Jaringan Distribusi

Ulas Ulang Fasor dan Daya Kompleks

Sinyal Sinus di kawasan waktu : dapat dituliskan : Apabila frekuensi  di seluruh sistem sama besar, maka kita dapat melakukan analisis dengan menggunakan pengertian fasor. Di kawasan fasor, sinyal ini kita tuliskan: Fasor  Im Re |V|= Vrms yang pada bidang kompleks dapat digambarkan sebagai diagram fasor

Fasor Negatif dan Fasor Konjugat Im Re |A|  maka negatif dari adalah a jb  a jb |A|  dan konjugat dari adalah

Daya Kompleks Sistem Satu Fasa Definisi S = Daya kompleks P = Daya Nyata Q = Daya Reaktif Daya kompleks pada suatu beban

Faktor Daya dan Segitiga Daya jQ P Re Im  Faktor daya lagging (lagging) Re Im  V (leading) Re Im   jQ P Re Im  Faktor daya leading Hubungan segitiga

Daya Kompleks Sistem 3 Fasa Seimbang Daya Kompleks Sistem 3 Fasa Tak Seimbang

Jaringan Distribusi

diagram rangkaian berikut Energi yang didistribusikan bisa berasal dari pasokan energi melalui tegangan tinggi yang diubah ke tegangan menengah, atau dari pembangkit-energi di dalam jaringan itu sendiri Energi yang didistribusikan menggunakan tegangan menengah yang kemudian di ubah ke tegangan rendah untuk dikirimkan ke pengguna Tanpa melihat secara detil peralatan yang digunakan, suatu jaringan distribusi dapat digambarkan dalam diagram rangkaian berikut Jaringan distribusi bertugas untuk mendistribusikan energi listrik ke pengguna energi listrik

Kita lihat lebih dulu rangkaian tegangan rendah Rangkaian Jaringan TT TM TR masukan kWh-meter transaksi 380/220 V 20 kV beban beban Jaringan Radial beban Jaringan Ring Kita lihat lebih dulu rangkaian tegangan rendah 380/220 V kWh-meter transaksi

Jaringan Tegangan rendah TR /// //// sistem 4 kawat sistem 3 kawat N R S T Sistem Satu Fasa Sistem 3 Fasa, 4 kawat

Sistem Satu Fasa Radial

Contoh: Suatu penyalur daya 1 fasa, dibebani motor-motor listrik satu fasa seperti pada diagram berikut: A // 40 m 35 m 30 m 10 HP  = 0,83 f.d1= 0.82 26 HP  = 0,87 f.d2= 0,85 5 HP  = 0,81 f.d3= 0,77 Tegangan semua motor dianggap 220 V. Jika susut daya pada saluran adalah 5% dari daya total motor, hitung penampang kabel yang diperlukan. (1 HP = 746 W; resistivitas kawat tembaga = 0,0173 .mm2/m) Penyelesaian: Daya nyata masing-masing motor

A // 40 m 35 m 30 m Nilai daya kompleks Arus konjugat:

A // 40 m 35 m 30 m Daya Reaktif:

A // 40 m 35 m 30 m Arus dan sudut fasa arus :

A // 40 m 35 m 30 m Re Im Karena jarak yang pendek, reaktansi saluran dapat diabaikan dan tegangan di ketiga titik beban dapat dianggap sefasa, besar tegangan sama 220 V.

A // 40 m 35 m 30 m Re Im Arus masing-masing bagian saluran:

A // 40 m 35 m 30 m Re Im Jika R1, R2, R3 adalah resistansi setiap bagian saluran, susut daya saluran adalah:

Jika R1, R2, R3 adalah resistansi setiap bagian saluran, susut daya saluran Jika saluran berpenampang sama untuk semua bagian (lebih ekonomis menggunakan satu macam penampang dibanding jika menggunakan bermacam-macam penampang, karena jarak pendek); resistansi saluran sebanding dengan panjangnya. Total daya nyata motor: Psal = 5% dari Ptotal motor : Penampang konduktor yang diperlukan adalah:

Contoh: Penyelesaian: Berikut ini adalah diagram rangkaian pencatu beban dengan impedansi dan pembebanannya. A B C 100 A f.d=0,6 lagging 100 A f.d=0,8 lagging Hitunglah tegangan di A. (Diketahui AB = BC) Penyelesaian: Daya kompleks

A B C 100 A f.d=0,6 lagging

A B C 100 A f.d=0,6 lagging

A B C

A B C

A B C

Sistem Tiga Fasa Empat Kawat Jaringan Radial

Contoh Suatu saluran 3 fasa 4 kawat dengan tegangan 240 V antara fasa dan netral, mencatu daya pada motor 3 fasa 500 kW pada faktor daya 0,8. Disamping itu saluran ini mencatu daya pada lampu-lampu yang terhubung antara fasa dan netral berturut-turut 50 kW, 150 kW, 200 kW. Hitung arus di masing-masing penghantar fasa, dan juga di penghantar netral. Penyelesaian: A //// /// // Vfn = 240 Coba hitung!

A //// /// // Vfn = 240

Contoh: Saluran sistem 3 fasa 4 kawat 400/230 V, mencatu beban-beban berikut: a. Motor 3 fasa, 15 HP, efisiensi 0,85, faktor daya 0,9 lagging; b. Oven 3 fasa, 5 kW, faktor daya 1; c. Motor 1 fasa, 400 V, 3 HP, efisiensi 0,8, faktor daya 0,8 lagging, dihubungkan antara fasa R dan fasa S. d. Beban-beban 1 fasa lain dihubungkan antara fasa dan netral: Fasa R: 1 kW, faktor daya 0,9 lagging; Fasa S: 3 kW, faktor daya 0,9 leading; Fasa T: 4 kW, faktor daya 1. Hitung arus di penghantar fasa dan penghantar netral A //// /// // 400/230 V

A //// /// // 400/230 V Ini motor 3 fasa seimbang. Daya di masing-masing fasa adalah 1/3 dari daya motor Ini juga beban seimbang. Daya di masing-masing fasa adalah 1/3 dari daya total

A //// /// // 400/230 V Ini motor 1 fasa 400 V, dengan efisiensi 0,8 dan faktor daya 0,8 dan dihubungkan antara fasa R dan S

A //// /// // 400/230 V

Sistem Tiga Fasa Jaringan Ring

Contoh: Rangkaian 3 fasa ring GAB di catu di G. Beban terhubung bintang tersambung di A dengan impedansi per fasa 50 37o , dan di B dengan impedansi per fasa 4026o . Tegangan antar fasa di G adalah 13,2 kV. Impedansi saluran adalah ZGA = 2,5+ j2,3 , ZAB = 1,4+j1,0 , dan ZBG = 1,5+j1,2  Tentukan arus di masing-masing segmen saluran, dengan referensi tegangan di G. VGff =13,2 kV

Impedansi Z kita nyatakan dalam admitansi Y |VGfn |= 7620 V Kita gunakan model satu fasa dan kita hitung dengan menggunakan metoda tegangan simpul. Impedansi Z kita nyatakan dalam admitansi Y

ditulis dalam bentuk matriks |VGfn | = 7620 V Persamaan Tegangan Simpul dengan tegangan di G sebagai referensi: Perhatikan bahwa besaran-besaran dalam persamaan ini adalah kompleks/fasor ditulis dalam bentuk matriks

Secara ringkas, persamaan matriks dapat kita tulis: dengan Salah satu cara penyelesaian adalah dengan eliminasi Gauss. Dalam perhitungan ini kita melakukan penyederhanaan, mengingat bahwa tegangan jatuh sepanjang saluran tidak akan lebih besar dari 5% selisih tegangan antara titik-titik simpul. Misalnya: sehingga kita dapat melakukan pendekatan: Impedansi dan admitansi hanya kita perhitungkan besarnya saja, yang akan memberikan kesalahan hasil perhitungan yang masih dalam batas-batas yang bisa diterima.

Hasil perhitungan memberikan Mod YGA 0.29 YGB 0.52 YAB 0.58 YA 0.02 YB 0.03 VG[V] 7 621 a11 0.89 a12 a21 a22 1.13 b1 2 239 b2 3 967 Eliminasi Gauss dari matriks ini memberikan dengan yang akan memberikan

Contoh Lain

Contoh: Diagram rangkaian berikut menunjukkan sisten 3 fasa dengan pencatu energi di A pada 11 kV. Arus beban adalah seimbang dan semua faktor daya mengabil referensi tegangan di A. Impedansi per fasa dicantumkan pada gambar. Faktor daya semua beban adalah lagging dengan referensi tegangan di A. Hitung tegangan di C dan sudut fasanya relatif terhadap tegangan di A. A B C D 11 kV

Persamaan Tegangan Simpul dengan tegangan di A sebagai referensi: C D YAB = 0,77-32,47o YAD = 0,27-34,11o YBC = 0,22-40,46o YCD = 0,78-38,66o |VA |= 6 350 V 11 kV Persamaan Tegangan Simpul dengan tegangan di A sebagai referensi: Seperti contoh sebelumnya, kita gunakan model satu fasa dan kita lakukan perhitungan menggunakan metoda tegangan simpul. Impedansi Z kita nyatakan dalam admitansi Y

Kita tuliskan: dengan |VA |= 6 350 V A B C D YAB = 0,77-32,47o YAD = YBC = 0,22-40,46o YCD = 0,78-38,66o Kita tuliskan: dengan

Kita akan melakukan pemecahan dengan eliminasi Gauss: Mod VA 6 350 YAB 0.77 YAD 0.27 YBC 0.22 YCD 0.78 a11 0.99 a12 a13 0.00 a21 a22 1.00 a23 a31 a33 1.05 b1 57.00 b2 50.00 b3 30.00 Hasil perhitungan Kita akan melakukan pemecahan dengan eliminasi Gauss: dengan

Mod 6 350 VA 0.77 YAB 0.27 YAD 0.22 YBC 0.78 YCD 0.99 a11 a12 0.00 a13 1.00 a23 a31 a33 1.05 b1 57.00 b2 50.00 b3 30.00

Course Ware Jaringan Distribusi Sudaryatno Sudirham