Problem Unbalance Voltage

Pada dasarnya unbalance voltage terjadi akibat unbalance current juga. Artinya tegangan yang tidak seimbang kemungkinan muncul akibat
1. sisi beban yang tidak seimbang
2. sisi suplai sendiri yang tidak seimbang
3. adanya arus bocor dari fasa ke neutral (earth leakage)

Tanya - Budi Raharjo
 

Dear all,

Mohon pencerahannya untuk problem berikut:

Single line: Line feeder 220/380Vac 3P-4W dengan konfigurasi neutral solid grounded dari main LVDB ke load panel LVDB sejauh sekitar 150m. Kedua sisi terima dan kirim menggunakan breaker 3-P.

1. Voltage sisi sending dalam kondisi breaker feeder di main LVDB posisi OFF dalam kondisi normal: Vph-n=226V dan Vph-ph=392V. Vn-gnd=0V.
2. Dalam kondisi incoming MCB load panel LVDB posisi OFF, breaker feeder di main LVDB di ON. Tegangan sisi sending (di main LVDB) menjadi tidak seimbang VA-n=242V, Vb-n = 204V, Vc-n=234V. Vn-gnd=15V. Jika diukur Vph-gnd, ketiga fasa seimbang sekitar 226V. Vph-ph seimbang 392V
3. Kondisi item 2), diukur di sisi terima yaitu incoming breaker load LVDB hampir sama dengan sisi sending. Vn-gnd = 13V. Jika diukur Vph-gnd, ketiga fasa seimbang sekitar 223V. Vph-ph seimbang 392V
4. Jika breaker incoming load panel LVDB di on-kan, tegangan menjadi semakin tidak seimbang. Anehnya tergantung branch MCB yang dion-kan (user side).
5. Yang sudah dilakukan:
a. megger kabel dengan hasil masih memenuhi standar @500V inject
b. Disconnect kabel metering di sisi load panel LVDB, ternyata problem masih sama.
c. Lepas semua branch load dari main bar keluaran incoming breaker panel load LVDB (dengan asumsi ada problem di antara kabel menuju panel branch load karena setiap load ada panel sendiri), problem masih sama.
6. Pertanyaannya: mengapa terjadi unbalance voltage ditandai dengan kenaikan tegangan di dua fasa (sampai 242V dalam kondisi no load dan bisa sampai 254V jika branch breaker load di-on kan?

Terima kasih atas bantuannya.

Tanggapan 1 - fauzul akbar


Pak BR,
apakah ini untuk instalasi hazardous? kalo untuk hazardous, kayaknya perlu dicek lagi requirement  grounding equipment di area hazardous.
kayaknya system grounding nya pakai high resistance kah? ada kemungkinan di sisi atas sudah unbalance.


Tanggapan 2 - berlian syako

Pak Budi,
Kalau sistim 3 phase 4 wire pakai neutral dengan beban single phase ya memang begitu, agak susah mengatur balance nya.
Yg penting masih dalam variasi voltage yg di izinkan misalnya +/- 10%.
Kalau saya lihat variasi voltagenya, rating transformer di sisi upstream nya adalah 400V/230V.
Sedangkan generator juga akan menghasilkan tegangan dalam range regulasi +/- 10%, kalau beban naik tegangan generator turun sedangkan beban turun tegangan generator akan naik.
Jadi tegangan di panel anda di main LVDB dan di load LVDB juga akan turun naik berdasarkan tegangan upstreamnya.
Mengenai tegangan yg tidak sama pada setiap phasa nya dan ada tegangan di neutralnya, itu adalah akibat tidak seimbangnya pembagian beban single phase nya. Untuk memperkecil perbedaan ini maka lakukan pembagian beban yg seimbang sedekat mungkin, walaupun pada prakteknya sulit untuk membuatnya benar2 seimbang tapi paling tidak bisa mendekati seimbang.

Saran saya, pakailah incoming breaker 4 poles, karena pada kondisi normal neutralnya akan dialiri arus juga. Ukuran wire neutral juga harus sama dengan wire phase.

Jadi pada panel anda sebenarnya bukanlah problem tapi hal yg wajar dari sistim 3 phase 4 wire dengan solid ground neutral.



Tanggapan 3 - Radian Adi Nugraha


Coba kasih sedikit pandangan ya pak..
Pada dasarnya unbalance voltage terjadi akibat unbalance current juga. Artinya tegangan yang tidak seimbang kemungkinan muncul akibat
1. sisi beban yang tidak seimbang
2. sisi suplai sendiri yang tidak seimbang
3. adanya arus bocor dari fasa ke neutral (earth leakage)

Usul saya :
1. Coba dilakukan pengukuran arus bocor dari fasa ke netral, karena terlihat ada tegangan di sisi netral yang ditanahkan.
2. Jika memang ada arus, berarti kemungkinan ada bagian konduktor netral yang terbuka, atau connection yang terhubung dengan panel.
3. Kenaikan tegangan wajar terjadi jika memang ada faulth, karena ciri gangguan itu sendiri dapat mengganggu tegangan pada fasa yang sehat.

Mungkin ada yang bisa menambahkan atau mengoreksi.


Tanggapan 4 - rustam.saleh


Setuju pendapat anda, existensi tegangan di netral ke ground meyakinkan saya bahwa ada koneksi netral yg tidak solid ground.


Tanggapan 5 - Budi Raharjo


All,

terima kasih atas responnya.
1. Faktor dari unbalance load bisa kita abaikan karena kondisi unbalance voltage terjadi juga pada saat feeder belum ada load (hanya mengenergized kabel menuju panel load DB dengan meng-on feeder breaker di main MCC). Tetapi jika diukur fasa ke ground, tegangan dalam kondisi baik. Akibatnya jika diukur tegangan dari bar netral ke ground di main MCC akan ada tegangan sekitar 15V.
2. Kecurigaan adanya short di kabel, circuit metering dan load bisa diabaikan karena sudah dilakukan meggering dengan hasil baik.
3. Jika dirunut balik, sebelum feeder breaker di main MCC di-on, ternyata tegangan netral ke ground 0V, sehingga jika diukur koneksinya bisa dibilang netral grounded.
4. Akhirnya, kami pindah kabel netral ke bar ground di main MCC dan bisa solved sampai kondisi load DB terbebani. Hanya permasalahan kenaikan tegangan belum terjawab sampai sekarang.


Tanggapan 6 - rustam.saleh


Coba yakinkan bahwa betulkah sistemnya solid ground,...yakinkan kabel Netral dari 4 wire yg ditarik dari main ke panel terhubung kemudian yakinkan bahwa kabel netral tersebut terhubung ke main...saya agak kurang yakin netral pada main terhubung ke solid ground...
Cobalah yakinkan bahwa yg anda katakan terhubung ke solid ground adalah betul adanya...
Good luck...


Tanggapan 7 - Budi Raharjo

Pak FA,

Saya kok tidak tau untuk grounding hazardous installation perlu requirement khusus. Sebenarnya yang saya curigai adalah grounding untuk power systemnya agak high resistance (kami menganut solid grounded untuk netralnya). Tetapi seperti info saya sebelumnya, di sisi bus sending kondisi voltage ph-n normal (dan tegangan netral bus-gnd bus=0V) sebelum breaker arah load di-on kan. Tegangan baru bergeser setelah breaker arah load di-on kan dan itupun hanya energized kabel (uk. 4x50sqmm)