Top Banner
KULIAH TEKNOLOGI KABEL ENERGI PERSAMAAN RATING – KONDISI STEADY-STATE Ivo Saputra 06 175 068 CHAPTER 4
21

Teknologi Kabel Energi

Oct 22, 2015

Download

Documents

ivosaputra

Cable Energy Presentation
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: Teknologi Kabel Energi

KULIAH TEKNOLOGI KABEL ENERGI

PERSAMAAN RATING – KONDISI STEADY-STATEIvo Saputra

06 175 068

CHAPTER 4

Page 2: Teknologi Kabel Energi

PARAMETER KAPABILITAS HANTAR-ARUS

Pada suatu sistem kabel mempertimbangkan beberapa parameter penting yaitu:

Jumlah kabel serta perbedaan tipe kabel pada perencanaan instalasinya

Konstruksi dan material dari tiap kabel Medium instalasi kabel Lokasi kabel terhadap kabel lain dan

terhadap permukaan tanah Bonding arrangment dari kabel

Page 3: Teknologi Kabel Energi

KABEL TIMBUN TANPA PERPINDAHAN KELEMBABAN DALAM TANAH

Page 4: Teknologi Kabel Energi

Kabel berinti tunggal

Kabel berinti tiga

Page 5: Teknologi Kabel Energi

Rugi dielektrik

Total Joule losses /rugi-rugi Joule (WI) dalam sebuah kabel adalah:

Wc adalah conductor lossesWs adalah sheath losses (rugi-rugi mantel)Wa adalah armor losses (rugi-rugi armor)λ1 adalah sheath loss factor dari Wcλ2 adalah armor loss factor dari Wc

Rugi Joule

Page 6: Teknologi Kabel Energi

n = jumlah inti konduktor

Kenaikan suhu konduktor diatas suhu ambient (suhu kondisi kerja normal)adalah :

T1 adalah tahanan termal antara konduktor dengan sheath T2 adalah tahanan termal dari sheath dengan armor T3 adalah tahanan termal eksternal serving dari kabel T4 adalah tahanan termal antara permukaan kabel dengan mediumWd adalah rugi-rugi dielektrik

Page 7: Teknologi Kabel Energi

Untuk mengetahui besar rating arus suatu kabel maka:

Dengan menetapkan Wc = I2R dan melakukan subtitusi ke pers 4-2 sehingga diperoleh:

Page 8: Teknologi Kabel Energi

Example 4-1Tentukan rating steady-state dari sebuah sistem kabel yang terdiri dari 3 kabel berinti tunggal (single core) pada posisi mendatar. Model kabel yang digunakan adalah model No.1 pada Apendix A. Pada Tabel A1 memberikan λ1 = 0.09, T1 = 0.214 K.m/W, T3 = 0.104 K.m/W dan T4 = 1.933K.m/W. Abaikan rugi-rugi dielektrik.

o Solusi:dengan menerapkan pers 4.3 : 0.5

5

75629

7.8110 (0.214 1 (1 0.09) 0 1 (1 0.09)(0.104 1.933)I A

Page 9: Teknologi Kabel Energi

Pers. 4.2 dapat dibuat lebih sederhana Dengan mengetahui:

Pers. 4.2 menjadi:

Dimana Wt adalah rugi-rugi total kabel

internal eksternal dielektrik

Page 10: Teknologi Kabel Energi

KABEL TIMBUN DENGAN PERPINDAHAN KELEMBABAN DALAM TANAH DIMASUKAN DALAM PERHITUNGAN

Page 11: Teknologi Kabel Energi

FENOMENA MIGRASI KELEMBABAN

Pada kondisi yang tidak diinginkan heat flux dari kabel mengarah tanah menyebabkan migrasi kelembaban menjauhi kabel.

Penjelasan matematika dan model fisika dari fenomena migrasi kelembaban sangatlah rumit

CIGRE(1986) mengajukan ide model 2 zona yang simpel dari tanah disekitar kabel tenaga.

Model ini kemudian diadopsi oleh IEC dan dijadikan international standard (IEC, 1993).

Page 12: Teknologi Kabel Energi

KONSEP DARI MODEL CIGRE

Tanah yang lembab diasumsikan mempunyai tahanan termal yang seragam

Namun, apabila terjadi disipasi panas dari kabel dan temperatur permukaannya naik melebihi nilai kritisnya, tanah sekeliling kabel akan mengering (dry out)

Asumsi lainnya adalah zona kering (dry zone) dalam perkembangannya tidak akan berubah pola hanya saja nilainya (value) dari isoterm yang berubah.

Page 13: Teknologi Kabel Energi

Permukaan tanah

kabelθambient

Tanah lembab (moist soil)

dryρ2

θe

θx = suhu kritis1 2 3

Page 14: Teknologi Kabel Energi

Total losses dapat ditentukan dengan:

Dan

C adalah konstantap1 adalah resistivitas termal tanah yang lemab

p2 adalah resistivitas termal tanah yang kering

o Setelah migrasi kelembaban terjadi

θ'e adalah suhu permukaan kabel saat migrasi kelembaban telah terjadi

Page 15: Teknologi Kabel Energi

Kombinasi pers 4.9 dan 4.10 memperoleh:

Kenaikan suhu kritis pada batas zona lembab dan kering diatas suhu ambient adalah:

Persamaan rating arus kabel pada kasus migrasi kelembaban:

x x amb

Page 16: Teknologi Kabel Energi

PENENTUAN BESAR KENAIKAN TEMPERATUR KRITIS ∆ΘX

Diperoleh dari rumus :

Scr adalah derajat kritis saturasi tanah dan η adalah suatu parameter (K-1) diperoleh dari percobaan

Sa adalah derajat kritis saturasi dari tanah yang terikat dengan suhu ambient

Page 17: Teknologi Kabel Energi

Example 4-2Perhitungan rating dengan migrasi kelembaban model kabel yang digunakan adalah model No.1 pada Apendix A. Pada Tabel A1 memberikan λ1 = 0.09, T1 = 0.214 K.m/W, T3 = 0.104 K.m/W dan T4 = 1.933K.m/W. Sebagai tambahan untuk tanah kering diasumsikan p2 = 2.5K.m/W dan ∆θx = 35oC abaikan rugi-rugi dielektrik.

Solusi:dengan menerapkan pers 4.3 : 0.5

5

75 (2.5 1).3.5541

7.8110 (0.214 1 (1 0.09) 0 1 (1 0.09)(0.104 2.5 1.933)I A

Page 18: Teknologi Kabel Energi
Page 19: Teknologi Kabel Energi

KABEL DIUDARA

Page 20: Teknologi Kabel Energi

Apabila kabel diudara maka tahanan termal eksternal diperhitungkan sebagai rugi panas radiasi dan konveksi.

Panas yang diperoleh dari matahari sebesar σDeH

Persamaan rating arusnya:

σ koefisien penyerapan radiasi matahari H intensitas cahaya = 1000 W/m T4* adalah tahanan termal eksternal di udara,

diset untuk perhitungan radiasi matahari

Page 21: Teknologi Kabel Energi

SEKIANTERIMA KASIH ATAS

PERHATIANNYA