Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    1/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    1

    Unit

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    OBJEKTIF AM

    Memahami konsep-konsep asas penjanaan, penghantarandan pengagihan

    OBJEKTIF KHUSUS

    Di akhir unit ini anda dapat :

    Mentakrifkan sistem penjanaan, sistem penghantarandan sistem pengagihan

    Menjelaskan unit kawalan pengguna sistem satu fasadan tiga fasa

    Menyatakan secara ringkas fungsi setiap komponendalam unit kawalan pengguna

    Menerangkan maksud litar kecil akhir ( kuasa danlampu)

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    2/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    2

    Tenaga Air Tenaga StimTenaga Gas

    Tenaga Mekanikal TenagaElektrik

    3.0 PENGENALAN KEPADA SISTEM BEKALAN DAN PEMASANGAN

    Merupakan proses bagi memenuhi keperluan pengguna secara berperingkat-peringkat dania mengandungi tiga(3) peringkat utama iaitu;

    a) Sistem Penjanaan b) Sistem Penghantaranc) Sistem Pengagihan

    3.1 SISTEM PENJANAAN

    Suatu pengeluaran tenaga elektrik dengan kadar yang banyak dan diperolehi daripadastesen janakuasa elektrik hasil daripada pergerakan oleh air, gas, stim dan sebagainya.

    Rajah 3.1, adalah contoh proses-proses pertukaran tenaga yang berlaku di dalamsesebuah stesen janakuasaelektrik ;

    Rajah 3.1 : Gambar Rajah Blok Proses Penghasilan Dge.

    INPUT

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    3/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    3

    3.1.1 Teori Asas Penghasilan Tenaga Elektrik

    Di dalam penjana (janaelektrik) terdapat pengalir dan kutub magnet seperti Rajah 3.2 di bawah. Apabila pengalir (abcd) berpusing maka pemotongan uratdaya magnet (fluxmagnet) akan berlaku. Hasil pemotongan uratdaya tersebut oleh pengalir, makaterhasillah daya gerak elektrik (dge).

    a

    b

    a c arah 180 o 360 o

    pusingan 90 o b 270 o d

    d

    c

    Rajah 3.2 : Graf Penghasilan Dge.

    3.1.2 Jenis-jenis Stesen Janakuasa Elektrik

    a) Stesen Janakuasa Elektrik Hidro b) Stesen Janakuasa Elektrik Stimc) Stesen Janakuasa Elektrik Gasd) Stesen Janakuasa Elektrik Disele) Stesen Janakuasa Elektrik Nuklear f) Stesen Janakuasa Elektrik Solar

    Di Malaysia tenaga elektrik dijanakan oleh ;a) Stesen Janakuasa Elektrik Hidro (*14.5%)

    b) Stesen Janakuasa Elektrik Stim (*24%)c) Stesen Janakuasa Elektrik Gas (*14.2%)d) Stesen Janakuasa Elektrik Disel (*0.1%)e) Lain-lain (*47.2%)

    Kutub

    U

    SKutub

    * sumber

    TNB tahun2002.

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    4/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    4

    3.1.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa ;

    a). Kurang penjagaan b). Ringkasc). Keluaran tenaga maksimumd). Murah

    e). Saiz kecilf). Tiada pencemarang). Voltan tinggi

    Biasanya (Rajah 3.3) , loji stesen kuasa mengandungi ;

    Rajah 3.3 : Carta Alir Proses Di Dalam Loji Janakuasa

    Relau Dandang Stim Turbin SuisGear

    TransformerKelengkapanPembantu

    Tahukah anda? TNBadalah badan yang bertangungjawab

    menguruskan bekalantenaga elektrik di negara

    kita.

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    5/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    5

    Aci

    3.1.4 STESEN JANAKUASA HIDRO

    Janaelektrik

    Pintu empangan

    Kawasan air

    Saluran masuk

    Empangan

    Injap pintu air Kipas turbin Salurankeluar

    Rajah 3.4 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Hidro

    Prinsip kendalian :

    a) Air ditakung pada suatu paras yang tinggi dan luas supaya dapat menghasilkan suatutenaga yang kuat bagi menggerakkan kipas turbin.

    b) Air disalurkan menerusi saluran masuk ke turbin dengan suatu tekanan yang kuat danderas. Injap air berfungsi untuk mengawal kelajuan air.

    c) Tekanan air yang kuat deras ini akan menggerakkan kipas turbin.d) Apabila kipas turbin berputar maka pengalir rotor dalam penjana akan bergerak dan urat

    daya akan dipotong, seterusnya daya gerak elektrik (dge) akan terhasil.e) Air yang keluar dari turbin akan disalurkan ke sungai

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    6/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    6

    3.1.5 STESEN JANAKUASA STIM

    Stim tekanan tinggiLawas

    Kipas turbin Aci

    Bahan api

    Air penyejuk Pam

    Kondenser

    Air

    Rajah 3.5 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Stim

    Prinsip kendalian :

    a) Bahan api seperti arang batu dibakar supaya dapat memanaskan air yang telahdisalurkan ke dandang.

    b) Hasil daripada pemanasan air, ia akan mengeluarkan stim yang bertekanan tinggi.c) Stim tersebut disalurkan ke turbin dan seterusnya memutarkan kipas turbin.d) Pemotongan uratdaya akan berlaku dan menghasilkan dge. Tekanan stim yang keluar

    daripada turbin akan menjadi rendah dan disalurkan ke kondenser supaya ditukar kepada air. Air tersebut disalurkan ke kawasan takungan air dan akhirnya pam akanmengepam semula air ke dandang.

    e) Proses berulang.

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    7/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    7

    Bahana i

    3.1.6 SISTEM JANAKUASA GAS

    Gas tekanan tinggi

    Ruang pembakaran

    Turbin Janaelektrik

    Pemampat

    Aci Aci

    Udara masuk Lawas

    Rajah 3.6 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Gas

    Prinsip kendalian :

    a) Udara disedut dan dimampatkan oleh pemampat dari luar dan disalurkan ke ruang pembakaran.

    b) Bahan api dimasukkan ke dalam ruang pembakaran dan dibakar bersama aliran udara.c) Hasil daripada pembakaran , gas bertekanan tinggi dihasilkan.d) Gas tersebut disalurkan ke turbin. Sebahagian gas tersebut akan berfungsi untuk

    menggerakkan kipas turbin dan sebahagian lagi menggerakkan pemampat.e) Oleh kerana kipas turbin berputar, maka pengalir rotor juga berputar dan seterusnya

    menghasilkan dge.f) Gas yang keluar dari turbin disalurkan keluar melalui saluran gas lawas.

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    8/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    8

    AKTIVITI 3A

    3.1 Berikan takrifan bagi sistem penjanaan di dalam sistem bekalan .

    3.2 Senaraikan lima (5) jenis stesen janakuasa elektrik yang anda ketahui.

    3.3 Berikan lima (5) faktor yang diambil kira sebelum sesebuah stesen janakuasa dibina.

    3.4 Terangkan secara ringkas teori penghasilan tenaga elektrik.

    Uji kefahaman dan ingatan anda dengan membuat aktiviti berikut. Sekiranya masih kabur, sila buat ulang kaji .

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    9/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    9

    MAKLUM BALAS 3A

    3.1 Sistem penjanaan ialah Suatu pengeluaran tenaga elektrik dengan kadar yang banyak dan diperolehi daripada stesen janakuasa elektrik hasil daripada

    pergerakan oleh air, gas, stim dan sebagainya .

    3.2 Jenis-jenis Stesen Janakuasa Elektrik :a. Stesen Janakuasa Elektrik Hidrob. Stesen Janakuasa Elektrik Stimc. Stesen Janakuasa Elektrik Gasd. Stesen Janakuasa Elektrik Disel e. Stesen Janakuasa Elektrik Nuklear

    3.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa :a. Kurang penjagaanb. Ringkasc. Keluaran tenaga maksimumd. Murahe. Saiz kecil

    3.4 Teori Asas Penghasilan Tenaga Elektrik Di dalam penjana (janaelektrik) terdapat pengalir dan kutub magnet. Apabila pengalir (pemutar) berpusing maka pemotongan uratdaya magnet (flux magnet)akan berlaku. Hasil pemotongan uratdaya tersebut oleh pengalir, makaterhasillah daya gerak elektrik (dge).

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    10/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    10

    3.2 SISTEM PENGHANTARAN

    Merupakan proses penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi.Sesebuah stesen janakuasa elektrik akanmenghasilkan voltan janaan 11kV. Kemudian voltan janaan ini ditingkatkan denganmenggunakan penggubah peninggi ke nilai 66kV, 132kV, 275kV dan 400kV. Tujuanmeninggikan voltan janaan adalah ;

    a) Untuk mendapatkan nilai voltan bekalan yang stabil kepada pengguna, walaupuntelah berlaku susut voltan yang banyak .

    b) Untuk mengurangkan kos perbelanjaan (saiz pengalir yang kecil).

    3.3 Kaedah sambungan dalam sistem penghantaran

    3.3.1 Sistem Jejari

    Dengan menyambungkan pengubah (Transformer) peninggi secara jejari seperti Rajah3.7. Lazimnya digunakan pada suatu kawasan yang memerlukan bekalan tenagaelektrik yang rendah.

    Ke Pengubah Penurun

    Pengubah Peninggi

    S - Lilitan sekunder P - Lilitan Primer

    Rajah 3.7 : Gambar Rajah Blok Sistem Jejari

    INPUT

    JANAKUASAELEKTRIK

    S

    P

    S

    P

    S

    P

    S

    P

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    11/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    11

    3.3.2 Sistem Gelang

    Dengan menyambungkan semua pengubah peninggi dalam bentuk gelang, seperti Rajah3.8. Sambungan gelang hanya dibuat pada bahagian lilitan primer pengubah, manakalalilitan sekunder disambungkan ke pengubah penurun.

    Ke Pengubah Penurun

    Pengubah Peninggi

    Pengubah Peninggi

    Ke Pengubah Penurun

    Rajah 3.8 : Gambar Rajah Blok Sistem Gelang

    3.3.3 Sistem Bus Ties

    Dengan menyambungkan lilitan primer dan sekunder secara gelang Rajah 3.9.

    Ke Pengubah Penurun

    Pengubah Peninggi

    Pengubah Peninggi

    Ke Pengubah Penurun

    Rajah 3.9 : Gambar rajah Blok Sistem Bus Ties

    JANAKUASAELEKTRIK

    JANAKUASAELEKTRIK

    SP P

    SP

    SPP

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    12/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    12

    3.3.4 Sistem Rangkaian

    Dengan menyambungkan lilitan primer secara jejari dan lilitan sekunder secara gelang,Rajah 3.10. Kedua-dua lilitan adalah dari pengubah peninggi.

    Ke Pengubah Penurun

    Pengubah Peninggi

    Pengubah Peninggi

    Ke Pengubah Penurun

    Rajah 3.10 : Gambar Rajah Blok Sistem Rangkaian

    JANAKUASAELEKTRIK

    Banyaknyayang kenaingat, macammana nak hafal ni?

    Unit ini perlukepada banyak bacaan dan hafalan ,gunakan kaedah yang sesuai untuk

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    13/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    13

    3.3.5 Sistem Grid Nasional

    Digunakan untuk menyambungkan janakuasa-janakuasa elektrik yang besar seperti yangditunjukkan oleh Rajah 3.11.

    Rajah 3.11 : Gambar Rajah Blok Sistem Grid Nasional

    3.5.1 Kebaikan dan Keburukan Sistem Grid

    a). Kebaikani. Bekalan sentiasa mencukupi walaupun salah satu janakuasa elektrik yang lain

    menghadapi masalah.

    ii. Perubahan frekuensi sentiasa stabil.iii. Stesen janakuasa elekrik yang kecil dapat dikurangkan.

    b). Keburukani. Memerlukan kos perbelanjaan yang banyak.ii. Memerlukan penjagaan yang rapi.iii. Mengambil masa yang lama untuk menyiapkannya.

    Tenaga elektrik dibawa secara pukal melalui kabel-kabel bawah tanah atau melalui talian-talian atas di sepanjang jarak yang jauh. Talian penghantaran ini mempunyai ciri-cirimekanikal :

    i. Kekuatan penyokongii. Lendutaniii. Tegangan

    Keupayaan penghantaran pada masa kini adalah 66kV, 132kV dan 275kV. Stesen-stesenyang menggunakan sistem grid kebangsaan adalah ;

    i. Stesen dieselii. Stesen Tempataniii. Luar bandar iv. Stesen Hidro.

    JANAKUASAELEKTRIK (A) JANAKUASAELEKTRIK (C)

    JANAKUASAELEKTRIK (B)

    JANAKUASAELEKTRIK (D)

    P

    S

    P

    S

    S

    P

    S

    P

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    14/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    14

    3.4 SISTEM PENGAGIHAN

    Adalah merupakah proses pengagihan tenaga elektrik yang bermula dari pencawangvoltan tinggi hingga ke punca pemasangan pengguna dan ia merupakan peringkat terakhir di dalam sistem bekalan.

    Sistem Penghantaran

    Sistem Pengagihan

    Rumah Industri kecil / sekolah Industri berat(240V) (415V) (11kV)

    Rajah 3.12 : Gambar Rajah Blok Proses Penghantaran dan Pengagihan

    Berdasarkan Rajah 3.12 di atas, voltan dari pencawang tinggi diagihkan kepada penggunamengikut keperluan. Bagi industri berat voltan maksimum ialah 11kV. Industri kecil,

    sekolah dan pejabat memerlukan voltan bekalan 415V dan bagi rumah kediaman pula,kebiasaannya menggunakan voltan bekalan 240V.

    Stesen Janakuasa11kV

    11kV / 66kV132kV / 275kV

    132kV / 11kV

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    15/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    15

    AKTIVITI 3B

    3.5 Berikan takrifan bagi sistem penghantaran dan sistem pengagihan.

    3.6 Nyatakan kaedah sambungan yang terdapat di dalam sistem penghantaran bekalanelektrik.

    3.7 Dengan bantuan gambar rajah, berikan definisi bagi kaedah sambungan jejari di dalamsistem penghantaran.

    Uji kefahaman dan ingatan andadengan membuat aktiviti berikut.Sekiranya masih kabur, sila buatulang kaji. Semak jawapan andapada maklum balas di sebelah.Semoga berjaya .

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    16/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    16

    MAKLUM BALAS 3B

    3.5(a). Sistem penghantaran merupakan proses penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi.

    3.5(b). Sistem pengagihan Adalah merupakah proses pengagihan tenaga elektrik yang bermula

    dari pencawang voltan tinggi hingga ke punca pemasangan pengguna dan iamerupakan peringkat terakhir di dalam sistem bekalan.

    3.6 i. Sambungan jejariii. Sambungan gelang iii. Sambungan bus-tiesiv. Sambungan rangkaianv. Sambungan grid nasional

    3.7 Sistem Jejari ialah dengan menyambungkan pengubah (Transformer) peninggi secara jejari. Lazimnya digunakan pada suatu kawasan yang memerlukan bekalan tenagaelektrik yang rendah.

    Ke Pengubah Penurun

    Pengubah Peninggi

    Gambar rajah Blok Sistem Jejari

    S Lilitan sekunder P - Lilitan Primer

    JANAKUASAELEKTRIK

    S

    P

    S

    P

    S

    P

    S

    P

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    17/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    17

    Penilaian Kendiri

    1. Berikan tiga(3) peringkat utama yang terdapat di dalam sistem bekalan dan pemasanganelektrik.

    2. Di dalam sistem penghantaran, sistem gelang adalah salah satu daripada kaedah sambunganuntuk menghantar tenaga elektrik kepada pencawang voltan tinggi. Berikan definisi bagisistem gelang dengan bantuan gambar rajah.

    3. Dengan bantuan gambar rajah, terangkan prinsip kendalian Stesen Janakuasa Stim.

    4. Dengan bantuan gambar rajah, terangkan proses penghantaran dan pengagihan bekalan tenagaelektrik kepada pengguna.

    Untuk menilai prestasi

    anda, sila jawab semuasoalan di bawah danhantar kepada pensyarah

    anda untuk dinilai... Jangan cepat give up!!Semoga Berjaya !!!

    Kenapalah pensyarah

    buat soalan yang very hard.. Ini lah yang menyebabkan aku

    give up ni.

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    18/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    18

    MAKLUM BALAS KENDIRI

    1. Tiga(3) peringkat utama yang terdapat di dalam sistem bekalan dan pemasangan elektrik ialah ;i. Sistem penjanaanii. Sistem penghantaraniii. Sistem pengagihan

    2. Sistem Gelang Dengan menyambungkan semua pengubah peninggi dalam bentuk gelang, seperti Rajah di

    bawah sambungan gelang hanya dibuat pada bahagian lilitan primer pengubah, manakalalilitan sekunder disambungkan ke pengubah penurun.

    Ke Pengubah Penurun

    Pengubah Peninggi

    Pengubah Peninggi

    Ke Pengubah Penurun

    Gambar rajah Blok Sistem Gelang

    JANAKUASAELEKTRIK

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    19/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    19

    2. Rajah di bawah, adalah gambar rajah blok bagi stesen janakuasa stim ;

    Stim tekanan tinggi

    Lawas

    Kipas turbin Aci

    Bahan api

    Air penyejuk

    PamKondenser

    Air

    Gambar rajah Stesen Janakuasa Stim

    Prinsip kendalian :

    i. Bahan api seperti arang batu dibakar supaya dapat memanaskan air yang telahdisalurkan ke dandang.

    ii. Hasil daripada pemanasan air, ia akan mengeluarkan stim yang bertekanan tinggi.iii. Stim tersebut disalurkan ke turbin dan seterusnya memutarkan kipas turbin.iv. Pemotongan uratdaya akan berlaku dan menghasilkan dge. Tekanan stim yang keluar

    daripada turbin akan menjadi rendah dan disalurkan ke kondenser supaya ditukar kepada air. Air tersebut disalurkan ke kawasan takungan air dan akhirnya pam akanmengepam semula air ke dandang.

    v. Proses berulang.

  • 7/28/2019 Bab 3 Sistem Bekalan Elektrik

    20/20

    SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

    4. Rajah di bawah menunjukkan proses penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik kepada pengguna.

    Sistem Penghantaran

    Sistem Pengagihan

    Rumah Industri kecil / sekolah Industri berat(240V) (415V) (11kV)

    Gambar rajah Blok Proses Penghantaran dan Pengagihan

    Berdasarkan Rajah di atas, voltan dari pencawang tinggi diagihkan kepada penggunamengikut keperluan. Bagi industri berat voltan maksimum ialah 11kV. Industri kecil,

    sekolah dan pejabat memerlukan voltan bekalan 415V dan bagi rumah kediaman pula,kebiasaannya menggunakan voltan bekalan 240V.

    Stesen Janakuasa

    11kV

    11kV / 66kV132kV / 275kV

    132kV / 11kV

    lhamdulilah , akuberjaya menjawabsemua soalan denganbetul . Yahoo...!!!.