Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Fasor 2 Sudaryatno
- Slides: 45
Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Fasor #2 Sudaryatno Sudirham
Isi Pelajaran #2 Ø Analisis Daya Ø Penyediaan Daya dan Perbaikan Faktor Daya Ø Sistem Tiga Fasa Seimbang
Analisis Daya
Tinjauan di Kawasan Waktu Tinjauan Daya di Kawasan Waktu Nilai rata-rata = Vrms. Irmscos Komponen ini memberikan alih energi netto; disebut daya nyata: P Nilai rata-rata =0 pb t Komponen ini tidak memberikan alih energi netto; disebut daya reaktif: Q
Tinjauan Daya di Kawasan Fasor Tegangan, arus, di kawasan fasor: besaran kompleks Daya Kompleks : Im j. Q P Re Segitiga daya
Faktor Daya dan Segitiga Daya I* Im Im V Re I (leading) V I* Re j. Q P Faktor daya lagging I (lagging) Im S =VI* Im P Re Re j. Q S =VI* Faktor daya leading
Daya Kompleks dan Impedansi Beban
Contoh I A seksi sumber seksi beban B
Alih Daya Dalam rangkaian linier dengan arus bolak-balik keadaan mantap, jumlah daya kompleks yang diberikan oleh sumber bebas, sama dengan jumlah daya kompleks yang diserap oleh elemen-elemen dalam rangkaian
Contoh A I 1 = 0, 1 0 o A V=10 90 o. V B I 2 j 50 I 4 I 3 j 100 C I 5 50 Berapa daya yang diberikan oleh masing -masing sumber dan berapa diserap R = 50 ?
Alih Daya Maksimum Dengan Cara Penyesuaian Impedansi A + ZT = RT + j. XT VT ZB = RB + j. XB B
Contoh A + 50 10 0 o j 100 V j 50 25 + j 75 B
Alih Daya Maksimum Dengan Cara Sisipan Transformator impedansi yang terlihat di sisi primer + ZT ZB VT N 1 N 2
Contoh + 50 j 100 10 0 o V Dari contoh sebelumnya: A 25 + j 60 j 50 B Seandainya diusahakan Tidak ada peningkatan alih daya ke beban.
Rangkuman Mengenai Fasor adalah pernyataan sinyal sinus yang fungsi waktu ke dalam besaran kompleks, melalui relasi Euler. Dengan menyatakan sinyal sinus tidak lagi sebagai fungsi waktu, maka pernyataan elemen rangkaian harus disesuaikan. Dengan sinyal sinus sebagai fungsi t elemen-elemen rangkaian adalah R, L, C. Dengan sinyal sinus sebagai fasor elemen-elemen rangkaian menjadi impedansi elemen R, j L, 1/j C. Impedansi bukanlah besaran fisis melainkan suatu konsep dalam analisis. Besaran fisisnya tetaplah R = l/A, dan C = A/d Dengan menyatakan sinyal sinus dalam fasor dan elemen-elemen dalam inpedansinya, maka hubungan arus-tegangan pada elemen menjadi hubungan fasor arus - fasor tegangan pada impedansi elemen. Hubungan fasor arus dan fasor tegangan pada impedansi elemen merupakan hubungan linier.
Rangkuman (lanjutan) Dengan menyatakan arus dan tegangan menjadi fasor arus dan fasor tegangan yang merupakan besaran kompleks maka daya juga menjadi daya kompleks yang didefinisikan sebagai S = V I*. Besaran-besaran kompleks dapat digambarkan di bidang kompleks sehingga kita mempunyai digram fasor untuk arus dan tegangan serta segitiga daya untuk daya. Hukum-hukum rangkaian, kaidah-kaidah rangkaian, serta metoda analisis yang berlaku di kawasan waktu, dapat diterapkan pada rangkaian impedansi yang tidak lain adalah transformasi rangkaian ke kawasan fasor. Sesuai dengan asal-muasal konsep fasor, maka analisis fasor dapat diterapkan hanya untuk sinyal sinus keadaan mantap.
Penyediaan Daya
Transformator Dalam penyaluran daya listrik banyak digunakan transformator berkapasitas besar dan juga bertegangan tinggi. Dengan transformator tegangan tinggi, penyaluran daya listrik dapat dilakukan dalam jarak jauh dan susut daya pada jaringan dapat ditekan. Di jaringan distribusi listrik banyak digunakan transformator penurun tegangan, dari tegangan menengah 20 k. V menjadi 380 V untuk distribusi ke rumah-rumah dan kantor-kantor pada tegangan 220 V. Transformator daya tersebut pada umumnya merupakan transformator tiga fasa; namun kita akan melihat transformator satu fasa lebih dulu
Transformator Dua Belitan Tak Berbeban If Vs + Belitan primer: + E 1 N 1 N 2 + E 2 Belitan sekunder: I 2 = 0
Transformator dua belitan tak berbeban If + E 1 + Vs Ic I N 1 N 2 Fasor E 1 sefasa dengan E 2 karena diinduksikan oleh fluksi yang sama. E 1=E 2 If R 1 If + E 2 V 1 rasio transformasi a = 1, resistansi belitan primer R 1 Arus magnetisasi If dapat dipandang sebagai terdiri dari dua komponen yaitu I (90 o dibelakang E 1) yang menimbulkan dan IC (sefasa dengan E 1) yang mengatasi rugi-rugi inti. Resistansi belitan R 1 dalam diagram fasor ini muncul sebagai tegangan jatuh If. R 1.
Fluksi Bocor di Belitan Primer If Vs l 1 Ic E 2 I Mengatasi rugi-rugi inti V 1 l If E 1=E 2 If. R 1 ada fluksi bocor di belitan primer j. If. Xl Representasi fluksi bocor di belitan primer
Transformator Berbeban I 1 V 1 l 1 l 2 I 2 V 2 R B V 1 E 2 If I 2 I’ 2 I 1 j. I 2 X 2 E 1 V 2 I 2 R 2 beban resistif , a > 1 I 1 R 1 j. I 1 X 1
Rangkaian Ekivalen Transformator I 2 I 1 R 1 j. X 1 V 1 If E 1 R c Ic j. X 2 R 2 j. Xc B V 2=a. V 2 I 2 I 1 V 1 R 2 I R 1 j. X 1 E 1 Z If I 2 , R 2 , dan X 2 adalah arus, resistansi, dan reaktansi sekunder yang dilihat dari sisi primer
Rangkaian Ekivalen yang Disederhanakan Arus magnetisasi hanya sekitar 2 sampai 5 persen dari arus beban penuh Jika If diabaikan terhadap I 1 kesalahan yang terjadi dapat dianggap cukup kecil I 1=I 2 Re = R 1+R 2 j. Xe =j(X 1+ X 2) B V 1 V 2 I 2 Re j. I 2 Xe V 2
Contoh Penyediaan Daya 380 V rms 10 k. W f. d. 0, 8 lagging 8 k. W f. d. 0, 75 lagging Impedansi saluran diabaikan Faktor daya total tidak cukup baik
Perbaikan Faktor Daya Perbaikan faktor daya dilakukan pada beban induktif dengan menambahkan kapasitor yang diparalel dengan beban, sehingga daya reaktif yang harus diberikan oleh sumber menurun tetapi daya rata-rata yang diperlukan beban tetap dipenuhi Im k. VA beban tanpa kapasitor paralel dengan beban k. VA beban dengan kapasitor | |S |S 1| j. Q kapasitor j. Q beban (induktif) Re P beban Daya yang harus diberikan oleh sumber kepada beban turun dari |S| menjadi |S 1|.
Contoh 380 V rms 50 Hz S 12 C P 12 j. Q 12 -j. Q 12 C C diinginkan 10 k. W f. d. 0, 8 lagging 8 k. W f. d. 0, 75 lagging
Diagram Satu Garis
Contoh | V | = 380 V rms Vs 0, 2 + j 2 beban 1 10 k. W cos = 1 beban 2 8 k. W cos = 1
Sistem Tiga Fasa Seimbang
Sumber Satu Fasa dan Tiga Fasa vs(t) u Vs R 1/j C j L s Sebuah kumparan dipengaruhi oleh medan magnet yang berputar dengan kecepatan perputaran konstan Tegangan imbas yang muncul di kumparan memberikan sumber tegangan bolak-balik, sebesar Vs C vs(t) u N s vs(t) VBN vs(t) Tiga kumparan dengan posisi yang berbeda 120 o satu sama lain berada dalam medan magnet yang berputar dengan kecepatan perputaran konstan VCN A VAN B Tegangan imbas di masing-masing kumparan memberikan sumber tegangan bolak-balik. Dengan hubungan tertentu dari tiga kumparan tersebut diperoleh sumber tegangan tiga fasa
Referensi Sinyal Dalam pekerjaan analisis rangkaian kita memerlukan referensi sinyal. Oleh karena itu tegangan bolak balik kita gambarkan dengan tetap menyertakan referensi sinyal Untuk sumber tiga fasa, referensi sinyal tegangan adalah sebagai berikut besar tegangan fasa ke netral dituliskan pula sebagai Vfn atau Vf A, B, C : titik fasa C VAN , VBN , VCN VBN + VCN N + VAN + A VAB , VBC , VCA dituliskan pula sebagai B N : titik netral Simbol sumber tiga fasa: besar tegangan antar fasa adalah Vff
Diagram Fasor Sumber Tiga Fasa Im VCN C VBN + VCN N + VAN + B Sumber terhubung Y Keadaan Seimbang |VAN| = |VBN| = |VCN| Diagram fasor tegangan 120 o A 120 o VAN VBN VAN = |VAN| 0 o VBN = |VAN| -120 o VCN = |VAN| -240 o Re
Sumber Tiga Fasa dan Saluran ke Beban C Tegangan fasa-netral VBN + VCN N + + VBC A VAN VCA IC IA VAB B Sumber Tiga Fasa Terhubung Y Saluran ke beban IB Tegangan fasa-fasa Arus saluran
Hubungan Fasor-Fasor Tegangan Im VCA Tegangan fasa-fasa: VBN VCN 30 o Tegangan Fasa-netral VAN 120 o VBN 30 o VBC Dalam keadaan seimbang: VAB Re
Arus Saluran dan Arus Fasa Arus saluran IC C + VBN N + IA VCN + C Arus fasa A N VAN B B Sumber terhubung Y IB Beban terhubung Y Arus di penghantar netral dalam keadaan seimbang bernilai nol C A A B Arus fasa Beban terhubung Δ
*Beban Tiga Fasa
Beban Terhubung Y IB B Z IA Z N A IN C IC VCN Z Im Keadaan seimbang IC IB VBN V AN IA Re referensi
Contoh IB B Z IA IN Z=4+j 3 Z N A VAN referensi Z C IC VCN Vff = 380 V (rms) IC Im Re IB VBN IA VAN
Beban Terhubung IB IA A Z B Z ICA Z IBC C IC VCA IAB Im ICA IBC VBC ICA IAB IA VAB Re
Contoh IB Z=4+j 3 Vff = 380 V (rms) VAN referensi IA IAB B IBC A IC C ICA Im VAB VCN ICA Re IBC IAB VBN VAN
* Analisis Daya Pada Sistem 3 Fasa Pada dasarnya analisis daya pada sistem tiga fasa tidak berbeda dengan sistem satu fasa
Contoh VLL = 480 V Is = ? RB = ? XB = ? Y 50 k. VA f. d. 0, 9 lagging
Contoh |Ssumber| = ? Vsumber= ? IS VS Z = 2 + j 20 IB VB b e b a n 100 k. W 4800 V rms cos = 0, 8 lag
Courseware Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Fasor #2 Sudaryatno Sudirham
- Phasor adalah
- Gambar diatas adalah contoh rangkaian
- Gebtian
- Rangkaian kawasan setempat
- Mengapa rangkaian seri disebut rangkaian pemecah tegangan
- Gambar rangkaian kompor listrik
- Rangkaian listrik
- Rangkaian listrik
- Lambang induktor
- Contoh gambar rangkaian paralel
- Rangkaian listrik
- Hukum hukum listrik
- Ciri ciri rangkaian paralel
- Bagaimana cara menyusun rangkaian listrik paralel
- Konsep dasar rangkaian listrik analog
- Diberikan sebuah rangkaian listrik seperti gambar berikut
- Tinjau suatu rangkaian listrik sebagaimana
- Contoh soal tautologi, kontradiksi dan kontingensi
- Sebuah ketel listrik dihubungkan ke stop kontak listrik pln
- Gejala listrik dinamis
- Listrik statis dan dinamis
- Hantaran listrik dinamis
- Nyata
- Interferensi gelombang adalah
- Diagram fasor 3 fasa
- Elemen pasif
- Pengantar analisis rangkaian
- Pengantar analisis rangkaian
- Analisis rangkaian waktu
- Analisis rangkaian kombinasional
- Penguat selisih
- Kapasitor rangkaian seri
- Teorema norton
- Pengantar analisis rangkaian
- Kecap pananya keur nanyakeun hiji jalma nya éta....
- Faktor penentangan sharif masahor
- Sungai di sabah dan sarawak
- Kepentingan tanah pamah di malaysia
- Kesimpulan perjuangan rentap
- Pnbp ippkh
- Mukim daerah jempol
- Flowchart izin pinjam pakai kawasan hutan
- Maksud memecah pukal
- Sebagian besar wilayah asia tenggara beriklim
- Kawasan pelestarian alam yang mempunyai
- Proses yang membentuk tanah tinggi di malaysia