E2001 / UNIT 1/ 1 SISTEM TIGA FASA ObjektifAm: Mengetahui dan memahami penjanaan voltan, arus dan kuasa serta sistem bintang dan delta bagi sistem tiga fasa. Objektif Khusus: Di akhir unit ini, anda sepatutnya dapat: 1.Menyenaraikan kebaikan sistem tiga fasa dibandingkan dengan sistem satu fasa. 2.Menerangkan dengan ringkas penjanaan d.g.e. tiga fasa. 3.Melukiskan gelombang dan vektor d.g.e. 3 fasa. 4.Melukiskan sambungan dan gambarajah vektor/fasa bagi sistem bintang. 5.Melukiskan sambungan dan gambarajah vektor/fasa bagi sistem delta. 6.Menentukan voltan dan arus fasa dan talian bagi sistem bintang. 7.Menentukan voltan dan arus fasa dan talian bagi sistem delta. 8.Membandingkan kuantiti-kuantiti untuk delta dan bintang. 9.Menggunakan formula P = \3 VL IL Kos untuk mengira jumlah kuasa sistem 3 fasa. UNIT1 OBJEKTIF E2001 / UNIT 1/ 2 SISTEM TIGA FASA 1.0Pengenalan Apakah anda tahu tentang sistem bekalan arus ulang-alik (AU) satu fasa?Anda mungkin akan menjawab: Satu sistem bekalan AU yang mempunyai satu talian fasa dan Neutral.Jawapannya betul, dan apa pula sistem bekalan AU tiga fasa?Secara logiknya, anda akan menjawab: Satu sistem bekalan AU yang mempunyai tiga fasa.Secara amnya jawapan ini adalah benar, tetapi ketiga-tiga fasa bolehdisambungkan dalam susunatur yang berlainan untuk menyediakan ciri-ciri elektrik yang berbeza. Sistem bekalan AU tiga fasa biasanya dikendalikan dalam dua bentuk sambungan iaitu Bintang dan Delta.Sambungan bintang mempunyai tiga talian fasa dan satu talian neutral.Sementara sambungan delta mempunyai tiga talian fasa dan tanpa talian neutral. Dalam sambungan bintang 3 fasa-4 dawai, setiap talian fasa yang dipasangkan dengan talian neutral akan menyediakan satu sistem bekalan satu fasa.Dengan kata lain, sistem satu fasa hanya boleh diperolehi daripada sistem bekalan sambungan bintang sahaja, tetapi sistem bekalan tiga fasa boleh diperolehi daripada kedua-dua sambungan bintang dan delta.Walaubagaimanapun, kedua-dua sistem banyak digunakan bergantung kepada kesesuaian dalam berbagai aspek seperti aras voltan, bentuk sambungan fasa, jumlah kuasa, saiz kabel dan sebagainya.Rajah 1.1 menunjukkan bentuk-bentuk sambungan yang membezakan kedua-dua sistem satu fasa dan tiga fasa, yang disalurkan daripada satu sumber sistem bekalan yang sama. Dalam unit ini, anda akan diperkenalkan kepada prinsip sistem tiga fasa termasuk dua kaedah penyambungan delta dan bintang.Anda akan menerbitkan arus dan voltan bagi fasa dan talian untuk kedua-dua jenis penyambungan delta dan bintang.Anda juga akan mengkaji kaedah pengukuran kuasa dalam sistem tersebut.Di akhir unit ini, anda akan serasi dengan terma-terma dan hubungan yang berkaitan dengan kesemua konfigurasi tiga fasa yang asas. INPUT-1a E2001 / UNIT 1/ 3 SISTEM TIGA FASA Rajah 1.1Sistem bekalan kuasa tiga fasa dan satu fasa 1.1Kebaikan sistem tiga fasa berbanding sistem satu fasa. Penggunaan bekalan kuasa AU untuk tujuan pemanasan filamen lampu elektrik adalah memadai dengan menggunakan sistem kuasa satu fasa.Namun demikian, penggunaan sistem satu fasa untuk tujuan kendalian motor AU mempunyai kelemahannya.Salah satu kelemahan iaitu motor AU satu fasa tidak dapat dimulakan putaran dengan sendiri (self-starting), sebaliknya beza fasa antara gegelung tiga fasa membolehkan motor AU tiga fasa mempunyai ciri kendalian permulaan kendiri.Berikut ini dinyatakan beberapa kelebihan sistem tiga fasa berbanding sistem satu fasa: a)Penjimatan bahan pengalir untuk kehilangan tembaga yang sama, apabila kuasa yang sama dipindahkan dalam sistem tiga fasa berbanding sistem satu fasa. b)Motortiga fasa adalah kendalian permulaan kendiri tetapi tidak berlaku dalam motor satu fasa. c)Motor tiga fasa mempunyai faktor kuasa dan kecekapan yang lebih baik dan saiz yang lebih kecil, bagi keluaran yang sama berbanding motor satu fasa. d)Daya kilas yang dihasilkan oleh motor tiga fasa adalah tetap, sementara daya kilas motor aruhan satu fasa adalah berbentuk dedenyut. Sistem3 fasa sambungan Delta Sistem3 fasa sambungan Bintang Sistem1 fasa(R) Sistem1 fasa(B) Sistem1 fasa(y) R Y B N Talian-talian E2001 / UNIT 1/ 4 SISTEM TIGA FASA e)Alatubah tiga fasa adalah lebih ringan, berkecekapan lebih baik dan lebih murah berbanding alatubah satu fasa yang sama saiz. f)Dalam sistem pengagihan tiga fasa, dua bentuk sambungan biasanya dilakukan untuk menghasilkan nilai voltan yang berlainan daripada satu sumber bekalan yang sama, tanpa penambahan kos.Sambungan bintang menggunakan voltan fasa antara fasa-fasa dan neutral yang lebih rendah biasanya untuk kegunaan domestik; manakala sambungan delta menggunakan voltan yang lebih tinggi iaitu voltan talian (\3 kali lebih besar) biasanya untuk kegunaan perindustrian. E2001 / UNIT 1/ 5 SISTEM TIGA FASA 1a-1Nyatakan tiga ciri motor tiga fasa yang menjadi kelebihan berbanding motor satu fasa untuk keluaran yang sama: 1a-2Ciri kendalian permulaan kendiri merupakan kelebihan motor tiga fasa, apakah yang menyumbang kepada ciri tersebut? 1a-3Motor tiga fasa juga mempunyai kelebihan dalam aspek daya kilas, ini disebabkan oleh:a)daya kilas motor tiga fasa adalah : ______________________ b)daya kilas motor satu fasa adalah : ______________________ 1a-4Dalam proses pemindahan kuasa, sistem tiga fasa mempunyai kelebihan dalam aspek ____________________________, untuk kehilangan tembaga yang sama. 1a-5Nyatakan tiga kelebihan alatubah tiga fasa berbanding alatubah satu fasa untuk saiz yang sama besar. 1a-6Sistem pengagihan tiga fasa sambungan delta menggunakan voltan yang lebih _________, iaitu voltan ___________, yang biasanya digunakan dalam kegunaan_______________. 1a-7Sistem pengagihan tiga fasa sambungan bintang menggunakan voltan yang lebih _________, iaitu voltan ___________, yang biasanya digunakan dalam kegunaan_______________. AKTIVIT1 1a UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA E2001 / UNIT 1/ 6 SISTEM TIGA FASA 1a-1: a)faktor kuasa yang lebih baik. b)Kecekapan yang lebih baik. c)Saiz yang lebih kecil. 1a-2beza fasa antara gegelung tiga fasa. 1a-3a)tetap. b)berbentuk dedenyut 1a-4penjimatan bahan pengalir. 1a-5a)Lebih ringan; b)kecekapan lebih baik; c)lebih murah. 1a-6tinggi;talian;perindustrian. 1a-7rendah;fasa;domestik.

MAKLUMBALAS 1a E2001 / UNIT 1/ 7 SISTEM TIGA FASA 1.2Penjanaan d.g.e. tiga fasa, gelombang dan vektor Dalam sistem arus ulangalik (AU) satu fasa, apabila satu gegelung diputarkan dan memotong uratdaya magnet, satu voltan AU akan terjana.Sekiranya lebih daripada satu gegelung diputarkan pada aci yang sama, memotong uratdaya magnet yang sama, setiap gegelung akan menjanakan satu voltan AU yang mempunyai amplitud gelombang yang sama tetapi mempunyai beza fasa tertentu antara satu dengan lain.Sistem yang menggunakan lebih daripada satu gegelung dinamakan sistem pelbagai-fasa (poly phase).Dengan kata lain, sistem tiga fasa menggunakan tiga gegelung. Penjana tiga fasa mengandungi tiga buah gegelung serupa yang ditempatkan secara fizikal 120o antara satu sama lain.Tiga daya gerak elektrik (d.g.e.) akan dijanakan apabila ketiga-tiga gegelung berputar pada satu kelajuan tetap dalam suatu medan magnet sekata.Ketiga-tiga d.g.e. mempunyai nilai frekuensi dan amplitud yang sama tetapi dengan beza fasa sebanyak 120o antara satu sama lain.Setiap sumber voltan ini dinamakan fasa.Biasanya tiga fasa dilabelkan sebagai Merah (R-Red); Kuning (Y-Yellow) dan Biru (B-Blue). Dalam sistem bekalan AU yang asas, voltan AU boleh dijanakan dalam dua kaedah iaitu memutarkan gegelung dalam medan uratdaya magnet, atau memutarkan uratdaya magnet untuk memotong gegelung kekal.Sistem bekalan AU tiga fasa juga menggunakan pendekatan yang serupa, walaupun kaedah medan uratadaya magnet berputar yang biasa digunakan secara praktikal.Rajah 1.2 menunjukkan kedua-dua bentuk penjana tiga fasa. Hanya salah satu jenis kaedah penjanaan akan dirujuk untuk tujuan penerangan dalam modul ini, iaitu kaedah gegelung berputar.Dengan merujuk kepada Rajah 1.2 (b), jika hanya salah satu gegelung (katakan fasa R) diperhatikan, penjana ini sebenarnya adalah motor AU satu fasa, seperti ditunjukkan dalam Rajah 1.3 (a). INPUT-1b E2001 / UNIT 1/ 8 SISTEM TIGA FASA (a)Medan magnet berputar,(b)Gegelung berputar, Gegelung kekalmedan magnet kekal. Rajah 1.2Penjana tiga fasa Dengan mengambil fasa R sebagai rujukan, bentuk gelombang fasa Y dan B dapat diterbitkan secara berasingan seperti yang di tunjukkan dalam Rajah 1.3 (b) dan (c), manakala (d) adalah gabungan gelombang ketiga-tiga fasa iaitu gelombang AU tiga fasa.Nota ringkas dalam rajah menerangkan pembentukan setiap gelombang berdasarkan pergerakan fizikal gegelung masing-masing. N S 120o 120o R R B B Y Y 0o / 360o N S R R B B Y Y 90o

180o

270o

120o 120o E2001 / UNIT 1/ 9 SISTEM TIGA FASA (a) (b) (c) (d) Rajah 1.3 Rajah gelombang : (a) Fasa R; (b) Fasa Y ; (c) Fasa B; (d) Tiga fasa 1.2.1Persamaan gelombang d.g.e. teraruh Di samping perwakilan bentuk gelombang, d.g.e. teraruh juga boleh ditakrifkan melalui persamaan gelombang, seperti yang ditunjukkan berikut: R R B B Y Y N S R R B B Y Y 0o / 360o 90o

180o

270o

120o 120o R R B B Y Y 240o 0o120o240o 360o 60o 180o300o

90o

+Em -Em 120o

270o

60o 180o300o

0o120o240o 360o +Em -Em 240o

60o 180o300o

0o120o240o 360o +Em -Em 60o 180o300o

0o120o240o 360o +Em -Em eR eYeB

wt wt wt wt Y perlu berputar sebanyak 120o untuk menyamai kedudukan R; iaitu kedudukan Y adalah mengekor (lebih lambat) sebanyak 120o berbanding R. B perlu berputar sebanyak 240o untuk menyamai kedudukan R; iaitu kedudukan B adalah mengekor (lebih lambat) sebanyak 240o berbanding R. Ketiga-tiga gelombang fasa digabungkan untuk membentuk gelombang sistem tiga fasa. eR = Em sin wt eY = Em sin (wt -120o) eB = Em sin (wt-240o) R 120o 120o B Y Hanya fasa-R diperhatikan. Ini sebenarnya bersamaan dengan sistem AU satu fasa. eR eY eB E2001 / UNIT 1/ 10 SISTEM TIGA FASA Fasa R;R sebagai rujukan. eR = Em sin wt Fasa Y; Y mengekor R sebanyak 120o eY = Em sin (wt-120o)

Fasa B; B mengekor R sebanyak 240o (atau B mengekor Y sebanyak 120o) eB = Em sin (wt-240o) Ketiga-tiga gelombang berupa sinus mempunyai amplitud puncak yang sama, iaitu Em dan frekuensi gelombang yang sama, iaitu wt.Dengan mengambil gelombang fasa R sebagai rujukan, eR = Em sin wt: GelombangeYmengandungi beza fasa sebanyak -120o terhadap sin wt, menunjukkan eYmengekor (lambat) eR sebanyak 120o (Nota:tanda ve adalah mengekor dan +ve adalah mendahulu). Gelombang eB mengandungi beza fasa sebanyak -240oterhadap sin wt, menunjukkan eB mengekor eR sebanyak 240o (atau eB mengekor eY sebanyak 120o). 1.2.2Rajah vektor tiga fasa Di samping perwakilan melalui bentuk gelombang dan persamaan, d.g.e. tiga fasa teraruh juga boleh diwakilkan oleh rajah vektor.Sesuatu vektor boleh dilabelkan dengan satu anak panah yang ditempatkan pada sudut paksi tertentu.Berdasarkan Rajah 1.3 (a), vektor fasa R dijadikan sebagai rujukan iaitu pada sudut geometri paksi 0o.Fasa Y mengekor fasa R sebanyak 120o mempunyai sudut paksi 120o; dan fasa B yang mengekor fasa R sebanyak 240o mempunyai sudut paksi 240o.Gabungan ketiga-tiga vektor fasa akan membentuk satu rajah vektor d.g.e. tiga fasa seperti dalam Rajah 1.4 (a).Rajah vektor ini boleh disusunaturkan (diputarkan) seperti dalam Rajah 1.4 (b) untuk keselesaan pandangan; di mana vektor R ditegakkan ke atas dan vektor Y dan B dikaitkan secara relatif kepada vektor rujukan R dengan beza sudut 120o. .Pers.1.1 .Pers.1.3 .Pers.1.2 E2001 / UNIT 1/ 11 SISTEM TIGA FASA (a) Susunatur paksi sudut geometri(b) Susunatur konvensional Rajah 1.4 Rajah vektor fasa sistem tiga fasa Y 120o -240o R B [120o] [240o] [0o] -120o (-240o) (-120o) R 120o 120o B Y E2001 / UNIT 1/ 12 SISTEM TIGA FASA 1b-1Nyatakan dua kaedah untuk menjanakan voltan AU? 1b-2Apakah hubungan antara tiga daya gerak elektrik (d.g.e.) sistem tiga fasa untuk elemen-elemen berikut: (a)Frekuensi : ______________________ (b)Amplitud : _______________________ (c)Fasa : ______________________ 1b-3Rajah berikut menunjukkan satu gelombang fasa R sebagai rujukan pada sudut fasa 0o, lengkapkan rajah gelombang tiga fasa dengan melukiskan gelombang untuk dua fasa yang lain pada paksi yang sama: 1b-4Lukiskan rajah vektor tiga fasa.

1b-5Jika persamaan untuk fasa rujukan R ialaheR = Em sin wt ,tuliskan persamaan untuk fasa Y dan B yang mempunyai amplitud dan frekuensi yang sama tetapi mempunyai beza fasa sebanyak 120o dan 240o masing-masing mendahului fasa rujukan R. 0o120o240o 360o 60o 180o300o

90o

+Em -Em 270o

wt eR AKTIVIT1 1b UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. E2001 / UNIT 1/ 13 SISTEM TIGA FASA 1b-1a)memutarkan gegelung dalam medan uratdaya magnet b)memutarkan uratdaya magnet untuk memotong gegelung kekal. 1b-2a)sama antara fasa b)sama antara fasa. c)beza 120o antara fasa. 1b-3Gelombang tiga fasa: 1b-4Rajah vektor tiga fasa: 1b-5Persamaan fasa: Fasa R; eR = Em sin wtR sebagai rujukan. Fasa Y;eY = Em sin (wt+120o)Y mendahului R sebanyak 120o

Fasa B;eB = Em sin (wt+240o) B mendahului R sebanyak 240o

(atau B mendahului Y sebanyak 120o) MAKLUMBALAS 1b 60o 180o300o

0o120o240o 360o +Em -Em eR eYeB

wt R 120o 120o B Y E2001 / UNIT 1/ 14 SISTEM TIGA FASA 1.3Sambungan Delta dan Bintang 1.3.1Sambungan sistem Bintang Dalam sambungan bintang, salah satu terminal yang sama (1b, 2b, 3b) bagi setiap gegelung fasa, katakan kesemua terminal-terminal Mula (boleh juga menggunakan kesemua terminal-terminal Tamat) akan disambungkan bersama pada satu titik yang dipanggil titik bintang atau INPUT-1c Secara fizikalnya, sistem tiga fasa terdiri daripada tiga gegelung berasingan.Setiap gegelung fasa mempunyai dua terminal dan memerlukan dua pengalir untuk tujuan penyambungan. Sebanyak 6 pengalir digunakan dalam sistem tiga fasa, seperti dalam Rajah 1.5, dan penyambungan tiga fasa ini adalah lebih rumit dan tinggi kosnya. Untuk tujuan mengurangkan bilangan pengalir penyambungan, gegelung tiga fasa biasanya disambungkan dalam dua kaedah: +Sambungan Bintang / Star / Wye( Y ) +Sambungan Delta / Jaring ( A ) eR 1a 1b L1 Tamat Mula eY 2a 2b L2 Tamat Mula eB 3a 3b L3 Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 Rajah1.5 Tiga gegelung fasa berasingan E2001 / UNIT 1/ 15 SISTEM TIGA FASA titik neutral.Titik neutral ini akan disambungkan dengan satu pengalir untuk membentuk terminal/pengalir neutral.Terminal yang satu lagi (1a, 2a, 3a) akan menjadi terminal talian setiap fasa (R, Y dan B) masing-masing.Rajah 1.6 menunjukkan gegelung tiga fasa dalam penyambungan bintang, di mana rajah (a) merupakan rajah penyambungan fizikal.Namun demikian, proses penganalisaan litar adalah lebih jelas menggunakan rajah perwakilan konvensional [rajah (b)]. (a)Rajah penyambungan fizikal(b)Rajah perwakilan konvensional Rajah1.6 Tiga gegelung fasa dalam sambungan bintang 1.3.2Sambungan sistem Delta Dalam sambungan delta, ketiga-tiga gegelung akan disambungkan bersama pada terminal-terminal yang tidak sama (1b-2a; 2b-3a; 3b-1a) berlawanan dengan sambungan bintang.Rajah 1.7menunjukkan tiga gegelung disambungkan dalam sambungan delta. Cuba anda perhatikan, terminal-terminal Mula (1b) gegelung-R disambungkan kepada terminal Tamat (2a) gegelung-Y, iaitu terminal yang tidak sama bagi dua gegelung berturutan.Pendekatan yang sama dilakukan untuk gegelung yang lain untuk membentuk tiga gegelung tertutup dalam sambungan delta, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.7 (b). eR 1a 1b R Tamat Mula eY 2a 2b Y Tamat Mula eB 3a 3b B Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 N eR R

R1 eY Y Y1 eB B B1 R Y B N E2001 / UNIT 1/ 16 SISTEM TIGA FASA (a)Rajah penyambungan fizikal(b)Rajah perwakilan konvensional Rajah1.7 Tiga gegelung fasa dalam sambungan bintang eR 1a 1b R Tamat Mula eY 2a 2b Y Tamat Mula eB 3a 3b B Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 R Y B eR eY YY1 eB B B1 R1 R E2001 / UNIT 1/ 17 SISTEM TIGA FASA UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 1c-1Nyatakan dua kaedah penyambungan gegelung tiga fasa yang biasa digunakan. 1c-2Disediakan tiga gegelung terbuka;setiap gegelung mempunyai dua terminal yang dilabelkan sebagai Mula dan Tamat masing-masing. Sila lengkapkan penyambungan untuk sambungan bintang dan delta dalam rajah berikut: BintangDelta

1c-3Lukiskan rajah perwakilan konvensional untuk sambungan berikut: (a)Bintang (b)Delta 1c-4Berapakah terminal yang terdapat dalam sambungan bintang? 1c-5Berapakah terminal yang terdapat dalam sambungan delta? 1c-6Titik Neutral terdapat dalam sambungan delta. [Betul / Salah] 1c-7Titik Neutral juga dikenali sebagai titik ______________. AKTIVIT1 1c UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. eR 1a 1b Tamat Mula eY 2a 2b Tamat Mula eB 3a 3b Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 eR 1a 1b Tamat Mula eY 2a 2b Tamat Mula eB 3a 3b Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 E2001 / UNIT 1/ 18 SISTEM TIGA FASA 1c-1 a)Sambungan Bintang / Star / Wye( Y ) b)Sambungan Delta / Jaring ( A ) 1c-2Rajah penyambungan: BintangDelta 1c-3Rajah perwakilan konvensional: BintangDelta 1c-44 1c-53 1c-6Salah 1c-7Bintang MAKLUMBALAS 1c eR 1a 1b R Tamat Mula eY 2a 2b Y Tamat Mula eB 3a 3b B Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 N eR R

R1 eY Y Y1 eB B B1 R Y B N eR 1a 1b R Tamat Mula eY 2a 2b Y Tamat Mula eB 3a 3b B Tamat Mula R R1 Y Y1 B B1 R Y B eR eY YY1 eB B B1 R1 R E2001 / UNIT 1/ 19 SISTEM TIGA FASA 1.4Elemen fasa dan talian Apabila kita membincangkan sistem tiga fasa, perkataan-perkataan yang sering kedengaran adalah fasa (phase) dan talian (line).Komponen-komponen elektrik asas yang biasa diambilkira pula adalah arus dan voltan.Voltan yang teraruh dalam setiap gegelung adalah dipanggil voltan fasa (VPH); manakala arus yang mengalir melalui gegelung tersebut dikenali sebagai arus fasa (IPH).Sementara itu, voltan antara mana-mana dua terminal/talian dinamakan voltan talian (VL), dan arus yang mengalir dalam talian dinamakan arus talian (IL).Keempat-empat elemen iaitu VL, VPH, IL, IPH terdapat dalam kedua-dua sambungan bintang dan delta. Keempat-empat elemen tersebut adalah saling berkait antara satu dengan yang lain dan bertukaran melalui formula-formula tertentu. 1.4.1Sambungan Bintang Rajah 1.8 menunjukkan satu litar tiga fasa dalam sambungan bintang tiga fasa empat dawai (3|4W). 1.4.1.1 Voltan Dalam sambungan bintang,terdapat dua gegelung fasa yang disambungkan merentasi setiap pasang terminal, oleh itu voltan talian (voltan antara dua terminal) adalah hasil campur dua vektor fasa.Dengan mengambil contoh terminal R dan Y, di mana: Jika: Voltan talian, VL :VRY , VYB , VBR Voltan fasa, VPH : VR , VY , VR INPUT-1d VRY = VR + VY .Pers.1.4 E2001 / UNIT 1/ 20 SISTEM TIGA FASA Maka, elemen voltan dalam sambungan bintang: VL = VPH Rajah 1.8 Elemen voltan dalam sambungan bintang tiga fasa empat wayar 1.4.1.2Arus Sebaliknya, arus yang mengalir dalam talian (IR, IY, IB ) sama juga dengan arus yang mengalir dalam gegelung iaitu arus fasa (Ir, Iy, Ib).[Sila rujuk kepada Rajah 1.9.] IR= Ir ; IY= Iy ; IB= Ib Jika: Arus talian, IL:IR , IY , VB

Arus fasa , IPH : Ir , Iy , Ib Maka, elemen arus dalam sambungan bintang: IL = IPH Manakala arus yang mengalir dalam talian Neutral (IN) adalah hasil campur ketiga-tiga arus talian (IR, IY, IB).Sekiranya sistem tiga fasa ini disambungkan kepada satu .Pers.1.6 .Pers.1.5 .Pers.1.7 Voltan fasa (VPH) :VR, VY, VB atau VRN, VYN, VBN Arus fasa (IPH) :Ir, Iy, Ib Voltan talian (VL) : VRY, VYB, VBR Arus talian (IL) : IR, IY, IB IN = IR+IY+IB eR = VR R

R1 eY = VY Y Y1 eB = VB B B1 R Y B N VRY VYB VBR Sila rujuk kepada seksyen 1.5.2 untuk penentuan hubungan VL dan VPH yang lebih terperinci E2001 / UNIT 1/ 21 SISTEM TIGA FASA beban seimbang, talian neutral akan membawa balik ketiga-tiga arus talian IR, IY, IB yang mempunyai magnitud yang sama tetapi dengan beza fasa 120o antara satu dengan yang lain.Hasil campur vektor-vektor ini akan memberikan IN bersamaan dengan sifar. IN = IR + IY + IB = 0 Rajah 1.9Elemen arus dalam sistem tiga fasa sambungan bintang Nama tiga fasa empat dawai (3|4W) bermakna sambungan bintang mempunyai empat terminal untuk tujuan penyambungan yang mengagihkan bekalan kuasa yang mempunyai tiga fasa. Dalam sambungan bintang 3 fasa-4 dawai, setiap talian fasa yang dipasangkan dengan talian neutral akan menyediakan satu sistem bekalan satu fasa. Sistem tiga fasa empat dawai akan diambil daripada empat terminal talian (R,Y,B) dan N.Manakala sistem tiga fasa tiga dawai (tanpa) akan diambil daripada tiga terminal talian (R,Y,B) sahaja, tanpa menggunakan terminal Neutral. Dengan kata lain, sistem sambungan bintang 3 fasa-4 dawai mampu menyediakan TIGA sistem bekalan satu fasa (Single phase) dan SATU sistem tiga fasa serentak pada satu-satu ketika. 1.4.2Sambungan Delta Dalam sistem tiga fasa sambungan delta (A) , tiga gegelung disambung dalam segitiga tertutup, terminal talian diunjurkan dari titik penyambungan dua gegelung berturutan.Tiga terminal talian IR=Ir

IY=Iy

IB=Ib IL=IPH

IN=IR + IY + IB Ir Iy Ib R Y B N IR IN IY IB .Pers.1.8 E2001 / UNIT 1/ 22 SISTEM TIGA FASA hanya akan menyediakan penyambungan kepada sistem bekalan tiga fasa tiga dawai,. Oleh kerana tidak mempunyai terminal Neutral, maka sambungan delta tidak menyediakan sistem tiga fasa-4 dawai dan sistem satu fasa seperti yang disediakan oleh sambungan bintang Rajah 1.10menunjukkan kedua-dua elemen elektrik voltan dan arus yang terdapat dalam litar sambungan delta. Rajah 1.10Elemen-elemen elektrik dalam sambungan delta tiga fasa 1.4.2.1Voltan Dalam sambungandelta, voltan antara terminal (VL) sebenarnya adalah sama dengan voltan merentasi sesuatu gegelung (VPH).Merujuk kepada Rajah 1.10: Dalam sistem beban seimbang: VRY = VYB = VBR = VL VR = VY = VR = VPH VL = VPH

Oleh kerana sambungan delta membentuk satu litar tertutup, maka hasil campur voltan ketiga-tiga gegelung (fasa) adalah sifar: VRY + VYB + VBR =0 R Y B eR eY eB Ir Iy Ib VR VY VB VRY VYB VBR IR=Ir Ib

IY=Iy Ir

IB=Ib Iy

Voltan fasa (VPH) :VR, VY, VB Arus fasa (IPH) :Ir, Iy, Ib Voltan talian (VL) : VRY, VYB, VBR Arus talian (IL) : IR, IY, IB .Pers.1.9 .Pers.1.10 .Pers.1.11 E2001 / UNIT 1/ 23 SISTEM TIGA FASA 1.4.2.2Arus Dalam sistem delta, arus talian (IL) tidak bersamaan dengan arus fasa (IPH) sesuatu gegelung, seperti mana dalam sambungan bintang.Arus talian sebenarnya adalah hasil campur vektor dua arus fasa berturutan. Berdasarkan Rajah 1.10, arus dalam talian-R (IR) adalah disumbangkan oleh arus fasa-R (Ir) dan arus fasa-B (Ib). IR=Ir Ib Dalam sistem penjana, arus talian ditandakan dengan anak panah menjauhi gegelung menuju ke arah terminal.Oleh kerana Ib mempunyai arah aliran yang berlawanan dengan IR, maka Ib ditandakan negatif.Arus ketiga-tiga talian tersebut adalah seperti berikut:

(Arus talian R disumbangkan oleh arus fasa R dan B)

(Arus talian Y disumbangkan oleh arus fasa Y dan R)

(Arus talian B disumbangkan oleh arus fasa B dan Y) Jika: Arus talian, IL:IR , IY , VB

Arus fasa , IPH : Ir , Iy , Ib Maka, elemen arus dalam sambungan delta: IL = IPH IR=Ir-Ib IB=IbIy IY= IyIr .Pers.1.14 .Pers.1.12 .Pers.1.13 Sila rujuk kepada seksyen 1.5.4 untuk penentuan hubungan IL dan IPH yang lebih terperinci. E2001 / UNIT 1/ 24 SISTEM TIGA FASA 1d-1 (a)Nyatakan 2 elemen yang sering dikaitkan kepada sistem tiga fasa. (b)Nyatakan 2 komponen elektrik yang utama diambilkira dalam sistem tiga fasa. 1d-2 (a)Voltan teraruh dalam satu gelung dinamakan voltan _______________ (b)Arus yang melalui satu gelung itu dinamakan arus ________________ (c)Voltan antara mana-mana dua terminal/talian ialah voltan ___________ (d)Arus yang melalui talian dinamakan arus ________________ (e)Nyatakan simbol untuk (a) hingga (d) di atas. 1.d-3 Berpandukan Rajah 1.8: (a)Nyatakan simbol voltan antara terminal R dan Y. (b)Nyatakan gelung fasa apakah yang merentasi terminal R Y (c)Nyatakan simbol voltan untuk gelung-gelung di (b) (d)Nyatakan hubungan antara (a) dan (c) dengan persamaan vektor 1d-4 Berpandukan Rajah 1.9: (a)Apakah Ir dan IR.(b)Apakah hubungan antara Ir dan IR. (c)Berikan hubungan am antara arus talian dan arus fasa AKTIVIT1 1d UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA E2001 / UNIT 1/ 25 SISTEM TIGA FASA 1d-5 Sila tandakan label elemen-elemen arus dan voltan untuk sistem tiga fasa sambungan delta dalam Rajah 1d-1: 1d-6 Berdasarkan Rajah 1d-1: a)Apakah hubungan antara Voltantalian (VL) dengan voltan fasa (VPH), dan tuliskan persamaannya? b)Adakah arus talian (IL) sama dengan arus fasa (IPH), dan tuliskan persamaannya? c)Terbitkan persamaan arus talian (IL) sebagai fungsi yang mengandungi elemen-elemen arus fasa (IPH):IR = ?; IY = ?; dan IB =? R Y B eR eY eB ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???Voltan fasa (VPH) :VR, VY, VBArus fasa (IPH) :Ir, Iy, Ib Voltan talian (VL) : VRY, VYB, VBRArus talian (IL) : IR, IY, IB Rajah 1d-1 E2001 / UNIT 1/ 26 SISTEM TIGA FASA 1d-5 Label elemen-elemen arus dan voltan untuk sistem tiga fasa sambungan delta dalam Rajah 1d-1: 1d-6 a)Voltan talian (VL) adalah sama dengan voltan fasa (VPH).VL = VPH b)Arus talian (IL) tidak sama dengan arus fasa (IPH) IL = \3 IPH

c)IR = Ir Ib

IY =Iy Ir IB =Ib Iy

MAKLUMBALAS 1d R Y B eR eY eB Ir Iy Ib VR VY VB VRY VYB VBR IR IY IB Rajah 1d-2 1d-1 (a) i.Fasa (phase) ii. Talian (line) (b) i.Voltan ii. ii. Arus1d-2 (a)Fasa (b)Fasa (c)Talian (d)Talian (e)VPH, IPH, VL, IL 1d-3 (a)VRY (b) Gelung R dan Gelung Y (c)VR, VY (d) 1d-4 (a)Ir adalah arus melalui gelung R. (b)IR adalah arus melalui talian R (c)IR = Ir (d)IL = IPH E2001 / UNIT 1/ 27 SISTEM TIGA FASA

1.5Rajah Fasa Rajah fasa untuk sistem tiga fasa adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.4 dan telah dibincangkan dalam seksyen 1.2.2.Sehubungan itu, berpandukan kepada rajah fasa ini, rajah fasa untuk sistem tiga fasa sambungan delta dan bintang dapat diterbitkan. 1.5.1Rajah fasa voltan sambungan bintang Rajah 1.11 menunjukkan proses membina rajah fasa voltan sambungan bintang berasaskan rajah fasa asas sistem tiga fasa.Nota ringkasdalam rajah menerangkan keseluruhan proses secara langkah demi langkah.INPUT-1e E2001 / UNIT 1/ 28 SISTEM TIGA FASA (a)Rajah fasa voltan sistem tiga fasa am (b)Unjuran vektor negatif (c)Paduan dua vektor (d)Vektor voltan tiga fasa sambungan bintang Rajah 1.11 Pembentukan vektor voltan tiga fasa sambungan bintang VR 120o 120o VY VR VB VY -VB -VY -VR VR -VY VRY VR VB VY -VB -VY -VR VRY VYB VBR 30o 30o

120o 120o Unjurkan Vektor fasa pada arah bertentangan,dengan magnitud yang sama dan bertanda negatif. Fokas kepada vektor VR dan VY dalam rajah (b) di atas.Paduan dua vektor VR dan VY akan menghasilkan vektor paduan VRY: --- --- VRY = VR + (-VY) - - =VR VY Pendekatan sama di (c) digunakan untuk mendapatkan: --- - VYB = VY VB --- - VBR = VB VR Gabungan ketiga-tiga vektor paduan akan menghasilkan vektor 3 fasa sambungan bintang.

E2001 / UNIT 1/ 29 SISTEM TIGA FASA 1.5.2Hubungan voltan fasa dan voltan talian sambungan bintang Hubungan antara voltan talian dan voltan fasa dalam sambungan bintang boleh ditentukan dengan menganalisa hasil campur vektor berpandukan rajah fasa..Berdasarkan Rajah 1.11 (d), segiempat selari vektor paduan VRY difokuskan seperti dalam Rajah 1.12 (a).Seterusnya difokuskan lagi untuk mengkaji segitiga OAD, yang ditunjukkan dalam Rajah 1.12 (b).

(a)Segiempat selari vektor VRY

(b)Segitiga tepat OAD. Rajah 1.12Hubungan antara voltantalian dan voltan fasa Diketahui VRY adalah voltan talian (VL) dan VR adalah Voltan fasa (VPH) : VL=\3 VPH

A D O30o Dengan menggunakan Teorem Pithogras terhadap segitiga OAD: Kos 30o=OD/OA OD =OA kos 30o

=VR Kos 30o

Oleh kerana: VRY=2 x OD =2 VR Kos 30o

=2 VR (\3) / 2 VRY=\3 VR

VR -VY VRY A B C D O 30o 30o .Pers.1.15 Pembuktian ini menjawab penyataan persamaan 1.5 : VL = VPH Rujuk kepada Pers 1.7: IL = IPH

Oleh itu, dalam sambungan bintang: VL =\3 VPH ;IL = IPH E2001 / UNIT 1/ 30 SISTEM TIGA FASA 1.5.3Rajah fasa arus sambungan delta Seperti mana yang dilakukan untuk rajah vektor voltan dalam sistem tiga fasa sambungan bintang dalam Rajah 1.11, rajah vektor arus sambungan delta dapat diterbitkan menggunakan pendekatan yang sama, dan ditunjukkan dalam Rajah 1.13.Perhatikan persamaan antara dua rajah vektor ini, didapati kesemua perhubungan kuantiti fasa dan talian adalah sama, di mana perbezaannya hanya pada simbol voltan (V) yang telah digantikan dengan arus (I). Rajah 1.13 Rajah vektor arus sistem tiga fasa sambungan delta 1.5.4Hubungan arus fasa dan arus talian Oleh kerana rajah vektor arus dalam sambungan delta (Rajah 1.13) adalah setara dengan rajah vektor vektor dalam sambungan bintang (Rajah 1.11), oleh itu dengan menggunakan pendekatan pembuktian yang sama dalam Rajah 1.12, maka hubungan antara arus fasa, IPH dan arus talian, IL dapat dibuktikan seperti berikut: IL=\3 IPH Ir Ib Iy -Ib -Iy -Ir IR [Ir Ib] Iy [Iy - Ir] IB [Ib Iy] 30o Y 30o

Y 120o 120o Y .Pers.1.16 Pembuktian ini menjawab penyataan persamaan 1.14 : IL = IPH Rujuk kepada Pers 1.10: VL = VPH

Oleh itu, dalam sambungan delta: IL =\3 IPH ;VL = VPH E2001 / UNIT 1/ 31 SISTEM TIGA FASA 1e-1Diberikan satu rajahpaduan dua vektor (Rajah 1e-1), sila tuliskan persamaan vektor tersebut. Rajah: 1e-1:Rajah : 1e-2Rajah : 1e-3 1e-2Lengkapkan Rajah vektor voltan tiga fasa (Rajah 1e-2), dan tuliskan persamaan vektor untuk VRY, VYB, dan VBR. 1e-3Lengkapkan Rajah vektor arus tiga fasa (Rajah 1e-3), dan tuliskan persamaan vektor arus talian (IL) sebagai fungsi yang mengandungi elemen-elemen arus fasa (IPH):IR = ?; IY = ?; dan IB =? 1e-4Nyatakan hubungan antara elemen fasa dan talian untuk sambungan bintang dan delta. VR -VY VRY VR VB VY -VY 30o 30o

VRY AKTIVIT1 1e UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA Ir Ib Iy -Ib IR [Ir Ib] 30o Y 30o

120o E2001 / UNIT 1/ 32 SISTEM TIGA FASA 1e-1: 1e-2: 1e-3Rajah Vektor arus tiga fasa 1e-4 Dalam sambungan bintang: VL =\3 VPH ;IL = IPH Dalam sambungan delta: IL =\3 IPH ;VL = VPH MAKLUMBALAS 1e --- --- VRY = VR + (-VY) - - =VR VY VR VB VY -VB -VY -VR VRY VYB VBR 30o 30o

120o 120o --- --- VRY =VR VY --- - VYB = VY VB --- - VBR = VB VR Ir Ib Iy -Ib -Iy -Ir IR [Ir Ib] Iy [Iy - Ir] IB [Ib Iy] 30o 30o

120o 120o Persamaan vector: IR= Ir-Ib IY=Iy Ir IB=Ib Iy E2001 / UNIT 1/ 33 SISTEM TIGA FASA 1.6Kuasa sistem tiga fasa Apakah kuasa dalam sistem AT?Jawapannya ialah W=VI.Apakah kuasa dalam sistem AU tiga fasa?Jawapannya ialah W=VI kos .Kesimpulannya, kuasa adalah hasil darab voltan dan arus.Dalam sistem tiga fasa sambungan bintang dan delta, kuasa boleh dirujuk kepada elemen fasa atau talian. 1.6.1Kuasa merujuk kepada elemen fasa Kuasa sistem 1 fasa (merujuk elemen fasa): P1|= VPHIPHkos Kuasa 1 fasa dalam sistem 3 fasa (merujuk elemen fasa): P1|= VPHIPHkos Jumlah Kuasa 3 fasa dalam sistem 3 fasa (merujuk elemen fasa): P3|=3 P1| =3 VPHIPHkos .Pers 1.17 .Pers 1.19 INPUT-1f .Pers 1.18 .Pers 1.20 Kuasa tiga fasa merujuk elemen fasa: P3| =3 VPHIPHkos E2001 / UNIT 1/ 34 SISTEM TIGA FASA 1.6.2Kuasa merujuk kepada elemen talian: Daripada pembuktian di atas, didapati kuasa sistem fasa tiga fasa adalah sepunya untuk kedua-dua sambungan bintang dan delta: i.Sambungan bintang: VL=\3 VPH VPH=VL / \3 IL = IPH

Oleh kerana:P3|=3 P1| = 3 VPHIPHkos =3 . (VL /\3) . IL . kos =\3 . (VL /\3) . \3 IL . kos Oleh itu: Pbintang L =\3 .VL . IL . kos ii. Sambungan delta: VL=VPH IL =\3 IPHIPH=IL / \3 Oleh kerana: P3|=3 P1| = 3 VPHIPHkos = 3 . VL . (IL /\3) . kos =\3 . \3 . VL . (IL /\3) . kos Oleh itu: Pdelta-L=\3 .VL . IL . kos P

=\3 .VL . IL . kos .Pers 1.21 Kuasa tiga fasa merujuk elemen talian: P3| =\3 .VL . IL . kos E2001 / UNIT 1/ 35 SISTEM TIGA FASA 1f-1 Tuliskan formula untuk kuasa: (a)Kuasa 1 fasa, P1| (b)Kuasa 3 fasa (merujuk elemen fasa), P3| (c)Kuasa 3 fasa (merujuk elemen talian), P3| 1f-2 Apakah hubungan antara kuasa 3 fasa untuk sambungan bintang dan delta. 1f-1 (a)Kuasa 1 fasa, P1|= VPHIPHkos (b) Kuasa 3 fasa (merujuk elemen fasa), P3|= 3 VPHIPHkos (c)Kuasa 3 fasa (merujuk elemen talian), P3|= \3 .VL . IL . kos 1f-2 Kuasa 3 fasa sambungan bintang dan delta adalah sama, iaitu: P3|= \3 .VL . IL . kos AKTIVIT1 1f UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA MAKLUMBALAS 1f E2001 / UNIT 1/ 36 SISTEM TIGA FASA 1.7 Contoh Pengiraan Kesemua persamaan dalam seksyen-seksyen di atas telah dirumuskan untuk memudahkan proses pengiraan, ditunjukkan seperti berikut: Ciri-ciriSambungan bintangsambungan delta Simbol:atau Voltan:VL = \3 VPH VL = VPH Arus: IL = IPH IL = \3 IPH Keadaan seimbang:IN = IR + IY +IB = 0Vlitar tertutup = VRY + VYB + VBR = 0 Kuasa satu fasa : setiap gegelung : VPH . IPH . kos VPH . IPH . kos Kuasa tiga fasa : elemen fasa : 3 .VPH . IPH . kos 3 .VPH . IPH . kos elemen talian:\3 .VL . IL . kos \3 .VL . IL . kos Dalam sistem delta, voltan fasa beban adalah sama dengan voltan talian bekalan, voltan beban yang lebih tinggi menghasilkan arus yang lebih tinggi.Dalam sambungan bintang, bebannya menggunakan voltan yang lebih rendah (Vbeban = VPH = VL / \3 ), maka arus beban adalah lebih rendah. Kebanyakan motor tiga fasa akan disambung secara bintang untuk mengurangkan arus permulaan untuk menghidupkan motor, dan kemudian ditukarkan kepada sambungan delta untuk mencapai arus beban maksima. INPUT-1g E2001 / UNIT 1/ 37 SISTEM TIGA FASA Contoh 1-1 Tiga gelung yang mempunyai aruhan 50mH disambungkan secara bintang kepada bekalan 3 fasa 200V, 50 Hz.Cari nilai aruhan bagi ketiga-tiga gelung jika disambungkan secara delta dengan memberikan nilai arus dan voltan talian yang sama seperti dalam sambungan bintang. Penyelesaian 1-1 Diberi: Dalam bintang: L= 50mH; VL = 200V, 50Hz (lazimnya voltan bekalan diberikan dalam nilai talian) ----------------- Cari L dalam delta (guna VL dan I dalam bintang) ------------------ XL = 2tfL =2t(50)(50x10-3) = 15.7 O Z = R + j XL = 0 + j 15.7 O = 15.7 Z 90o O Dalam bintang:IL = IPH ; VL = \3 VPH VPH 1/\3 VL1/\3 x 200 VIPH = --------=-------------=--------------------- = 7.35 Z-90o A ZZ15.7 Z 90o O IL = IPH = 7.35 Z-90o A Dalam delta:VL = VPH ; IL = \3 IPH

Diperolehi/diberi: VL = 200V, 50Hz; IL = 7.35 Z-90o A V VPHVL200 VZ = ------ =--------=-----------=---------------------------I IPH 1/\3 IL1/\3 (7.35 Z-90o A ) =47.1 Z90o O=0 + j 47.1 O R + j XL

R = 0 O XL= 2tfL =47.1 O XL47.1 O L = -------=------------= 0.15 H 2tf2t(50) Aruhan dalam delta: L = 0.15 HE2001 / UNIT 1/ 38 SISTEM TIGA FASA Contoh 1-2 Di dalam satu sistem tiga fasa 4 dawai, voltan talian ialah 415V dan beban-bebanresistif 10kW, 8kW dan 5kW disambungkan di antara ketiga-tiga pengalir talian dan pengalir neutral seperti dalam rajah berikut.Kirakan: a)Arus dalam setiap talian. b)Arus di dalam pengalir neutral VL=415V R Y B N 10kW 8kW 5kW Penyelesaian 1-2 Diberi:VL = 415V,PPH : Pr = 10kW, Py = 8kW, Pb= 5kW a)IR, IY, IB = ? Dalam bintang; VL = \3 VPH

VPH = 1/\3 VL =1/\3 x 415V= 239.6 V Diketahui: Kuasa fasa gegelung :PPH = VPH . IPH . kos Oleh kerana Beban resistif, maka faktor kuasa kos boleh diabaikan: PPH = VPH . IPH

IPH= PPH / VPH Ir= Pr / VPH=10kW / 239.6 V =41.74A Iy= Py / VPH=8kW / 239.6 V=33.4A Ib= Pb / VPH=5kW / 239.6 V=20.9A Oleh kerana, dalam bintang: IL = IPH; IR= Ir = 41.7 A IY= Iy = 33.4 A IB= Ib = 20.9 A E2001 / UNIT 1/ 39 SISTEM TIGA FASA b)IN = ? Arus dalam talian neutral adalah jumlah fasa bagi ketiga-tiga arus talian.Lazimnya cara yang paling mudah mendapatkan jumlah arus tersebut adalah dengan mencampurkan komponen-komponen paduan mengufuk dan menegak iaitu: R = Rx + j Ry Rx = 0 ; Ry = 41.7AY = Yx + j Yy Yx = + IY kos 30o = + 33.4 kos 30o = 28.9A Yy = - IY sin 30o = - 33.4 sin 30o = -16.7A B = Bx + j By Bx = - IB kos 30o = - 20.9 kos 30o = -18.1A By = - IB sin 30o = - 20.9 sin 30o = -10.45A Paduan komponen ufuk dan pugak: IX = Rx + Yx + Bx = 0 + (28.9) + (-18.1) = 10.8A IY = Ry + Yy + By = 41.7 + (-16.7) + (-10.45) = 14.55A I = Ix + j Iy = 10.8A + j 14.55A = 18.1 Z 53.4o A IN = IR + IY + IB = 18.1 Z 53.4o A 41.7A IR IY33.4A IB 20.9A 30o30o 120o By = - IB sin 30o Bx = - IB kos 30o Yx = + IY kos 30o Yy = - IY sin 30o Rx = 0 Ry = IR +y -x +x -y Atau dengan rajah vektor: I = \ (Ix2 + Iy2)=\ (10.82 + 14.552)=18.1 A u = tan-1 (Iy / Ix)= tan-1 (14.55/10.8) =53.4o

Ix = +10.8A Iy = + 14.55A I = 18.1A u = 53.4o E2001 / UNIT 1/ 40 SISTEM TIGA FASA 1g-1 1g-2 AKTIVIT1 1g UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA.SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA Cari: (a)Galangan sefasa, Zph? (b)IPH = ? (c)IL = ? (d)VPH=? (e)Kuasa 1 fasa P1| (f)Jumlah kuasa 3 fasa (guna elemen fasa), P3| (g)Jumlah kuasa 3 fasa (guna elemen talian), P3| R Y B N 415V, 50Hz pf = 0.8 R = 20O L = 2mH Jika nilai-nilai komponen yang sama dalam litar sambungan bintang di atas (1.7-1), digunakan dalam sambungan delta, kirakan: (a)Galangan sefasa, Zph? (b)IPH = ? (c)IL = ? (d)Kuasa 3 fasa, P3| (e)Bandingkan kuasa 3 fasa ini dengan sambungan bintang, apakah kesimpulannya? R Y B 415V, 50Hz pf = 0.8 R = 20O L = 2mH E2001 / UNIT 1/ 41 SISTEM TIGA FASA 1g-1 1g-2 MAKLUMBALAS 1g Diketahui:VL = 415V; f = 50HZ; pf = kos =0.8 (a)Z= R + j XL = 20 + j (2tfL) = 20 + j (2tx 50x 2x10-3) = 20 +j 0.63= 20 Z18o O (b)VPH 1/\3 VL1/\3 x 415 VIPH = --------=-------------=--------------------- = 11.98 Z-1.8o A ZZ20 Z 1.8o O (c)IL = IPH = 11.98 Z-1.8o A (d)VPH= 1/\3 VL=1/\3 x 415V = 240V. (e)P1|= VPHIPHkos = 240V x 11.98 A x 0.8 = 2.3 kW (f)P3|= 3.VPHIPHkos = 3x 240V x 11.98 A x 0.8 = 6.9 kW (g)P3| =\3 .VL . IL . kos = \3 x 415V x 11.98A x 0.8 = 6.9 kWDiketahui:VL = 415V; f = 50HZ; pf = kos =0.8 (b)Z= sama = 20 Z18o O (b) IPH = sama = 11.98 Z-1.8o A (c)IL = \3.IPH = \3 x 11.98 Z-1.8o A = 20.75 Z-1.8o A (h)P3| =\3 .VL . IL . kos = \3 x 415V x 20.75A x 0.8 = 11.932 kW(i)Didapati kuasa 3 fasa sambungan delta (11.932kW) adalah lebih besar daripada dalam sambungan bintang (6.9kW), walaupun dengan nilai-nilai komponen litar yang sama.E2001 / UNIT 1/ 42 SISTEM TIGA FASA

Anda telah menghampiri kejayaan.Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga berjaya !!!! SOALAN 1-1: a.Senaraikan LIMA kebaikan sistem tiga fasa berbanding dengan sistem satu fasa. SOALAN 1-2: a.Nyatakan dua kaedah untuk menjanakan voltan AU dan terangkan secara ringkas persamaan dan perbezaan antara dua kaedah ini. b.Terangkan secara ringkas bagaimana suatu d.g.e. tiga fasa dijanakan, dan menyatakan hubungan antara fasa-fasa berlainan untuk elemen-elemen amplitud, frekuensi dan beza fasa. c.Apakah simbol yang biasa digunakan untuk membezakan fasa yang berlainan dalam system tiga fasa. SOALAN 1-3: i.Lukiskan satu rajah yang menunjukkan kedudukan tiga pengalir fasa berputar dalam satu medan magnet kekal. ii.Pada paksi ufuk yang sama, lukiskan bentuk gelombang untuk : xxv.Fasa R bermula pada sudut 0o. xxvi. Fasa Y yang mengekor R. xxvii. Fasa B yang mengekor R. xxviii.Gabungan ketiga-tiga fasa di atas. c. Lukiskan rajah vektor sistem tiga fasa. SOALAN 1-4: a.Lukiskan rajah penyambungan gegelung-gegelung fasa: i.Tiga gegelung fasa disambung secara berasingan. ii.Tiga gegelung fasa disambung secara sambungan bintang. PENILAIAN KENDIRI - U1 E2001 / UNIT 1/ 43 SISTEM TIGA FASA iii.Tiga gegelung fasa disambung secara sambungan delta. b.Lukiskan rajah penyambungan secara konvensional untuk: i.Sambungan buintang. ii.Sambungan delta. SOALAN 1-5: a.Lukiskan rajah sambungan bintang yang lengkap dengan kedua-dua elemen voltan dan arus. b.Nyatakan komponen-komponen setiap fasa untuk elemen-elemen berikut: i.Voltan fasa (VPH)ii. Voltan talian (VL) iii.Arus fasa (IPH) iv.Arus talian (IL) c.Tuliskan persamaan vektor untuk: i.VYB ii. VBR iii. IY iv. IB SOALAN 1-6: a.Lukiskan rajah sambungan delta yang lengkap dengan kedua-dua elemen voltan dan arus. b.Nyatakan komponen-komponen setiap fasa untuk elemen-elemen berikut:: i.Voltan fasa (VPH)ii.Voltan talian (VL)iii.Arus fasa (IPH)iv.Arus talian (IL) c.Tuliskan persamaan vektor untuk: i.IY ii.IB iii. VYB iv.VBR E2001 / UNIT 1/ 44 SISTEM TIGA FASA JAWAPAN1-1: a.Pilih lima daripada enam kebaikan dalam nota modul ini. JAWAPAN1-2: a.Pertama, kaedah memutarkan gegelung dalam medan uratdaya magnet; kedua,memutarkan uratdaya magnet untuk memotong gegelung kekal.Kedua-dua kaedah ini mempunyai gegelung dan magnet (medan uratdaya).Perbezaannya ialah kaedah pertama gegelung yang diputarkan dan magnet adalah kekal, manakala kaedah kedua adalah sebaliknya. b.Tiga gegelungditempatkan beza sudut 120o secara fizikal. Tiga d.g.e. dijanakan apabila ketiga-tiga gegelung berputar pada satu kelajuan tetap dalam suatu medan magnet sekata. Ketiga-tiga d.g.e. mempunyai :nilai frekuensi sama; amplitud sama; frekuensi beza fasa sebanyak 120o antara satu sama lain. Setiap sumber voltan ini dinamakan fasa. c.Biasanya tiga fasa dilabelkan sebagai Merah (R-Red); Kuning (Y-Yellow) dan Biru (B-Blue).

JAWAPAN1-3: a.Rujuk Rajah 1.2 (b) Penjana tiga fasa gegelung berputar, medan magnet kekal. b.Rujuk Rajah 1.3 Rajah gelombang tiga fasa.c.Rujuk Rajah 1.4 Rajah vektor fasa sistem tiga fasa. JAWAPAN1-4: (a) i.Rujuk Rajah 1.5 (a) Sambungan tiga gegelung fasa secara berasingan.ii.Rujuk Rajah 1.6 (a) Sambungan tiga gegelung fasa secara bintang iii.Rujuk Rajah 1.7 (a) Sambungan tiga gegelung fasa secara delta. (b) i.Rujuk Rajah 1.6 (b) Rajah perwakilan konvensional sambungan bintang. ii.Rujuk Rajah 1.7 (c) Rajah perwakilan konvensional sambungan delta. MAKLUMBALASPENILAIAN KENDIRI U1 E2001 / UNIT 1/ 45 SISTEM TIGA FASA JAWAPAN 1-5: (a)Rujuk litar dalam Rajah 1.8 dan Rajah 1.9. (b)Rumuskan kesemua elemen-elemen ini mengikut kategori: i.Voltan fasa (VPH)ii.Voltan talian (VL)iii.Arus fasa (IPH)iv.Arus talian (IL) (c)Tuliskan persamaan vektor untuk: i.VYB= ii.VBR = iii.IY iv.IB

JAWAPAN 1-6: a.Rujuk litar dalam Rajah 1.10. b.Lukiskan rajah sambungan delta yang lengkap dengan kedua-dua elemen voltan dan arus. c.Rumuskan kesemua elemen-elemen ini mengikut kategori: i.Voltan fasa (VPH) ii. Voltan talian (VL)iii. Arus fasa (IPH)v.Arus talian (IL) d.Tuliskan persamaan vektor untuk: Rujuk kotak dalam Rajah 1.8 dan Rajah 1.9. Rujuk kotak dalam Rajah 1.10 IR=Ir

IY=Iy

IB=Ib VYB = VY + VB VBR = VB + VR Voltan fasa (VPH) :VR, VY, VB Arus fasa (IPH) :Ir, Iy, Ib Voltan talian (VL) : VRY, VYB, VBR Arus talian (IL) : IR, IY, IB VYB = VY ; VBR = VB IB=IbIy IY= IyIr