Downloaded 148 times
![Notasi Komplek
Phasor impedansi:
Bentuk Polar:
R
Z
X
φ
( ) ( )[ ]cosZ φ+φ== φ
sinjZeZ j
22
XR +=Z )tan
R
X
(a=φ
)Z (sinX φ=)Z (cosR φ=
Rangkaian Satu Fasa](https://image.slidesharecdn.com/kuliah-5dstl-150323080708-conversion-gate01/75/Kuliah-5-Dasar-Sistem-Tenaga-Listrik-Segitiga-Konversi-Energi-Rangkaian-Satu-Fasa-Rangkaian-Tiga-Fasa-38-2048.jpg)
![tt
t t
Daya Reaktif dan Daya Nyata untuk berbagai pergeseran fasa
Φ = -5o Φ = -30o
Φ = -60o
Φ = -85o
Q sin (2ωt)
P [1-cos(2ωt)]
p(t)
P
Q sin (2ωt)
P [1-cos(2ωt)]
p(t)
P
Q sin (2ωt)
P [1-cos(2ωt)]
p(t)
P
Q sin (2ωt)
P [1-cos(2ωt)]
p(t)
P
Rangkaian Satu Fasa](https://image.slidesharecdn.com/kuliah-5dstl-150323080708-conversion-gate01/75/Kuliah-5-Dasar-Sistem-Tenaga-Listrik-Segitiga-Konversi-Energi-Rangkaian-Satu-Fasa-Rangkaian-Tiga-Fasa-42-2048.jpg)
Uploaded byFathan Hakim
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Satu Fasa, Rangkaian Tiga Fasa )
Dokumen tersebut membahas tentang rangkaian listrik satu fasa dan tiga fasa beserta konsep-konsep dasarnya seperti tegangan, arus, daya, impedansi, dan sistem per-unit.
More Related Content
Similar to Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Satu Fasa, Rangkaian Tiga Fasa )
Kuliah 5 Dasar Sistem Tenaga Listrik ( Segitiga Konversi Energi, Rangkaian Satu Fasa, Rangkaian Tiga Fasa )
- 1.
- 2.
- 4.
- 5.
- 6.
- 7.
- 8.
- 9.
- 10.
- 11.
- 12.
- 13.
- 14.
- 15.
- 16.
- 17.
- 18.
- 19.
- 20.
- 21.
- 22.
- 23. Single & ThreePhase Circuits and Unit system Rangkaian Satu Fasa & Tiga Fasa, dan sistem Unit
- 24.
- 25. Rangkaian Satu Fasa Komponenrangkaian satu fasa: >Sumber tegangan atau arus >Impedansi (resistansi, induktansi, kapasitansi) >Komponen dihubungkan seri atau paralel. R L V a b g VL VR I 0 60 120 180 240 300 360 10 5 0 5 10 T Vo deg v (t)
- 26. • Sumber teganganmenghasilkan gelombang sinus : dimana: Vrms adalah harga efektif sumber tegangan ω adalah frekuensi sudut fungsi sinus (rad/sec) f adalah frekuensy (60 Hz di USA, 50 Hz di Eropa). T adalah periode gelombang sinus (seconds). • Harga Puncak (maksimum) tegangan adalah )(sin)( tV2tv rms ω= rms0 V2V = Hz T 1 frad/sec T 2 f2 === π πω Rangkaian Satu Fasa
- 27. Harga efektif dapatdihitung • Arah tegangan diperlihatkan oleh panahdari g ke a. Hal ini berarti selama ½ siklus positifnya, potensial a lebih besar daripada g. ∫= T 0 2 rms dtv(t) T 1 V R C V a b g Vc VR I Rangkaian Satu Fasa
- 28. • Arus yangmengalir juga sinusoidal dimana: I rms adalah harga efektif arus. φ adalah pergeseran fasa antara tegangan & arus. • Harga efektif dapat dihitung dengan hukjum Ohm: dimana: Z adalah impedansi )(sin)t( rms φω= -I2i t Z V I rms rms = Rangkaian Satu Fasa
- 29. • Impedansi (dalamOhms) adalah : – a) Resistansi (R) – b) Reaktansi Induktif – c) Reaktansi Kapasitif LXL ω= C 1 XC ω = Rangkaian Satu Fasa
- 30. • Impedansi darisebuah resistor dan induktor yang dihubungkan seri adalah : • Sudut fasanya : • Perhitungan impedansi R XL V a b g VXL VR I φ = a X R tan 22 XRZ += Rangkaian Satu Fasa
- 31. • Arus generatormengalir dari g ke a selama siklus positifnya. • Arus dan tegangan dalam arah yang sama. • Arus dalam siklus positif mengalir dari b ke g. • The load current and voltages are in opposite direction V a b g VL VR I R L Ig ILoad Rangkaian Satu Fasa
- 32. Rangkaian “Induktif” • Pergeseranfasa terjadi antara tegangan dan arus adalah “negatif”. • >>>Arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan. R L V a b g VL VR I V(t) I(t) φ 0 60 120 180 240 300 360 10 5 0 5 10 V( )t I( )t t Rangkaian Satu Fasa
- 33. Rangkaian Kapasitif • Pergeseranfasa terjadi antara tegangan dan arus adalah “positif”. • >>>Arus mendahului (leading) terhadap tegangan t R C V a b g Vc VR I v(t) i(t) φ 0 60 120 180 240 300 360 10 5 0 5 10 V( )t I( )t Rangkaian Satu Fasa
- 34. • Ilustrasi aruskapasitif (leading) dan induktif (lagging). t v(t) IL(t) lagging IC(t) leading -φ φ Rangkaian Satu Fasa
- 35. Notasi Komplek • Perhitungan-2teknik memerlukan informasi harga efektif (rms) dan pergeseran fasa tegangan dan arus. • Fungsi waktu digunakan untruk analisa transient. • Amplitudo(rms) dan sudut fasa dapat dihitung menggunakan notasi komplek. • Tegangan, arus dan impedansi dinyatakan dalam fphasor komplek. Rangkaian Satu Fasa
- 36. Complex Notation Impedance phasor:(resistance, capacitor, and inductance connected in series) Rectangular form: Exponential form: where: R Z X φ XjR)X-(XjR) Cj 1 (LjR TCL +=+=++= ω ωZ eZ jφ =Z 22 XR +=Z ) R X (tana=φ Rangkaian Satu Fasa
- 37. Single Phase Circuit Review ComplexNotation Impedance phasor: (resistance, capacitor, and inductance connected in parallel) Two impedances connected in parallel Cj Lj 1 R 1 1 Cj 1 1 Lj 1 R 1 11 ω+ ω + = ω + ω + == Y Z 21 21 11 11 1 ZZ ZZ ZZ Z + = + =
- 38. Notasi Komplek Phasor impedansi: BentukPolar: R Z X φ ( ) ( )[ ]cosZ φ+φ== φ sinjZeZ j 22 XR +=Z )tan R X (a=φ )Z (sinX φ=)Z (cosR φ= Rangkaian Satu Fasa
- 39. Perhitungan Daya. Daya sesaat,adalah hasil perkalian anatara tegangan sesaat v(t) dan arus sesaat i(t). Where: ( ) ( )tI2tV2i(t)v(t)tp φ−ωω== sinsin)( ( )tV2tv ω= sin)( ( )tI2ti φ−ω= sin)( Rangkaian Satu Fasa
- 40. •Bagian 1 RealPower Harga RATA-RATA dari p(t) adalah REAL POWER. Daya inilah yang ditransfer dari sumber ke bebean. •Bagian 2 adalah Reactive Power. Harga rata-rata reactive power adalah NOL (mengapa?): a). Selama siklus positif daya rekatif mengalir dari generator ke beban. b). Selama siklus negatif daya rekatif mengalir dari bebean ke generator. )(cosIVP φ= )(sinIVQ φ= Rangkaian Satu Fasa
- 41. Fungsi waktu DayaSesaat • Berosilasi dengan frekuensi dua kali frekuensi dasarnya. • Kurva tergeser ke sumbu positif sehingga daerah dibawah kurva positif >kurva dibawah kurva negatif. • Daya rata-rata yg ditransfer: P T p t dt T = ∫ 1 0 ( ) t Voltage Daya SesaatDaya rata-rata Rangkaian Satu Fasa
- 42. tt t t Daya Reaktifdan Daya Nyata untuk berbagai pergeseran fasa Φ = -5o Φ = -30o Φ = -60o Φ = -85o Q sin (2ωt) P [1-cos(2ωt)] p(t) P Q sin (2ωt) P [1-cos(2ωt)] p(t) P Q sin (2ωt) P [1-cos(2ωt)] p(t) P Q sin (2ωt) P [1-cos(2ωt)] p(t) P Rangkaian Satu Fasa
- 43. Daya Komplek • Notasikomplek dapat digunakan untuk menyatakan Daya. • FAKTOR DAYA (p.f) didefinisikan sebagai : perbandingan antara Daya Nyata (P) dengan harga mutlak dari daya komplek (|S|). QP jIVS ±== ( ) S P φpf ==cos Rangkaian Satu Fasa
- 44.
- 45. Rangkaian Tiga Fasa Sistemdihubungankan Wye • Titik netral di-tanahkan • Tegangan 3-fasa mempunyai magnitudo yg sama. • Perbedaan fasa antar tegangan adalah 120°. Vb n Vc n Va n Va b Vb c Vc a c b a n V0V =°∠=anV 120V °−∠=bnV 240V °−∠=cnV
- 48. Sistem dihubungkan Wye •Tegangan LINE to LINE berbeda dg tegangan FASA Ia Va n Vb n Vc n n Vc a Va b Vb c Ib Ic 30V3 an +∠== bnanab V-VV 90-3 ∠== bncnbnbc VV-VV 1503 +∠== cnancnca VV-VV Rangkaian Tiga Fasa Besar Tegangan LINE to LINE adalah √3 tegangan FASA (rms)
- 49. Sistem Wye Berbeban •Impedansi beban adalah Za, Zb, Zc • Setiap sumber tegangan mensuplai ARUS LINE ke beban. • Arus dinyatakan sebagai: • Pada sistem mengalir ARUS KE- TANAH sebesar: Vab Vbc Zb Zc Ib Ic Io a b c Van a b c Za Ia Vbn Vcn a b c Vca n a an a Z V I = b bn b Z V I = c cn c Z V I = cba0 IIII ++= Rangkaian Tiga Fasa
- 50. Sistem Wye Berbeban •Jika BEBAN SETIMBANG (Za= Zb = Zc) maka: • Dlam hal ini rangkaian ekivalen satu fasa dapat digunakan (fasa a, sebagai contoh) • Fasa b dan c di-”hilangkan” Io a Van a Za Ia a n 0=++= cba0 IIII Rangkaian Tiga Fasa
- 51. Sistem Terhubung Delta •Sistem hanya punya satu macam tegangan, yakni LINE to LINE ( VLL ) • Sistem mempunyai dua arus : – Arus LINE – Arus FASA • Arus FASA adalah: Vca Z a b Z Zc Z b I a I b Z a I c Z c a b Vab Vbc c Ica Iab I bc ab ab ab Z V I = bc bc bc Z V I = bc bc bc Z V I = Rangkaian Tiga Fasa
- 52. Sistem Terhubung Delta ArusLINE : • Pada beban setimbang: Ia Ib Ic a Vca Vab Vbc c b a Zbc b ZcaZab Iab IcaIbc c caaba III −= abbcb III −= bccac III −= 303 −∠= aba II Rangkaian Tiga Fasa
- 53. Rangkaian 3-Fasa denganBeban Impedansi Sumber 3-fasa 480 terhubung Wye dengan titik netral ditanahkan mensuplai impedansi 3-fasa Za = 70 + j 60, Zb = 43 - 60j, Zc = j 80 + 30 ohm Beban dihubungkan: 1. Wye, grounded (sistem 4-kawat) 2. Wye, ungrounded ( sistem 3-kawat) 3. Delta a) Gambarkan rangkaiannya. b) Hitung: arus pada konfigurasi beban Wye, arus fasa Delta, arus line Delta, arus sumber, Daya sumber (apparent, real and reactive powers), Faktor Daya.
- 54. Perhitungan Daya 3-Fasa •Daya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa • Jika beban setimbang: • Sistem Wye: • Sistem Delta: cba PPPP ++= ( )φcosIV3P3P phasephasephase == LNLLLphaseLNphase V3VIIVV === ( ) ( )φφ cosIV3cosIV3P LLLphasephase == phaseLLphaseLine VVI3I == ( ) ( )φφ cosIV3cosIV3P LLLphasephase == Rangkaian Tiga Fasa φadalahbedafasaantaraVfasadgIfasa
- 55. Pengukuran Daya • Padasistem 4-kawat, daya nyata (P) diukur dengan tiga buah watt-meter 1-fasa. • Dalam sistem 3-kawat, daya nyata diukur dengan dua buah watt-meter 1-fasa. Watt-meter disuplai oleh tegangan LINE to LINE. Load Watt meter 1 Wattmeter 2 Total daya adalah penjumlahan dari pembacaan dua watt-meter. Rangkaian Tiga Fasa
- 56. Sistem Per-unit • DalamPower engineering sistem satuan sering dinyatakan dalam prosentase dari suatu BASE. Harga (ohms, amperes, volt, watts, etc.) dibagi dg BASE- nya dan dinyatakan sebagai nilai antara 0.0 s/d 1.0. Sistem ini disebut sebagai “Per-unit”(pu). base real pu V V V = base real pu Z Z Z = base real pu S S S = base real pu I I I =
- 57. Penurunan Per-unit (pu) Yangdijadikan BASE adalah rating tegangan (V) dan daya komplek (S). rated rated 2 rated rated base S V I V Z == ratedratedrated VISkarena = Sistem Per-unit
- 58. Penurunan Per-unit (pu) •Impedansi per-unit (Z pu) sama dengan rasio impedansi dlm OHM (Z ohm) danimpedansi BASE (Zbase) • Untuk mengkonversi impedansi dari per-unit ke harga SEBENARNYA (Z ohm ) == rated 2 rated ohm base ohm pu V S Z Z Z Z == rated rated 2 pubasepuohm S V ZZZZ Sistem Per-unit
- 59. Contoh Generator 3-Fasa mensuplaibeban melalui sebuah transformator. Data sistem sbb : Generator: 450 MVA 25 kV Xgen= 85% Transformer: 500 MVA 25 kV /120 kV Xtr= 13 % • Hitung harga “sebenarnya” reaktansi generator dan transformator. • Gambar diagram impedansi (dlm ohm). • Hitung arus di jaringan jika pada terminal primer transformator terjadi hubung singkat. Tegangan generator pada saat terjadi hubung singkat adalah 30 kV. Sistem Per-unit
- 60. Pertanyaan : 1) Mengapasistem 3-Fasa banyak digunakan? 2) Berapa kawat listrik yang masuk ke rumah-rumah Anda? Berapakah tegangannya? 3) Jadi, rumah Anda memakai sistem 1-Fasa atau 3-Fasa? 4) Mengapa titik netral dari sistem diketanahkan? 5) Mengapa stop-kontak yang ada dirumah Anda mempunyai tiga terminal/colokan? Apa sajakah tiga terminal tsb?