SISTEM TIGA FASA Seimbang Sistem satu fasa dan

SISTEM TIGA FASA (Seimbang) • • • Sistem satu fasa dan tiga fasa Punca voltan tiga fasa Analisis Y-Y Analisis Y-Δ Pengiraan kuasa dalam litar tiga fasa seimbang • Pengukuran kuasa purata dalam litar tiga fasa

SISTEM SATU FASA • Sistem AU yang mempunyai satu bekalan/punca dikenali sebagai SISTEM SATU FASA. A VAa a

GELOMBANG VOLTAN DAN PEMFASA SISTEM SATU FASA voltan Gambarajah pemfasa V 1 t V 1

SISTEM TIGA FASA • Jika tiga sistem satu fasa digabungkan ia akan menghasilkan SISTEM TIGA FASA. • Voltan dalam sistem tiga fasa mempunyai magnitud dan frekuensi yang sama, tetapi berbeza fasa sebanyak 120º. • Maka, penjanaan voltan sistem fasa dilakukan dgn menggunakan tiga gelung yang perlu diputar melalui kutub utara dan selatan, dan gelung-gelung perlu dipisahkan dengan sudut 120º

Litar tiga fasa asas

GELOMBANG VOLTAN 3 FASA voltan VA VB VC t 120º 240º

• • Biasanya, kita mengambil VA sebagai rujukan kepada VC dan VB. Maka, terdapat DUA perkaitan antara voltan VA, VB, dan VC, iaitu apabila: i. VB mengekor VA sebanyak 120º dan VC mendulu VA sebanyak 120º. Dikenali sebagai Turutan ABC (positif) ii. VB mendulu VA sebanyak 120º dan VC mengekor VA sebanyak 120º. Dikenali sebagai Turutan ACB (negatif)

TURUTAN POSITIF, ABC NOTE!! Vm: voltan puncak TURUTAN NEGATIF, ACB

TURUTAN POSITIF, ABC VC 120º VA 120º VB

TURUTAN NEGATIF, ACB VB 120º VA 120º VC

PUNCA VOLTAN TIGA FASA Sambungan-Y

Sambungan-Δ

Model punca tiga fasa dengan galangan belitan (Rw + j. Xw) Sambungan-Δ

Sambungan-Y

BEBAN SISTEM TIGA FASA Beban dlm sistem tiga fasa terbahagi kpd DUA: • BEBAN SEIMBANG: beban mempunyai galangan yang sama • BEBAN TIDAK SEIMBANG: beban mempunyai galangan yang berbeza.

SAMBUNGAN SISTEM 3 FASA • Terdapat DUA jenis sambungan yg biasa dilihat iaitu: i. Sambungan BINTANG ii. Sambungan DELTA • • Setiap jenis sambungan tersebut berbeza dari segi hubungan voltan atau arus. Sambungan ini dilakukan pada kedua-dua bahagian BEBAN dan PUNCA.

(1) SAMBUNGAN BINTANG a) Sambungan BINTANG-Tiga Dawai: ATAU

b) Sambungan BINTANG-Empat Dawai ATAU

Analisis Y-Y

Litar Setara satu fasa (fasa a sebagai rujukan)

SISTEM SEIMBANG SAMBUNGAN BINTANG

HUBUNGAN ANTARA VOLTAN FASA DAN VOLTAN TALIAN a) TURUTAN POSITIF, ABC b) TURUTAN NEGATIF, ACB

a) TURUTAN POSITIF Dengan mengambil voltan fasa VAN sebagai rujukan;

Voltan talian AB diperolehi spt. berikut:

Voltan talian BC diperolehi spt. berikut:

Voltan talian CA diperolehi spt. berikut:

VOLTAN FASA VOLTAN TALIAN

GAMBARAJAH PEMFASA VL, VF TURUTAN POSITIF VCA VCN VAB 30º 120º 30º VBN VBC 120º VAN

CIRI-CIRI TURUTAN POSITIF a) Voltan talian, VL ialah √ 3 voltan fasa, Vf : b) Voltan talian, VL MENDULU voltan fasa, Vf sebanyak 30º; c) Arus talian, IL adalah sama dengan arus fasa, If :

b) TURUTAN NEGATIF Dengan mengambil voltan fasa VAN sebagai rujukan;

Voltan talian AB diperolehi spt. berikut:

Voltan talian BC diperolehi spt. berikut:

Voltan talian CA diperolehi spt. berikut:

VOLTAN FASA VOLTAN TALIAN

GAMBARAJAH PEMFASA VL, VF TURUTAN NEGATIF VBC VBN 30º 120º 30º VCA VCN 30º 120º VAN VAB

CIRI-CIRI TURUTAN NEGATIF a) Voltan talian, VL ialah √ 3 voltan fasa, Vf : b) Voltan talian, VL MENGEKOR voltan fasa, Vf sebanyak 30º; c) Arus talian, IL adalah sama dengan arus fasa, If :

(2) SAMBUNGAN DELTA ATAU

SISTEM SEIMBANG SAMBUNGAN DELTA

HUBUNGAN ANTARA ARUS FASA DAN ARUS TALIAN a) TURUTAN POSITIF, ABC b) TURUTAN NEGATIF, ACB

(a) TURUTAN POSITIF Dengan mengambil arus fasa IAB sebagai rujukan;

Arus talian A diperolehi spt. berikut:

Arus talian B diperolehi spt. berikut:

Arus talian C diperolehi spt. berikut:

ARUS FASA ARUS TALIAN

GAMBARAJAH PEMFASA IL, IF TURUTAN POSITIF IC ICA 30º 120º 30º IB IBC 30º 120º IAB IA

CIRI-CIRI TURUTAN POSITIF a) Arus talian, IL ialah √ 3 arus fasa, If : b) Arus talian, IL MENGEKOR arus fasa, If sebanyak 30º; c) Voltan talian, VL adalah sama dengan Voltan fasa, Vf :

(b) TURUTAN NEGATIF Dengan mengambil arus fasa IAB sebagai rujukan;

Arus talian A diperolehi spt. berikut:

Arus talian B diperolehi spt. berikut:

Arus talian C diperolehi spt. berikut:

ARUS FASA ARUS TALIAN

GAMBARAJAH PEMFASA IL, IF TURUTAN NEGATIF IB IBC IA 120º 30º ICA IC 120º IAB

CIRI-CIRI TURUTAN NEGATIF a) Arus talian, IL ialah √ 3 arus fasa, If : b) Arus talian, IL MENDULU arus fasa, If sebanyak 30º; c) Voltan talian, VL adalah sama dengan Voltan fasa, Vf :

JENIS-JENIS SAMBUNGAN Bekalan Beban Sambungan Bintang Y-Y Bintang Delta Y- Delta Bintang -Y

Contoh 1 Satu penjana tiga fasa seimbang sambungan-Y dengan jujukan positif mempunyai galangan 1. 2+j 0. 5Ω per fasa dan voltan dalaman 240 V per fasa. Penjana tersebut disambungkan dengan beban tiga fasa seimbang sambungan-Y yang mempunyai galangan 38+j 24Ω per fasa. Galangan talian yang menyambungkan penjana dan beban adalah 1. 8+j 2. 5Ω per fasa. Jika voltan dalaman fasa-a penjana dijadikan sebagai rujukan,

a) Dapatkan litar setara fasa-a untuk sistem tersebut. b) Kirakan nilai arus talian Ia. A, Ib. B dan Ic. C c) Kirakan Ketiga-tiga voltan fasa pada beban, VAN, VBN dan VCN d) Kirakan ketiga-tiga voltan talian, VAB, VBC dan VCA pada terminal beban e) Kirakan voltan fasa pada terminal penjana, Van, Vbn dan Vcn f) Kirakan voltan talian Vab, Vbc dan Vca pada terminal penjana

Jawapan (a) • Litar setara fasa-a

Jawapan (b) • Arus talian fasa-a:

• Untuk jujukan/turutan positif:

Jawapan (c) • Voltan fasa pada terminal-a beban:

• Untuk turutan/jujukan positif:

Jawapan (d) • Untuk turutan/jujukan positif, voltan talian mendului voltan fasa sebanyak 30 o, maka,

Jawapan (e) • Voltan fasa pada terminal-a penjana:

• Untuk jujukan/turutan positif:

Jawapan (f) • Voltan talian pada terminal penjana:

PENGIRAAN KUASA • KUASA PURATA DLM. BEBAN BINTANG SEIMBANG • KUASA KOMPLEKS DLM. BEBAN BINTANG SEIMBANG • PENGIRAAN KUASA DLM BEBAN DELTA SEIMBANG

BEBAN SAMB. BINTANG IA A + IB IC B C + VBN ZB ZA - N ZC VAN VBN +

(1) KUASA SAMB. BINTANG Kuasa purata pada Talian A: Dimana, VA dan i. A adalah sudut fasa bagi VAN dan IA.

Dengan cara yg sama, maka kuasa pada Talian B dan C turut diperolehi:

KUASA PURATA

Dalam sistem tiga fasa samb. bintang seimbang, MAGNITUD setiap voltan talian-fasa dan arus fasa adalah SAMA, iaitu: Voltan talian-fasa Arus talian/fasa

• Dengan itu, kuasa yang diterima pada setiap fasa iaitu PA, PB, dan PC adalah sama: • Simbol P mewakili kuasa purata setiap fasa. (i. e. kuasa purata per fasa).

• Untuk mengetahui JUMLAH kuasa purata yang diterima oleh beban didalam sistem tiga fasa seimbang, maka kita hanya perlu menjumlahkan kuasa purata setiap fasa: • Simbol PT mewakili jumlah kuasa purata yang diterima oleh beban dlm sistem tiga fasa sambungan Bintang.

• Jika kita mempunyai voltan talian, VL dan arus talian, IL maka persamaan bagi Jumlah kuasa purata, PT dapat ditulis seperti berikut: Perbezaan sudut antara Voltan fasa dan Arus fasa • VL=Voltan Talian, dan IL=Arus talian.

INGAT!! • Voltan fasa biasanya boleh diwakili oleh simbol Vf ataupun V. • Voltan fasa bagi sambungan bintang terdiri daripada: VAN, VBN, dan VCN.

JUMLAH KUASA PURATA, PT Jumlah kuasa purata dalam sebutan Voltan fasa dan Arus fasa. Jumlah kuasa purata dalam sebutan Voltan talian dan Arus talian.

KUASA REAKTIF BEBAN SAMB. BINTANG Kuasa reaktif, Q dan kuasa kompleks, S juga boleh dikira bagi beban sambungan bintang:

KUASA KOMPLEKS • Kuasa kompleks dapat dikira seperti berikut: • Dimana, V dan I mewakili voltan dan arus fasa tertentu. Maka, secara umumnya:

(2) KUASA SAMB. DELTA • Kuasa purata bagi setiap fasa dlm sambungan DELTA ialah seperti berikut:

Bagi beban Delta seimbang; Dengan itu,

KUASA PURATA Jumlah kuasa purata yang diterima oleh beban sambungan delta ialah:

KUASA REAKTIF Kuasa reaktif bagi setiap fasa dan jumlah kuasa reaktif pada beban diperolehi seperti berikut:

KUASA KOMPLEKS Dan, kuasa kompleks setiap fasa dan jumlah kuasa kompleks diperolehi:

Contoh Berdasarkan contoh sebelum ini, dapatkan, a) Kuasa purata per fasa yang dihantar ke beban sambungan-Y b) Jumlah kuasa purata yang dihantar ke beban c) Jumlah kuasa purata yang hilang di dalam talian d) Kuasa purata yang hilang di dalam penjana

Jawapan (a) • Daripada contoh sebelum ini:

• Kuasa purata per fasa:

Jawapan (b) • Jumlah kuasa purata yang dihantar ke beban

Jawapan (c) • Jumlah kuasa yang hilang dalam talian

Jawapan (d) • Jumlah kuasa purata yang hilang di dalam penjana