Assignment Asas Elektrik dan Elektronik

A)

i) Sistem penghantaran tenaga elektrik.

Pembekalan tenaga elektrik kepada pengguna perlu melalui

peringkat penjanaan, penghantaran dan pengagihan. Tenaga

elektrik dijana di stesen janakuasa dan ditingkatkan voltannya

sebelum dihantar ke pencawang masuk utama di destinasi

tertentu. Sebelum tenaga elektrik diagihkan kepada pengguna,

voltan akan diturunkan kepada 415V/240V di pencawang

pengagihan.Jika nilai voltan ini tidak diturunkan, pengguna

akan menerima voltan yang amat tinggi dan boleh menyebabkan

kejadian yang tidak diingini berlaku. Ianya juga akan

menyebabkan menara pilon menjadi terlalu aktif.

Sistem penghantaran tenaga elektrik ialah Proses

penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa

elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi. Sesebuah

stesen janakuasa elektrik akan menghasilkan voltan janaan

11kV. Kemudian, voltan janaan ini akan ditingkatkan dengan

menggunakan penggubah peninggi ke nilai 66kV, 132kV, 275kV dan

400kV. Tujuan meninggikan voltan janaan adalah untuk

mendapatkan nilai voltan bekalan yang stabil kepada pengguna

walaupun telah berlaku susut voltan yang banyak dan juga untuk

mengurangkan kos perbelanjaan disebabkan oleh saiz pengalir

yang kecil.

Tenaga elektrik boleh dibekalkan dan diagihkan sama ada

dalam bentuk arus ulang-alik (A.U) atau arus terus (A.T) .

Dalam praktiknya sistem 3-fasa 3-talian digunakan dalam sistem

penghantaran manakala bagi sistem 3-fasa 4-talian, arus ulang-

alik (A.U) digunakan dalam sistem pengagihan. Pertimbangan

yang penting dalam operasi talian penghantaran adalah merujuk

kepada kejatuhan voltan dan kehilangan kuasa yang berlaku

dalam talian dan juga kecekapan talian penghantaran. Komponen-

komponen seperti rintangan, kearuhan dan kemuatan yang

terdapat pada talian penghantaran mempengaruhi keadaan-keadaan

tersebut. Terdapat beberapa sistem penghantaran tenaga

elektrik dari Stesen janakuasa iaitu:

Sistem Penghantaran Kaedah Gelang

Dengan menyambungkan semua pengubah peninggi dalam bentuk

gelang. Sambungan gelang hanya dibuat pada bahagian lilitan

primer pengubah, manakala lilitan sekunder disambungkan ke

pengubah penurun.

Rajah 1: Gambar rajah Blok Sistem Gelang

Sistem Talian Atas dan Kabel Bawah Tanah

Talian atas menggunakan dawai aluminium alloi tanpa

penebat. Ia murah dan ringan berbanding tembaga yang berat dan

mahal. Saiz pengalir yang digunakan adalah bermula dari 12mm²

ke 750mm². Disebabkan talian atas tidak berpenebat maka ciri-

ciri keselamatan amat dititikberatkan dalam pemasangannya.

Tenaga elektrik juga boleh dihantar melalui kabel bawah tanah

dan juga kabel dasar laut. Lazimnya ini dilakukan di kawasan

yang mempunyai penduduk yang ramai, halangan sungai dan juga

muka bentuk bumi yang perlu dikekalkan.

Rajah 2: Gambar rajah Sistem Talian AtasSistem Penghantaran Kaedah Jejari

Kaedah Jejari adalah kaedah menyambungkan pengubah

(transformer) peninggi secara jejari. Kaedah ini biasanya

digunakan pada suatu kawasan yang memerlukan bekalan tenaga

elektrik yang rendah.

Rajah 3: Gambar rajah Blok Sistem Jejari

Kaedah Sistem Grid Nasional

Satu sistem yang digunakan untuk menyambungkan janakuasa-

janakuasa elektrik yang besar. Sistem Grid Nasional mempunyai

beberapa kelebihan dan keburukan. Antaranya ialah:

a) Kebaikan

Bekalan sentiasa mencukupi walaupun salah satu janakuasa

elektrik yang lain

menghadapi masalah.

Perubahan frekuensi sentiasa stabil.

Stesen janakuasa elekrik yang kecil dapat dikurangkan.

b) Keburukan

Memerlukan kos perbelanjaan yang banyak.

Memerlukan penjagaan yang rapi.

Mengambil masa yang lama untuk menyiapkannya.

Tenaga elektrik dibawa secara pukal melalui kabel-kabel

bawah tanah atau melalui talian- talian atas di sepanjang

jarak yang jauh. Talian penghantaran ini mempunyai ciri-ciri

mekanikal :

Kekuatan penyokong

Lendutan

Tegangan

Keupayaan penghantaran pada masa kini adalah 66kV, 132kV dan

275kV. Stesen-stesen

yang menggunakan sistem grid kebangsaan adalah ;

Stesen diesel

Stesen Tempatan

Luar bandar

Rajah 4: Gambar rajah Blok Sistem Grid Nasional

ii) Sistem pengagihan dan pembekalan tenaga elektrik.

Sistem pengagihan dan pembekalan merupakah proses

pengagihan dan pembekalan tenaga elektrik yang bermula dari

StesenJanakuasa 11

11 kV/ 66kV132kV/ 275kV

132kV/ 11kV

SistemPenghantaran

pencawang voltan tinggi hinggalah ke punca pemasangan pengguna

dan ia merupakan peringkat terakhir di dalam sistem bekalan.

Rajah 5: Gambar Rajah Blok Proses pengagihan dan pembekalan tenagaelektrik

Berdasarkan Rajah 5 di atas, voltan dari pencawang tinggi

diagihkan kepada pengguna mengikut keperluan. Bagi industri

berat voltan maksimum adalah 11kV. Industri kecil, sekolah dan

pejabat memerlukan voltan bekalan 415V dan bagi rumah kediaman

pula, kebiasaannya menggunakan voltan bekalan 240V.

B) Litar Kawalan Pengguna.

I.E.E.E adalah bermaksud The Institution of Electrical

Engineers (IEEE). Ibu pejabatnya berada di London. Sistem

pendawaian Malaysia mengikut sistem daripada negara Britain.

Di Malaysia, Suruhanjaya Tenaga (ST) berkuasa penuh. Tenaga

Nasional Berhad (TNB) tidak berkuasa penuh, jika TNB melakukan

kesalahan ST boleh mengenakan tindakan terhadap TNB. Setiap

peralatan dalam Litar Kawalan Pengguna disambung dalam urutan

yang telah ditetapkan oleh I.E.E.E. untuk memudahkan kendalian

kawalan keselamatan. Litar kawalan ialah turutan alat-alat kawalan

& perlindungan yang terdapat pada litar utama pemasangan pengguna.

Litar ini termasuklah pengasingan, pensuisan, perlindungan

arus lebihan dan perlindungan kebocoran arus ke bumi. Setiap

pemasangan Litar Kawalan, pengguna-pengguna haruslah

dilindungi dari:

SistemPengagihan

Rumah(240V)

Industri kecil/sekolah

Industri berat

a) Arus lebihan seperti (Litar pintas dan beban lampau)

b) Kebocoran arus ke bumi bagi mengelakkan kejutan, kebakaran

& sebarang bahaya yang mungkin terjadi.

Alat-alat kawalan dan perlindungan dalam Litar Kawalan adalah seperti berikut:-

i) Fius perkhidmatan dan penghubung Neutral.

Berfungsi sebagai perlindungan arus lebihan dan menghadkan arus penguna. Ia merupakan peralatan pertama bekalan sampai ke pengguna. Tujuannya ialah untuk menghadkan jumlah arus yang masuk ke pengguna contoh 30A, 60A, 80A, 100A dan

sebagainya mengikut permintaan pengguna.

Rajah: Fius perkhidmatan dan simbolnya

Rajah: Penghubung Neutral dan simbolnya

ii) Meter jangka kilowatt jam

Ia berfungsi sebagai pengukur jumlah tenaga yang digunakan oleh pengguna bagi menetapkan kadar bayaran tarif.

Rajah: Meter Kilowatt Jam dan simbolnya

iii) Suis utama

Terdapat dua jenis suis utama iaitu:-

a)Suis fius (rumah lama banyak guna jenis ini)

b)Fius suis(banyak digunakan pada masa sekarang)

Suis utama berfungsi sebagai pengasing/ pensuisan litar &

perlindungan arus lebihan. Suis utama terbahagi kepada dua

bahagian iaitu suis (bertujuan sebagai pengasing) dan fius

(bertujuan melindungi dari berlaku litar pintas dan menghadkan

arus). Suis utama ini jenis 2 kutub dan 3 kutub dan saiz fius

yang digunakan 30A, 60A, 80A, 100A dan lain-lain.

Rajah: Suis utama dan simbolnya

iv) Pemutus Litar Bocor ke Bumi (ELCB)

Berfungsi sebagai perlindungan kebocoran arus kebumi dan

pengasing litar. Ia merupakan alat perlindungan dari bahaya

arus bocor. Terdapat berbagai bagai jenis alat perlindungan

jenis ini seperti ELCB/ RCCB/ RCD dan sebagainya. Alat

pelindung ini ada dua jenis iaitu 2 pole (satu fasa) dan 4

pole (tiga fasa).

Rajah: Pemutus Litar Bocor ke Bumi (ELCB) dan simbolnya

v) Papan agihan (DB)

Berfungsi sebagai pengagih litar akhir dan perlindungan aruslebihan. Ia merupakan bahagian yang terakhir dalam susunanlitar kawalan turutan pengguna. Ia juga merupakan tempatpembahagian litar kecil akhir. Peralatanya seperti fius/ mcb.

Kadaran fius atau mcb yang dipasang bergantung pada bebanlitar kecil akhirnya.

Rajah: Papan agihan (DB) dan simbolnya

Gambar rajah skema alat kawalan pengguna 1 fasa.

Bahagian C

i ) Litar skematik sistem penggera pencuri.

Petunjuk:

SW = Suis

C1 & C3 = Kapasitor

C2 = Kapasitor elektrolitik

R1, R2 & R3 = Perintang

D1 = Diod

Q1 = Transistor NPN

IC CMOS = 1 off 4001 & 14 pin soket

Bateri

Buzzer

ii) Fungsi setiap komponen dalam litar.

Kapasitor C1, C3 ( Tanpa kutub) & Kapasitor Elektrolitik C2 (Berkutub)

Ia berfungsi menyimpan dan membuang cas elektrik supaya

aliran arus yang sampai ke komponen menjadi stabil dan sekata.

Ia juga digunakan sebagai penstabil voltan dalam litar

elektronik. Kapasitor elektrolitik mempunyai kutub dan ianya

perlu dipasang dengan kekutuban bateri yang betul supaya tidak

rosak. Unit kapasitor ialah Farad atau mikroFarad.

Perintang R1, R2 & R3 (Perintang tetap)

Ia berfungsi mengawal pengaliran arus dan voltan serta

mendapatkan susutan voltan dalam litar. Unit sukatan perintang

adalah ohm. Jalur - jalur warna pada badan perintang merupakan

kod nilai perintang.

Diod

Diod membenarkan arus mengalir satu arah sahaja. Selain itu,ia berfungsi untuk mengesan isyarat radio, menukar arus ulang-alik

(AC) kepada arus terus (DC)serta melindungi komponen elektronik yang

lain.

Transistor NPN

Transistor adalah komponen semiconductor dimana ianya

berfungsi untuk meninggikan voltan, arus dan kuasa. Ia juga

berfungsi sebagai suis kawalan di dalam litar elektronik.

Buzzer

Buzer berfungsi menghasilkan bunyi apabila ia disambungkan

kepunca bekalan dan digunakan sebagai penggera.

Ic CMOS siri 4000

Keluarga IC Logik ini diberi nombor bermula dari 4000 ke

atas dan dari 4500 ke atas. Kebanyakan daripada IC ini

mempunyai huruf B di penghujung nombor bagi merujuk kepada

rekabentuk yang telah ditambah baik sejak beberapa tahun lalu.

Kebanyakan IC ini mempunyai pakej 14 pin atau 16 pin. Ia

menggunakan litar CMOS yang bermaksud ia hanya menggunakan

kuasa yang sangat kecil serta boleh bertoleransi dari julat

kuasa 3V hingga ke 15V. IC ini juga sangat ideal untuk projek-

projek yang menggunakan kuasa bateri seperti sistem penggera

pencuri di atas. CMOS bermaksud ”Complementary Metal Oxide

Semiconductor”. Walau bagaimanapun, litar CMOS amat sensitif kepadacas statik. Sedikit sentuhan cas elektrik statik pada pin IC boleh

merosakkannya.

Rujukan:

Abd Samad Bin Hanif, Mohd Nazi Bin Hj Mustafa, (1995). Teknologi Elektrik Tingkatan 5. Kuala Lumpur: Pustaka Sistem Pelajaran Sdn Bhd.

Abd Samad Bin Hanif dan Mohd Nazi Bin Hj Mustafa, (1995).Teknologi Elektrik Tingkatan 4. Kuala Lumpur: Pustaka Sistem Pelajaran Sdn Bhd.

J.David Irwin, (2004). Basic Engineering Circuit Analysis. Prentice Hall.

Mohd Noh b Sarip, Azman b Mohamed Dum, Md Nasir b Abd. Manan & Masnin b Karmin. (2003). Lukisan Kejuruteraan Tingkatan 5. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.

Williams, Al, (2003). Build your own Printed Circuit Board (ISBN: 007142783X). Mcgraw-hill.

http://www.powerelectricalblog.com/search?q=thermal+power+plant – retrieved 8th March 2012.

http://www.kpsec.freeuk.com/components/ic.htm - retrieved9th March 2012.

http://www.st.gov.my/images/stories/circular/Requirement_of_installation_of_residual_current_device_RCD_on_all_final_sub-circuits_of_electrical_wiring_systems.pdf - downloaded 10th March 2012.

http://www.kpsec.freeuk.com/symbol.htm - retrieved 10th March 2012.

http://ms.wikipedia.org/wiki/Pembekalan_kuasa_elektrik - retrieved 10th March 2012.

http://www.scribd.com/doc/6229966/Teknologi-Elektrik-1-E1063-Unit-3 - retrieved 10th March 2012.