Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Open Course Selamat Belajar. Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor - Course #6 Oleh : Sunubroto,ST.,MT.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Open Course Selamat Belajar. Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor - Course #6 Oleh : Sunubroto,ST.,MT."— Transcript presentasi:

1 Open Course Selamat Belajar

2 Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor - Course #6 Oleh : Sunubroto,ST.,MT.

3  Analisis Daya  Penyediaan Daya dan Perbaikan Faktor Daya  Sistem Tiga Fasa Seimbang Isi Kuliah #6

4

5 Tujuan:  Memahami daya nyata dan daya reaktif  Memahami gejala alih daya  Mampu menghitung alih daya maksimum

6 Tinjauan Daya di Kawasan Waktu

7 Tegangan dan arus beban merupakan fungsi waktu Tinjauan Daya di Kawasan Waktu 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

8 Tegangan dan Arus dalam Fasor Daya Kompleks : Re Im V I I* S = VI *  P jQ Segitiga daya Faktor Daya Tinjauan Daya di Kawasan Fasor

9 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 Faktor Daya dan segitiga daya: Tinjauan Daya di Kawasan Fasor

10 Daya Kompleks dan Impedansi Beban Tinjauan Daya di Kawasan Fasor

11 CONTOH seksi sumber seksi beban A B I Tinjauan Daya di Kawasan Fasor

12 Alih Daya

13 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

14 CONTOH 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  ? Alih Daya

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

16 CONTOH B ++ 50  j100   j50  A 10  0 o V 25 + j 75 Alih Daya

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

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

19 Rangkuman Mengenai Fasor

20 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.

21 Rangkuman Mengenai Fasor 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.

22

23 Tujuan:  Memahami transformator dan diagram fasornya  Mampu menghitung kebutuhan daya dan faktor daya beban  Mampu menghitung penyediaan daya sumber dan tegangan sumber untuk mencatu beban;  Mampu menentukan keperluan perbaikan faktor daya.

24 Penyediaan Daya

25 Transformator Pemyediaan Daya 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

26 Transformator Dua Belitan Tak Berbeban +E2+E2 N2N2 N1N1 IfIf  VsVs +E1+E1 +  Belitan primer: Belitan sekunder: I 2 = 0 Pemyediaan Daya

27 Transformator Dua Belitan Tak Berbeban +E2+E2 N2N2 N1N1 IfIf  VsVs +E1+E1 +  Fasor E 1 sefasa dengan E 2 karena diinduksikan oleh fluksi yang sama. rasio transformasi a = 1, resistansi belitan primer R 1 E1=E2E1=E2 II  IcIc IfIf If R1If R1 V1V1 Arus magnetisasi I f dapat dipandang sebagai terdiri dari dua komponen yaitu I  (90 o dibelakang E1) yang menimbulkan  dan I C (sefasa dengan E1) yang mengatasi rugi-rugi inti. Resistansi belitan R 1 dalam diagram fasor ini muncul sebagai tegangan jatuh I f R 1. Pemyediaan Daya

28 Fluksi Bocor Di Belitan Primer E2E2  VsVs 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 Mengatasi rugi-rugi inti Penyediaan Daya

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

30 Rangkaian Ekivalen Transformator 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 Pemyediaan Daya

31  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 Rangkaian Ekivalen yang Disederhanakan 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 Pemyediaan Daya

32 10 kW f.d. 0,8 lagging 8 kW f.d. 0,75 lagging 380 V rms Contoh Penyediaan Daya Impedansi saluran diabaikan Faktor daya total tidak cukup baik Pemyediaan Daya

33 Perbaikan Faktor Daya

34 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

35 Re Im 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 Perbaikan Faktor Daya

36 Diagram Satu Garis

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

38

39 Tujuan Memahami hubungan sumber dan beban dalam sistem tiga fasa seimbang. Memahami hubungan fasor-fasor arus dan tegangan pada sistem tiga fasa seimbang Mampu menentukan hubungan fasor-fasor arus dan tegangan pada sistem tiga fasa seimbang Mampu melakukan analisis daya pada sistem tiga fasa

40 Sumber Satu Fasa dan Tiga Fasa

41 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 Sumber Satu Fasa dan Tiga Fasa 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

42 B A C N V AN V BN V CN  + +  + + Sumber Tiga Fasa 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:

43 Diagram fasor sumber tiga fasa 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 Sumber Tiga Fasa 120 o

44 Sumber tiga fasa dan saluran menuju beban 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

45 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 Sumber Tiga Fasa

46 Arus saluran dan arus fasa Sumber Tiga Fasa 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

47 Beban Tiga Fasa

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

49 Contoh 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  Beban Tiga Fasa

50 Beban terhubung Δ 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 Beban Tiga Fasa

51 Contoh 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 Beban Tiga Fasa

52 Analisis Daya Pada Sistem Tiga Fasa

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

54 Contoh Y 50 kVA f.d. 0,9 lagging V LL = 480 V I s = ? R B = ? X B = ? Analisis Daya Pada Sistem Tiga Fasa

55 Contoh bebanbeban VSVS VBVB Z = 2 + j20    ISIS IBIB 100 kW 4800 V rms cos  = 0,8 lag |S sumber | = ? V sumber = ? Analisis Daya Pada Sistem Tiga Fasa

56 Courseware Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor Course #6 Sudaryatno Sudirham


Download ppt "Open Course Selamat Belajar. Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor - Course #6 Oleh : Sunubroto,ST.,MT."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google