Tegangan Tinggi AC

Tegangan Tinggi AC

• 1.
  SUMBER TEGANGAN TINGGI ARUSBOLAK BALIK GREDI ARGA PRASETYA 13041066
• 2.
  Menentukan Kapasitas TransformatorPenguji1 Pembangkitan Tegangan Tinggi Dengan Rangkaian Resonansi Seri2 Seri Resonan3 Pengaruh Impedansi Beban Kepada Sifat Beban Rangkaian Resonansi Seri4 Sumber Tegangan Tinggi Arus Bolak Balik Frekuensi Tinggi5
• 3.
  SUMBER TEGANGAN TINGGIARUS BOLAK BALIK Rangkaian penguji Rangkaian Penguji Bertingkat Syarat Dari Sumber Tegangan 1. Mempunyai tegangan yang stabil tanpa ada fluktuasi tegangan bila dibebani. 2. Tidak ada gelombang harmonik akibat beban serni konduktor, sebaiknya berbentuk sinus murni. 3. Energi lebih baik berasal dari transformator yang kapasitasnya besar guna meminimumkan efek dari beban pada transformator tersebut.
• 4.
  SUMBER TEGANGAN TINGGI ARUS BOLAKBALIK Rangkaian Pengganti Cascade Bertingkat  Transformator tingkat 1 NcIc = Nt + NgIg Nc = Jumlah lilitan eksitasi. Nt = Jumlah lilitan tegangan tinggi Ng = Jumlah lilitan belitan gandeng.  Pada transformator berlaku  Bila 𝑉 𝑒1 = 𝑉𝑔1maka Ne1.Ie1.Ve1 = Nt1.Ie1.Vt1 + Ng1.Ie1.Vg1 Jadi Ie1.Ve1 = Vt1.It1 + Vg1.Ig1  Sedangkan V.I = S (VA) Se1 = St1 +Sg1 Jadi Bila dalam susunan cascade terdapat 3 buah transformator maka perbandingan daya pada tingkat 1:2:3 adalah 3S : 2S : 1S. Impedansi hubungan singkat untuk setiap belitan pada masing masing transformator adalah Xe = Impedansi belitan eksitasi Xg = Impedansi belitan gandengan (coupling) Xt = Impedansi belitan tegangan tinggi. 𝑉𝑔1 𝑉𝑒1 = 𝑁𝑔1 𝑁𝑒1 𝑑𝑎𝑛 𝑉𝑡1 𝑁𝑒1 = 𝑁𝑡1 𝑉𝑒1
• 5.
  KAPASITAS TRANSFORMATOR PENGUJI •PEMILIHAN SUATU TRANSFORMATOR PENGUJI DITENTUKAN OLEH KAPASITAS DARI SEMUA YANG DIANGGAP BEBAN (KAPASITAS DARI BEBAN DAN ALAT PENGUKUR LAINYA, SEMUANYA DIANGGAP BEBAN). P = V2.ɷ.CB.109 (KVA) DIMANA P = DAYA DALAM KVA ɷ = 2ΠF V = TEGANGAN PENGUJIAN PADA TRANSFORMATOR PENGUJI DALAM KV CB = KAPASITAS DARI SELURUH BEBAN. Rangkaian pengganti dan transformator penguji Bila nilai R0 ≤ ɷL0 maka nilai dari V2 menjadi
• 6.
  PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI DENGANRANGKAIAN RESONANSI SERI Rangkaian Resonansi Seri Rangkaian Pengganti Resonansi Seri Rangkaian Resonansi Seri disederhanakan Keterangan  L1 dan L2 induktansi bocor dari transformator.  R1 dan R2 tahanan dari belitan transformator.  L0 induktansi permagnetan.  R0 tahan pengganti kerugian inti.  La dan Lb reakotr yang dinilai induktansinya dapat diubah.  C kapasitas berbeban danterminal rangkaian
• 7.
  PEMBANGKITAN TEGANGAN TINGGI DENGANRANGKAIAN RESONANSI SERI  Bila induktansi reaktor seluruhnya = Ln dan tegangan dari transformator adalah Vn dan kapasitansi seluruh rangkaian adalah maka rangkaian tersebut akan mencapai resonansi bila X, = Xc atau ɷL = 1/ɷ C, maka: ɷ =2πf ; fn = 1/2π√Ln.Cn Nilai Ln diperoleh dari Ln = 1/ɷn.Cn  Bila tahanan dari belitan reaktor adalah kecil, R ≤ ɷ.Ln, maka nilainya dapat diabaikan, sehingga arus yang mengalir pada reaktor menjadi: 𝐼 𝑛 = 𝑉𝑛 𝑋1 ; 𝐼 𝑛 = 𝑉𝑛 𝜔 𝑛 𝐿 𝑛 ; 𝐼 𝑛 = 𝑉𝑛 2𝜋𝑓𝑛 𝐿 𝑛 Dalam hal ini 2πfn = 1 𝐿 𝑛 𝐶 𝑛 Jadi 𝐼 𝑛 = 𝐶 𝑛 𝐿 𝑛  Bila kapisator dari rangkaian beban adalah sebesar Ct (tidak sama dengan Cn), maka frekuensi dari rangkaian tersebut adalah: 𝐹1 𝐹 𝑛 = 𝐶 𝑛 𝐶1 Jadi nilai frekuensinya berubah sesuai dengan nilai C dari beban 𝐼 𝐶 𝑛 − 𝐶 𝑛 𝑓 = 𝐶1 𝐶
• 8.
  KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN CARA RESONANSISERI 1.GELOMBANG OUTPUT DAPAT DIPERTAHANKAN DALAM BENTUK SINUS MURNI. 2.DAYA YANG DIPERLUKAN UNTUK PENGUJIAN SANGAT KECIL ANTARA 5% S/D 10% DARI DAYA YANG DIPERLUKAN. 3.TIDAK TERJADI ARKA ATAU ARUS SURJA YANG BESAR BILA ALAT YANG DIUJI MENGALAMI KEGAGALAN. 4.UNTUK MENDAPAT TEGANGAN YANG TINGGI DAPAT DISUSUN SECARA CASCADE. 5.SUSUNANNYA SEDERHANA DAN KOKOH.
• 9.
  SERI RESONAN Rangkaian SeriResonan Tegangan Output V0 = VexQ Dimana Vex = tegangan eksitasi dalam KV V0 = tegangan output dalam KV Q = faktor kualitas dari rangkaian dalam resonansi 𝑄 = 𝑋 𝑅 = 𝑉𝐴𝑅 𝑊𝑎𝑡𝑡 = 𝐼𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓 𝐼 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓 𝑄 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑠𝑖𝑚𝑝𝑎𝑛 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 1 2 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒
• 10.
  SERI RESONAN Pada waktuterjadi percikan tegangan dari sistem jatuh akan turun, tegangan dari sistem yang terjadi resonansi ini akan turun sampai mencapai sama dengan tegangan transformator penguatan. Setelah api padam maka tegangan penyembuhan (recovery Voltage) dari sistem seri adalah 𝑉 𝑡 = 𝑉𝑒𝑥 1 − 𝑒 𝜔𝑡 2𝑄 𝑐𝑜𝑠10𝑡 Vex = tegangan eksitasi (KV) T = waktu diukut dari permulaan padamnya api ɷ = faktor kualitas dari rangkaian resonansi seri Nilai dari 𝜔𝑡 2𝑄 dapat diganti dengan menggunakan faktor jumlah cycle (N) dari terjadinya flashooer, f.t = N. 𝜔𝑡 2𝑄 = 2𝜋𝑓𝑡 2𝑄 = 𝜋𝑓𝑡 𝑄 = 𝜋𝑁 𝑄 Tegangan penyembuhan Vo(t) dapat mencapai nilai 96% dari tegangan sebelum flashover pada saat πN/Q = 3 atau dengan kata lain bila N≈Q ,
• 11.
  PENGARUH IMPEDANSI BEBAN KEPADASIFAT BEBAN RANGKAIAN RESONANSI SERI Rangkaian Pengganti Impedansi resonan  Rangkaian terdiri dari bagian induktif yang menampilkan induktansi dari reaktansi yang dapat diubah dan transformator penguatan dan bagian kapasitif yang menampilkan kepastian dari alat yang diuji, pembagi tegangan, kapasitansi bocor dari alat-alat yang terdapat pada rangkaian. masing masing bagian mempunyai tahanan kebocoran. Faktor kualitas efektif adalah 𝑄 𝑒 = 𝑄𝑙 𝑄 𝑐 𝑄𝑙 𝑄 𝑐 Dimana Qe = faktor kualitas system Ql = factor kualitas dari bagian induktif Qc = faltor kualitas dari bagian kapasitif Sehingga 𝑄 𝑒 = 𝜔𝐿 𝑅𝑙 1 𝜔𝐶𝑅 𝑐 𝜔𝐿 𝑅𝑙 1 𝜔𝐶𝑅 𝑐 Dimana L = induktansi sebagian rangkaian C = kapasitas dari kapasitas rangkaian Rl = tahanan induktansi Rc = tahan seri kapasitansi Dapat disederhanakan menjadi 𝑄 𝑒= 𝜔𝐿 𝑅𝑙 + 𝑅 𝑐 Gambar kurva rangkaian resonansi seri
• 12.
  SUMBER TEGANGAN TINGGIARUS BOLAK BALIK FREKUENSI TINGGI Belitan Tesla dalam keadaan resonansi  Sumber tegangan tinggi dengan frekuensi diperlukan untuk menguji adanya ketidakrataan bahan yang terdapat pada isolator, terutama isolator yang terbuat dari porselin.Keuntungan menggunakan transformator ini adalah: 1. Transformator ini tidak menggunakan inti besi, sehingga menghemat biaya dan bentuknya lebihkecil. 2. Outltut gelombangnya adalah sinus murni. 3. Tegangan naik secara perlahan dan pada pengujian dengan surja hubung tidak akan merusak. 4. Tegangan didistribusikan merata pada belitan karena belitan dibagi menjadi beberapa unit yang disusun bertumpuk. Analisa yang lebih sederhana untuk kumparan TESLA dapat dilakukan dengan memperhitungkan bahwa energy yang disimpan pada rangkaian primer yaitu pada kapasitor C1 ditransfer ke kapasitor C2 melalui gandengan magne. Bila w1 adalah energy yang disimpan pada C1 dan W2 adalah energy yang disimpan pada c2 dan bila efesiensi dari transfornator adalah h maka W1 = 1/2C1V1 2=ŋ(1/2C2V2 2)