Praktikum Sistem Daya Elektrik Percobaan I (Transmisi Pendek)

Summary

This video script discusses an experiment on short electrical transmission lines, aiming to understand their characteristics under loaded and unloaded conditions. It explains the parameters affecting transmission line performance: resistance (R), inductance (L), capacitance (C), and conductance (G). The script covers the calculation of these parameters and their distribution along the line. It also classifies transmission lines into short, medium, and long based on their length and capacitance to ground. The video further delves into the analysis of current and voltage relationships, matrix representation, and phasor diagrams for different load conditions. Practical aspects, including the setup and data collection for modeling short transmission lines, are also addressed.

Takeaways

• 📚 The video discusses an experiment on electrical transmission systems, focusing on short transmission lines.
• 🔍 The experiment's objective is to understand the characteristics of the transmission line under loaded and unloaded conditions.
• ⚙️ Four parameters influence the performance of a transmission line: resistance (R), inductance (L), capacitance (C), and conductance (G).
• 🛠️ Resistance is due to the material's nature of the conductor, while inductance arises from the coiling of the transmission wire.
• 🌐 Capacitance is a result of the dielectric material (like air) between two electrodes, and it can be calculated using the formula C = ε₀ * A / d.
• 🔗 Conductance is the reciprocal of resistance and can be calculated using the formula G = 1/R, where R is the resistance.
• 📊 Transmission lines are classified into short, medium, and long lines based on their capacitance to ground and their length.
• 🔌 Short transmission lines are generally less than 80 km, medium lines range from 80 km to 250 km, and long lines are over 250 km.
• 📈 The video explains the equivalent circuit of a short transmission line and how to analyze it using phasor diagrams for different load conditions.
• 🔬 The experiment involves measuring voltage and current under no load, pure resistive load, and resistive-inductive (RL) load conditions.
• 🔧 Practical aspects of the experiment include using an AC three-phase voltage source, a transmission line simulator, and other equipment to model the transmission line.

Q & A

What is the main objective of the experiment discussed in the script?

The main objective of the experiment is to understand the characteristics of a short transmission line under both loaded and unloaded conditions.

What are the four parameters that affect the performance of a transmission line as part of an electrical power system?

The four parameters that affect the performance of a transmission line are resistance (R), inductance (L), capacitance (C), and conductance (G).

How is resistance in a transmission line related to the material of the conductor?

Resistance in a transmission line arises due to the resistive nature of the conductor material, and it is calculated as the resistive material constant multiplied by the length of the conductor divided by its cross-sectional area.

What is the physical meaning of inductance in a transmission line?

Inductance in a transmission line represents the property of the circuit that relates the voltage due to changes in magnetic flux to changes in current, and it is due to the coiling of the transmission wire.

How is capacitance in a transmission line affected by the dielectric material between the conductors?

Capacitance in a transmission line is due to the presence of a dielectric material, such as air, between two electrodes, which in this case are the transmission wires and the ground. It is calculated as the permittivity of the air multiplied by the cross-sectional area of the conductor divided by the distance between the conductor and the ground.

What is conductance and how is it related to resistance?

Conductance is the reciprocal of resistance and is calculated as the conductive material constant, where R is the resistance, which is the resistive material constant multiplied by the length of the conductor and divided by its cross-sectional area.

How are transmission lines classified based on their capacitance to ground?

Transmission lines are classified into three types based on their capacitance to ground: short transmission lines, medium transmission lines, and long transmission lines. Short lines generally have a length of less than 80 km, medium lines range from 80 km to 250 km, and long lines are longer than 250 km.

Why can the capacitance of a short transmission line be ignored compared to the current to the load?

The capacitance of a short transmission line can be ignored because its value is small, resulting in a very small leakage current to the ground compared to the current that goes to the load.

What is the equivalent circuit of a short transmission line as discussed in the script?

The equivalent circuit of a short transmission line includes parameters such as sending-end voltage (Vs), receiving-end voltage (VR), DC sending current (Is), load impedance (ZL), and the line impedance (Z), which is the centralized impedance of the impedances along the line.

How are the relationships between current and voltage in a transmission line analyzed?

The relationships between current and voltage in a transmission line are analyzed by first examining the line's equivalent circuit, considering there are no branches, so the sent current (Is) is the same as the current through the line (I_line), and the sent voltage (Vs) is equal to the voltage along the line (V_line).

What are the three conditions analyzed in the script for the transmission line's phasor diagram?

The three conditions analyzed for the transmission line's phasor diagram are no load, loaded with R, and loaded with RL.

Outlines

00:00

🔌 Introduction to Electrical Transmission Systems

This paragraph introduces the topic of electrical transmission systems, specifically focusing on short transmission lines. The purpose of the experiment discussed is to understand the characteristics of the transmission line under both loaded and unloaded conditions. The paragraph explains the four parameters that affect the performance of a transmission line as part of an electrical power system: resistance (R), inductance (L), capacitance (C), and conductance (G). These parameters are distributed along the transmission line. The paragraph also discusses how resistance arises due to the material of the conductor, inductance due to the coiling of the transmission wire, capacitance due to the dielectric material between conductors, and conductance as the reciprocal of resistance. The discussion also includes the classification of transmission lines based on their capacitance to ground into short, medium, and long lines, with short lines being less than 80 km, medium lines between 80 km and 250 km, and long lines over 250 km. The characteristics of short transmission lines are emphasized, noting that their capacitance is small, leading to minimal current leakage to the ground.

05:04

📡 Analysis of Transmission Line Parameters and Phasor Diagrams

This paragraph delves into the analysis of transmission line parameters and the use of phasor diagrams to understand the behavior of the system under different conditions. It discusses how to calculate the voltage and current along the transmission line using matrix analysis, with elements A, B, C, and D representing different aspects of the transmission line's performance. The paragraph explains how to derive the values of these elements and how they relate to the transmission line's impedance. It also covers the phasor diagrams for three conditions: no load, load with pure resistance (R), and load with a combination of resistance and inductance (RL). The discussion includes how to represent voltage and current phasors and how they relate to each other under different loading conditions. The importance of understanding these relationships is highlighted for analyzing the performance of electrical transmission systems.

10:05

🔬 Practical Experimentation and Data Collection

The final paragraph outlines the practical aspects of the experiment, including the equipment used and the steps for data collection. The equipment mentioned includes an AC three-phase voltage source, a channel simulator, a KYJ trafo regulator, and connecting cables. The paragraph details the steps for setting up the electrical circuit to model a short transmission line and collecting data under different conditions: no load, load with pure resistance (R), and load with a combination of resistance and inductance (RL). The process involves adjusting the trafo to obtain specific voltages and recording measurements using measuring instruments. The paragraph concludes with a mention of the tasks and conclusions of the experiment, which involve calculating real power losses under different load conditions and drawing conclusions based on the practical results compared to theoretical expectations.

Keywords

💡Transmission Line

A transmission line is a key component in electrical systems used for the transfer of electrical energy from one point to another. In the context of the video, the focus is on short transmission lines, which are typically less than 80 KM in length. The video discusses the characteristics of these lines under different load conditions, emphasizing their importance in electrical power systems.

💡Characteristics of Transmission Line

The characteristics of a transmission line refer to the properties that define its behavior and performance. These include parameters like resistance (R), inductance (L), capacitance (C), and conductance (G). The video explains how these parameters affect the transmission line's performance, particularly in terms of power transfer and signal integrity.

💡Load Conditions

Load conditions refer to the different states of electrical demand placed on a transmission line. The video discusses testing the transmission line under no load, resistive load (R), and resistive-inductive load (RL) conditions. Understanding these conditions is crucial for analyzing the line's performance and ensuring efficient power delivery.

💡Resistive Load (R)

A resistive load represents a type of electrical load that dissipates power in the form of heat. In the video, testing the transmission line under resistive load conditions helps to understand how the line behaves when power is consumed in a purely resistive manner, which is a fundamental aspect of electrical power transmission analysis.

💡Resistive-Inductive Load (RL)

An RL load combines resistive and inductive elements, which is common in many practical electrical systems. The video script mentions testing the transmission line under RL load conditions to analyze how the line's performance is affected by the combination of resistance and inductance, which is essential for designing robust power systems.

💡Impedance

Impedance is a measure of the opposition that a circuit element presents to an alternating current (AC). It is a complex quantity that combines resistance and reactance. In the video, impedance is used to describe the total opposition to the flow of current in the transmission line, which is critical for analyzing AC power systems.

💡Fasor Diagram

A fasor diagram is a graphical representation of the magnitude and phase relationship of AC quantities. The video discusses the use of fasor diagrams to analyze the conditions of the transmission line under different loads. These diagrams help visualize the vector relationships between voltage and current, which is essential for understanding AC circuit behavior.

💡Power Loss

Power loss refers to the reduction in electrical power as it travels along a transmission line due to resistive elements. The video mentions calculating theoretical and practical power losses using formulas that involve current and resistance. Understanding power losses is vital for optimizing transmission line efficiency and minimizing energy waste.

💡Equivalent Circuit

An equivalent circuit is a simplified representation of a more complex system, where the original components are replaced by their equivalent resistances, inductances, capacitances, and conductances. The video describes the equivalent circuit of a short transmission line, which is used to model and analyze the line's behavior under various conditions.

💡Regulator

A regulator in the context of the video likely refers to a device used to control or adjust the voltage in a transmission system. While not explicitly detailed in the script, regulators are important for maintaining stable voltage levels across the transmission line, ensuring reliable power delivery to end users.

💡Practical Experiment

A practical experiment, as mentioned in the video, involves hands-on testing and measurement to validate theoretical concepts. The script outlines steps for conducting experiments on an electrical circuit model to simulate transmission line behavior. These experiments are crucial for applying theoretical knowledge to real-world scenarios and for training in practical electrical engineering skills.

Highlights

Introduction to the experiment on electrical transmission systems.

Objective of the experiment is to understand the characteristics of short transmission lines under loaded and unloaded conditions.

There are four parameters affecting the performance of a transmission line: resistance (R), inductance (L), capacitance (C), and conductance (G).

Resistance arises due to the material of the conductor and can be calculated as R = ρ * (L/A).

Inductance is a property that relates voltage to the rate of change of magnetic flux, and it can be calculated as L = μ * (N * A) / l.

Capacitance is due to the presence of dielectric material between two electrodes and can be calculated as C = ε * (A/d).

Conductance is the reciprocal of resistance and can be calculated as G = 1/R.

Transmission lines are classified into short, medium, and long based on their length and capacitance to ground.

Short transmission lines are generally less than 80 km long and have small capacitance, so ground current can be neglected.

Medium transmission lines range from 80 km to 250 km and have significant capacitance that cannot be ignored.

Long transmission lines are over 250 km long and have very large capacitance, which is considered distributed along the line.

Equivalent circuit of a short transmission line includes parameters such as sending-end voltage (Vs), receiving-end voltage (VR), current (I), and impedance (Z).

The relationship between current and voltage can be analyzed by examining the line's equivalent circuit.

For unloaded conditions, the current through the line is zero, and the sending-end voltage equals the receiving-end voltage.

For loaded conditions with an R load, the current through the line is I = V/R, and the voltage drop across the line is significant.

For loaded conditions with an RL load, the current through the line is I = V/Z, where Z is the impedance of the load.

The experiment uses an AC three-phase voltage source, a transmission line simulator, a regulator, and connecting cables.

Data collection involves measuring voltage and current at different load conditions to model the transmission line's behavior.

The experiment tests the transmission line under no load, R load, and RL load conditions.

The task involves calculating real power losses using theoretical and practical formulas.

The conclusion of the experiment is discussed with the respective lab assistants, focusing on the results of the short transmission experiment.

Transcripts

Hai selamat pagi siang sore atau malam

penonton pastikan Selamat datang di

praktikum sistem dielektrik dan pada

video ini akan dibahas mengenai

percobaan satu yakni mengenai transmisi

pendek tujuan dari percobaan ini adalah

untuk mengetahui karakteristik saluran

transmisi pendek baik pada kondisi beban

maupun tidak berbeban sehingga pada

kondisi beban nanti akan diujikan pada

kondisi beban er dan beban RL Jadi pada

suatu saluran transmisi terdapat empat

parameter yang mempengaruhi kinerja nya

sebagai bagian dari suatu sistem tenaga

listrik yaitu resistansi atau er

induktansi atau l kapasitansi atau c dan

konduktansi atau gmana keempat

parameter-parameter ini terdistribusi

secara merata di suatu saluran transmisi

seperti yang diilustrasikan pada gambar

Hai resistansi muncul akibat adanya

hambatan jenis dari bahan konduktornya

sehingga tidak ada yang namanya bahan

yang bersifat konduktif murni kemudian

resistensi ini dapat dirumuskan sebagai

er atau substansi sama dengan hambatan

jenis atauro dikalikan dengan elpra

dimana l adalah panjang penuturnya

kemudian a adalah luas penampang dari

konduktor tersebut selanjutnya

induktansi merupakan sifat rangkaian

yang memberikan hubungan antara tegangan

yang dihibahkan oleh perubahan fluks

terhadap perubahan arus nilai induktansi

juga muncul karena adanya lilitan pada

kawat penghantar sehingga itu Tansi atau

l dapat dirumuskan sebagai jumlah

lilitan dikalikan dengan perubahan fluks

terhadap perubahan arus atau Devi PDIP

kemudian kapasitansi yang muncul akibat

adanya bahan dielektrik yang dalam hal

ini adalah udara yang berada diantara

dua bahan elektroda yang dalam hal ini

adalah kawat dengan gram kemudian

kapasitansi atau C dapat dirumuskan

sebagai pernik

udara atau epsilon no dikalikan dengan

luas penampang kawat penghantar atau ah

dibagi dengan jarak kawat penghantar

dengan gram atau D selanjutnya

konduktansi komputasi dapat diartikan

sebagai kebalikan dari resistansi

sehingga konduktansi dapat dirumuskan

sebagai software dimana R adalah

resistansi yang dari emas sebelumnya

resistansi sama dengan hambatan jenis

dikalikan dengan panjang dari konduktor

dibagi dengan luas penampangnya

konduktansi antara penghantar atau antar

atau antara pengantarnya tanah

disebabkan oleh karena adanya arus bocor

pada isolator pada saluran udara atau

pada isolasi kabel pada saluran bawah

tanah kebocoran pada isolator atau pada

isolasi kabel dapat diabaikan maka

komunikasi antar penghantar dapat

diabaikan pula sebelum dibahas mengenai

saluran transmisi pendek akan dibahas

lebih dahulu mengenai klasifikasi dari

saluran transmisi jadi berdasarkan besar

kapasitansi saluran terhadap tanah

saluran transmisi ini

di atas tiga jenis diantaranya saluran

transmisi pendek menengah dan panjang

saluran transmisi pendek pada umumnya

memiliki panjang kurang dari 80 KM

kemudian saluran transmisi menengah itu

panjangnya antara 80 KM hingga 250 km

dan pada saluran transmisi panjang ini

panjangnya lebih dan 250 km Kemudian

dilihat dari kapasitansinya pada saluran

transmisi pendek ini nilai

kapasitansinya kecil maka arus bocor ke

tanah Nilainya sangat kecil dibandingkan

dengan arus yang ke beban Oleh karena

itu nilai kapasitansinya dapat diabaikan

Kemudian pada saluran transmisi menengah

nilai kapasitansi Saluran ini cukup

besar dan tidak dapat diabaikan oleh

karena itu dapat dianggap sebagai

kapasitansi yang terpusat lebih lanjut

mengenai saluran transmisi menengah ini

akan dibahas pada percobaan kedua

Kemudian pada saluran transmisi panjang

nilai kapasitansi Saluran ini sangat

besar namun tidak dianggap sebagai

kapasitansi yang terpusat tetapi

kapasitansi terdistribusi merata di

sepanjang saluran

yo yo

Hai pada bagian kiri dapat dilihat

merupakan rangkaian ekivalen dari suatu

saluran transmisi pendek beberapa

parameter yang bekerja pada saluran

asumsi pendek ini diantaranya adalah

tegangan Sisi kirim atau vs tegangan

Sisi terima atau VR arus DC kirim atau

ISP harus diterima atau Ir impedansi

beban atau ZL dan impedansi dari saluran

atau zat sel 5mpx dari Saluran ini

merupakan impedansi terpusat dari

impedansi yang ada di sepanjang saluran

Hai untuk mengetahui hubungan antara

arus dan tegangannya dapat dilakukan

Analisis terhadap rangkaiannya terlebih

dahulu karena tidak adanya percabangan

maka arus yang dikirim atau ISP akan

sama dengan arus yang melalui saluran

atau Israel dan asam sama dengan arus DC

timah atau Ir kemudian melihat

tegangannya bulat

up1 tegangan DC dikirim akan sama dengan

tegangan di sepanjang saluran atau

Faisal ditambah dengan tegangan DC

terima atau CR kemudian vestal disini

dapat juga ditulis dengan impedansinya

atau mohon maaf atau z-cell dikalikan

dengan arus yang melaluinya atau install

dimana Israel ini = QR sehingga dapat

dituliskan dengan Ir Kemudian

ditambahkan dengan tegangan DC terima

atau VR Kemudian untuk mengetahui bentuk

matriksnya harus diketahui masing-masing

elemen dari matriksnya tersebut harus

diketahui ABC dan d nya terlebih dahulu

kemudian dapat melakukan perkalian

matriks dari sekalian ini dapat didapat

dapat diperoleh vs = a * VR ditambahkan

dengan b dikali sandingan

Daihatsu kemudian melihat pesawat

persamaan yang pertama di sini maka Adi

dapat nilainya ini sakit dan b

didapatkan nilainya yakni zat saluran

atau untuk mempersingkat penulisan bisa

ditulis satu zat saja Kemudian dari

perkalian matriks tersebut tidak dapat

juga is atau tegangan DC kirim akan = C

dikalikan dengan VR ditambah dengan b

dikali dengan dengan Ir

Hai kemudian melihat bersamaan ini

karena tidak ada elemen VR maka didapat

c = 0 dan karena QS = 1 dikali er maka D

= 1 gimana keempat nilai ini ditegaskan

kembali disini

hai hai

Hai kemudian pesonanya akan dibahas

mengenai Analisis diagram fasor dari

ketiga kondisi ini kondisi tanpa beban

beruban er dan berbeban RL yang pertama

pada kondisi tanpa beban jadi karena

tidak adanya beban maka tidak ada arus

yang melalui rangkaian tersebut sehingga

S = QR = pisau sama dengan nol kemudian

tegangannya vs sama dengan facial tamu

VR kemudian dengan mensubstitusi

mensubstitusikan harus sama dengan nol

tadi maka vs akan sama dengan VR

sehingga dapat dilihat di bagian kanan

merupakan merupakan diagram fasor nya

pada dia longsor ini PS dituliskan sama

adik sepasang dan sama dengan VR

kemudian Kenapa tidak digambarkan

arus-arus Solid Kenapa tidak digambarkan

lain-lainnya seperti arus itu karena

nilainya adalah

Hai selanjutnya pada rangkaian yang

beban er Liona ada beban karena adanya

beban her arus yang melalui itu adalah

is = QR = install Kemudian untuk diagram

fasor nya itu yang pertama digambarkan

VR atau tegangan DC kiri terimanya

terlebih dahulu sebagai fasor referensi

mana letaknya pada detik derajat know I

Hai kemudian karena bebannya er maka

arusnya sepasang dengan tegangan

sehingga QR = QR = Israel yang sepasang

dengan VR tadi kemudian karena

penjumlahan maka akan digambarkan

selanjutnya dari ujung ke ujung kemudian

penjudi Perkalian antara skalar dan

vektor akan menghasilkan perpanjangan

dari flight perpanjangan dari vektor

tersebut dimana dalam hal ini skalanya

adalah er dan vektornya adalah Islam dan

kemudian perkalian dengan elemen

imajiner J menghasilkan vektor yang

tegak lurus dengan vektor yang Rio tadi

Hai ke untuk mengetahui tegangan di

sepanjang saluran yang merupakan er

dikali Israel ditambah jxd kali instal

atau R ditambah JX sekali install untuk

menghasilkan facial

Hai Kemudian untuk mengetahui vs dari

persamaan V = Saitama vs sebelumnya

digambarkan dari ujung ke ujung sehingga

menghasilkan vektor yang berwarna hijau

tersebut

Hai selanjutnya pada rangkaian beban RL

karena adanya beban maka ada arus yang

melaluinya dimana i s = QR = install

kemudian tegangannya VR = Z 1 dikali x

ditambah VR bentuk diagram fasor nya

pertama-tama digambarkan VR terlebih

dahulu sebagai as reference yang berada

di derajat Kenongo kemudian QR = QR =

install digambarkan legging terhadap

tegangan karena bebannya bersifat

induktif

Hai kemudian Perkalian antara er dikali

Israel menghasilkan ke menghasilkan

perpanjangan dari Factor install

tersebut selanjutnya karena diperlukan

penjumlahan atau Factor maka vektor

digambarkan dari ujung ke ujung

Hai Kemudian untuk mengetahui JX sekali

Israel itu akan tegak lurus dengan air

di kali install karena adanya elemen

imajiner kemudian er dikali Israel

ditambah jxd kalisalak asma dengan

kristal yang merupakan tegangan di

sepanjang saluran dan penjumlahan dari

VR ditambahkan dengan facial akan = PX

dan menghasilkan vektor yang berwarna

hijau selanjutnya akan dibahas mengenai

alat praktikum dimana alat-alat

praktikum yang digunakan dalam percobaan

ini adalah sumber tegangan AC tiga fasa

simulator saluran kyj trafo regulator

dan Kabel penghubung

Hai Kemudian untuk langkah-langkah

pengambilan data buat rangkaian listrik

sebagai model transmisi pendek seperti

rangkaian ekivalen dengan parameter

saluran sebagai berikut nilai Irsal dan

Elsa diberikan oleh asisten dengan

menggunakan trafo dapatkan tegangan V 1

sesuai dengan yang ditetapkan dalam

tabel 1 kemudian catatlah semua besaran

yang tercatat oleh alat ukur kemudian

dengan menggunakan trafo dapatkan

tegangan V2 sesuai dengan yang

ditetapkan dalam tabel kemudian catatlah

semua besaran yang tercatat oleh alat

ukur kemudian masukkan bebener dan

ulangi langkah b dan c dan

masukan-masukan beban l dan ulangi

langkah B dan C sehingga yang diujikan

atau yang dicoba pada percobaan ini

adalah pada kondisi tidak berbeban

kondisi beban er dan kondisi beban

Hai untuk tugas dan kesimpulan tugasnya

adalah pada kondisi beban yang beruban

er dan Urban RL hitung Roger hitunglah

rugi-rugi daya nyata dengan menggunakan

rumus rugi-rugi secara teori = I1

kuadrat dikali dengan ersal kemudian

rugi-rugi secara praktek itu sama dengan

P1 dikurangi P2 untuk kesimpulan dari

praktikum bisa ditanyakan pada

masing-masing asisten praktikum yang

bersangkutan untuk asistensi diingatkan

kembali waktunya adalah dua kali 24jam

sekian mengenai percobaan mengenai

transmisi pendek ini Apabila saya ada

salah kata saya mohon maaf dan atas

perhatiannya saya ucapkan terima kasih