PERHITUNGAN GMR dan GMD


PERHITUNGAN GMR DAN GMD

Oleh Ikhwannul Kholis, 0806455276

Sistem Transmisi Listrik dapat melalui berbagai saluran. Sistem Transmisi Listrik di Indonesia sebagian besar menggunakan sistem saluran udara. Penggunaan saluran udara di Indonesia karena isolasi yang digunakan adalah udara sehingga biaya yang dikeluarkan dapat ditekan secara optimal. Saluran udara sering kita lihat dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah salah satu Sistem Transmisi Listrik saluran udara.


Gambar 1. Sistem Transmisi Listrik Saluran Udara

Beberapa parameter saluran transmisi, yaitu resistansi, induktansi, dan kapasitansi dapat ditentukan dari spesifikasi konduktor. Selain itu, parameter tersebut dapat pula ditentukan dari geometric penyusunan konduktor. Berdasarkan spesifikasi konduktor, beberapa material untuk digunakan sebagai konduktor di antaranya adalah aluminium, tembaga, baja, dan compound. Dan berdasarkan geometric penyusunan konduktor, terdapat beberapa geometri penyusunan konduktor, di antaranya adalah 6/1 ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforce), 7/1 ACSR, 18/1 ACSR, dan lain-lain. Pada umumnya, kawat yang digunakan untuk Sistem Transmisi Listrik adalah kawat yang dipilin.


Gambar 2. Kabel ACSR

Konduktor tersebut dipilin untuk mendapatkan kawat yang memiliki kekuatan mekanis yang tinggi. Contohnya pada ACSR, digunakan kumpulan Aluminium dan Baja untuk membuat kawat konduktor. Aluminium yang memiliki massa jenis yang kecil dengan kekuatan mekanis yang rendah dipilin pada baja yang memiliki massa jenis yang lebih berat dengan kekuatan mekanis yang lebih tinggi. Pada kasus ini, baja digunakan untuk menyangga kawat sehingga kawat memiliki kekuatan mekanis yang tinggi untuk dapat ditarik pada tiang penyangga Sistem Transmisi Listrik Saluran Udara. Hal ini dapat menyangga kawat sehingga kawat dapat digunakan pada transmisi jarak jauh. Selain itu, gabungan Aluminium dan baja dapat menghasilkan daya hantaran yang tinggi dengan kekuatan mekanis yang tinggi pula. Dengan demikian, kawat memiliki daya hantaran yang tinggi sehingga rugi-rugi daya dapat diminmalisasi dan tidak putus dan tahan terhadap gangguan, misalnya angin, hujan, dan lain-lain.

Dengan menggunakan konduktor yang dipilin, masalah yang sering timbul adalah induktansi antar kabel yang digunakan untuk menghantarkan listrik. Induktansi tersebut juga berpengaruh dengan banyaknya kawat yang digunakan. Induktansi tersebut terjadi karena adanya flux linkage yang disebabkan oleh fluks magnet yang terdapat pada arus tersebut. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Induktansi adalah fungsi dari fluks yang didefinisikan oleh suatu daerah dalam arus yang menghubungkan. Fluks yang terdapat di luar dari link tidak termasuk dalam kalkulasi. Induktansi antar saluran pada fasa dengan titik tengah jarak antar kawat dan jari-jari konduktor r dapat dihitung.


Gambar 3. Flux di antara kawat konduktor

Rumus untuk Induktansi adalah:


dengan GMD adalah Geometric Mean Distance dan GMR adalah Geometric Mean Radius. GMD dan GMR dapat diperoleh dari persamaan berikut.



Gambar 4. ACSR

untuk menghitung GMD dengan menggunakan persamaan (3), digunakan visualisasi Gambar 4 sehingga diperoleh sebagai berikut.

Misal : D1 = (D11.D12.D13.D14.D15.D16.D17)1/7

D2 = (D21.D22.D23.D24.D25.D26.D27)1/7

    …

    D6 = (D61.D62.D63.D64.D65.D66.D67)1/7     sehingga

Berdasarkan Gambar 4, diperoleh perhitungan sebagai berikut.

D1    =    (D11xD12xD13xD14xD15xD16xD17)1/7    ket : r’ = re-µr/4

    =    (r’ x 2r x 2r x 4r x 2r x 2r x 2r) 1/7

    =    (r’273r6) 1/7

D2 = D3 = D4 = D5 = D6 = D1 = [r’273r6] 1/7

D7    =    (D71 x D72 x D73 x D74 x D75 x D76 x D77)

    =    (2r x 2r x 2r x 2r x 2r x 2r x r’) 1/7

    =    [(2r) 6 r’]1/7

Contoh Soal 1:

PLN berencana membangun proyek sistem transmisi tiga fasa di Kalimantan Tengah. Kawat yang digunakan adalah ACSR tipe RAVEN dengan konfigurasi 6/1 produksi Alcan Cable manufacture. Berdasarkan datasheet, diameter untuk kedua jenis logam adalah 0.1327 inchi. Nilai permeabilitas kabel adalah 8. Tentukan :

  1. GMD dan GMR
  2. Nilai Induktansi




Jawab :

Diketahui:

  • Jari-jari = 0.5 x diameter = 0.0635 inchi = 0.1685 cm
  • Nilai permeabilitas kabel (µ) = 8
  1. GMD dan GMR

Langkah-langkah:

  1. Mencari D1, yaitu jarak inti salah satu kawat aluminium dengan kawat lainnya

    D1    =    (D11xD12xD13xD14xD15xD16xD17)1/7        ket : r’ = re-µr/4

        =    (r’ x 2r x 2r x 4r x 2r x 2r x 2r) 1/7

        =    (r’273r6) 1/7

    D1    =

        =    0,3757 cm

  2. Karena yang digunakan pada D2 – D6 adalah aluminium, maka D1 = D2 = D3 = D4 = D5 = D6
  3. Mencari D7, ini adalah untuk kabel baja

    D7    =    (D71 x D72 x D73 x D74 x D75 x D76 x D77)

        =    (2r x 2r x 2r x 2r x 2r x 2r x r’) 1/7

        =    [(2r) 6 r’]1/7

    D7    =

        =    0,1773 cm

  4. Mencari GMR

    GMR    =    (D1D2D3D4D5D6D7)1/7

    GMR    =    (0,37576 x 0,1773)1/7

    GMR    =    0,3375 cm

  5. Mencari GMD

Karena kabel tiga fasa dengan jarak antar kabel 5 meter, maka GMD adalah:

    GMD    =    (D12D23D13)1/3

    GMD    =

    GMD    =    6,299 meter

Sehingga diperoleh GMR = 0.3375 cm dan GMD = 6.299 m

  1. Induktansi

    Untuk menghitung Induktansi, digunakan persamaan berikut.



Contoh soal 2 :

Saluran tiga fasa beroperasi pada 50 Hz disusun seperti gambar berikut. Konduktor yang digunakan adalah ACSR Drake. Tentukan induktansi per meter.

Jawab:

Berdasarkan datasheet Alcan Cable Manufacture, konduktor ACSR Drake, GMR = 0.0373 ft = 0.0113 m

One response to “PERHITUNGAN GMR dan GMD

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s