Post on 06-Jul-2018
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
1/60
ENERGI
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
2/60
ENERGI
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
3/60
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
4/60
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
5/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
6/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
7/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
8/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
9/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
10/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
11/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
12/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
13/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
14/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
15/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
16/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
17/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
18/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
19/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
20/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
21/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
22/60
Elektroma netik
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
23/60
Rangkaian Satu Fasa & Tiga Fasa, dan sistem Unit
. , .
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
24/60
Rangkaian Satu Fasa
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
25/60
Komponen rangkaian satu fasa:
>Sumber tegangan atau arus LV
a b
VL
I
>Impedansi (resistansi, induktansi,
kapasitansi)R
g
VR
paralel.
0
5
10Vo
v (t)
0 60 120 180 240 300 36010
5
deg
T
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
26/60
• Sumber tegangan menghasilkan gelombang sinus :
dimana: Vrms adalah harga efektif sumber tegangan
)(sin)( tV2tvrms
ω
ω adalah frekuensi sudut fungsi sinus (rad/sec)
Hz
1
f rad/sec
2
f 2 ===
π
π ω
f adalah frekuensy (60 Hz di USA, 50 Hz di Eropa).
T adalah periode gelombang sinus (seconds).
• Harga Puncak (maksimum) tegangan adalah rms0 V2V =
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
27/60
∫
T1
arga e e apa ung
• Arah tegangan diperlihatkan oleh panahdari g ke a. Hal
∫0rmstv t
T
ini berarti selama ½ siklus positifnya, potensial a lebih
besar daripada g.
C
a b
Vc
I
R VR
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
28/60
• Arus yang mengalir juga sinusoidalφ-
dimana: I rms adalah harga efektif arus.
rms φ
φ adalah pergeseran fasa antara tegangan & arus.
•
hukjum Ohm:
dimana: Z adalah im edansiV
I rms=
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
29/60
• Impedansi (dalam Ohms) adalah :
– a) Resistansi (R)
– b) Reaktansi Induktif LXL ω =
– c) Reaktansi Kapasitif 1 XC =
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
30/60
• Impedansi dari sebuahresistor dan induktor • Perhitungan impedansi
adalah :
XL
a b
VXL
I
22
R VR
=
• Sudut fasanya :
φ = aX
R tan
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
31/60
• Arus generator mengalirdari g ke a selama siklus • The load current andvoltages are in opposite
.
•a bI
dalam arah yang sama.V
VLL
Ig
• Arus dalam siklus positifmengalir dari b ke g.
g
VRLoad
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
32/60
Rangkaian “Induktif”• Per eseran fasa ter adi antara te an an dan arus adalah “ne atif”.
• >>>Arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan.
V t10
L
a b
VL
I
I(t)0
5V( )t
I( )t
R VR
0 60 120 180 240 300 36010
5
t
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
33/60
Rangkaian Kapasitif • Per eseran fasa ter adi antara te an an dan arus adalah “ ositif”.
• >>>Arus mendahului (leading) terhadap tegangan
10
CV
a b
Vc
v(t)
i(t)0
5V( )t
R
g
VR φ
10
5I( )t
t0 60 120 180 240 300 360
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
34/60
• Ilustrasi arus kapasitif (leading) dan induktif
(lagging).
v(t) IL(t) lagging IC(t) leading
φ
t
-φφ
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
35/60
Notasi Komplek
• Perhitungan-2 teknik memerlukan informasi hargae e rms an pergeseran asa egangan an arus.
• Fungsi waktu digunakan untruk analisa transient.
• Amplitudo(rms) dan sudut fasa dapat dihitungmenggunakan notasi komplek.
• egangan, arus an mpe ans nyata an a amfphasor komplek.
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
36/60
Complex Notation
Impedance phasor: (resistance, capacitor, and inductance
connected in series)
X jR )X-(X jR )
C j
1(L jR TCL +=+=++=
ω
ω Z
Exponential form: ZX
φ
eZ jφ=Z
where: R22
XR +=Z )R (tana=φ
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
37/60
Sin le Phase CircuitReviewComplex Notation
Impedance phasor: (resistance, capacitor, andinductance connected in parallel)
C j
11
1
111
11
ωω
=
ω
=
YZ
Two impedances connected in parallel
C j
ω
ω
ω
21
21
11
1
ZZ
ZZZ
=
11ZZ
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
38/60
Notasi Komplek
Phasor impedansi:
Bentuk Polar:
]
cosZφ
φ
sin jZeZ j
R
Xφ22 XR +=Z )tan
R
X(a=
)Z (sinX φ
)Z (cosR φ
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
39/60
Perhitungan Daya.
Daya sesaat, adalah hasil perkalian anatara tegangan sesaatv t dan arus sesaat i t .
t I 2tV 2i(t) v(t)t p φsinsin)(
tV 2tv ω
sin)( t I 2ti φ
sin)(
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
40/60
Rangkaian Satu Fasa
•Ba ian 1 Real Power
Harga RATA-RATA dari p(t) adalah REAL POWER. Daya inilah yang
ditransfer dari sumber ke bebean.)(cos IVP φ
•Bagian 2 adalah Reactive Power.
Harga rata-rata reactive power adalah NOL (mengapa?):
φ
a). Selama siklus positif daya rekatif mengalir dari generator ke beban.
b). Selama siklus negatif daya rekatif mengalir dari bebean ke generator.
)(sinIV Q φ
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
41/60
Rangkaian Satu Fasa
Fungsi waktu Daya Sesaat
• eros as engan re uens ua a re uens asarnya.
• Kurva tergeser ke sumbu positif sehingga daerah dibawah kurvapositif >kurva dibawah kurva negatif.
T
• aya rata-rata yg trans er: PT
p t dt= ∫0
( )
Voltage Daya SesaatDaya rata-rata
t
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
42/60
Rangkaian Satu Fasa
Daya Reaktif dan Daya Nyata untuk berbagai pergeseran fasa
Φ
Φ
p(t) tΦ = - Φ = -
P P
Q sin (2ωt)P [1-cos(2ωt)]
Q sin (2ωt)P [1-cos(2ωt)]
Φ = -60oΦ = -85o p(t)
P
p(t)
P [1-cos 2ωt ] P [1-cos(2ωt)]
P
t t
Q s n 2ωt)Q sin (2ωt)
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
43/60
Rangkaian Satu Fasa
Daya Komplek
• o as omp e apa guna an un u menya a an aya.
PIVS ±==
• FAKTOR DAYA (p.f) didefinisikan sebagai : perbandingan antara Daya
N ata P den an har a mutlak dari da a kom lek |S| .
P
S φ p ==cos
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
44/60
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
45/60
Ran kaian Ti a Fasa
• Titik netral di-tanahkan Va n
-
magnitudo yg sama.
• Perbedaan fasa antar tegangan
V b nVa b Vc a
adalah 120°. Vc nV b c
cV0V =anV
120V °−∠=bnV
240V °−∠=cnV
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
46/60
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
47/60
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
48/60
Ran kaian Ti a Fasa
Sistem dihubungkan Wye
Ia
• Tegangan LINE to LINE berbedadg tegangan FASA Va n Va b
b nn
Vc aI bo30V3 an +∠== bnanab V-VV
Vc n
V b c
o90-3 ∠== bncnbnbc VV-VV
Ic
o
1503 +∠== cnancnca VV-VV
Besar Tegangan LINE to LINE adalah tegangan FASA
(rms)
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
49/60
Ran kaian Ti a Fasa
Sistem Wye Berbeban
• Impedansi beban adalah Za
, Zb
, Zc• Setiap sumber tegangan mensuplai Van Za
.
• Arus dinyatakan sebagai: VabZb
bb
IaVbn
bV V cnV
• Pada sistem mengalir ARUS KE-
VbcZc
b
cc
Vcn
c
Vca
a
aZ
= b
bZ
=c
cZ
=
TANAH sebesar:
c
Iocba0 IIII ++=
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
50/60
Ran kaian Ti a Fasa
Sistem Wye Berbeban
• Jika BEBAN SETIMBANG (Za = Zb =Zc) maka:Van
Za
•
Ia0=++= cba0 IIII
fasa dapat digunakan (fasa a, sebagaicontoh)
” ” -
Io
n
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
51/60
Ran kaian Ti a Fasa
Sistem Terhubun Delta
• Sistem hanya punya satu macamtegangan, yakni LINE to LINE
VLL
• Sistem mempunyai dua arus :a
ZI a Z aa
VI
ab
– rus
– Arus FASA Vca
Zb
Z bI bb
Vbc
I bc
• u Zcc Z cc
Icaabab
Z
VI = bcbc
Z
VI = bc
bc
VI =
c
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
52/60
Ran kaian Ti a Fasa
Sistem Terhubung Delta
Arus LINE :
a
aa
I
caaba=
abbcb III
=
• Pada beban setimbang: IbVca
ab
V
b
caab
IcaIbc
bcac
Icc
Zbcb c
o
303 −∠= aba I I
R k i 3 F d B b
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
53/60
Rangkaian 3-Fasa dengan Beban
Impedansi
Sumber 3-fasa 480 terhubung Wye dengan titik netral ditanahkan mensuplaiimpedansi 3-fasaZ = 70 + 60 Z = 43 - 60 Z = 80 + 30 ohm
Beban dihubungkan:1. Wye, grounded (sistem 4-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.
R k i Ti F
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
54/60
Ran kaian Ti a Fasa
Perhitungan Daya 3-Fasa
φ
a d a
• Daya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa
cba PPPP ++=
a h
b e d
• Jika beban setimbang:
( )φ cosIV3P3P phasephasephase ==
f a s a
a n
• Sistem Wye: LNLLLphaseLNphase V3V IIVV === a r a Vf a s
• Sistem Delta:
LLLphasephase
phaseLLphaseLine VV I3I ==
d gI f a s a
( ) ( )φ φ cosIV3cosIV3P LLLphasephase ==
R k i Ti F
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
55/60
Ran kaian Ti a Fasa
Pengukuran Daya
• Pada sistem 4-kawat, dayanyata (P) diukur dengan tiga
Total daya adalah penjumlahan dari
pembacaan dua watt-meter.
buah watt-meter 1-fasa.
• Dalam sistem 3-kawat, daya
Load Watt meter 1
nyata u ur engan ua ua
watt-meter 1-fasa. Watt-meterdisuplai oleh tegangan LINE to
LINE. Wattmeter 2
Si t P it
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
56/60
Sistem Per-unit
• Dalam Power engineering sistem satuan sering dinyatakan dalam prosentase
dari suatu BASE. Har a (ohms, am eres, volt, watts, etc.) diba i d BASE-
nya dan dinyatakan sebagai nilai antara 0.0 s/d 1.0. Sistem ini disebut
sebagai “Per-unit”(pu).
base
realpu
V V =
base
realpu
S S =
base
realpu
Z
Z Z =
base
realpu
I
I I =
Si t P it
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
57/60
Sistem Per-unit
Penurunan Per-unit (pu)
Yang dijadikan BASE adalah rating tegangan (V) dan daya komplek (S).
rated2
rated
base
VV
Z == ratedratedrated VIS karena =ratedrated
Si t P it
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
58/60
Sistem Per-unitPenurunan Per-unit (pu)
• Impedansi per-unit (Z pu) sama dengan rasio impedansi dlm OHM (Z ohm)
an mpe ans base
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
ratedohm SZZ
Z⎠
ratedbase
• n u meng onvers mpe ans ar per-un e arga
(Z ohm )
⎟⎜
2
⎟⎠
⎞
⎜⎝
⎛
=
rated
ra e
pubasepuohm SZZZZ
Si t P it
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
59/60
Sistem Per-unitContoh
- .
sistem sbb :
Generator: 450 MVA 25 kV Xgen= 85%
rans ormer: tr=
• 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.
8/18/2019 002-Segitiga Konversi Energi
60/60
1) Mengapa sistem 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 tigaterminal/colokan? Apa sajakah tiga terminal tsb?