Contoh ini menunjukkan bagaimana rumus aliran daya dapat digunakan untuk menghitung daya aktif, daya reaktif, dan daya kompleks dalam sistem tenaga.
Contoh Soal Aliran Daya Sistem Tenaga
Dalam analisis sistem tenaga, perhitungan aliran daya merupakan aspek penting untuk memahami distribusi daya dan kinerja jaringan listrik. Aliran daya menggambarkan bagaimana energi listrik mengalir melalui berbagai komponen sistem, seperti generator, transformator, dan saluran transmisi. Contoh soal berikut akan membantu memahami konsep perhitungan aliran daya dalam sistem tenaga.
Contoh Soal
Perhatikan sistem tenaga sederhana yang terdiri dari satu generator, satu transformator, dan dua beban seperti pada gambar di bawah.
Generator dengan tegangan 11 kV, daya 100 MW, dan faktor daya 0,8 (leading). Transformator dengan rasio transformasi 10:1, impedansi 0,05 + j0,1 pu. Beban 1 dengan daya 50 MW dan faktor daya 0,9 (lagging). Beban 2 dengan daya 30 MW dan faktor daya 0,8 (lagging).
Tentukan:
- Daya kompleks pada generator dan kedua beban.
- Arus pada sisi primer dan sekunder transformator.
- Tegangan pada bus beban 1 dan 2.
Langkah-langkah Penyelesaian
Berikut adalah langkah-langkah untuk menyelesaikan contoh soal aliran daya sistem tenaga tersebut:
-
Konversi Daya ke Kompleks
Contoh soal aliran daya sistem tenaga biasanya melibatkan analisis beban, pembangkitan, dan transmisi energi listrik. Dalam analisis ini, kita seringkali berhadapan dengan diagram sirkuit yang menggunakan simbol-simbol khusus untuk mewakili komponen-komponen elektronik. Simbol-simbol ini penting untuk memahami dan menganalisis aliran daya dalam sistem.
Sebagai contoh, resistor direpresentasikan dengan simbol zig-zag, kapasitor dengan dua garis sejajar, dan induktor dengan kumparan. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang simbol-simbol komponen elektronik yang umum digunakan, Anda dapat mengunjungi situs web ini. Pemahaman tentang simbol-simbol ini sangat penting untuk menyelesaikan contoh soal aliran daya sistem tenaga secara efektif.
Konversi daya nyata dan reaktif pada generator dan kedua beban ke bentuk kompleks dengan menggunakan rumus:
S = P + jQ
di mana:
- S adalah daya kompleks (VA)
- P adalah daya nyata (W)
- Q adalah daya reaktif (VAR)
Daya reaktif dapat dihitung menggunakan:
Q = P- tan(θ)
di mana θ adalah sudut fase antara tegangan dan arus, yang dapat dihitung menggunakan:
θ = arccos(faktor daya)
- Hitung Impedansi Transformator dalam Sistem Perhitungan
Impedansi transformator biasanya diberikan dalam per unit (pu) berdasarkan nilai dasar tertentu. Untuk menghitung impedansi dalam sistem perhitungan, perlu dilakukan konversi dengan menggunakan rumus:
Z_pu = Z / Z_base
di mana:
- Z_pu adalah impedansi dalam per unit
- Z adalah impedansi aktual (ohm)
- Z_base adalah impedansi dasar (ohm)
Impedansi dasar dapat dihitung menggunakan:
Z_base = (V_base)^2 / S_base
di mana:
- V_base adalah tegangan dasar (volt)
- S_base adalah daya dasar (VA)
- Hitung Arus pada Sisi Primer Transformator
Arus pada sisi primer transformator dapat dihitung menggunakan hukum Ohm:
I_p = S_g / (V_g- √3)
di mana:
- I_p adalah arus primer (A)
- S_g adalah daya kompleks generator (VA)
- V_g adalah tegangan generator (V)
- Hitung Tegangan pada Sisi Sekunder Transformator
Tegangan pada sisi sekunder transformator dapat dihitung menggunakan rasio transformasi:
V_s = V_p / N_p- N_s
di mana:
- V_s adalah tegangan sekunder (V)
- V_p adalah tegangan primer (V)
- N_p adalah jumlah lilitan primer
- N_s adalah jumlah lilitan sekunder
- Hitung Arus pada Sisi Sekunder Transformator
Arus pada sisi sekunder transformator dapat dihitung menggunakan hukum Ohm:
I_s = S_l / (V_s- √3)
