002-Segitiga Konversi Energi

8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi

1/60

ENERGI


2/60

ENERGI


3/60


4/60


5/60

Elektroma netik


6/60

Elektroma netik


7/60

Elektroma netik


8/60

Elektroma netik


9/60

Elektroma netik


10/60

Elektroma netik


11/60

Elektroma netik


12/60

Elektroma netik


13/60

Elektroma netik


14/60

Elektroma netik


15/60

Elektroma netik


16/60

Elektroma netik


17/60

Elektroma netik


18/60

Elektroma netik


19/60

Elektroma netik


20/60

Elektroma netik


21/60

Elektroma netik


22/60

Elektroma netik


23/60

Rangkaian Satu Fasa & Tiga Fasa, dan sistem Unit

. , .


24/60

Rangkaian Satu Fasa


25/60

Komponen rangkaian satu fasa:

>Sumber tegangan atau arus LV

a b

VL

I

>Impedansi (resistansi, induktansi,

kapasitansi)R

g

VR

paralel.

0

5

10Vo

v (t)

0 60 120 180 240 300 36010

5

deg

T


26/60

• Sumber tegangan menghasilkan gelombang sinus :

dimana: Vrms adalah harga efektif sumber tegangan

)(sin)( tV2tvrms

ω

ω adalah frekuensi sudut fungsi sinus (rad/sec)

Hz

1

f rad/sec

2

f 2 ===

π

π ω

f adalah frekuensy (60 Hz di USA, 50 Hz di Eropa).

T adalah periode gelombang sinus (seconds).

• Harga Puncak (maksimum) tegangan adalah rms0 V2V =


27/60

∫

T1

arga e e apa ung

• Arah tegangan diperlihatkan oleh panahdari g ke a. Hal

∫0rmstv t

T

ini berarti selama ½ siklus positifnya, potensial a lebih

besar daripada g.

C

a b

Vc

I

R VR


28/60

• Arus yang mengalir juga sinusoidalφ-

dimana: I rms adalah harga efektif arus.

rms φ

φ adalah pergeseran fasa antara tegangan & arus.

•

hukjum Ohm:

dimana: Z adalah im edansiV

I rms=


29/60

• Impedansi (dalam Ohms) adalah :

– a) Resistansi (R)

– b) Reaktansi Induktif LXL ω =

– c) Reaktansi Kapasitif 1 XC =


30/60

• Impedansi dari sebuahresistor dan induktor • Perhitungan impedansi

adalah :

XL

a b

VXL

I

22

R VR

=

• Sudut fasanya :

φ = aX

R tan


31/60

• Arus generator mengalirdari g ke a selama siklus • The load current andvoltages are in opposite

.

•a bI

dalam arah yang sama.V

VLL

Ig

• Arus dalam siklus positifmengalir dari b ke g.

g

VRLoad


32/60

Rangkaian “Induktif”• Per eseran fasa ter adi antara te an an dan arus adalah “ne atif”.

• >>>Arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan.

V t10

L

a b

VL

I

I(t)0

5V( )t

I( )t

R VR

0 60 120 180 240 300 36010

5

t


33/60

Rangkaian Kapasitif • Per eseran fasa ter adi antara te an an dan arus adalah “ ositif”.

• >>>Arus mendahului (leading) terhadap tegangan

10

CV

a b

Vc

v(t)

i(t)0

5V( )t

R

g

VR φ

10

5I( )t

t0 60 120 180 240 300 360


34/60

• Ilustrasi arus kapasitif (leading) dan induktif

(lagging).

v(t) IL(t) lagging IC(t) leading

φ

t

-φφ


35/60

Notasi Komplek

• Perhitungan-2 teknik memerlukan informasi hargae e rms an pergeseran asa egangan an arus.

• Fungsi waktu digunakan untruk analisa transient.

• Amplitudo(rms) dan sudut fasa dapat dihitungmenggunakan notasi komplek.

• egangan, arus an mpe ans nyata an a amfphasor komplek.


36/60

Complex Notation

Impedance phasor: (resistance, capacitor, and inductance

connected in series)

X jR )X-(X jR )

C j

1(L jR TCL +=+=++=

ω

ω Z

Exponential form: ZX

φ

eZ jφ=Z

where: R22

XR +=Z )R (tana=φ


37/60

Sin le Phase CircuitReviewComplex Notation

Impedance phasor: (resistance, capacitor, andinductance connected in parallel)

C j

11

1

111

11

ωω

=

ω

=

YZ

Two impedances connected in parallel

C j

ω

ω

ω

21

21

11

1

ZZ

ZZZ

=

11ZZ


38/60

Notasi Komplek

Phasor impedansi:

Bentuk Polar:

]

cosZφ

φ

sin jZeZ j

R

Xφ22 XR +=Z )tan

R

X(a=

)Z (sinX φ

)Z (cosR φ


39/60

Perhitungan Daya.

Daya sesaat, adalah hasil perkalian anatara tegangan sesaatv t dan arus sesaat i t .

t I 2tV 2i(t) v(t)t p φsinsin)(

tV 2tv ω

sin)( t I 2ti φ

sin)(


40/60

Rangkaian Satu Fasa

•Ba ian 1 Real Power

Harga RATA-RATA dari p(t) adalah REAL POWER. Daya inilah yang

ditransfer dari sumber ke bebean.)(cos IVP φ

•Bagian 2 adalah Reactive Power.

Harga rata-rata reactive power adalah NOL (mengapa?):

φ

a). Selama siklus positif daya rekatif mengalir dari generator ke beban.

b). Selama siklus negatif daya rekatif mengalir dari bebean ke generator.

)(sinIV Q φ


41/60

Rangkaian Satu Fasa

Fungsi waktu Daya Sesaat

• eros as engan re uens ua a re uens asarnya.

• Kurva tergeser ke sumbu positif sehingga daerah dibawah kurvapositif >kurva dibawah kurva negatif.

T

• aya rata-rata yg trans er: PT

p t dt= ∫0

( )

Voltage Daya SesaatDaya rata-rata

t


42/60

Rangkaian Satu Fasa

Daya Reaktif dan Daya Nyata untuk berbagai pergeseran fasa

Φ

Φ

p(t) tΦ = - Φ = -

P P

Q sin (2ωt)P [1-cos(2ωt)]

Q sin (2ωt)P [1-cos(2ωt)]

Φ = -60oΦ = -85o p(t)

P

p(t)

P [1-cos 2ωt ] P [1-cos(2ωt)]

P

t t

Q s n 2ωt)Q sin (2ωt)


43/60

Rangkaian Satu Fasa

Daya Komplek

• o as omp e apa guna an un u menya a an aya.

PIVS ±==

• FAKTOR DAYA (p.f) didefinisikan sebagai : perbandingan antara Daya

N ata P den an har a mutlak dari da a kom lek |S| .

P

S φ p ==cos


44/60


45/60

Ran kaian Ti a Fasa

• Titik netral di-tanahkan Va n

-

magnitudo yg sama.

• Perbedaan fasa antar tegangan

V b nVa b Vc a

adalah 120°. Vc nV b c

cV0V =anV

120V °−∠=bnV

240V °−∠=cnV


46/60


47/60


48/60

Ran kaian Ti a Fasa

Sistem dihubungkan Wye

Ia

• Tegangan LINE to LINE berbedadg tegangan FASA Va n Va b

b nn

Vc aI bo30V3 an +∠== bnanab V-VV

Vc n

V b c

o90-3 ∠== bncnbnbc VV-VV

Ic

o

1503 +∠== cnancnca VV-VV

Besar Tegangan LINE to LINE adalah tegangan FASA

(rms)


49/60

Ran kaian Ti a Fasa

Sistem Wye Berbeban

• Impedansi beban adalah Za

, Zb

, Zc• Setiap sumber tegangan mensuplai Van Za

.

• Arus dinyatakan sebagai: VabZb

bb

IaVbn

bV V cnV

• Pada sistem mengalir ARUS KE-

VbcZc

b

cc

Vcn

c

Vca

a

aZ

= b

bZ

=c

cZ

=

TANAH sebesar:

c

Iocba0 IIII ++=


50/60

Ran kaian Ti a Fasa

Sistem Wye Berbeban

• Jika BEBAN SETIMBANG (Za = Zb =Zc) maka:Van

Za

•

Ia0=++= cba0 IIII

fasa dapat digunakan (fasa a, sebagaicontoh)

” ” -

Io

n


51/60

Ran kaian Ti a Fasa

Sistem Terhubun Delta

• Sistem hanya punya satu macamtegangan, yakni LINE to LINE

VLL

• Sistem mempunyai dua arus :a

ZI a Z aa

VI

ab

– rus

– Arus FASA Vca

Zb

Z bI bb

Vbc

I bc

• u Zcc Z cc

Icaabab

Z

VI = bcbc

Z

VI = bc

bc

VI =

c


52/60

Ran kaian Ti a Fasa

Sistem Terhubung Delta

Arus LINE :

a

aa

I

caaba=

abbcb III

=

• Pada beban setimbang: IbVca

ab

V

b

caab

IcaIbc

bcac

Icc

Zbcb c

o

303 −∠= aba I I

R k i 3 F d B b


53/60

Rangkaian 3-Fasa dengan Beban

Impedansi

Sumber 3-fasa 480 terhubung Wye dengan titik netral ditanahkan mensuplaiimpedansi 3-fasaZ = 70 + 60 Z = 43 - 60 Z = 80 + 30 ohm

Beban dihubungkan:1. Wye, grounded (sistem 4-kawat)

. , -3. Delta

a) Gambarkan rangkaiannya. b) Hitung: arus pada konfigurasi beban Wye, arus fasa Delta, arus line Delta,arus sumber, Daya sumber (apparent, real and reactive powers), Faktor Daya.

R k i Ti F


54/60

Ran kaian Ti a Fasa

Perhitungan Daya 3-Fasa

φ

a d a

• Daya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa

cba PPPP ++=

a h

b e d

• Jika beban setimbang:

( )φ cosIV3P3P phasephasephase ==

f a s a

a n

• Sistem Wye: LNLLLphaseLNphase V3V IIVV === a r a Vf a s

• Sistem Delta:

LLLphasephase

phaseLLphaseLine VV I3I ==

d gI f a s a

( ) ( )φ φ cosIV3cosIV3P LLLphasephase ==

R k i Ti F


55/60

Ran kaian Ti a Fasa

Pengukuran Daya

• Pada sistem 4-kawat, dayanyata (P) diukur dengan tiga

Total daya adalah penjumlahan dari

pembacaan dua watt-meter.

buah watt-meter 1-fasa.

• Dalam sistem 3-kawat, daya

Load Watt meter 1

nyata u ur engan ua ua

watt-meter 1-fasa. Watt-meterdisuplai oleh tegangan LINE to

LINE. Wattmeter 2

Si t P it


56/60

Sistem Per-unit

• Dalam Power engineering sistem satuan sering dinyatakan dalam prosentase

dari suatu BASE. Har a (ohms, am eres, volt, watts, etc.) diba i d BASE-

nya dan dinyatakan sebagai nilai antara 0.0 s/d 1.0. Sistem ini disebut

sebagai “Per-unit”(pu).

base

realpu

V V =

base

realpu

S S =

base

realpu

Z

Z Z =

base

realpu

I

I I =

Si t P it


57/60

Sistem Per-unit

Penurunan Per-unit (pu)

Yang dijadikan BASE adalah rating tegangan (V) dan daya komplek (S).

rated2

rated

base

VV

Z == ratedratedrated VIS karena =ratedrated

Si t P it


58/60

Sistem Per-unitPenurunan Per-unit (pu)

• Impedansi per-unit (Z pu) sama dengan rasio impedansi dlm OHM (Z ohm)

an mpe ans base

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

=

ratedohm SZZ

Z⎠

ratedbase

• n u meng onvers mpe ans ar per-un e arga

(Z ohm )

⎟⎜

2

⎟⎠

⎞

⎜⎝

⎛

=

rated

ra e

pubasepuohm SZZZZ

Si t P it


59/60

Sistem Per-unitContoh

- .

sistem sbb :

Generator: 450 MVA 25 kV Xgen= 85%

rans ormer: tr=

• Hitung harga “sebenarnya” reaktansi generator dan transformator.

• Gambar diagram impedansi (dlm ohm).• Hitung arus di jaringan jika pada terminal primer transformator

terjadi hubung singkat. Tegangan generator pada saat terjadi

hubung singkat adalah 30 kV.


60/60

1) Mengapa sistem 3-Fasa banyak digunakan?

2) Berapa kawat listrik yang masuk ke rumah-rumah Anda?Berapakah tegangannya?

3) Jadi, rumah Anda memakai sistem 1-Fasa atau 3-Fasa?

4) Mengapa titik netral dari sistem diketanahkan?

5) Mengapa stop-kontak yang ada dirumah Anda mempunyai tigaterminal/colokan? Apa sajakah tiga terminal tsb?

Documents

002-Segitiga Konversi Energi