri Surabaya 8
  • 9. โ€ข Jika operator a dikenakan pada fasor dua kali berturut-turut, maka fasor itu akan diputar dengan sudut sebesar 240ยฐ. Untuk pengenaan tiga kali berturut-turut fasor akan diputar dengan 360ยฐ. Jadi ๐‘Ž2 = 1โˆ 240ยฐ = โˆ’0,5 โˆ’ ๐‘—0,866 dan ๐‘Ž3 = 1โˆ 360ยฐ = 1โˆ 0ยฐ = 1 โ€ข Sehingga bisa ditulis : ๐‘‰๐‘1 = ๐‘Ž2. ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘1 = ๐‘Ž. ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘2 = ๐‘Ž. ๐‘‰๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘2 = ๐‘Ž2 . ๐‘‰๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž0 Universitas Negeri Surabaya 9
  • 10. โ€ข Dengan mensubtitusikan persamaan diatas ke dalam persamaan awal didapatkan ๐‘‰ ๐‘Ž = ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘ = ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘Ž2๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘Ž๐‘‰๐‘Ž2 ๐‘‰ ๐‘ = ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘Ž๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘Ž2๐‘‰๐‘Ž2 โ€ข Atau bisa ditulis dalam bentuk matriks ๐‘‰ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘ ๐‘‰ ๐‘ = 1 1 1 1 ๐‘Ž2 ๐‘Ž 1 ๐‘Ž ๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 โ€ข Kita definisikan matrik A sebagai ๐ด = 1 1 1 1 ๐‘Ž2 ๐‘Ž 1 ๐‘Ž ๐‘Ž2 โ€ข Sehingga didapatkan invers dari matrik A ๐ดโˆ’1 = 1 3 1 1 1 1 ๐‘Ž ๐‘Ž2 1 ๐‘Ž2 ๐‘Ž Universitas Negeri Surabaya 10
  • 11. โ€ข Sehingga didapatkan ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 = 1 3 1 1 1 1 ๐‘Ž ๐‘Ž2 1 ๐‘Ž2 ๐‘Ž ๐‘‰ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘ ๐‘‰ ๐‘ โ€ข Jika jumlah fasor tak seimbang itu sama dengan nol, maka tidak akan ada komponen urutan-nol. โ€ข Karena jumlah fasor tegangan antar saluran pada sistem tiga- fasa selalu nol, maka komponen urutan nol tidak pernah terdapat dalam tegangan urutan nol itu, tanpa memandang besarnya ketidak seimbangannya. โ€ข Jumlah ketiga fasor tegangan saluran ke netral tidak selalu harus sama dengan nol, dan tegangan ke netral dapat mengandung komponen urutan-nol. Universitas Negeri Surabaya 11
  • 12. โ€ข Untuk fasor arus dapat dituliskan ๐ผ๐‘Ž = ๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘ = ๐‘Ž2 ๐ผ๐‘Ž1 + ๐‘Ž๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘ = ๐‘Ž๐ผ๐‘Ž1 + ๐‘Ž2๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 โ€ข Dalam sistem 3 fasa, jumlah dari arus saluran sama dengan arus In dalam jalur kembali lewat kawat netral. Jadi, ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ = ๐ผ๐‘› ๐ผ๐‘› = 3๐ผ๐‘Ž0 โ€ข Jika tidak ada jalur yang melalui netral dari sistem tiga fasa, In adalah nol dan arus saluran tidak mengandung komponen urutan-nol. โ€ข Suatu beban dengan hubungan โˆ† tidak menyediakan jalur ke netral, dan karena itu arus saluran yang mengalir ke beban yang dihubungkan โˆ† tidak mengandung arus urutan nol. Universitas Negeri Surabaya 12
  • 13. Hubungan โˆ† dan Y Simetris โ€ข Dalam sistem 3 fasa, elemen sirkuit terhubung antara line a, b, dan c dalam hubungan Y atau โˆ†. โ€ข Hubungan antara komponen arus dan tegangan simetris โˆ† dan Y dapat ditentukan dengan melihat gambar di bawah yang menunjukkan impedansi simetris yang dihubung โˆ† dan Y. โ€ข Universitas Negeri Surabaya 13
  • 14. ๐ผ๐‘Ž = ๐ผ๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž ๐ผ๐‘ = ๐ผ๐‘๐‘ โˆ’ ๐ผ๐‘Ž๐‘ ๐ผ๐‘ = ๐ผ๐‘๐‘Ž โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘ โ€ข Sesuai dengan arus zero sequence, maka didapatkan ๐ผ๐‘Ž0 = ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ 3 = 0 โ€ข Yang mempunyai arti bahwa arus line pada hubungan โˆ† tidak mempunyai arus zero sequence. โ€ข Dengan mensubtitusikan komponen masing-masing arus kedalam persamaan didapatkan ๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘1 + ๐ผ๐‘Ž๐‘2 + ๐ผ๐‘Ž๐‘0 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘1 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž๐‘2 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž2 + ๐ผ๐‘Ž๐‘0 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘1 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž๐‘2 โˆ’ ๐ผ๐‘๐‘Ž2 โ€ข Karena Ica1 = a.Iab1 dan Ica2 = a2Iab2 maka persamaan diatas dapat ditulis ๐ผ๐‘Ž1 + ๐ผ๐‘Ž2 = 1 โˆ’ ๐‘Ž ๐ผ๐‘Ž๐‘1 + (1 โˆ’ ๐‘Ž2 )๐ผ๐‘Ž๐‘2 ๐ผ๐‘1 + ๐ผ๐‘2 = 1 โˆ’ ๐‘Ž ๐ผ๐‘๐‘1 + (1 โˆ’ ๐‘Ž2 )๐ผ๐‘๐‘2 Universitas Negeri Surabaya 14
  • 15. โ€ข Dari persamaan diatas didapatkan ๐ผ๐‘Ž1 = 3โˆ  โˆ’ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐ผ๐‘Ž๐‘1 ๐ผ๐‘Ž2 = 3โˆ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐ผ๐‘Ž๐‘2 โ€ข Komponen urutan positif dan negatif untuk arus saluran (line) dapat dilihat pada diagram fasor dibawah โ€ข Jika arus line pada hubungan โˆ† dalam per unit dengan referensi terhadap arus base, maka pengali โˆš3 dalam rumus diatas dihilangkan. Universitas Negeri Surabaya 15
  • 16. โ€ข Tegangan antar saluran (line to line voltages) dapat ditulis dalam bentuk tegangan line to neutral dalam sistem yang terhubung Y. ๐‘‰๐‘Ž๐‘ = ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘› ๐‘‰๐‘๐‘ = ๐‘‰๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰ ๐‘๐‘› ๐‘‰ ๐‘๐‘Ž = ๐‘‰ ๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› โ€ข Tegangan line to line tidak mempunyai komponen urutan nol, sehingga : ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘ + ๐‘‰๐‘๐‘ + ๐‘‰ ๐‘๐‘Ž 3 = 0 ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›0 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ (๐‘‰๐‘๐‘›0 + ๐‘‰๐‘๐‘›1 + ๐‘‰๐‘๐‘›2) = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›0 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›0 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›1 + (๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›2) ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ ๐‘‰๐‘๐‘›2 โ€ข Dengan memisahkan urutan positif dan urutan negatif didapatkan ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 = 1 โˆ’ ๐‘Ž2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 = 3โˆ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = 1 โˆ’ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 = 3โˆ  โˆ’ 30ยฐ ๐‘ฅ ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 Universitas Negeri Surabaya 16
  • 17. โ€ข Komponen urutan positif dan negatif untuk tegangan line to line dan line to neutral dapat dilihat sebagai berikut โ€ข Jika tegangan ke netral dalam per unit dengan referensi tegangan base ke netral dan tegangan line to line dalam per unit dengan referensi tegangan base line to line maka pengali โˆš3 dihilangkan dalam persamaan diatas. Universitas Negeri Surabaya 17
  • 18. โ€ข Gambar impedansi simetris : a) terhubung โˆ† b) terhubung Y โ€ข Dari gambar diatas diketahui Vab/Iab = Zโˆ† ketika tidak ada sumber atau kopling bersama didalam sirkuit โˆ†. โ€ข Jika terdapat urutan positif dan negatif, maka ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 ๐ผ๐‘Ž๐‘1 = ๐‘โˆ† = ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 ๐ผ๐‘Ž๐‘2 Universitas Negeri Surabaya 18
  • 19. โ€ข Dengan mensubtitusikan persamaan arus dan tegangan diatas didapatkan โˆš3๐‘‰๐‘Ž๐‘›1โˆ 30ยฐ ๐ผ๐‘Ž โˆš3 โˆ 30ยฐ = ๐‘โˆ† = 3๐‘‰๐‘Ž๐‘›2โˆ  โˆ’ 30ยฐ ๐ผ๐‘Ž2 โˆš3 โˆ  โˆ’ 30ยฐ ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 ๐ผ๐‘Ž1 = ๐‘โˆ† 3 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 ๐ผ๐‘Ž2 โ€ข Sehingga terlihat bahwa impedansi terhubung โˆ† (Zโˆ†) adalah ekivalen dengan impedansi per fasa yang terhubung Y (ZY = Zโˆ†/3) seperti pada gambar di bawah. Universitas Negeri Surabaya 19
  • 20. Contoh soal 1 Tiga resistor identik terhubung Y pada sisi tegangan rendah dengan rating 3 fasa sebesar 2300 V dan 500 kVA. Jika tegangan pada resistor itu adalah |Vab| = 1840 V |Vbc| = 2760 V |Vca| = 2300 V Tentukan arus dan tegangan line dalam per unit yang masuk ke beban resistor. Diasumsikan bahwa netral beban tidak terhubung dengan netral sistem dan dipilih base 2300 V, 500 kVA. Universitas Negeri Surabaya 20
  • 21. Jawab โ€ข Rating dari beban sama dengan rating dari sistem base, sehingga nilai dari resistansi adalah 1.0 per unit. Pada sistem base yang sama tegangan saluran dalam per unit adalah |Vab| = 0,8 |Vbc| = 1,2 |Vca| = 1,0 Diasumsikan sudut Vca sebesar 180ยฐ. Dan dengan menggunakan hukum cosines untuk menemukan sudut yang lain dari masing-masing saluran, kita dapatkan : Vab = 0,8โˆ 82,8ยฐ Vbc = 1,2โˆ -41,4ยฐ Vca = 1,0โˆ 180ยฐ Komponen simetris dari tegangan line adalah ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 = 1 3 0,8โˆ 82,8ยฐ + 1,2โˆ 120ยฐ โˆ’ 41,4ยฐ + 1,0โˆ 240ยฐ + 180ยฐ = 0,279 + ๐‘—0,946 = 0,985โˆ 73,6ยฐ per satuan (tegangan base line to line) ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = 1 3 0,8โˆ 82,8ยฐ + 1,2โˆ 240ยฐ โˆ’ 41,4ยฐ + 1,0โˆ 120ยฐ + 180ยฐ = โˆ’0,179 โˆ’ ๐‘—0,152 = 0,235โˆ 220,3ยฐ per satuan (tegangan base line to line) Universitas Negeri Surabaya 21
  • 22. Dengan tidak adanya koneksi netral, berarti arus urutan nol tidak ada. Oleh karena itu, tegangan fasa pada beban hanya terdapat komponen urutan positif dan negatif saja. Tegangan fasa dicari dengan menghilangkan pengali โˆš3 karena tegangan line diekspresikan dalam tegangan base line to line dan tegangan fasa dinyatakan dalam per unit tegangan base ke netral. Sehingga, Van1 = 0,9857 โˆ  73,6ยฐ โ€“ 30ยฐ = 0,9857 โˆ  43,6ยฐ per unit (tegangan base line to netral) Van2 = 0,2346 โˆ  220,3ยฐ + 30ยฐ = 0,2346 โˆ  250,3ยฐ per unit (tegangan base line to netral) Karena masing-masing resistor mempunyai impedansi sebesar 1โˆ 0ยฐ per unit, maka ๐ผ๐‘Ž1 = ๐‘‰๐‘Ž1 1โˆ 0ยฐ = 0,9857โˆ 43,6ยฐ per unit ๐ผ๐‘Ž2 = ๐‘‰๐‘Ž2 1โˆ 0ยฐ = 0,2346โˆ 250,3ยฐ per unit Universitas Negeri Surabaya 22
  • 23. Daya pada komponen simetris โ€ข Jika komponen simetris arus dan tengan diketahui, maka daya yang terpakai pada rangkaian tiga-fasa dapat langsung dihitung dari komponen tersebut. โ€ข Daya kompleks yang mengalir pada sirkuit 3 fasa melalui ketiga saluran a, b dan c adalah โ€ข Dimana Va, Vb, dan Vc adalah tegangan terminal dan Ia, Ib, dan Ic adalah arus yang mengalir melalui sirkuit pada ketiga saluran. โ€ข Saluran netral bisa ada bisa tidak. Jika ada impedansi pada saluran netral ke tanah, maka tegangan Va, Vb, dan Vc harus diintrepretasikan sebagai tegangan saluran ke tanah. Universitas Negeri Surabaya 23 * * * 3 c c b b a a I V I V I V JQ P S ๏€ซ ๏€ซ ๏€ฝ ๏€ซ ๏€ฝ ๏ฆ
  • 24. โ€ข Dalam bentuk matrik didapatkan ๐‘†3โˆ… = ๐‘‰ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘ ๐‘‰ ๐‘ ๐ผ๐‘Ž ๐ผ๐‘ ๐ผ๐‘ โˆ— = ๐‘‰ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘ ๐‘‰ ๐‘ ๐‘‡ ๐ผ๐‘Ž ๐ผ๐‘ ๐ผ๐‘ โˆ— โ€ข Dengan memasukkan komponen simetris arus dan tegangan maka didapatkan ๐‘†3โˆ… = A๐‘‰ T AI โˆ— Dimana ๐‘‰ = ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 I = ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž1 ๐ผ๐‘Ž2 โ€ข Sesuai dengan aturan reversal rule didapatkan ๐‘†3โˆ… = ๐‘‰๐‘‡ ๐ด๐‘‡ ๐ด๐ผ โˆ— โ€ข Karena AT = A dan bahwa a dan a2 adalah pasangan, kita dapatkan ๐‘บ = ๐‘ฝ๐’‚๐ŸŽ ๐‘ฝ๐’‚๐Ÿ ๐‘ฝ๐’‚๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ ๐’‚๐Ÿ ๐’‚ ๐Ÿ ๐’‚ ๐’‚๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ ๐Ÿ ๐’‚ ๐’‚๐Ÿ ๐Ÿ ๐’‚๐Ÿ ๐’‚ ๐‘ฐ๐’‚๐ŸŽ ๐‘ฐ๐’‚๐Ÿ ๐‘ฐ๐’‚๐Ÿ โˆ— Universitas Negeri Surabaya 24
  • 25. โ€ข Karena AT.A* sama dengan 3 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ๐‘† = 3 ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž1 ๐ผ๐‘Ž2 โˆ— โ€ข Jadi daya kompleks adalah โ€ข Ketika daya komplek 3 fasa di ekspresikan dalam per unit voltampere base, maka faktor pengali 3 dihilangkan. Universitas Negeri Surabaya 25 * 2 2 * 1 1 * 0 0 * * * 3 3 3 3 a a a a a a c c b b a a I V I V I V I V I V I V S ๏€ซ ๏€ซ ๏€ฝ ๏€ซ ๏€ซ ๏€ฝ ๏ฆ
  • 26. Contoh Soal 2 โ€ข Dengan menggunakan komponen simetris, hitung daya yang diserap oleh beban pada contoh 1 dan cek kebenarannya. โ€ข Jawab : dalam per unit sistem 3 fasa 500 kVA base, persamaan daya menjadi Dengan mensubtitusikan komponen arus dan tegangan dari contoh 1 didapatkan ๐‘†3โˆ… = 0 + 0,9857โˆ 43,6ยฐ๐‘ฅ0,9857โˆ  โˆ’ 43,6ยฐ + 0,2346โˆ 250,3ยฐ๐‘ฅ0,2346โˆ  โˆ’ 250,3ยฐ = 0,9857 2 + 0,2346 2 = 1,02664 per unit = 513,32 kW Universitas Negeri Surabaya 26 * 2 2 * 1 1 * 0 0 3 a a a a a a I V I V I V S ๏€ซ ๏€ซ ๏€ฝ ๏ฆ
  • 27. โ€ข Nilai resistor per fasa yang terhubung Y dalam per unit adalah 1.0 per unit. Dalam ohm yaitu ๐‘…๐‘Œ = (2300)2 500.000 = 10,58 โ„ฆ Dan nilai resistor ekivalen yang terhubung โˆ† adalah ๐‘…โˆ† = 3๐‘…๐‘Œ = 31,74 โ„ฆ Daya yang diserap beban adalah ๐‘†3โˆ… = ๐‘‰๐‘Ž๐‘ 2 ๐‘…โˆ† + ๐‘‰๐‘๐‘ 2 ๐‘…โˆ† + ๐‘‰ ๐‘’๐‘Ž 2 ๐‘…โˆ† ๐‘†3โˆ… = (1840)2 + (2760)2 + (2300)2 ๐‘…โˆ† ๐‘†3โˆ… = 513,33 kW Universitas Negeri Surabaya 27
  • 28. Impedansi jaringan urutan hubungan โˆ† dan Y โ€ข Jika impedansi Zn dihubungkan antara netral dan ground dari impedansi yang terhubung Y (gambar dibawah), maka jumlah dari arus saluran sama dengan arus In yang mengalir melalui netral. ๐ผ๐‘› = ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ โ€ข dengan memasukkan komponen simetris dari arus saluran tidak seimbang, maka didapatkan ๐ผ๐‘› = 3๐ผ๐‘Ž0 โ€ข Karena arus zero sequence sama dengan 3Ia0 maka tegangan antara netral dan ground sebesar 3Ia0Zn. โ€ข Sehingga tegangan fasa a terhadap ground adalah ๐‘‰ ๐‘Ž = ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› + ๐‘‰ ๐‘› dimana ๐‘‰ ๐‘› = 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘› Universitas Negeri Surabaya 28
  • 29. Universitas Negeri Surabaya 29 โ€ข Berdasarkan gambar diatas, tegangan jatuh antara line a, b, dan c adalah ๐‘‰ ๐‘Ž ๐‘‰๐‘ ๐‘‰ ๐‘ = ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› ๐‘‰๐‘๐‘› ๐‘‰ ๐‘๐‘› + ๐‘‰ ๐‘› ๐‘‰ ๐‘› ๐‘‰ ๐‘› = ๐‘Y ๐ผ๐‘Ž ๐ผ๐‘ ๐ผ๐‘ + 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘› 1 1 1 โ€ข Dengan memasukkan komponen urutan, tegangan dan arus a-b-c pada persamaan diatas dapat diganti dengan ๐ด ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘Y๐ด ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž1 ๐ผ๐‘Ž2 + 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘› 1 1 1
  • 30. โ€ข Dengan meng-invers matrik A didapatkan ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘Y ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž1 ๐ผ๐‘Ž2 + 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘›๐ดโˆ’1 1 1 1 ๐‘‰๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘Y ๐ผ๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž1 ๐ผ๐‘Ž2 + 3๐ผ๐‘Ž0๐‘๐‘› 1 0 0 Sehingga dapat ditulis ๐‘‰๐‘Ž0 = ๐‘Y + 3๐‘๐‘› ๐ผ๐‘Ž0 = ๐‘0๐ผ๐‘Ž0 ๐‘‰๐‘Ž1 = ๐‘Y๐ผ๐‘Ž1 = ๐‘1๐ผ๐‘Ž1 ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘Y๐ผ๐‘Ž2 = ๐‘2๐ผ๐‘Ž2 โ€ข Dari persamaan diatas terlihat bahwa arus pada satu urutan menyebabkan tegangan drop hanya pada urutan yang sama pada hubungan โˆ† atau Y dengan impedansi simetris pada setiap fasa. Universitas Negeri Surabaya 30
  • 31. Universitas Negeri Surabaya 31 Gambar urutan nol, positif dan negatif. Gambar (a) disebut juga dengan sirkuit urutan nol karena berhubungan dengan tegangan urutan nol (Va0) dan arus urutan nol (Ia0) dan oleh karena itu dapat dicari impedansi urutan nol, yaitu ๐‘‰๐‘Ž0 ๐ผ๐‘Ž0 = ๐‘0 = ๐‘Y + 3๐‘๐‘› Z1 pada gambar (b) disebut impedansi urutan positif sedangkan Z2 pada gambar (c) disebut impedansi urutan negatif. Impedansi urutan positif dan negatif adalah sama dengan impedansi per fasa ZY
  • 32. โ€ข Tegangan pada urutan positif dan negatif dapat disebut juga tegangan yang diukur terhadap netral atau ground walaupun ada atau tidak ada impedansi Zn antara netral dan ground. โ€ข Sehingga bisa dikatakan tidak ada perbedaan antara Va1 dan Van1 pada urutan positif atau Va2 dan Van2 pada urutan negatif. โ€ข Jika netral dari rangkaian Y digroundkan melalui impedansi nol, maka Zn = 0. Jika netral tidak dihubungkan ke ground, maka tidak ada arus urutan nol yang mengalir seperti tampak pada gambar dibawah (Zn = โˆž) Universitas Negeri Surabaya 32
  • 33. โ€ข Pada hubungan โˆ† tidak terdapat saluran netral, sehingga arus saluran yang mengalir pada beban yang terhubung โˆ† tidak terdapat komponen urutan nol. โ€ข Dari gambar diatas didapatkan ๐‘‰๐‘Ž๐‘ = ๐‘โˆ†๐ผ๐‘Ž๐‘ ๐‘‰๐‘๐‘ = ๐‘โˆ†๐ผ๐‘๐‘ ๐‘‰ ๐‘๐‘Ž = ๐‘โˆ†๐ผ๐‘๐‘Ž ๐‘‰๐‘Ž๐‘ + ๐‘‰๐‘๐‘ + ๐‘‰ ๐‘๐‘Ž = 3๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = 3๐‘โˆ†๐ผ๐‘Ž๐‘0 Dan karena jumlah dari tegangan line to line selalu 0, maka ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 = ๐ผ๐‘Ž๐‘0 = 0 Universitas Negeri Surabaya 33
  • 34. โ€ข Oleh karena itu, pada sirkuit dengan hubungan โˆ† yang hanya mempunyai impedansi saja dan tidak ada sumber tegangan atau kopling bersama maka tidak ada arus yang berputar. โ€ข Sirkuit ekivalen urutan nol dapat dilihat pada gambar di bawah Universitas Negeri Surabaya 34
  • 35. Contoh soal 3 โ€ข Tiga impedansi yang sama sebesar j21 โ„ฆ terhubung โˆ†. Tentukan urutan impedansi dan kombinasi sirkuitnya. Dengan cara yang sama, tentukan urutan impedansi dan kombinasi sirkuitnya apabila terdapat impedansi bersama sebesar j6 โ„ฆ pada setiap cabang saluran โˆ†. Universitas Negeri Surabaya 35
  • 36. Jawab Tegangan line-to-line berdasarkan arus yang mengalir pada hubungan โˆ† ๐‘‰๐‘Ž๐‘ ๐‘‰๐‘๐‘ ๐‘‰ ๐‘๐‘Ž = ๐‘—21 0 0 0 ๐‘—21 0 0 0 ๐‘—21 ๐ผ๐‘Ž๐‘ ๐ผ๐‘๐‘ ๐ผ๐‘๐‘Ž Dalam bentuk komponen simetris tegangan dan arus A ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = ๐‘—21 0 0 0 ๐‘—21 0 0 0 ๐‘—21 A ๐ผ๐‘Ž๐‘0 ๐ผ๐‘Ž๐‘1 ๐ผ๐‘Ž๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = ๐‘—21 1 0 0 0 1 0 0 0 1 Aโˆ’1. A ๐ผ๐‘Ž๐‘0 ๐ผ๐‘Ž๐‘1 ๐ผ๐‘Ž๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘0 ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 = ๐‘—21 ๐ผ๐‘Ž๐‘0 ๐ผ๐‘Ž๐‘1 ๐ผ๐‘Ž๐‘2 Universitas Negeri Surabaya 36
  • 37. โ€ข Sirkuit urutan positif dan negatif mempunyai impedansi per fasa sebesar Z1 = j7 โ„ฆ, dan karena Vab0 = 0, arus urutan nol Iab0 = 0 sehingga sirkuit urutan nol open circuit. โ€ข Resistansi j21 โ„ฆ pada sirkuit urutan nol akan berpengaruh jika terdapat sumber pada rangkaian โˆ†. โ€ข Bagaimana dengan kasus yang terdapat impedansi bersama?? Universitas Negeri Surabaya 37
  • 38. Sirkuit Urutan dari Saluran Transmisi Simetris โ€ข Gambar diatas adalah gambar aliran arus tidak seimbang pada saluran tiga fasa simetris dengan konduktor netral. โ€ข Impedansi sendiri Zaa adalah salam untuk setiap fasa dan netral nya mempunyai impedansi sendiri Znn. โ€ข Ketika arus Ia, Ib, Ic pada konduktor fasa tidak seimbang, konduktor netral bertindak sebagai jalur kembali. Universitas Negeri Surabaya 38
  • 39. โ€ข Semua arus diasumsikan positif seperti pada arah yang ditunjukkan pada gambar diatas walaupun beberapa nilai nya dapat dimungkinkan negatif dalam kondisi tidak seimbang yang disebabkan oleh gangguan. โ€ข Karena adanya kopling bersama. Arus yang mengalir pada salah satu fasa akan menginduksikan tegangan pada setiap fasa yang lain dan pada konduktor netral. โ€ข Hal yang sama terjadi, In pada konduktor netral akan menginduksikan tegangan pada setiap fasa. โ€ข Kopling antara semua konduktor tiga fasa dianggap simetris dan impedansi bersama Zab diasumsikan diantara setiap pasangan konduktor fasa. Zan Impedansi mutual antara konduktor netral dan setiap fasa. Universitas Negeri Surabaya 39
  • 40. โ€ข Tegangan yang terinduksi di fasa a oleh arus pada dua konduktor fasa yang lain dan konduktor netral diperlihatkan sebagai sumber pada sirkuit tertutup seperti gambar di bawah. โ€ข Dengan mengaplikasikan hukum kirchoff tegangan pada sirkuit diatas didapatkan. ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘› + ๐‘‰๐‘Žโ€ฒ๐‘›โ€ฒ โˆ’ (๐‘๐‘›๐‘›๐ผ๐‘› + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘›๐ผ๐‘Ž) Dimana voltage drop sepanjang saluran adalah ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘Žโ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ + (๐‘๐‘Ž๐‘›โˆ’๐‘๐‘›๐‘›)๐ผ๐‘› Universitas Negeri Surabaya 40
  • 41. โ€ข Persamaan yang sama dapat dituliskan untuk fasa b dan c ๐‘‰๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘๐‘›๐‘› ๐ผ๐‘› ๐‘‰ ๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘ โˆ’ ๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘๐‘›๐‘› ๐ผ๐‘› Ketika arus Ia, Ib, dan Ic ,kembali bersama sebagai arus netral In pada konduktor netral, maka ๐ผ๐‘› = โˆ’ ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ Dengan mensubtitusikan In pada persamaan diatas didapatkan ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘Žโ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ ๐‘‰๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ ๐‘‰ ๐‘๐‘› โˆ’ ๐‘‰๐‘โ€ฒ๐‘›โ€ฒ = ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘Ž + ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ + ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐ผ๐‘ Universitas Negeri Surabaya 41
  • 42. โ€ข Koefisien pada persamaan diatas menunjukkan bahwa dengan adanya konduktor netral merubah impedansi sendiri dan impedansi bersama pada konduktor fasa dengan nilai ๐‘๐‘  โ‰… ๐‘๐‘Ž๐‘Ž + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› ๐‘๐‘š โ‰… ๐‘๐‘Ž๐‘ + ๐‘๐‘›๐‘› โˆ’ 2๐‘๐‘Ž๐‘› โ€ข Dengan menggunakan definisi diatas maka dapat ditulis Voltage drop pada konduktor fasa diberikan oleh Universitas Negeri Surabaya 42 ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒป ๏ƒน ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒซ ๏ƒฉ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒป ๏ƒน ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒซ ๏ƒฉ ๏€ฝ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒป ๏ƒน ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒซ ๏ƒฉ ๏€ญ ๏€ญ ๏€ญ ๏€ฝ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒบ ๏ƒป ๏ƒน ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒช ๏ƒซ ๏ƒฉ c b a s m m m s m m m s n c cn n b bn n a an cc bb aa I I I Z Z Z Z Z Z Z Z Z V V V V V V V V V ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' n a an aa V V V ๏€ญ ๏€ ' ' ' n b bn bb V V V ๏€ญ ๏€ ' ' ' n c cn cc V V V ๏€ญ ๏€
  • 43. โ€ข Voltage drop dan arus pada saluran dapat ditulis dalam bentuk komponen simetrisnya sehingga dengan fasa a sebagai referensi maka didapatkan โ€ข Dengan mengalikan A-1, maka Universitas Negeri Surabaya 43
  • 44. โ€ข Dengan mendefinisikan impedansi urutan nol, positif dan negatif dalam bentuk Zs dan Zm maka : โ€ข Komponen urutan tegangan antara dua ujung saluran dapat ditulis dalam bentuk sederhana Universitas Negeri Surabaya 44
  • 45. โ€ข Sirkuit urutan untuk saluran simetris Universitas Negeri Surabaya 45
  • 46. โ€ข Tegangan pada gambar diatas diperoleh dari dimana urutan komponen dari tegangan Va dan Vaโ€™ adalah terhadap ground ideal. Universitas Negeri Surabaya 46
  • 47. Sirkuit Urutan Mesin Sinkron โ€ข Generator sinkron yang di groundkan melalui reaktor dapat dilihat pada gambar di bawah. Universitas Negeri Surabaya 47 Ketika terjadi gangguan pada terminal dari generator, arus Ia, Ib, dan Ic akan mengalir melalui saluran. Jika gangguan melibatkan ground, maka arus In akan mengalir menuju kawat netral dari generator, dan arus saluran dapat diselesaikan dengan menggunakan komponen simetri nya tanpa memandang besarnya ketidak seimbangan.
  • 48. โ€ข Tegangan terminal pada fasa a adalah ๐‘‰ ๐‘Ž๐‘› = โˆ’๐‘…๐‘–๐‘Ž โˆ’ ๐ฟ๐‘  + ๐‘€๐‘  ๐‘‘๐‘–๐‘Ž ๐‘‘๐‘ก + ๐‘’๐‘Ž๐‘› โ€ข Dalam kondisi steady state, โ€ข Dimana Ean adalah tegangan internal sinkron dari mesin, Ls = induktansi sendiri, Ms = induktansi bersama. โ€ข Mesin sinkron diasumsikan dalam kondisi ideal sehingga ๐ผ๐‘Ž + ๐ผ๐‘ + ๐ผ๐‘ = 0 โ€ข Subtitusikan Ia = -(Ib+Ic), sehingga โ€ข Untuk fasa b dan c dari mesin sinkron ideal didapatkan Universitas Negeri Surabaya 48
  • 49. โ€ข Dalam bentuk matrik dapat dituliskan โ€ข Dengan memasukkan komponen urutan nol, positif dan negatif maka Universitas Negeri Surabaya 49
  • 50. โ€ข Karena generator sinkron di desain untuk mensuplai tegangan tiga fasa yang seimbang, kita dapat melihat bahwa tegangan Ean, Ebn, dan Ecn yang dibangkitkan sebagai komponen urutan positif dimana operator a = 1โˆ 120ยฐ dan a2 = 1โˆ 240ยฐ. Maka didapatkan โ€ข Dengan urutan positif, negatif dan nol dipisahkan didapatkan Universitas Negeri Surabaya 50
  • 51. โ€ข Persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi โ€ข Dimana Zg0 , Z1 , dan Z2 adalah impedansi urutan nol, positif dan negatif. Universitas Negeri Surabaya 51
  • 53. โ€ข Sirkuit urutan pada gambar di atas adalah sirkuit ekivalen satu fasa dari mesin tiga fasa seimbang dimana komponen simetris dari ketidak seimbangan arus dimisalkan ada. โ€ข Arus komponen urutan mengalir melalui impedansi hanya pada urutannya saja, hal ini karena mesin simetris terhadap fasa a, b dan c. โ€ข Sirkuit urutan positif terdapat emf yang terhubung seri dengan impedansi urutan positif dari generator. โ€ข Sirkuit urutan negatif dan nol, tidak mempunyai emf. โ€ข Node referensi untuk urutan positif dan negatif adalah netral dari generator. โ€ข Jika terdapat hubungan antara netral generator dengan ground dengan impedansi tertentu maka netral dari generator tersebut akan mempunyai tegangan. Universitas Negeri Surabaya 53
  • 54. โ€ข Arus yang melalui impedansi Zn antara netral dan ground adalah 3Ia0 . Dengan mengacu pada gambar diatas maka tegangan drop pada urutan nol, dari point a ke ground adalah โˆ’๐Ÿ‘๐‘ฐ๐’‚๐ŸŽ๐’๐’ โˆ’ ๐‘ฐ๐’‚๐ŸŽ๐’๐’ˆ๐ŸŽ Dimana Zg0 adalah impedansi urutan nol per fasa dari generator. Impedansi urutan nol total yang dilalui oleh Ia0 adalah ๐‘0 = 3๐‘๐‘› + ๐‘๐‘”0 Tegangan drop dari titik a ke node referensi (ground) pada fasa a adalah ๐‘‰๐‘Ž0 = โˆ’๐ผ๐‘Ž0๐‘0 ๐‘‰๐‘Ž1 = ๐ธ๐‘Ž๐‘› โˆ’ ๐ผ๐‘Ž1๐‘1 ๐‘‰๐‘Ž2 = โˆ’๐ผ๐‘Ž2๐‘2 Dimana Ean adalah tegangan urutan nol terhadap netral, Z1 dan Z2 adalah urutan impedansi urutan positif dan negatif dari generator Universitas Negeri Surabaya 54
  • 55. Urutan sirkuit dari Transformator Y - โˆ† โ€ข Sirkuit urutan ekivalen dari tranformator tiga fasa tergantung dari koneksi/hubungan belitan primer dan sekunder. โ€ข Kombinasi yang berbeda dari belitan โˆ† dan Y akan menentukan konfigurasi dari sirkuit urutan nol dan pergeseran fasa pada sirkuit urutan positif dan negatif. โ€ข Arus primer ditentukan oleh arus sekunder dan perbandingan / rasio dari belitan, dengan arus magnetisasi diabaikan. โ€ข Gambar dibawah adalah rangkuman dari macam-macam koneksi berikut dengan sirkuit urutan nol nya. โ€ข Anak panah dari diagram hubungan menunjukkan jalur untuk arus urutan nol. โ€ข Tidak adanya anak panah menunjukkan bahwa hubungan tranformator tersebut mengakibatkan arus urutan nol tidak mengalir Universitas Negeri Surabaya 55
  • 57. โ€ข Kasus 1. Hubungan Y โ€“ Y masing di groundkan Gambar pada kasus 1 diatas menunjukkan hubungan Y โ€“ Y dihubungkan ke ground melalui impedansi ZN pada sisi tegangan tinggi dan Zn pada sisi tegangan rendah. Arah pada gambar menunjukkan arah arus . Langkah pertama adalah dengan memperlakukan transformator sebagai ideal. Langkah selanjutnya adalah dengan menentukan tegangan terhadap ground dengan satu subscript seperti VA, VN, dan Va . Tegangan terhadap netral mempunyai 2 subscript yaitu VAN, dan Van. Huruf besar ditujukan untuk tegangan tinggi dan huruf kecil ditujukan untuk tegangan rendah. Universitas Negeri Surabaya 57
  • 58. โ€ข Gambar a) transformer terhubung Y โ€“ Y dengan kedua sisi tegangan terhubung ground melalui impedansi b) Pasangan belitan yang terhubung magnet Universitas Negeri Surabaya 58
  • 59. Tegangan yang terukur terhadap ground pada sisi tegangan tinggi adalah ๐‘‰๐ด = ๐‘‰๐ด๐‘ + ๐‘‰๐‘ Dengan mensubtitusikan komponen simetrisnya maka ๐‘‰๐ด0 + ๐‘‰๐ด1 + ๐‘‰๐ด2 = ๐‘‰๐ด๐‘0 + ๐‘‰๐ด๐‘1 + ๐‘‰๐ด๐‘2 + 3๐‘๐‘๐ผ๐ด0 Pada sisi tegangan rendah ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐‘Ž๐‘›0 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 โˆ’ 3๐‘๐‘›๐ผ๐‘Ž0 Terdapat tanda minus karena arah dari Ia0 keluar dari transformer menuju saluran pada sisi tegangan rendah. Tegangan dan arus pada kedua sisi dari transformer sesuai dengan rasio N1/N2 sehingga, ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘2 ๐‘1 ๐‘‰๐ด๐‘0 + ๐‘2 ๐‘1 ๐‘‰๐ด๐‘1 + ๐‘2 ๐‘1 ๐‘‰๐ด๐‘2 โˆ’ 3๐‘๐‘› ๐‘1 ๐‘2 ๐ผ๐ด0 Universitas Negeri Surabaya 59
  • 60. Dengan mengalikan N1/N2 didapatkan ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐ด๐‘0 + ๐‘‰๐ด๐‘1 + ๐‘‰๐ด๐‘2 โˆ’ 3๐‘๐‘› ๐‘1 ๐‘2 2 ๐ผ๐ด0 Subtitusikan (VAN0 + VAN1 + VAN2) didapatkan ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž0 + ๐‘‰๐‘Ž1 + ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐ด0 + ๐‘‰๐ด1 + ๐‘‰๐ด2 โˆ’ 3๐‘๐‘๐ผ๐ด0 โˆ’ 3๐‘๐‘› ๐‘1 ๐‘2 2 ๐ผ๐ด0 Dengan memisahkan sesuai komponen urutannya didapatkan ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž1 = ๐‘‰๐ด1 ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž2 = ๐‘‰๐ด2 ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž0 = ๐‘‰๐ด1 โˆ’ 3๐‘๐‘ + 3๐‘๐‘› ๐‘1 ๐‘2 2 ๐ผ๐ด0 Universitas Negeri Surabaya 60
  • 61. โ€ข Sirkuit ekivalen urutan nol dapat dilihat pada gambar dibawah โ€ข Pada sisi tegangan tinggi terdapat Z yang merupakan impedansi bocor sehingga total impedansi yang dilalui arus urutan nol adalah Z + 3ZN + 3(N1/N2)2 Zn dengan referensi terhadap sisi tegangan tinggi. โ€ข Jika tegangan pada kedua sisi transformer diekspresikan dalam per unit pada base kilovolt line-to-line, maka rasio belitan N1/N2 dihilangkan sehingga didapatkan sirkuit urutan nol seperti pada gambar kasus 1 ๐‘0 = ๐‘ + 3๐‘๐‘ + 3๐‘๐‘› per unit Universitas Negeri Surabaya 61
  • 62. โ€ข Kasus 2. Hubungan Y โ€“ Y salah satu netral di groundkan Jika salah satu netral dari hubungan Y โ€“ Y tidak di groundkan, arus urutan nol tidak dapat mengalir pada belitan. Hal ini sama dengan membuat ZN atau Zn sama dengan โˆž. Karena hilangnya jalur pada salah satu belitan maka timbul open circuit untuk arus urutan nol antara kedua bagian sistem yang terhubung oleh transformator, seperti pada tabel gambar kasus 2 diatas. Universitas Negeri Surabaya 62
  • 63. โ€ข Kasus 3. Hubungan โˆ† โ€“ โˆ† Jumlah fasor tegangan line-to-line sama dengan nol pada setiap sisi dari transformator hubungan โˆ† - โˆ†, sehingga VAB0 = Vab0 = 0. โ€ข Dengan mengaplikasikan aturan notasi dot, maka didapatkan ๐‘‰๐ด๐ต = ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘ ๐‘‰๐ด๐ต1 + ๐‘‰๐ด๐ต2 = ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘1 + ๐‘‰๐‘Ž๐‘2 Universitas Negeri Surabaya 63
  • 64. Tegangan line-to-line dapat ditulis sebagai tegangan line-to- neutral berdasarkan rumus dibawah 3๐‘‰๐ด๐‘1โˆ 30ยฐ + 3๐‘‰๐ด๐‘2โˆ  โˆ’ 30ยฐ = ๐‘1 ๐‘2 3๐‘‰๐‘Ž๐‘›1โˆ 30ยฐ + 3๐‘‰๐‘Ž๐‘›2โˆ  โˆ’ 30ยฐ Sehingga ๐‘‰๐ด๐‘1 = ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘›1 ๐‘‰๐ด๐‘2 = ๐‘1 ๐‘2 ๐‘‰๐‘Ž๐‘›2 Oleh karena itu sirkuit ekivalen urutan positif dan negatif untuk transformer โˆ† - โˆ† sama dengan sirkuit ekivalen per fasa seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Karena hubungan โˆ† tidak ada jalur netral untuk arus urutan nol, maka tidak ada arus urutan nol yang mengalir melalui kedua sisi hubungan โˆ† - โˆ† Karena IA0 = Ia0 = 0 pada gambar diatas, maka kita dapatkan sirkuit ekivalen urutan nol sama seperti pada tabel gambar kasus 3. Universitas Negeri Surabaya 64
  • 65. Contoh โ€ข Gambarkan rangkaian urutan nol untuk gambar dibawah Universitas Negeri Surabaya 65