980 likes | 2.27k Vues
KONVERSI LISTRIK Rangkaian 3 Fasa. Endy SA JurusanTeknik Elektro Fakultas Teknik UHAMKA. Slide - II. Pendahuluan. Bahan kuliah ini akan membahas tentang : Pengertian bagaimana membangkitkan sumber tegangan 3 fasa .
E N D
KONVERSI LISTRIK Rangkaian 3 Fasa Endy SA JurusanTeknik Elektro Fakultas Teknik UHAMKA ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Pendahuluan Bahankuliahiniakanmembahastentang : • Pengertianbagaimanamembangkitkansumbertegangan 3 fasa. • Mengetahuibagaimanamenghubungkanrangkaiansetimbang 3 fasapadakonfigurasi Y (Wye) dan (Delta). • Analisarangkaian 3 fasa yang dihubungkansecara Y (Wye) dengan Y (Wye). • Analisanrangkaian 3 fasa yang dihubungkansecara Y (wye) dengan (Delta). ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Pendahuluan Padaakhirperkuliahanandadapat : • Memahamihubunganantarategangan 3 fasapadasebuahrangkaiansetimbang. • Menentukantegangansaluran, fasadanaruspadarangkaiansetimbang Y – Y. • Menentukantegangansaluran, fasadanaruspadarangkaiansetimbang Y - ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Membangkitkan tegangan 3 fasa Tenaga listrik dibangkitkan, dipancarkan, didistribusikan dan digunakan dalam apa yang kita kenal sebagai sistem 3 fasa. Secara esensi untuk memahami konsep 3 fasa, kita akan mulai dari konsep 1 fasa. Jika sebuah coil diputar pada kecepatan tetap dalam sebuah medan magnetik akan menghasilkan tegangan bolak balik. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Membangkitkan tegangan 3 fasa Tegangan merupakan fungsi waktu, kecepatan putaran dan sebuah nilai maksimum. Bentuk matematika sebuah tegangan dapat dituliskan seperti : Dimana : Vm = tegangan maksimum atau amplitudo dalam volt. = Frekuensi dalam radian per detik. f = Frekuensi dalam jumlah siklus per detik atau Hertz per detik. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Membangkitkan tegangan 3 fasa Frekuensi yang disalurkan di Indonesia adalah 50 Hz, ada beberapa negara dengan 60 Hz, tetapi umumnya menggunakan frekuensi 50 Hz diatas. Gb 1 Gbr grafik tegangan yang dibangkitkan sbg fungsi waktu ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Membangkitkan tegangan 3 fasa Jika gulungan kawat (Coil) saluran a, b dan c, masing – masing bekerja 120 derajat ruang, diputar pada kecepatan yang sama serta medan magnetik yang sama, akan menghasilkan tegangan yang sama kecuali sudut pergeseran masing – masing saluran sebesar 120 derajat. Secara matematika dapat dilambangkan sebagai : ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Membangkitkan tegangan 3 fasa Persamaan diatas dirujuk sebagai tegangan 3 fasa setimbang. Gb. 2 Gambar diatas sebagai membangkitkan tegangan sebagai fungsi waktu. Untuk gambaran analisa rangkaian tersebut menggunakan domain frekuensi dan fasa. Untuk setiap sinyal sinusoidal dilambangkan dengan tegangan akar rata-rata (RMS) dan pergeseran fasa dari sebuah sinyal acuan. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Membangkitkan tegangan 3 fasa Tegangan RMS sinyal sinusoidal diberikan persamaan : Dengan menggunakan fasa sebagai sebuah acuan, sistem tiga fasa dapat digambarkan dengan persamaan : Gambar 3 menunjukkan sebuah lambang fasor tegangan 3 fasa yang mengacu pada fasa saluran a Gb 3 ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
HubunganWye (Y) Dan Delta () Untuksetiapgulungan coil mempunyai 2 titik : 1 titikawalandan 1 titikakhiran. Untuksistem 3 fasainidiartikanbahwadibutuhkan 6 buahkonduktor. Untukmengurangirugi – rugikonduktorakansamahalnya (setara) denganmengurangijumlahkonduktornya. Hal inididapatdenganmenghubungkangulungan coil danfasamasing – masingpadasetiap 2 bentuksaluran. InidisebutdenganhubunganWyedan Delta. SebelumkitamenggambarkanhubunganWyedan Delta, perludiketahuibeberapadefinisi, berupa : ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
HubunganWye (Y) Dan Delta () • FASA. Menggambarkansatuelemenataudivaisdalamsebuahbeban, saluranatausumber. Secarasingkatdisebutdgncabangrangkaian. • SALURAN. Mengacu pd salurantransmisiataupengkabelanygmenghubungkansumberkebeban. • NETRAL. Kabel ke-4 dlmsistem 3 fasa. Fasadarikabel ke-4 tersebutdihubungkansecarabersama – samapadahubunganwye (Y). ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
HubunganWye (Y) Dan Delta () • TegangandanArusFasa. TegangandanArus yang melintasiataumelaluisebuahcabangtunggalsebuahrangkaian. • ArusSaluran. Arus yang mengalirpadasetiapsaluran (Ia, Ib, Ic) • TeganganSaluran. Teganganantarasetiap 2 buahsaluran (Vab, VbcdanVca), Tegangan – teganganinijugadapatdirujuksebagaitegangansalurankesaluran. • TegangannetralSaluran. Teganganantarasetiapsaluranterhadaptitiknetral (Va, VbdanVc). ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Pada bagian akhir sistim 3 fasa dihubungkan secara bersamaan pada bagian netral begitupula dengan yang lainnya (atau bentuk saluran hubungan terminal). Gambar 4 disamping ini menunjukkan hubungan Wye atau bintang sebuah sistem 3 fasa. Gambar 4 ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Menentukan hubungan antara tegangan saluran dan tegangan fasa. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Konversi kedalam bentuk polar dan pengaturan kembali bagian – bagian persamaan. Hasil ini menyatakan bahwa : Tegangan antar saluran dihubungkan pd tegangan fasa dgn sebuah faktor 3 dan masing2 sudut fasa yang mendahului sebesar 300. Serta arus pd saluran sama dgn arus yg mengalir melalui fasa tersebut. Ini dinyatakan sbg arus saluran selalu sama dgn arus fasa. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Contoh 1 Mulai dgn asumsi bahwa tegangan fasa sebesar 120 V. Tentukan tegangan saluran ? Kita mengatakan bahwa tegangan saluran sebesar 208 Volt yang melewatinya, dan tegangan sistem keseluruhan dituliskan 120/208 V ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Beban dalam sebuah gedung, pabrik atau tempat lainnya dapat diatur dengan menggunakan konfigurasi 3 fasa. Konfigurasi ini dapat dihubungkan dalam sebuah kofigurasi hubungan Wye (Y) atau Bintang (). Gambar 5 dibawah menunjukkan sebuah hubungan sumber Wye (Y) yang mensuplai tegangan ke beban dengan hubungan Wye (Y). Sistem ini mengacu pada sistem 3 kabel. Titik netral tidak dihubungkan secara bersamaan. Sistem ini tidak umum dalam penggunaannya. Gambar 5 ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Gambar 6 menunjukkan sebuah hubungan sumber tegangan konfigurasi Wye (Y) melayani tegangan ke beban dengan konfigurasi Wye (Y) dengan menghubungkan 2 titik netral. Sistem ini mengacu pada sistem 4 kabel. Gambar 6 ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Dalamsistem 4 kabel, berlakuhubunganpersamaanseperti, Persamaandiatasdigunakanberdasarkanrangkaiansetimbangantarakonfigurasisumberdanbebansertaanalisasederhanarangkaian 3 fasa. Persyaratan yang harusdipenuhiuntuksebuahsistem 3 fasaataurangkaiansetimbang : • Seluruhsumber (3 sumber) dilambangkandenganperangkatvariabel 3 fasasetimbang. • Seluruhbeban 3 fasasamadenganimpedansi. • Impedansisaluransamadenganseluruhfasanya (3 fasa) ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Jikarangkaiansetimbang, kitadapatmenyelesaikankasustegangan, arusdandayapadasatufasadenganmenggunakananalisarangkaian. Hal inidinamakanfasatunggalPengganti. Jikarangkaiantidaksetimbang, seluruhketigafasatersebutharusdianalisasecararincisatupersatu – persatu. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Contoh 2 Sebuah 4 kabelterhubung –Y, 3-Fasa, 120/208V Sumberdihubungkandenganbeban. Impedansi per fasaadalah 12300 . Tentukanlah : • Fasadantegangansaluranpadabeban. • Fasadanarusmelaluibeban. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) Solusi : Gunakanfasasebagaiacuan. • Fasateganganpadabebandiberikansebagaiberikut : Tegangansaluran–saluranpadabebandiberikansbb : ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Wye (Y atau Bintang) • Pada beban hubungan – Y, fasa dan arus saluran adalah sama Sama halnya dengan fasa arus dari fasa b dan fasa c diberikan pers menjadi : ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Delta ( atau Segitiga) Bag akhirdarisatufasadihubungkanke bag awalsatufasalainnyadalambentuklingkartertutupsepertihubungan delta. Gambar 7 menunjukkanbentuksebuahsumberhubungan. Gambar 7. Hubungan Delta. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Hubungan Delta ( atau Segitiga) Seperti yang ditunjukkanpadagambar 7, tegangansaluranVabsamadengan Va. Bagaimanapunjuga, untukgambarananalisa, sumberhubungan- dihubungkankedalamsumberhubungan-Y yang setara. Untukanalisamengikutiprosedur yang sama. Teganganfasasetaradihubungkanketegangansalurandenganmenggunakanpersamaan (12); Sumberhubungan delta jarangdigunakan. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
BEBAN HUBUNGAN DELTA () Beban 3 fasadihubungkandalamkonfigurasi dapatdilihatpadagambar 8. Gambar 8. Bebandengan konfigurasi ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
BEBAN HUBUNGAN DELTA () Untukbebansetimbang, tegangansalurandanfasabernilaisama. Hubunganfasadanarussaluranditurunkansebagaiberikut : MenggunakanKirchoof Current Loop (KCL), aruspadasaluran a (Ia) dihubungkankearusfasaIabdan Ica, Untuksebuahbebansetimbang, arusfasaadalahsamatetapiterjadipergeseransudutsebesar 1200. Denganmenggunakanprosedur yang samauntukmenentukantegangansaluranpadakasushubungan-Y. Arussalurandihubungkankearusfasadenganfaktor3 danterjadifasatertinggalsebesar 300. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Contoh 3 Sebuah 3 kabelterhubungbintang (Y), 3 fasa, Sumber 120/208 V dihubungkankebebansetimbangterhubung-. Impedansi per fasaadalah 12300 . Tentukanlah; • Teganganfasadansaluranpadabeban. • Fasadanarussaluranmelaluibeban. ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Solusi Untuksebuahbebanterhubung-. Teganganantarduasaluran (ataufasa) adalah 20800 V. • Vab = VL = 208 V. • Arusfasa, Arussaluran, ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Kesimpulan • Pada rangkaian Y setimbang, tegangan saluran sama dengan tegangan fasa , dikalikan dengan akar 3 (3) apabila arus saluran sama dengan arus fasa. • Pada rangkaian setimbang , tegangan saluran sama dengan tegangan fasa, apabila arus saluran sama dengan arus fasa dikalikan dengan akar 3 (3). ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II
Terima Kasih Wassalam ELEKTRO UHAMKASlide - II Slide - II