RANGKAIAN LISTRIK TIGA FASA

MENGAPA LISTRIK AC ? Transmisi listrik harus menggunakan tegangan yang sangat tinggi agar rugi-rugi rendah Untuk distribusi dan pemakaian tegangan diturunkan kembali menggunakan trafo. Trafo bekerja untuk tegangan AC tidak bisa DC

MENGAPA TIGA FASA ? Daya sesaat yang dikirimkan ke beban akan “melonjak tinggi”pada sistem 1 fasa. Pada Sistem tiga fasa daya yang dikirimkan lebih “stabil/ steady” (ingat mesin mobil dengan multi silinder) Untuk mengirimkan daya yang sama, ukuran konduktor/ kabel dan komponen lainnya lebih kecil dibanding dengan menggunakan 1 fasa. Daya listrik yang dibangkitkan pada pembangkit adalah fasa banyak dengan frekuensi 50 Hz atau 60 Hz

LISTRIK DI INDONESIA Tegangan rms fasa = 220 V Tegangan fasa ke fasa (Line Voltage) = 380 V frekuensi 50 Hz LISTRIK DI AMERIKA Tegangan rms fasa = 115 V frekuensi 60 Hz

SISTEM FASA TUNGGAL TIGA KAWAT Karena tidak ada arus, maka netral dapat dihilangkan dari rangkaian karena tidak mempengaruhi KVL maupun KCL. Apabila garis aA maupun aB bukan konduktor sempurna tetapi mempunyai impedansi yang sama Z 2,arus netral I nN tetap 0 Bila beban tidak sama/ tidak seimbang, maka arus netral  0

Sistem 3 fasa wye-wye Masing masing fasa mempunyai magnitude rms yang sama dan mempunyai perbedaan fasa 120 o V an dipilih secara sembarang sebagai fasor referensi. Urutan fasor tegangan pada gambar di atas adalah positif (abc). Jika urutan dibalik menjadi acb, maka urutannya adalah negatif. Urutan ini hanya masalah pe-labelan/ konvensi.

Sistem 3 fasa wye-wye Magnitude tegangan antar fasa (line voltage) Tegangan fasa di Indonesia : V p = 220 V, maka tegangan antar fasa V L = 380 V

Sistem 3 fasa wye-wye seimbang Wye-wye : Sumber dan beban terhubung dengan struktur wye (Y) Seimbang/ balanced = Sumber mempunyai tegangan fasa yang sama dan beban tiap fasa sama Z P Arus netral = 0 Arus saluran aA, bB dan cC adalah arus fasa I p = I L

Daya pada Sistem 3 fasa wye-wye seimbang Daya rata-rata pada masing-masing fasa Total daya yang dikirim ke beban : P = 3 P p

Pengiriman Daya Sistem 1 fasa vs Sistem 3 fasa Daya total yang dikirimkan adalah : SISTEM 1 FASA 3 KAWAT Daya yang dikirimkan pada aN : Arus pada aN : Karena seimbang, maka I nN = 0

Pengiriman Daya Sistem 1 fasa vs Sistem 3 fasa Daya total yang dikirimkan adalah : SISTEM 3 FASA Daya yang dikirimkan pada a’N’ : Arus pada aN : Karena seimbang, maka I n’N’ = 0

Pengiriman Daya Sistem 1 fasa vs Sistem 3 fasa Karena tegangan yang digunakan sama, maka arus rms pada sistem 1 fasa akan lebih besar daripada sistem 3 fasa Untuk Tegangan, faktor daya dan daya yang dikirimkan sama antara sistem 1 fasa dan sistem 3 fasa Rugi-rugi saluran total Untuk daya yang dikirimkan sama, impedansi fasa untuk rangkaian 3 fasa Z 3 +Z L lebih besar daripada impedansi sistem satu fasa :

Pengiriman Daya Sistem 1 fasa vs Sistem 3 fasa Rugi-rugi saluran total : Sistem satu fasa : Sistem tiga fasa : (*) (**) Dengan membandingkan (*) dan (**), didapat : Dengan tegangan, faktor daya dan daya yang dikirimkan sama, maka sistem 3 fasa lebih efisien dibanding sistem 1 fasa karena rugi-rugi saluran lebih kecil.

Hubungan Delta (  ) Salah satu cara menhubungkan beban 3 fasa seimbang. Sistem 3 kawat, tidak ada netral Sumber tegangan juga bisa dihubungkan secara delta, tetapi jarang dilakukan Sumber jarang dihubungkan secara  karena jika sumber tidak seimbang secara sempurna akan menimbulkan arus yang berputar sepanjang hubungan  yang akan menyebabkan panas pada generator. Bentuk hubungan : Y - ,  - 

Hubungan Delta (  ) Keuntungan hubungan delta : Beban dapat secara langsung diambil atau ditambahkan karena beban langsung terhubung ke tegangan (Kalau pada bentuk Y salah satunya terhubung ke netral) Arus fasa pada hubungan  lebih kecil dibanding hubungan Y untuk daya yang sama. Tegangan fasa  lebih tinggi daripada hubungan Y, memerlukan isnsulasi lebih baik daripada hubungan Y.