SISTEM DISTRIBUSI ARUS BOLAK BALIK Ir. Sjamsjul Anam, MT.

TYPE SALURANOver HeadGround CableSubmarine Cable

Sistem PengkawatanSistem satu phasa dengan dua kawatSistem satu phasa dengan tiga kawatSistem dua phasa dengan tiga kawatSistem dua phasa dengan empat kawatSistem tiga phasa dengan tiga kawatSistem tiga phasa dengan empat kawat

Sistem Satu Phase Berkapasitas Kecil Jarak Pendek Sederhana

Sistem Satu Phase Dengan Dua KawatV voltV voltSekunder trafoCT

Sistem Satu Phase Dengan Tiga KawatV voltSekunder trafoCTV volt

Sistem Dua Phase Tiga KawatSekunder trafoIIIV voltV volt

Sistem Dua Phase Empat KawatSekunder trafoIIIV voltV volt0,707 V volt

SistemTiga Phase

Ketidak SimetrianSejak dari sumberJumlah belitan tidak samaReaktansi tidak samaDari SaluranKonfigurasi saluranResistensi saluran (Jenis bahan konduktor)Ukuran KonduktorJarak antar masing-masing PhaseKarena BebanPower faktor beban

Beban ResidensialJamMWBeban Penerangan JalanJamMWBeban SistemJamMWKurva beban per-golongan tarif

Rangkaian Satu FasaKomponen rangkaian satu fasa:>Sumber tegangan atau arus>Impedansi (resistansi, induktansi, kapasitansi)>Komponen dihubungkan seri atau paralel.

Rangkaian Satu FasaSumber tegangan menghasilkan gelombang sinus :

dimana: Vrms adalah harga efektif sumber teganganw adalah frekuensi sudut fungsi sinus (rad/sec) f adalah frekuensy (60 Hz di USA, 50 Hz di Eropa). T adalah periode gelombang sinus (seconds).

Harga Puncak (maksimum) tegangan adalah

Rangkaian Satu Fasa

Harga efektif dapat dihitung

Arah tegangan diperlihatkan oleh panahdari g ke a. Hal ini berarti selama siklus positifnya, potensial a lebih besar daripada g.

Rangkaian Satu FasaArus yang mengalir juga sinusoidal

dimana: I rms adalah harga efektif arus. f adalah pergeseran fasa antara tegangan & arus.

Harga efektif dapat dihitung dengan hukjum Ohm: dimana: Z adalah impedansi

Rangkaian Satu FasaImpedansi (dalam Ohms) adalah :

a) Resistansi (R)b) Reaktansi Induktif

c) Reaktansi Kapasitif

Rangkaian Satu FasaImpedansi dari sebuah resistor dan induktor yang dihubungkan seri adalah :

Sudut fasanya :Perhitungan impedansi

Rangkaian Satu FasaArus generator mengalir dari g ke a selama siklus positifnya.

Arus dan tegangan dalam arah yang sama.

Arus dalam siklus positif mengalir dari b ke g.The load current and voltages are in opposite direction

Rangkaian Satu FasaRangkaian InduktifPergeseran fasa terjadi antara tegangan dan arus adalah negatif.>>>Arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan.V(t)I(t)f

Rangkaian Satu FasaRangkaian KapasitifPergeseran fasa terjadi antara tegangan dan arus adalah positif.>>>Arus mendahului (leading) terhadap tegangant

Rangkaian Satu FasaIlustrasi arus kapasitif (leading) dan induktif (lagging).tv(t)IL(t) laggingIC(t) leading-ff

Rangkaian Satu FasaNotasi KomplekPerhitungan-2 teknik memerlukan informasi harga efektif (rms) dan pergeseran fasa tegangan dan arus. Fungsi waktu digunakan untruk analisa transient.Amplitudo(rms) dan sudut fasa dapat dihitung menggunakan notasi komplek.Tegangan, arus dan impedansi dinyatakan dalam fphasor komplek.

Rangkaian Satu FasaComplex NotationImpedance phasor: (resistance, capacitor, and inductance connected in series)Rectangular form:

Exponential form:

where:

Single Phase CircuitReviewComplex NotationImpedance phasor: (resistance, capacitor, and inductance connected in parallel)

Two impedances connected in parallel

Rangkaian Satu FasaNotasi KomplekPhasor impedansi:

Bentuk Polar:

Rangkaian Satu FasaPerhitungan Daya. Daya sesaat, adalah hasil perkalian antara tegangan sesaat v(t) dan arus sesaat i(t).

Where:

Rangkaian Satu Fasa

Bagian 1 Real PowerHarga RATA-RATA dari p(t) adalah REAL POWER. Daya inilah yang ditransfer dari sumber ke beban.

Bagian 2 adalah Reactive Power. Harga rata-rata reactive power adalah NOL (mengapa?):a). Selama siklus positif daya rekatif mengalir dari generator ke beban.b). Selama siklus negatif daya rekatif mengalir dari beban ke generator.

Rangkaian Satu FasaFungsi waktu Daya SesaatBerosilasi dengan frekuensi dua kali frekuensi dasarnya.Kurva tergeser ke sumbu positif sehingga daerah dibawah kurva positif >kurva dibawah kurva negatif.Daya rata-rata yg ditransfer:

Rangkaian Satu FasaDaya Reaktif dan Daya Nyata untuk berbagai pergeseran fasaF = -5oF = -30oF = -60oF = -85oQ sin (2wt)P [1-cos(2wt)]p(t)PQ sin (2wt)P [1-cos(2wt)]p(t)PQ sin (2wt)P [1-cos(2wt)]p(t)PQ sin (2wt)P [1-cos(2wt)]p(t)P

Rangkaian Satu FasaDaya KomplekNotasi komplek dapat digunakan untuk menyatakan Daya.

FAKTOR DAYA (p.f) didefinisikan sebagai : perbandingan antara Daya Nyata (P) dengan harga mutlak dari daya komplek (|S|).

Rangkaian Tiga Fasa

Rangkaian Tiga FasaSistem dihubungankan WyeTitik netral di-tanahkanTegangan 3-fasa mempunyai magnitudo yg sama.Perbedaan fasa antar tegangan adalah 120.

Rangkaian Tiga FasaSistem dihubungkan Wye Tegangan LINE to LINE berbeda dg tegangan FASAIa Besar Tegangan LINE to LINE adalah 3 tegangan FASA (rms)

Rangkaian Tiga FasaSistem Wye BerbebanImpedansi beban adalah Za, Zb, ZcSetiap sumber tegangan mensuplai ARUS LINE ke beban.Arus dinyatakan sebagai:

Pada sistem mengalir ARUS KE-TANAH sebesar:

Rangkaian Tiga FasaSistem Wye BerbebanJika BEBAN SETIMBANG (Za = Zb = Zc) maka:

Dlam hal ini rangkaian ekivalen satu fasa dapat digunakan (fasa a, sebagai contoh)Fasa b dan c di-hilangkanIoaVanaan

Rangkaian Tiga FasaSistem Terhubung DeltaSistem hanya punya satu macam tegangan, yakni LINE to LINE ( VLL )Sistem mempunyai dua arus :Arus LINEArus FASAArus FASA adalah:Vca

Rangkaian Tiga FasaSistem Terhubung Delta Arus LINE :

Pada beban setimbang:

Rangkaian 3-Fasa dengan Beban ImpedansiSumber 3-fasa 480 terhubung Wye dengan titik netral ditanahkan mensuplai impedansi 3-fasaZa = 70 + j 60, Zb = 43 - 60j, Zc = j 80 + 30 ohm

Beban dihubungkan: Wye, grounded (sistem 4-kawat) Wye, ungrounded ( sistem 3-kawat) 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.

Rangkaian Tiga FasaPerhitungan Daya 3-FasaDaya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa

Jika beban setimbang:

Sistem Wye:

Sistem Delta:

f adalah beda fasa antara Vfasa dg Ifasa

Transformasi Y D