Top Banner
PEMASANGAN IS-LIMITER DENGAN ANALISIS SHORT CIRCUIT PADA SWITCHGEAR 11 KV PABRIK-2 WIMBO HARYO ANINDITO NTR: 1351067
26

Is limiter

Jul 30, 2015

Download

Documents

wimbo_h
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Is limiter

PEMASANGAN IS-LIMITER DENGAN ANALISIS SHORT CIRCUIT PADA SWITCHGEAR 11 KV PABRIK-2

WIMBO HARYO ANINDITONTR: 1351067

Page 2: Is limiter

ContentsLATAR BELAKANG & TUJUAN

DASAR TEORI

PERHITUNGAN & ANALISIS

KESIMPULAN & SARAN

Page 3: Is limiter

Latar Belakang Masalah

Total arus short circuit 3 phase GE stand alone?

Pengaruh penambahan pembangkit di sistem

integrasi?

Prinsip kerja Is-Limiter?

Page 4: Is limiter

Menghitung besar arus short circuit 3 phase pada

SWGR 11kV Pabrik-2

Menganalisis pengaruh penambahan pembangkit

pada sistem integrasi terhadap gangguan 3 phase

Mempelajari prinsip kerja Is-Limiter

Tujuan laporan

Page 5: Is limiter

Short circuit 3 phase (Symetrical fault)

A. Sebelum gangguan

B. Setelah gangguan

• Isc max saat ½ cycle pertama

Page 6: Is limiter

Z1 Z2

+

Isc

A

B

Zth Isc

VAB

A

B

𝑰𝒔𝒄=𝑽𝒂𝒃𝒁 𝑻𝒉

Z1 Isc

A

B

Vopen circuit

Z2

- -+

Metode thevenin

Page 7: Is limiter

Metode perhitungan per-unit (p.u)

𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 (𝑝 .𝑢)=𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑠𝑒𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟𝑛𝑦𝑎𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖𝑏𝑎𝑠𝑖𝑠

G 40 MVA11 kV

20 MVAZ = 2 p.u

11/6.6 kV

x

Mengubah rangkaian dalam satuan (p.u) dan kesatuan nilai basis

Contoh:

- Basis MVA = 40 MVA = 1 p.u

- MVA trafo =

-

= 4 p.u

Page 8: Is limiter

One line diagram Pabrik-2

M

G

MCC 3 MCC 4 MCC 5 MCC 6 MCC 7 MCC 8 MCC 9 MCC 10 MCC 11 101-JAM

Kapasitas = 38 MVA11 kV, 2000 A, 26 kA-Is

2010-U

K2-TR-0133/11 kV

Is-Limiter

SistemIntegrasi

Page 9: Is limiter

Data GE 2010-U

Parameter NilaiKapasitas 38 MVA

Teg 11 kVArus 2382 A

f 50 Hzpf 0.8

RPM 3000Ra 0.007 p.uXd 2.463 p.uX'd 0.249 p.uX"d 0.161 p.u

Zge = 0,007 + j 0,161 p.u

Page 10: Is limiter

No. ItemRating

leght (km) R(Ω/km) X(Ω/km) R (p.u) X (p.u)

1 Cable-3 0,175 0,324 0,132 0,01781 0,00725

2 Cable-4 0,175 0,324 0,132 0,01781 0,00725

3 Cable-5 0,18 0,324 0,132 0,01832 0,00746

4 Cable-6 0,575 0,324 0,132 0,05851 0,02384

5 Cable-7 0,155 0,324 0,132 0,01577 0,00643

6 Cable-8 0,155 0,236 0,127 0,01149 0,00618

7 Cable-9 0,16 0,236 0,127 0,01186 0,00638

8 Cable-10 0,29 0,324 0,132 0,02951 0,01202

9 Cable-11 0,3 0,236 0,127 0,02223 0,01197

10 Cable-12 0,35 0,157 0,121 0,01726 0,01330

Data Cable

Page 11: Is limiter

Data Trafo

No. ItemRating

MVA Z (%) X/R R (p.u) X (p.u)1 TR-3 1.5 5,75 5,04 0,28349 1,428812 TR-4 1.5 5,75 5,04 0,28349 1,428813 TR-5 1.5 5 3,52 0,346151 1,2184514 TR-6 1 5,75 4,6 0,46416 2,135135 TR-7 0.75 5,75 4,3 0,65991 2,837616 TR-8 5 5 7 0,05374 0,376187 TR-9 5 5 7 0,05374 0,376188 TR-10 1.5 5,75 7 0,41201 2,884059 TR-11 5 5 7 0,05374 0,37618

Page 12: Is limiter

Data Load

No. ItemRating

MW MVAR MVA Z (%) X/R R (p.u) X (p.u)

1 MCC-3 0,58 0,435 0,725 0,25 2,3810 5,07408 12,0811

2 MCC-4 0,74 0,555 0,925 0,25 2,3810 3,97698 9,46901

3 SWGR-5 0,64 0,48 0,800 0,167 6,6667 1,17671 7,84474

4 MCC-6 0,091 0,068 0,114 0,25 2,3810 32,3829 77,1023

5 MCC-7 0,144 0,108 0,180 0,25 2,3810 20,4373 48,6602

6 SWGR-8 1,55 1,17 1,942 0,167 6,6667 0,48474 3,2316

7 SWGR-9 1,644 1,233 2,055 0,167 6,6667 0,45809 3,05391

8 MCC-10 0,875 0,656 1,094 0,25 2,3810 3,36385 8,00917

9 SWGR-11 1,218 0,914 1,523 0,167 6,6667 0,61818 4,12122

10 101-JAM 5 2,422 5,556 0,179 10,0000 0,12182 1,21825

Page 13: Is limiter

Zge Zl-3 Zl-7Zl-4 Zl-5 Zl-8Zl-6 Zl-10Zl-11

Zl-9Zl-12

Eg MCC-3 MCC-4 MCC-5 MCC-6 MCC-7 MCC-8 MCC-9 MCC-10 MCC-11 101-JAM

Rangkaian ekivalen dalam kesatuan nilai basis

Zl merupakan penjumlahan impedans seri dari:

Zl = Zcable + Ztrafo + Zload

Rangkaian ekivalen SWGR K-2 tanpa Integrasi

No Impedans R (p.u) jX (p.u)1 Zge 0,007 0,1612 Zl-3 5,37538 13,51723 Zl-4 4,27828 10,90514 Zl-5 1,541177 9,076625 Zl-6 32,9056 79,25086 Zl-7 21,113 51,51127 Zl-8 0,54997 3,617698 Zl-9 0,52369 3,439519 Zl-10 3,80537 10,9067

10 Zl-11 0,69416 4,5068111 Zl-12 0,13908 1,22421

Page 14: Is limiter

Zge Zload

Ege Eload

Short circuit0,007 + j 0,161 p.u 0,07263 + j 49863 p.u

𝑰𝒃𝒂𝒔𝒆=𝑺𝒃𝒂𝒔𝒆

√𝟑𝑽 𝒃𝒂𝒔𝒆

=(𝑴𝑽𝑨¿¿𝒃𝒂𝒔𝒆)𝟏𝟎𝟎𝟎

√𝟑𝒌𝑽 𝒍𝒍

=𝟏𝟗𝟗𝟒 ,𝟒𝟖𝑨¿

𝑬𝒈𝒆=𝑬𝒍𝒐𝒂𝒅=𝑽 𝒇𝒂𝒖𝒍𝒕=𝟏𝒑 .𝒖

Perhitungan short circuit generator GE stand alone

Page 15: Is limiter

Zge Zload

Ege EloadShort circuit

0,007 + j 0,161 p.u 0,07263 + j 0,49863 p.u

• Zload nilai dari impedans paralel Zl-3 s/d Zl-12

• Perhitungan short circuit:

= 8,19 x 1994,48

Perhitungan short circuit generator GE stand alone

Page 16: Is limiter

Simulasi short circuit menggunakan ETAP 7

Page 17: Is limiter

TR-233/11 kV

SistemIntegrasi 33 kV

18,37 kA

MVA = 35 MVA

= 33 kV

= 11 kV

Z = 10%

FLA =

Isc = = 18,37 kA

Maksimum limit short circuit pada sekunder trafo K2-TR-01

Page 18: Is limiter

Is-Limiter

G

Pabrik-2 Load

TR-233/11 kV

SistemIntegrasi 33 kV

Is-Limiter

(26 kA-Is)

2010-U

12,39 kA

4,27 kA

13,41 kA

Main Switchgear K-2

Rating Isc: 26 kA

Total Isc: 30,05 kA

Note: kondisi penambahan unit STG-1 dan STG-2 pada sistem integrasi

Page 19: Is limiter

Desain Is-Limiter

reference: ABB

Page 20: Is limiter

Operasi CB

Is

t

To T1 T2 T3

T4

Periode kerja:

o To = Fault respon (10-20 ms)

o T1 = Relay proteksi (30-40 ms)

o T2 = Circuit Breaker (40-80 ms)

o T3 = Arching (80-90 ms)

o T4 = Is-Limiter (5-10 ms)

Page 21: Is limiter

Operasi Is-Limiter

To T1T2T3 T4t

Is

Ia

Ib

IcPeriode kerja Is-Limiter:

To: deteksi Is

T1: respon kontrol elktronik (15µs)

T2: explosive chemical charge (85µs)

T3: fuse current limiting (500µs)

T4: arc limiting

Page 22: Is limiter

Prinsip kerja Is-Limiter

= Isc total pada switchgear 11 kV (tanpa Is-Limiter)

= Isc total dari generator dan beban

= Isc dari trafo integrasi (melewati Is-Limiter)

= + (dengan Is-Limiter)

Isc

t

30,05 kA

16,66 kA

Page 23: Is limiter

Kesimpulan

Total Isc 16,66 kA tanpa sistem integrasi

Isc dari sistem integrasi bernilai 13,41 kA sehingga

total Isc menjadi 30,05 kA

Is-limiter bekerja cepat pada ½ cylce pertama pada

Isc ( 5 – 10 ms)

Is-limiter membatasi Isc dari sistem integrasi

sehingga rating Is switchgear > 26 kA

Page 24: Is limiter

Spesifikasi Is-limiter :

kV rated : 11 kV

I rated : 2000 A

Setting trigger pulse : < 9,34 kA

Maintenance dan pengecekan IR busbar dan faktor

humidity

Saran

Page 25: Is limiter

HASIL STUDI SHORT CIRCUITSWGR Voltage

(Kv) kA-sym (max) Eksisting kA-1s, sym

kA-sym (1,5-4 cycle)

Eksisting Interrupting Duty CB kA-1s, sym

P-1501-1 6,6 27,98 21,5 26,31 24P-1501-2 6,6 27,98 21,5 26,31 24P-1501-3 6,6 24,63 21,5 23,52 24P-1501-4 6,6 24,63 31,5 23,52 24Pabrik-2 11 30,05 26 28,37 26,3Pabrik-3 11 34,82 40 33,24 36Pabrik-4 11 27,78 40 25,97 36

Hasil studi short circuit

Note: SWGR K-1 A dan K-1 B sudah tidak mampu menahan besar arus short circuit dan perlu diberi pembatas Isc pada sisi incoming breaker integrasi

Page 26: Is limiter

TERIMA KASIH