PRESENTASI 1. TEKNIK LISTRIK TERAPAN.PPT

RIPTO / BOGOR 2006 UDIKLAT BOGOR 1


TUJUAN MATA PELAJARAN :Diharapkan Peserta memahami Teknik

Listrik yang berhubungan dengan Pemeliharaan dan pengoperasian distribusi

TUJUAN POKOK BAHASAN :• Memahami pengertian listrik arus bolak –

balik 3 fasa .• Memahami perhitungan Tegangan, arus

dan Daya 3 fasa• Menghitung jatuh tegangan dan rugi daya

MATA PELAJARANTEKNIK LISTRIK TERAPAN


Perubahan Positif Arus Berkurang

pada arah Posistif

Arus Berkurang pada arah Posistif

Perubahan Negatif

Arus Bertambah pada arah Negatif

Arus Bertambah pada arah Negatif

1/30

1+

1-

LISTRIK ARUS BOLAK BALIK PENGERTIAN Yang dimaksud dengan listrik arus bolak – balik adalah listrik ( tegangan / arus ) yang berubah-ubah arah dan nilainya terhadap waktu.


Frekwensi( Hertz )

Waktu yang dibutuhkan oleh arus bolak-balik untuk kembali pada harga / nilai dan arah yang sama disebut dengan periode ( T )

Jumlah periode dalam 1 ( satu ) detik disebut dengan frekwensi ( F = 1 / T )


Karakteristik arus bolak-balik disebut dengan sinusioda

Tegangan Arus

• Nilai sesaat : e = V sin t i = sin t

• Nilai maks : V = V I = I

• Nilai efektif : Vef = V / √2 Ief = I / √2


LISTRIK ARUS BOLAK BALIK 3 FASA

Adalah lisrik arus bolak – balik yang terdiri dari 3 ( tiga ) keluaran yang disebut dengan fasa, dengan bentuk sinusiode dimana besar / nilai tegangannya sama, frekwensi sama tetapi masing – masing berbeda 1/ 3 periode ( 120 ° )


1200

U2

U3

U1

U1 U2 U3

t

+ U

- U


SUMBER LISTRIK ARUS BOLAK-BALIK 3 FASA Generator arus bolak – balik yang konstruksi letak belitan induksinya masing – masing berbeda sudut

120 °.

K

M

U3

K M

U2

M

K1200

S U


TEGANGAN DAN ARUS DALAM HUBUNGAN BINTANG


t

TT

TEGANGAN DAN ARUS DALAM HUBUNGAN SEGI-TIGA


Daya 3 fasa = daya fasa 1 + daya fasa 2 + daya fasa 3

P 3 Ø = P 1 + P 2 + P 3 = ( If1 x Vf.1 x Cos 1 )

( If2 x Vf2 x Cos )( If3 x Vf3 x Cos 3 )-------------------------- +

Bila tegangan dan beban seimbang,maka:

P 3 Ø = 3 x ( If x Vf x Cos )

DAYA LISTRIK 3 FASA


EL

EL

EL

EF

EF

EF

R

N

S

T

Il.1

Il.3

Il.2

If.3

If.3

n

P 3 Ø = 3 x ( If x Vf x Cos )

Diketahui bahwa : Vl

Vf = ------- dan If = Il 3

Maka :3 x Vl x Il x Cos

P 3 Ø = ------------------------- 3

Atau :P 3 Ø = 3 x Vl x Il x Cos

DAYA LISTRIK 3 FASA HUBUNGAN BINTANG


DAYA LISTRIK 3 FASA HUBUNGAN SEGITIGAIl1

EF

EF

EF

EL

EL

EL

Il2

Il3

If3 If2

P 3 Ø = 3 x ( If x Vf x Cos )Diketahui bahwa :

Il If = ------- dan Vf = Vl

3Maka :

3 x Vl x Il x Cos P 3 Ø = -------------------------

3Atau :P 3 Ø = 3 x Vl x Il x Cos


BEBAN Ada 3 macam beban pada arus bolak-balik • beban resistif• beban induktif• beban kapasitif


+ + +

P

V

I

P. I .U

Beban Resistip• Energi listrik diubah menjadi energi panas atau mekanik

• Daya yang diserap berupa daya semu seluruhnya diubah menjadi daya aktip

• Ternasuk beban resistip murni adalah lampu pijar, setrika listrik, heater

• Gelombang sinusioda arus berhimpit dengan tegangan atau sudut fasanya sama dengan nol sehingga faktor daya sama dengan satu ( = 0 dan cos = 1 )


6.2. BEBAN INDUKTIP - Eergi yang diserap / diubah menjadi medan magnet - Gelombang sinusioda arus ketinggalan 90 terhadap tegangan cos = cos 90 = 0

BEBAN INDUKTIP

P.I.U

U P I

++

-

-

• Energi listrik yang diserap diubah menjadi medan magnet

• Daya yang diserap berupa daya semu seluruhnya diubah menjadi daya reaktip induktip

• Ternasuk beban induktip murni adalah reaktor dan kumparan

• Gelombang sinusioda arus ketinggalan 90 terhadap tegangan , atau sudut fasanya sama dengan 90 sehingga cos = 0


. BEBAN KAPASITIP

• Energi listrik yang diserap menghasilkan energi reaktip• Daya yang diserap berupa daya semu seluruhnya diubah

menjadi daya reaktip kapasitip• Ternasuk beban reaktip murni adalah kapasitor• Gelombang sinusioda arus mendahului 90 terhadap

tegangan , atau sudut fasanya sama dengan 90 sehingga cos = 0

P.I.U

U P I

++

-

-


Sifat Hambatan • L (Xl) dengan C (Xc) saling bertentangan atau

saling meniadakan

• Xl = 2 . F . L 1• Xc = ------------ 2 . F . C

• Xl dan Xc merupakan bagian imajiner dari impedansi


Z = R + JXL

R

V

Z

XL

φ

Z = R - JXC

R

V

Z-XC

φ


Z = R - JXL - JXC

( JXL > JXC )

RV

Z

XL

φ

-XC

Z = R - JXL - JXC

( JXL < JXC )

V

Z

XL

φ

-XC


R V

Z

XL

φ

-XC

V

Z

XL

φ

-XC

R


P

Q

S

φ

Q

P

S

φ

SEGITIGA DAYA

BEBAN INDUKTIPBEBAN KAPASITIP

DAYA PADA ARUS BOLAK-BALIK

Daya aktif : P (watt)Daya reaktif : Q (VAR)Daya semu : S (VA)


Rumus-rumus Daya

1 Phasa :S = V x I (VA)P = V x I x cos θ (Watt)Q = V x I j X sin θ (VAR)

V = Tegangan Phasa-netral (220 Volt)I = Arus Phasa

3 Phasa :

S = V x I x √3 (VA)P = V x I x √3 x cos θ (Watt)Q = V x I x √3 j X sin θ (VAR)

V = Tegangan Phasa-phasa (380 Volt)I = Arus Phasa



Jatuh tegangan pada saluran besarnya sebanding dengan arus dan impedansi penghantar serta faktor daya beban

JATUH TEGANGAN

V = I (r . Cos + x Sin ) . L

atau PV = ---- ( r + x tg ). L V²

PV = 100 ( r + x . tg ) . L ......... %

V2

Untuk P dalam satuan MWUntuk V dalam satuan KV


• Kecepatan angin 0,6 m / detik• Suhu keliling akibat sinar matahari 300C• Suhu penghantar maksimum 800C• Bila tidak ada angin maka KHA dapat dikali

dengan 0,7

BCC AAC AAAC ACSR LUAS PENAMPANG

(MM2) R20 (Ohm/Km)

KHA (A) R20

(Ohm/Km) KHA (A)

R20 (Ohm/Km)

KHA (A) R20

(Ohm/Km) KHA (A)

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

1,1465

0,7512

0,5320

0,3785

0,2781

0,1963

0,1563

0,1244

0,1008

0,0755

125

160

200

250

310

380

440

510

585

700

1,700

1,029

0,8332

0,5786

0,3808

0,3084

0,2549

0,1960

0,1578

0,1205

115

160

185

230

300

345

390

465

530

630

1,066

1,83

0,058

0,055

0,438

0,655

0,393

0,225

0,283

0,437

110

150

175

220

285

325

370

435

500

600

1,8790

1,2030

0,8353

0,5946

0,4130

0,3053

0,2374

0,1939

0,1571

0,1183

110

150

185

230

295

355

420

475

545

655

Daftar KHA penghantar yang dihitung atas dasar kondisi berikut


KHA LUAS

PENAMPANG R20

(OHM / KM) INDUKTANSI

(OHM/KM) KAPASITANSI

(OHM/KM) DIDALAM TANAH 200C(A)

DIUDARA 300C(A)

CU 0,727 147 143 2 X 25

AL 1,20 0,12 0,4237

113 110 CU 0,524 175 170

3 X 35 AL 0,868

0,13 0,4055 135 131

CU 0,387 206 204 3 X 50

AL 0,641 0,14 0,3882

160 157 CU 0,268 252 255

3 X 70 AL 0,443

0,16 0,3636 194 195

CU 0,193 297 303 3 X 95

AL 0,320 0,18 0,3455

229 233

CU 0,153 335 343 3 X 120

AL 0,253 0,19 0,3334

258 268 CU 0,124 372 390

3 X 150 AL 0,202

0,21 0,3230 288 300

CU 0,0991 415 440 3 X 185

AL 0,154 0,23 0,3129

320 339

CU ,0754 465 502 3 X 240

AL 0,125 0,25 0,3013

368 387

CU 0,0601 510 556 3 X 300

AL 0,10 0,28 0,2906

393 428

KARAKTERISTIK KABEL TANAH 20 KV


Karakteristik listrik untuk kabel udara twisted alumuniumPenampangNominal( mm ² )

Tahanan pada 85 C( / km )

Reaktansi pada 50 Hz( / km )

Arus yang diijinkan( Amper )

20 C 30 C 40 C

2625355070

2,411,521,100,810,54

0,10,10,10,10,1

85110135160200

80100125145185

7095

110135170

Karakteristik listrik untuk kabel udara twisted alumunium


REAKTANSI PENGHANTAR GMD

X = 0,1447 LOG ------------- OHM / KM GMR

Dimana : GMD - geometric mean distance, besarnya ditentukan oleh konfigurasi jarak antar penghantar

____3___________ GMDN = a.n x b.n x c.n

____3__________GMD Ø = a.b x b.c x c.aGMR = geometric mean radius, besarnya ditentukan oleh banyaknya urat penghantar

AGMR = 0,726 ------

GMD SUTM POLA I (PENTANAHAN NETRAL 40 OHM)


RIPTO / BOGOR 2006 UDIKLAT BOGOR

TABEL GMR UNTUK PENGHANTAR AAC DAN AAAC

PENAMPANG NOMINAL (MM2)

JARI-JARI (MM) URAT GMR (MM)

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

2,2563

2,8203

3,3371

3,9886

4,7179

5,4979

6,1791

6,9084

7,6722

8,7386

7

7

7

7

7

19

19

19

19

19

1,6380

2,0475

2,4227

2,8957

3,4262

4,1674

4,6837

5,2365

5,8155

6,6238


TRAFO DISTRIBUSI

Prinsip Kerja Trafo

Trafo merupakan seperangkat peralatan / mesin listrik statis yang berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, mentransformasikan tegangan dan arus dari listrik bolak balik diantara kedua belitan atau lebih pada frekwensi yang sama dan pada nilai arus dan tegangan yang berbeda.


Konstruksi utama dari trafo terdiri dari kumparan primer, kumparan sekunder dan inti.

KUMPARAN SKUNDER

KUMPARAN PRIMER

INTI ( SIRKIT MAGNIT)


Us

Io

UpUp

Io

Us


Trafo dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan .Turun atau naiknya tegangan pada sisi sekunder tergantung pada perbandingan jumlah lilitan kumparan

Bila jumlah lilitan kumparan pada sekunder = ns, pada primer = np, tegangan pada kumparan primer = Up maka pada sisi sekunder timbul ggl Dengan rumus persamaan Us : Up. = ns : np.

Up Ep np ns Es Us


Perbandingan transformasi teoritis dan praktis dianggap sama, tetapi sebenarnya ada perbedaan, karena tidak semua flux primer melewati kumparan sekunder, dan itu disebut flux bocor.

L1

L2

L1 = flux bocor pada kumparan primer.L2 = flux bocor pada kumparan sekunder.


L1 menimbulkan x1 dan L2 menimbulkan x2, kumparan primer mempunyai tahanan r1 dan kumparan sekunder mempunyai tahanan r2. Sehingga rangkaiannya.

EpUp

R1 X1

UsEs

X2 R2


Trafo tanpa beban

U1

Io

E2

Iex

o

I he

Io = Iex + IheIhe

Cos φ = ---------------Io

Adanya Ihe menimbulkan rugi – rugi inti = PcPc = E1. Io. Cos. ° atauPc = E1. Ihe ……….disebut juga rugi – rugi besi


Trafo berbeban

EpUp

R1 X1

UsEs

X2 R2

I1 I2

Pcu = I1². R1 + I2 ². R2

Jadi trafo berbeban rugi – rugi yang timbul

P total = Pc + Pcu.


Diagram efisiensi trafo

Trafo dengan pcu = 0,2 % dan pc = 0,7 %Efisiensi trafo pada beban penuh (1/1 ) adalah pada titik x = 99,1 %.


Pengaturan tegangan trafo

Adalah selisih tegangan belitan tanpa beban dengan tegangan pada keadaan berbeban pada terminal tersebut pada beban dan faktor daya yang ditentukan pada terminal tersebut

0

I

A

B E

FU2b

U2n

UzUx

C

UR

D

AD + DF = rugi tegangan

= Ur. Cos + Ux Sin

= I. ( r. Cos + x sin )


Tegangan hubung singkat = ImpedansiAdalah besarnya tegangan yang harus diberikan pada frekwensi nominal ke terminal saluran trafo, untuk mengalirkan arus nominal melalui terminal ini, bila terminal lainnya di hubung singkat.

V

AA

V

Fungsi dari nilai tegangan hubung singkat / impedans • trafo akan diparalel dengan trafo lain • untuk menentukan nilai fuse atau relai arus lebih sebagai

pengaman trafo terhadap gangguan hubung singkat.


Vektor group trafo = Jam Trafo

menunjukan perbedaan fasa antara ggl sekunder dan tegangan primer antara terminal yang dengan polaritas yang sama pada sisi primer dan skunder

A B C

a b c n

A

B C

c b

a

n

A B C

a b c n

A B C

a b c n

A

B C

c b

a

n

A

B C

c b

a

n

A B C

a b c n

A

B C

c b

a

A B C

a b c n

A

B C

c b

a


Daftar vector group Trafo


Tegangan pengenal dan penyadapan Tegangan primer Tegangan primer Penyadapan

Daya pengenal

Kelompok vektor

Tingkat isolasi dasar ( TID )

Rugi-rugi trafo

Spesifikasi trafo distribusi


Tegangan primer Trafo satu fasa dengan tegangan primer 20

kv pada sistem distribusi fasa tiga – tiga kawat

Trafo tiga fasa dengan tegangan primer 20 kv pada sistem distribusi fasa tiga – tiga kawat

Trafo satu fasa dengan tegangan primer 20 kv / 3 = 11,6 kv pada sistem distribusi fasa tiga – empat kawat

Trafo tiga fasa dengan tegangan primer 20 kv pada sistem distribusi fasa tiga – empat kawat


Tegangan sekunder

Sistem tegangan nominal pada jaringan tegangan rendah (JTR) yang berlaku di PLN adalah 220 untuk sistem fasa tunggal, dan 220 / 380 untuk sistem fasa tiga.


Penyadapan

Sadapan tiga langkah : 21, 20, 19 kv

Sadapan lima langkah : 22, 21, 20, 19, 18 kv

Sadapan lima langkah : 21, 20, 5, 20, 19, 5, 19 kv


Daya pengenal untuk trafo fasa tunggal yang banyak dipakai adalah 25 dan 50 KVA. Sedangkan daya pengenal trafo tiga fasa tiga yang banyak dipakai adalah : 50, 100, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 dan 1600 KVA

Daya pengenal


Kelompok vektor Kelompok vektor Yzn 5 dipakai pada trafo

berkapasitas sampai dengan 250 KVA

Kelompok vektor Dyn 5 dipakai pada trafo berkapasitas dari 250 KVA sampai dengan 1600 KVA. Bila tegangan sekundernya ganda, dapat dipakai serentak

Kelompok vektor Yzn 5 dan Yyn 6 dipakai pada trafo sampai dengan 250 KVA untuk jaringan distribusi, diatas 250 KVA sampai 630 KVA dipakai untuk keperluan tertentu. Bila tegangan sekundernya ganda tidak digunakan secara serentak. Kelompok Yzn 5 dipakai pada tegangan sekunder 231 / 400 v.


Tingkat isolasi dasar ( TID )

Adalah kemampuan isolasi trafo terhadap gangguan tegangan impul sesaat. Untuk trafo distribusi ditetapkan 125 kv


Rugi-rugi trafo

Rugi-rugi total yang terdiri dari rugi besi dan tembaga pada suhu 75c, faktor daya 1,0 dan beban 100 %, nilai maksimumnya terhadap daya pengenal


Bayak Fasa

Fasa Tunggal

F a s a - T i g a

Daya pengenal

25 50 50 100 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600

Rugi total maksimum

2,21 1,75 2,58 2,07 1,76 1,71 1,56 1,48 1,37 1,32 1,24 1,52 1,44 1,42 1,33


Karakteristik / Spesifikasi Trafo Satu Fasa

Uraian Satuan Spesifikasi

Daya pengenal Jumlah fasa Frekuensi pengenal Tegangan primer pengenal Tegangan sekunder pengenal (beban nol) Kelompok vektor Tegangan uji impuls Tegangan uji terapan Kelas isolasi Kenaikan suhu maksimum tembaga Kenaikan suhu maksimum minyak Cara pendinginan Penyadapan primer Impedans Rugi besi Rugi tembaga pada beban pengenal Arus beban nol Efisiensi pada 750C Faktor daya 1,0 beban 100%

beban 75% beban 50% beban 25%

Faktor daya 0,8 beban 100% beban 75% beban 50% beban 25%

Pengaturan tegangan pada beban penuh faktor daya 0,8 faktor daya 1,0

kVA

- Hz kV

V -

kV kV kV 0C 0C - % %

watt watt % - - - - - - - - - - % %

25 1 50

20,20 V3

462/231 Lio 125 50

24 60 55

5, 10

1,6 165 385 4,5

97,84 98,00 97,95 97,06 97,32 97,51 97,45 96,35

1,49 1,54

50 1 50

20,20 V3

462/231 Lio 125 50 24 60 55

5, 10

1,4 275 600 4,5

98,28 98,39 98,33 98,56 98,86 98,00 97,91 96,97

1,39 1,20


Karakteristik / Spesifikasi Trafo Tiga Fasa


Konstruksi trafo dan peralatan bantunya

Inti trafo.

Lilitan trafo

Terminal / bushing

Tangki trafo

Sistem pendinginan trafo

Pengubah sadapan ( tap changer ) Alat indikator

3 kumparan yang menerima arus listrik (kumparan arah primer) (sirkit listrik)

Sirkit maknetis (besi bagian atas tidak ditunjukkan) inti kern

3 kumparan yang mengeluarkan arus (kumparan sekunder)

Semuanya itu direndam dalam minyak transformator pada suatu bak / tangki


Inti trafo.

Merupakan sirkit magnetis dibuat dari besi silikon (grain oriented silicon steel) dengan metode penyambungan dan membentuk rangkaian tertutup


Lilitan trafo

Dibuat dari tembaga berkonduktivitas tinggi, bentuk lilitan adalah konsentris, dimana lilitan tegangan menengah (hv) di sebelah luar dan untuk tegangan rendah (lv) di sebelah dalam. Untuk tegangan menengah digunakan kawat tembaga berisolasi enamel, sedangkan untuk tegangan rendah dipakai kawat tembaga berisolasi kertas atau plat tembaga berisolasi enamel.


Terminal / bushing

Terminal sisi tegangan menengah dibuat dari bahan porselen atau damar sintetis ( synthetic resin).

Trafo pasangan dalam (indoor) bentuk terminalnya seperti tusuk kontak

trafo pasangan luar (out door) bentuk terminalnya seperti bushing isolator.


Tangki trafo

Dibuat dari pelat baja bersepuh lapisan seng, berfungsi untuk tempat minyak isolasi, sehingga harus kedap terhadap uap air.


Sistem pendinginan trafo

Trafo dengan menggunakan gas nitrogen (N2) kontak langsung diatas minyak trafo

Trafo dilengkapi dengan konservator dan pernapasan udara melalui silicagel

Trafo dengan tangki penuh minyak dengan dilengkapi sirip yang fleksibel sehingga dinamakan hermatic.


Pengubah sadapan ( tap changer )

Sebagai sarana untuk mengubah perbandingan transformator untuk mendapatkan tegangan operasi pada sisi beban sesuai dengan yang diinginkanAda dua cara pemindahan sadapan trafo : Pemindahan sadapan tanpa beban (off load

tap changer), dlakukan pada trafo distribusi Pemindahan sadapan keadaaan berbeban (on

load tap changer), biasanya secara manual atau otomatis pada trafo tenaga


Alat indikator

Indikator suhu minyak Indikator suhu belitan Indikator permukaan minyak Indikator kedudukan tap changer.

PRESENTASI 1. TEKNIK LISTRIK TERAPAN.PPT

Documents