Karakteristik Listrik Saluran Transmisi

Karakteristik listrik saluran transmisi adalah konstanta-konstanta saluran.
Konstanta-kontanta saluran yaitu ; Tahanan (R), Induktansi (L), Konduktansi (G), dan Kapasitansi (C).

Pada saluran udara, G dapat diabaikan karena sangat kecil, perhitungan pun jd lebih mudah dan pengaruh masih batas yg dapat diabaikan.

R diperlukan untuk membatasi arus agar tidak merusak peralatan listrik, tapi R dpt merugikan jika jumlah R relative besar karena dapat mengurangi arus / daya yg dikirim ke konsumen.

1. Tahanan (R)

Tahanan suatu konduktor kawat penghantar

R = p (l/A)

"A = luas penampang kawatPenampang kawat satuanny CM (Circular Mil), yaitu penampang kawat   yg berdiameter 1 mil=1/1000 inch.
Jika penampang kawat satuannya mm2 maka CM ;
CM = 1973 x (penampang kawat mm2)       atau       mm2 = 5,067x10 (pangkt -4) x (penampang CM)

"p = resistivitas
dalam sistem MKS (meter,kilogram,sekon) satuan p adalah ohm-meter, panjng (m) dan luas m2.
dalam sistem CGS (centimeter,gram,sekon) satuan p adalah mikro-ohm-centimeter, panjng (cm) dan luas (cm2)


"l = panjang kawat
pd umumnya kawat penghantar terdiri dr kawat pilin maka sebagai faktor koreksi perhitungan pengaruh pilin, panjang kawat x 1,02 (2% faktor koreksi).


Tahanan kawat pengaruh temperatur
dengan batas temperatur 10'C-100'C, maka tahanan ;

R t2 = R t1 [l + αt1 (t2-t1)]

R t2 = tahanan temperatur 2
R t1 = tahanan temperatur 1
α t1 = koefisien temperatur t1 

jadi,  

R t2/R t1 =   l + αt1 (t2-t1)                      R t2/R t1 = To + t2/To + t1

dimn,  

 α t1 = 1/ To + t1   atau To = (1/α t1)-1

-To adalah temperatur tahanan kawat akan menjadi nol, jika persamaan linier yg sama berlaku pd daerah temperatur itu.
jika ini benar -To = temperatur absolut -273'C.

Pada tembaga yg mempunyai konduktivitas 100% , α dari tahanan pada 20'C;  

α 2o = 0,00393                  atau                   To = (1/0.00393) - 20 = 234,5'C

Konduktivitas lain dr tembaga, α berubah langsung. untuk konduktivitas 97,5%

 α 2o = 0,00383                  atau                   To = 241,0'C

Aluminium konduktivitas 61%

 α 2o = 0,00403                 atau                   To = 228,1'C

2. Induktansi dan Reaktansi Induktif Rangkaian Fasa Tanggal

Penurunan rumus induktansi dan reaktansi induktif dari konduktor diabaikan 2 faktor, yaitu;

1. efek kulit (skin effect)

2. efek sekitar (proximity effect)

efek kulit adalah gejala pada arus bolak balik, kerapatan arus penampang konduktor makin besar ke arah permukaan kawat.

tapi jika hanya meninjau frekuensi 50Hz/60Hz pengaruh afek kulit sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

efek sekitar adalah pengaruh kawat lain yg berada disamping kawat yg ditinjau sehingga distribusi fluks tidak simetris .

tapi jika radius konduktor kecil terhadap jarak kedua kawat maka efek sekitar sangat kecil sehingga dapat diabaikan juga.

Fluks Maknit kawat panjang, kawat balik berada ditempat yg sangat jauh

kawat panjang, lurus, bulat, uniform dengan kawat yg berada ditempat sangat jauh

maka gaya gerak magnit;

i1 = ∫ | He | ds

 | He | = besaran intensitas medan magnit (lilitan ampere / meter)

   ds    = panjang elemen sepanjang jalan (m)

   i1     = gaya gerak magnit (lilitan ampere)

disebut GGM (gaya gerak magnit) karena hanya 1 kawat yg dikelilingi medan magnit dan hanya ada 1 lilitan (turn).

lilitan ampere = besar arus pada kawat

jika kawat balik sangat jauh, intensitas medan magnit sepanjang jalan dipih konstan (tidak ada proximity effect), maka

i1 = | He | ∫ ds

jika radiusnya y1, maka;     ∫ ds = 2 Π y1
sehingga,

 i1 = 2 Π y1 | He |               atau              | He |  =  i1  ∕ 2 Π y1

| Be | = kerapatan fluks maknit  
| Be | = Ua

 | He |  =  Ua . i1  ∕ 2 Π y1       weber/m2

Ua = permeabilitas absolut media sekeliling kawat
Uv = permeabilitas hampa udara
Uv = 4 Π x 10 -7  henri/meter
Uv = 1 (sistem c.g.s)

Ua = Ue x Uv

Ue = permeabilitas relatif media sekeliling

~ Fluks Magnit

   *kerapatan fluks diluar kawat

 || Be ||   =  d Φe   ∕  dA =  Ue Uv i1  ∕ 2 Π y1        weber/m2

    Φe = fluks luar kawat

dA   = h dy1

dΦe = |Be| dA

dΦe =  (Ue Uv i1   ∕  2 Π y1)dy1   weber 

    *fluks total, antara permukaan kawat dan silinder konsentrasi dengan radius D1
                                                       D1

Φe =  Ue Uv h i1   ∕  2 Π    ∫ dy1  ∕y1

                                                r1

Φe =  Ue Uv h i1   ∕ 2 Π  ln  D1/r1      weber      (radius D1 dibiarkan besar sampai tak hingga)

~ fluks lingkup (fliks linkage)

   *karena fluks melingkari kawat sekali, maka hanya ada 1 lilitan (turn)
   sehingga, fluks lingkup( λe ) hasil fluks tadi = fluks itu sendiri 

λe = N Φe                    (N=1)

λe = Ue Uv h i1  ∕2Π  ln D1  ∕r1     lilitan weber

~ fluks dalam kawat

  | Hi|  =  iy   ∕ 2 Π y1

  | Bi |  =  ui uv |Hi|  =  ui uv iy   ∕2 Π y1

    Ui = permeabilitas relatif kawat

    *jika arus dalam kawat dalam keadaan mantap dan efek kulit diabaikan distribusi arus akan rata

  iy    = i1  Π y1 2   ∕  Π r1 2 

                     =  i1  y1 2   ∕ r1 2

| Bi |  =  ui uv i1   ∕ 2Π r1 2  (y1)

  dΦi  = | Bi | dA = | Bi | h dy1

          = {ui uv i1 h   ∕  2 Π r1 2} y1 dy1

     *fluks lingkup yg dihasilkan  dΦ

 dλi = iy  ∕ i1 dΦi

 dλi = y1 2  ∕ r1 2 dΦi

 dλi = ui uv i1 h y1 3 ∕ 2Π r1 4  dy1

      *jumlah fluks lingkup dalam kawat
                       r1

   λi = ∫ dλi

                   0
                                                        r1

   λi = ui uv h i1  ∕ 2Π r1 4    ∫ y1 3 dy1

                                                    0

   λi = ui uv i1 h  ∕ 8Π             lilitan weber

       *jadi, jumlah fluks lingkup kawat 1 yg disebabkan arusnya sendiri

   λ21 = λe + λi

   λ21 = uv h i2   ∕ 2Π (ue ln D1/r1 +u1/4)

source; Buku "Transmisi Daya Listrik";Prof.Ir.T.S.Hutauruk,M.Sc