Rangkaian Tiga Fasa

1

Rangkaian Tiga Fasa

2

Sistem dihubungankan Wye

O Titik netral di-tanahkan

O Tegangan 3-fasa mempunyai magnitudo yg sama.

O Perbedaan fasa antar tegangan adalah 120°.

Vb n

Vc n

Va n

Va b

Vb c

Vc a

c

b

a

n

V 0 V anV

120 V bnV

240 V cnV

3

4

Rangkaian Tiga Fasa

5

Sistem dihubungkan Wye

O Tegangan LINE to LINEberbeda dg tegangan FASA

Ia

Va n

Vb n

Vc n

nVc a

Va b

Vb c

Ib

Ic

30V 3 an bnanab V -VV

90- 3 bncnbnbc VV -VV

150 3 cnancnca VV -VV

Besar Tegangan LINE to LINE adalah tegangan FASA (rms)

Rangkaian Tiga Fasa

Sistem Wye BerbebanO Impedansi beban adalah Za, Zb, ZcO Setiap sumber tegangan

mensuplai ARUS LINE ke beban.O Arus dinyatakan sebagai:

O Pada sistem mengalir ARUS KE-TANAH sebesar:

6

Vab

Vbc

Zb

Zc

Ib

Ic

Io

a

b

c

Van

a

b

c

Za

Ia

Vbn

Vcn

a

b

c

Vca

n a

ana Z

VI b

bnb Z

VI c

cnc Z

VI

cba0 IIII

Rangkaian Tiga Fasa

Sistem Wye Berbeban

O Jika BEBAN SETIMBANG (Za = Zb = Zc) maka:

O Dlam hal ini rangkaian ekivalen satu fasa dapat digunakan (fasa a, sebagai contoh)

O Fasa b dan c di-”hilangkan”

7

Io

a

Van

aZa

Ia

a

n

0 cba0 IIII

Rangkaian Tiga Fasa

8

Sistem Terhubung Delta

O Sistem hanya punya satu macam tegangan, yakni LINE to LINE ( VLL )

O Sistem mempunyai dua arus :O Arus LINEO Arus FASA

O Arus FASA adalah:

Vca

Z

a

b

Z

Zc

Z b

I a

I b

Z a

I c Z c

a

b

Vab

Vbc

cIca

Iab

I bc

ab

abab Z

VI bc

bcbc Z

VI bc

bcbc Z

VI

Rangkaian Tiga Fasa

9

Sistem Terhubung Delta Arus LINE :

O Pada beban setimbang:

Ia

Ib

Ic

a

Vca

Vab

Vbc

c

b

a

Zbcb

ZcaZabIab

IcaIbc

c

caaba III

abbcb III

bccac III

303 aba I I

Rangkaian 3‐Fasa dengan Beban Impedansi

Sumber 3-fasa 480 terhubung Wye dengan titik netral ditanahkan mensuplai impedansi 3-fasaZa = 70 + j 60, Zb = 43 - 60j, Zc = j 80 + 30 ohm

Beban dihubungkan: 1. Wye, grounded (sistem 4-kawat)2. Wye, ungrounded ( sistem 3-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.

10

Rangkaian Tiga FasaPerhitungan Daya 3-FasaO Daya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa

O Jika beban setimbang:

O Sistem Wye:

O Sistem Delta:

11

cba PPP P

cosIV 3P 3 P phasephasephase

LNLLLphaseLNphase V 3V IIV V

cosIV 3cos IV 3 P LLLphasephase

phaseLLphaseLine VV I 3I

cosIV 3cos IV 3 P LLLphasephase

adalah beda fasa antara V

fasa dg Ifasa

Rangkaian Tiga FasaPengukuran Daya

O Pada sistem 4-kawat, daya nyata (P) diukur dengan tiga buah watt-meter 1-fasa.

O Dalam sistem 3-kawat, daya nyata diukur dengan dua buah watt-meter 1-fasa. Watt-meter disuplai oleh tegangan LINE to LINE.

12

Load Watt meter 1

Wattmeter 2

Total daya adalah penjumlahan dari pembacaan dua watt-meter.

13

Sistem Per-unit• Dalam Power engineering sistem satuan sering dinyatakan dalam prosentase

dari suatu BASE. Harga (ohms, amperes, volt, watts, etc.) dibagi dg BASE-nya dan dinyatakan sebagai nilai antara 0.0 s/d 1.0. Sistem ini disebut sebagai “Per-unit”(pu).

base

realpu V

V V

base

realpu Z

Z Z

base

realpu S

S S

base

realpu I

I I

14

Penurunan Per-unit (pu)

Yang dijadikan BASE adalah rating tegangan (V) dan daya komplek (S).

rated

rated2

rated

ratedbase S

VIV Z ratedratedrated VI S karena

Sistem Per-unit

15

Penurunan Per-unit (pu)• Impedansi per-unit (Z pu) sama dengan rasio impedansi dlm OHM (Z ohm)

danimpedansi BASE (Zbase)

• Untuk mengkonversi impedansi dari per-unit ke harga SEBENARNYA (Z ohm )

rated2rated

ohmbase

ohmpu V

SZZZ Z

rated

rated2

pubasepuohm SVZZZ Z

Sistem Per-unit

16

Contoh

Generator 3-Fasa mensuplai beban melalui sebuah transformator. Data sistem sbb :

Generator: 450 MVA 25 kV Xgen= 85% Transformer: 500 MVA 25 kV /120 kV Xtr= 13 %

• 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.

Sistem Per-unit

Pertanyaan ….O Mengapa sistem 3-Fasa banyak digunakan?

O Berapa kawat listrik yang masuk ke rumah-rumah Anda? Berapakah tegangannya?

O Jadi, rumah Anda memakai sistem 1-Fasa atau 3-Fasa?

O Mengapa titik netral dari sistem diketanahkan?

O Mengapa stop-kontak yang ada dirumah Anda mempunyai tiga terminal/colokan? Apa sajakah tiga terminal tsb?

17