unit 1 - sistem tiga fasa

8/8/2019 Unit 1 - Sistem Tiga Fasa

1/38

SISTEM

TIGA FASA


2/38

3 Fasa & 1 Fasa

Sistem

3 fasa sambungan

Delta

Sistem

3 fasa sambungan

Bintang

Sistem

1 fasa

(R)

Sistem

1 fasa

(B)

Sistem

1 fasa

(y)

R

Y

B

N

Talian-talian


3/38

Kebaikan sistem tiga fasa berbanding

sistem satu fasa 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 fasamempunyai ciri kendalian permulaan kendiri.

1. Penjimatan bahan pengalir untuk kehilangan tembaga yang sama,

apabila kuasa yang sama dipindahkan dalam sistem tiga fasaberbanding sistem satu fasa.

2. Motor tiga fasa adalah kendalian permulaan kendiri tetapi tidakberlaku dalam motor satu fasa.

3. Motor tiga fasa mempunyai faktor kuasa dan kecekapan yang lebihbaik dan saiz yang lebih kecil, bagi keluaran yang sama berbandingmotor satu fasa.


4/38

Kebaikan sistem tiga fasa berbanding

sistem satu fasa

4. Daya kilas yang dihasilkan oleh motor tiga fasa adalah tetap, sementara

daya kilas motor aruhan satu fasa adalah berbentuk dedenyut.

5. Alatubah tiga fasa adalah lebih ringan, berkecekapan lebih baik danlebih murah berbanding alatubah satu fasa yang sama saiz.

6. Dalam sistem pengagihan tiga fasa, dua bentuk sambungan biasanyadilakukan untuk menghasilkan nilai voltan yang berlainan daripada satusumber bekalan yang sama, tanpa penambahan kos. Sambunganbintang menggunakan voltan fasa antara fasa-fasa dan neutral yanglebih rendah biasanya untuk kegunaan domestik; manakala sambungan

delta menggunakan voltan yang lebih tinggiiaitu voltan talian (3 kalilebih besar) biasanya untuk kegunaan perindustrian.


5/38

N

S

120o

120o

R

R

B

B

Y

Y

0o / 360o

N

S

R

R

B

BY

Y

90o

180o

270o

120o120o

(a) Medan magnet berputar Gegelung kekal (b) Gegelung berputar medan magnet kekal.,

Rajah 1.2 Penjana tiga fasa


6/38

N

S

R

R

B

B

Y

Y

0o / 360o

90o

180o

270o

120o

0o

120o

240o

360o

60o 180o 300o

90o

+Em

-Em

270o

wt

eR = Em sin wt

Hanya fasa-R diperhatikan. Ini

sebenarnya bersamaan dengan sistem

AU satu fasa.

eR

120o

60o 180o 300o

0o 120o 240o 360o

wt

Y perlu berputar sebanyak 120o untuk

menyamai kedudukan R; iaitu

kedudukan Y adalah mengekor (lebih

lambat) sebanyak 120o berbanding R.

eY

= Em sin (wt -120o)

eY

R

R

B

BY

Y

120o

Rajah gelombang : (a) Fasa R

Rajah gelombang : (b) Fasa Y


7/38

R

R

B

BY

Y

240o

+Em

-Em

60o 180o 300o

0o 120o 240o 360o

+Em

-Em

eR

eY

eB

wt

Ketiga-tiga gelombang fasa

digabungkan untuk membentuk

gelombang sistem tiga fasa.

R

120o120o

B Y

240o

60o 180o 300o

0o 120o 240o 360o

wt

B perlu berputar sebanyak 240o

untuk menyamai kedudukan R; iaitu

kedudukan B adalah mengekor (lebih

lambat) sebanyak 240o berbanding R.

eB

= Em sin (wt-240o)

eB

Rajah gelombang : (c) Fasa B

Rajah gelombang : (d) Tiga fasa


8/38

Persamaan gelombang d.g.e. teraruh

Fasa R, R sebagai rujukan.

eR = Em sin wt .Pers. 1.1

Fasa Y, Y mengekor R sebanyak 120o

eY = Em sin (wt-120o) .Pers. 1.2

Fasa B, B mengekor R sebanyak 240o

(atau B mengekor Y sebanyak 120o)

eB = Em sin (wt-240o) .Pers. 1.3


9/38

Rajah vektor tiga fasa

Y

120o

-240o

R

B[120o]

[240o]

[0o]

-120o

(-240o)

(-120o)

R

120o

120o

B

Y

(a) Susunatur paksi sudut geometri (b) Susunatur konvensional


10/38

SISTEM TIGA FASA

Dalam sistem bekalan 3 fasa terdapat dua jenissambungan bekalan dan beban

Penjana dan Pengubah

Motor dan sistem

agihan

Bekalan

Beban


11/38

JENIS SAMBUNGAN TIGA FASA

SAMBUNGAN STAR /BINTANG / Y

SAMBUNGAN DELTA /


12/38

SAMBUNGAN STAR / BINTANG / Y

Sambungan yang menyambungkan punca-

punca bekalan 3 fasa atau beban bersama.

R1

R2

Y1

Y2

B1

B2

R1

R2

Y1

Y2

B1

B2

R

Y

B


13/38

Sambungan Delta dan Bintang Secara fizikalnya, sistem tiga fasa

terdiri daripada tiga gegelungberasingan.

Setiap gegelung fasa mempunyai duaterminal dan memerlukan duapengalir untuk tujuanpenyambungan.

Sebanyak 6 pengalir digunakan dalamsistem tiga fasa, seperti dalam Rajah1.5, dan penyambungan tiga fasa iniadalah lebih rumit dan tinggi kosnya.

Untuk tujuan mengurangkanbilangan pengalir penyambungan,gegelung tiga fasa biasanyadisambungkan dalam dua kaedah:

eR

1a

1b

L1

Tamat

Mula

eY

2a

2b

L2

Tamat

Mula

eB

3a

3b

L3

Tamat

Mula

R

R1

Y

Y1

B

B1

Rajah 1.5 Tiga gegelung fasa berasingan


14/38

Sambungan sistem Bintang

eR

1a

1b

RTamat

Mula

eY

2a

2b

YTamat

Mula

eB

3a

3b

BTamat

Mula

R

R1

Y

Y1

B

B1N

eR

R

R1

eY Y

Y1

eBB

B1

R

Y

B

N

(a) Rajah penyambungan fizikal (b) Rajah perwakilan konvensional


15/38

Sambungan sistem Delta

eR

1a

1b

RTamat

Mula

eY

2a

2b

YTamat

Mula

eB

3a

3b

BTamat

Mula

R

R1

Y

Y1

B

B1

R

Y

B

eR

eY

YY1

eB

B

B1

R1

R

(a) Rajah penyambungan fizikal (b) Rajah perwakilan konvensional


16/38

PERSAMAAN DALAM SAMBUNGAN STAR

VL = Voltan talian (line voltage)

Voltan diantara fasa dengan fasa

contoh : Voltan fasa merah dengan fasa kuning.

Voltan fasa merah dengan fasa biru.

Voltan fasa kuning dengan fasa biru.

VL

R

Y

B

N


17/38


Vp = Voltan fasa (Phase Voltage).

Voltan diantara fasa dengan neutral.

Contoh= Merah dengan neutral.

Kuning dengan neutral.

Biru dengan neutral.

R

Y

B

NVp

Vp


18/38


IL = Arus talian (line current)Nilai arus dalam sistem.

IL

R

Y

B

IL


19/38


Ip = Arus fasa (phase current).

Nilai arus yang diambil oleh beban

R

Y

B

N

Ip

Ip


20/38

FORMULA DALAM SISTEM SAMBUNGAN

STAR

VL=3 Vp

Vp=VL /3 P= 3 x VL x IL x Kos

IL = Ip


21/38

Contoh Satu

Dalam sambungan beban diatas, kirakan nilai ;

a) Arus talian (IL).

b) Kuasa (P).

R

Y

B

Penjana

Beban8

8

8

415V

415V

415V


22/38

Contoh Dua

Kirakan nilai :

a) Arus beban (Ip).

b) Kuasa (P).

R

Y

B

SumberBekalan Beban

10415V

415V

415V

10

10

5

5


23/38

Sambungan Delta /Sambungan yang menyambungkan punca-puncabekalan 3 fasa atau beban bersama.

R1

R2

Y1

Y2

B1

B2

B1

B2

Y1Y2

R1

R2

R

B Y

R1

R2

Y1

Y2

B1

B2


24/38

PERSAMAAN DALAM SAMBUNGAN DELTA

Vp

Vp

Vp

R

B Y

R

Y

B

VL

VL

VL


25/38

FORMULA DALAM SISTEM SAMBUNGAN

DELTA

VL= Vp IL = 3 Ip

P=3 x VL x IL x Kos


26/38

CONTOH TIGA

Dalam sambungan beban diatas, kirakan nilai ;a) Arus talian (IL).

b) Kuasa (P).

R

B Y

R

Y

415V

415V

415V

B

R= 5R= 5

R= 5


27/38

CONTOH EMPAT

Kirakan nilai berikut dalam sambungan beban diatas;

a) Arus beban (IL).

b) Kuasa (P).

R= 5

R= 5

R= 5

XL=8

XL=8XL=8

415V 415V

415V


28/38

Rajah fasa voltan sambungan bintangVR

120o

120o

VYVB

(a) Rajah fasa voltansistem tiga fasa am

VR

VB VY

-VB

-VY

-VR

(b) Unjuran vektor negatif

Unjurkan Vektor fasa pada arahbertentangan, dengan magnitud yang

sama dan bertanda negatif.


29/38

VR

-VY

VRY

(c ) Paduan dua vektor

Fokas kepada vektor VR dan VY dalam rajah(b) di atas. Paduan dua vektor VR dan VYakan menghasilkan vektor paduan VRY:

--- ---VRY = VR + (-VY)

- -= VR VY


30/38

VR

VB

VY

-VB

-VY

-VR

VRY

VYB

VBR

30o30o

120o

120o

Pendekatan sama di (c) digunakan untukmendapatkan:

--- -VYB = VY VB

--- -VBR = VB VR

Gabungan ketiga-tiga vektor paduan

akan menghasilkan vektor 3 fasa

sambungan bintang.

(d) Vektor voltan tiga fasasambungan bintang


31/38

Hubungan voltan fasa dan voltan

talian sambungan bintang

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

30o30

o

(a) Segiempat selarivektor VRY

(b) Segitiga tepat OAD.


32/38

Rajah fasa arus sambungan delta

Ir

Ib

Iy

-Ib-Iy

-Ir

IR[Ir Ib]

Iy[Iy - Ir]

IB[Ib Iy]

30o

30o

120o

120o

Rajah 1.13 Rajah vektor arus sistemtiga fasa sambungan delta


33/38

Kuasa merujuk kepada elemen fasaKuasa sistem 1 fasa (merujuk elemen fasa):

P1 = VPH IPH kos

Kuasa 1 fasa dalam sistem 3 fasa (merujuk elemen fasa):

P1 = VPH IPH kos

Jumlah Kuasa 3 fasa dalam sistem 3 fasa (merujuk elemen fasa):

P3 = 3 P1

= 3VPH IPH kos


34/38

Kuasa merujuk kepada elemen talian.Sambungan bintang:VL = 3 VPH VPH = VL/3

IL = IPH

Oleh kerana:

P3 = 3 P1 = 3 VPH IPH kos

= 3 . (VL/3) . IL . kos

= 3 . (VL/3) . 3 IL . kos Oleh itu:

Pbintang L = 3 .VL . IL . kos

Sambungan delta:

VL = VPH

IL = 3 IPH IPH = IL/3

Oleh kerana:

P3 = 3 P1 = 3 VPH IPH kos

= 3 . VL . (IL /3) . kos

= 3 . 3 . VL . (IL /3) . kos Oleh itu:

Pdelta-L = 3 .VL . IL . kos

Kuasa tiga fasa merujuk elemen talian:

P3 = 3 .VL . IL . kos


35/38


36/38

Kuasa dalam Sistem 3

LLIVS 3=

kosIVP LL3=

Kuasa Ketara(apparent power),S (VA)

Kuasa sebenar

(true power/real power),P (W)

Kuasa reaktif(reactive power), Q (VAr)

sin3 LLIVQ =


37/38

Summary balanced STAR & DELTA

ZPH=VPH / IPHZPH=VPH / IPH

IPH=IL / 3IPH=IL

VPH= VLVPH= VL / 3

DELTASTAR


38/38

Phase & Line Quantity

3VLILsin3VPHIPHsin

Kuasa reaktif

(reactive power),Q (VAr)

3VLILcos3VPHIPHcosKuasa sebenar

(true power/real power),

P (W)

3VLIL3VPHIPH

Kuasa Ketara

(apparent Power),

S (VA)

LINE QUANTITYPHASE QUANTITYPOWER

unit 1 - sistem tiga fasa

Documents