Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Fasor Analisis Daya, Penyediaan Daya, Perbaikan Faktor Daya, Sistem Tiga Fasa Seimbang.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Fasor Analisis Daya, Penyediaan Daya, Perbaikan Faktor Daya, Sistem Tiga Fasa Seimbang."— Transcript presentasi:

1 Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Fasor Analisis Daya, Penyediaan Daya, Perbaikan Faktor Daya, Sistem Tiga Fasa Seimbang

2 Analisis Daya

3 Nilai rata-rata = V rms I rms cos  Nilai rata-rata = 0 t pbpb Komponen ini memberikan alih energi netto; disebut daya nyata: P Komponen ini tidak memberikan alih energi netto; disebut daya reaktif: Q Tinjauan di Kawasan Waktu

4 Tegangan, arus, di kawasan fasor: besaran kompleks Daya Kompleks : Re Im  P jQ Segitiga daya Tinjauan Daya di Kawasan Fasor

5 Faktor Daya dan Segitiga Daya S =VI * jQ P Re Im  V I (lagging) I*I* Re Im   jQ P Re Im  S =VI * V I (leading) I*I* Re Im  Faktor daya lagging Faktor daya leading

6 Daya Kompleks dan Impedansi Beban

7 seksi sumber seksi beban A B I Contoh

8 Dalam rangkaian linier dengan arus bolak-balik keadaan mantap, jumlah daya kompleks yang diberikan oleh sumber bebas, sama dengan jumlah daya kompleks yang diserap oleh elemen- elemen dalam rangkaian Alih Daya

9 50    I 1 = 0,1  0 o A V=10  90 o V  j50  j100  I3 I3 B A C I2 I2 I4 I4 I5 I5 Berapa daya yang diberikan oleh masing-masing sumber dan berapa diserap R = 50  ? Contoh

10 Dengan Cara Penyesuaian Impedansi ++ VTVT Z T = R T + jX T Z B = R B + jX B A B Alih Daya Maksimum

11 B ++ 50  j100   j50  A 10  0 o V 25 + j 75 Contoh

12 Dengan Cara Sisipan Transformator impedansi yang terlihat di sisi primer ZB ZB ++ ZTZT VTVT N 1 N 2 Alih Daya Maksimum

13 ++ 50  j100   j50  A B 10  0 o V 25 + j 60 Seandainya diusahakan Tidak ada peningkatan alih daya ke beban. Dari contoh sebelumnya: Contoh

14 Fasor adalah pernyataan sinyal sinus yang fungsi waktu ke dalam besaran kompleks, melalui relasi Euler. Dengan menyatakan sinyal sinus tidak lagi sebagai fungsi waktu, maka pernyataan elemen elemen rangkaian harus disesuaikan. Dengan sinyal sinus sebagai fungsi t elemen-elemen rangkaian adalah R, L, C. Dengan sinyal sinus sebagai fasor elemen-elemen rangkaian menjadi impedansi elemen R, j  L, 1/j  C. Impedansi bukanlah besaran fisis melainkan suatu konsep dalam analisis. Besaran fisisnya tetaplah R =  l/A, dan C =  A/d Dengan menyatakan sinyal sinus dalam fasor dan elemen-elemen dalam inpedansinya, maka hubungan arus-tegangan pada elemen menjadi hubungan fasor arus - fasor tegangan pada impedansi elemen. Hubungan fasor arus dan fasor tegangan pada impedansi elemen merupakan hubungan linier. Rangkuman Mengenai Fasor

15 Dengan menyatakan arus dan tegangan menjadi fasor arus dan fasor tegangan yang merupakan besaran kompleks maka daya juga menjadi daya kompleks yang didefinisikan sebagai S = V I*. Besaran-besaran kompleks dapat digambarkan di bidang kompleks sehingga kita mempunyai digram fasor untuk arus dan tegangan serta segitiga daya untuk daya. Hukum-hukum rangkaian, kaidah-kaidah rangkaian, serta metoda analisis yang berlaku di kawasan waktu, dapat diterapkan pada rangkaian impedansi yang tidak lain adalah transformasi rangkaian ke kawasan fasor. Sesuai dengan asal-muasal konsep fasor, maka analisis fasor dapat diterapkan hanya untuk sinyal sinus keadaan mantap. Rangkuman (lanjutan)

16 Penyediaan Daya

17 Dalam penyaluran daya listrik banyak digunakan transformator berkapasitas besar dan juga bertegangan tinggi. Dengan transformator tegangan tinggi, penyaluran daya listrik dapat dilakukan dalam jarak jauh dan susut daya pada jaringan dapat ditekan. Di jaringan distribusi listrik banyak digunakan transformator penurun tegangan, dari tegangan menengah 20 kV menjadi 380 V untuk distribusi ke rumah-rumah dan kantor-kantor pada tegangan 220 V. Transformator daya tersebut pada umumnya merupakan transformator tiga fasa; namun kita akan melihat transformator satu fasa lebih dulu Transformator

18 +E2+E2 N2N2 N1N1 IfIf  V1V1 +E1+E1 +  Transformator Dua Belitan Tak Berbeban Belitan primer:Belitan sekunder: I 2 = 0 Jika Fasor E 1 sefasa dengan E 2 karena diinduksikan oleh fluksi yang sama.

19 +E2+E2 N2N2 N1N1 IfIf  V1V1 +E1+E1 +  Arus magnetisasi yang membangkitkan  Resistansi belitan primer E1=E2E1=E2 II  IcIc IfIf If R1If R1 V1V1 Diagram fasor dengan mengambil rasio transformasi a=1, sedangkan E 1 sefasa E 2 Arus magnetisasi I f dapat dipandang sebagai terdiri dari I  (90 o dibelakang E 1 ) yang menimbulkan  dan I C (sefasa dengan E1) yang mengatasi rugi-rugi inti.

20 E2E2  V1V1 l1l1 IfIf  E1=E2E1=E2 II  IcIc IfIf IfR1IfR1 V1V1 ll jI f X l Representasi fluksi bocor di belitan primer ada fluksi bocor di belitan primer Fluksi Bocor di Belitan Primer

21   V2V2 I2I2 I’2I’2 IfIf I1I1 I2R2I2R2 jI2X2 jI2X2 E2E2 E1E1 I1R1I1R1 jI1X1 jI1X1 V1V1 beban resistif, a > 1  V1V1 l1 l1 I1I1  V2V2 l2l2 I2I2 RBRB Transformator Berbeban

22 Z R2R2  IfIf B jX 2 R1R1 jX 1 I1I1 I2I2 V1V1 E1E1 V2=aV2V2=aV2 I 2, R 2, dan X 2 adalah arus, resistansi, dan reaktansi sekunder yang dilihat dari sisi primer R2R2  IfIf B jX 2 R1R1 jX 1 I1I1 I2I2 V1V1 E1E1 V2=aV2V2=aV2 jX c RcRc IcIc II Rangkaian Ekivalen Transformator

23  B jX e =j(X 1 + X 2 ) R e = R 1 +R 2 I1=I2I1=I2 V1V1 V2V2 I2I2 I2ReI2Re jI2Xe jI2Xe V2V2 V1V1 Arus magnetisasi hanya sekitar 2 sampai 5 persen dari arus beban penuh Jika I f diabaikan terhadap I 1 kesalahan yang terjadi dapat dianggap cukup kecil Rangkaian Ekivalen yang Disederhanakan

24 10 kW f.d. 0,8 lagging 8 kW f.d. 0,75 lagging 380 V rms Penyediaan Daya Contoh Impedansi saluran diabaikan Faktor daya total tidak cukup baik

25 Im Re jQ beban (induktif)  jQ kapasitor P beban kVA beban tanpa kapasitor kVA beban dengan kapasitor Perbaikan faktor daya dilakukan pada beban induktif dengan menambahkan kapasitor yang diparalel dengan beban, sehingga daya reaktif yang harus diberikan oleh sumber menurun tetapi daya rata-rata yang diperlukan beban tetap dipenuhi Daya yang harus diberikan oleh sumber kepada beban turun dari |S| menjadi |S 1 |. |S| |S 1 | kapasitor paralel dengan beban Perbaikan Faktor Daya

26 S 12 jQ 12 P 12 -jQ 12C S 12C 10 kW f.d. 0,8 lagging 8 kW f.d. 0,75 lagging 380 V rms 50 Hz C Contoh diinginkan

27 Diagram Satu Garis

28 beban 1 10 kW cos  = 1 beban 2 8 kW cos  = 1 0,2 + j2  VsVs | V | = 380 V rms Contoh

29 Sistem Tiga Fasa Seimbang

30 u s vs(t)vs(t) 1/j  C R j  L VsVs  u s vs(t)vs(t) vs(t)vs(t) vs(t)vs(t) Sebuah kumparan dipengaruhi oleh medan magnet yang berputar dengan kecepatan perputaran konstan B A C N V AN V BN V CN    Tegangan imbas yang muncul di kumparan memberikan sumber tegangan bolak-balik, sebesar V s Tiga kumparan dengan posisi yang berbeda 120 o satu sama lain berada dalam medan magnet yang berputar dengan kecepatan perputaran konstan Tegangan imbas di masing-masing kumparan memberikan sumber tegangan bolak-balik. Dengan hubungan tertentu dari tiga kumparan tersebut diperoleh sumber tegangan tiga fasa Sumber Satu Fasa dan Tiga Fasa

31 B A C N V AN V BN V CN  + +  + + Dalam pekerjaan analisis rangkaian kita memerlukan referensi sinyal. Oleh karena itu tegangan bolak balik kita gambarkan dengan tetap menyertakan referensi sinyal Untuk sumber tiga fasa, referensi sinyal tegangan adalah sebagai berikut A, B, C : titik fasa N : titik netral V AN, V BN,V CN besar tegangan fasa ke netral dituliskan pula sebagai V fn atau V f besar tegangan antar fasa adalah V AB, V BC,V CA dituliskan pula sebagai V ff   Simbol sumber tiga fasa: Referensi Sinyal

32 Sumber terhubung Y V AN = |V AN |  0 o V BN = |V AN |  -120 o V CN = |V AN |  -240 o Keadaan Seimbang |V AN | = |V BN | = |V CN | B A C N V AN V BN V CN  + +  + + V AN V BN V CN Im Re Diagram fasor tegangan 120 o Diagram Fasor Sumber Tiga Fasa

33 C B A N V AN V BN V CN  + +  + + V AB V BC V CA IAIA IBIB ICIC Tegangan fasa-netral Tegangan fasa-fasa Arus saluran Sumber Tiga Fasa Terhubung Y Saluran ke beban Sumber Tiga Fasa dan Saluran ke Beban

34 Hubungan Fasor-Fasor Tegangan Tegangan fasa-fasa: Dalam keadaan seimbang: V AN V BN V CN V AB V BC V CA Re Im 30 o Tegangan Fasa-netral 120 o  V BN

35 Arus di penghantar netral dalam keadaan seimbang bernilai nol B A C N V AN V BN V CN  + +  + N A B C Beban terhubung Y Beban terhubung Δ Sumber terhubung Y A B C Arus saluran IAIA ICIC IBIB Arus fasa Arus Saluran dan Arus Fasa

36 Beban Tiga Fasa

37 N A B C Z IAIA ICIC IBIB ININ Z Z Beban Terhubung Y Keadaan seimbang IAIA V BN V CN V AN Re Im  IBIB  ICIC  referensi

38 Z = 4 + j 3 V ff = 380 V (rms) V AN referensi N A B C Z IAIA ICIC IBIB ININ Z Z V BN V CN V AN Re Im IAIA  IBIB  ICIC  Contoh

39 Beban Terhubung  IBIB IAIA ICIC B C A I BC I CA I AB Z Z Z V BC V CA V AB Re Im I AB  I BC  I CA   I CA IAIA

40 A B C IAIA IBIB ICIC I AB I BC I CA Z = 4 + j 3 V ff = 380 V (rms) V AN referensi I AB V BN V CN V AN I BC I CA Re Im V AB Contoh

41 Pada dasarnya analisis daya pada sistem tiga fasa tidak berbeda dengan sistem satu fasa Analisis Daya Pada Sistem 3 Fasa

42 Y 50 kVA f.d. 0,9 lagging V LL = 480 V I s = ? R B = ? X B = ? Contoh

43 bebanbeban VSVS VBVB Z = 2 + j20    ISIS IBIB 100 kW 4800 V rms cos  = 0,8 lag |S sumber | = ? V sumber = ? Contoh

44 Course Ware Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor Analisis Daya, Penyediaan Daya, Perbaikan Faktor Daya, Sistem Tiga Fasa Seimbang Sudaryatno Sudirham


Download ppt "Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Fasor Analisis Daya, Penyediaan Daya, Perbaikan Faktor Daya, Sistem Tiga Fasa Seimbang."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google