5sistem3phasa-mata kuliah teknik elektro160530204005.pptx

Sistem 3 fasa

1. Sistem 3 Phasa

2. Pendahuluan PLN mengaplikasikan sistem 3-phase dalam keseluruhan sistem kelistrikannya , mulai dari pembangkitan , transmisi daya hingga sistem distribusi . Sistem 3-phase secara umum lebih ekonomis dalam penghantaran daya listrik , dibanding dengan 1-phase untuk ukuran penghantar yang sama karena  : Dapat menghantarkan daya listrik yang lebih besar . Dapat mensuplay daya ke beban yang membutuhkan daya listrik besar seperti motor-motor listrik .

3. Sistem kelistrikan PLN secara umum dibagi dalam 3 bagian besar : Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik Terdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar di berbagai tempat , dengan jenis-jenisnya antara lain yang cukup banyak adalah PLTA ( menggunakan sumber tenaga air) PLTU ( menggunakan sumber batubara ) PLTG ( menggunakan sumber dari gas alam ) PLTGU ( menggunakan kombinasi antara gas alam dan uap ) Pembangkit-pembangkit tersebut mengubah sumber-sumber alam tadi menjadi energi listrik .

4. 2. Sistem Transmisi Daya Energi listrik yang dihasilkan dari berbagai pembangkit tadi harus langsung disalurkan karena energi listrik sebesar itu tidak bisa disimpan   dalam baterai . Kapasitas baterai terbatas untuk menyimpan energi yang sangat besar dan menjadi sangat tidak ekonomis . Misalnya : accu 12Vdc dengan kapasitas 50Ah akan menyimpan energi listrik maksimal kira-kira 600 Watt untuk pemakaian penuh selama 1 jam. Sedangkan total pemakaian daya listrik untuk jawa-bali bisa melebihi 15,000 MW (15,000,000,000 Watt). Jadi …. tidak mungkin disimpan dalam baterai .

5. Oleh sebab itu , suplai energi listrik harus sesuai dengan permintaan pada saat itu juga Karena itu sistem transmisi daya listrik dibangun untuk menghubungkan pembangkit-pembangkit listrik yang tersebar tadi dan menyalurkan listriknya langsung saat itu juga ke pelanggan-pelanggan listrik . Saluran penghantarannya dikenal dengan nama SUTT ( Saluran Udara Tegangan Tinggi ), SUTET ( Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi ) dll .

6. 3. Sistem Distribusi Daya Listrik Dengan sistem transmisi , listrik akan sampai ke pelanggan-pelanggannya ( terutama perumahan ) dengan terlebih dahulu melalui Gardu Induk dan kemudian Gardu Distribusi . Gardu Induk mengambil daya listrik dari sistem transmisi dan menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi yang tersebar ke berbagai daerah perumahan . Pada gardu distribusi , terdapat trafo distribusi yang menyalurkan listrik langsung ke rumah-rumah dengan melewati JTR ( Jaringan Tegangan Rendah ).

7. Listrik 3-phase adalah listrik AC ( alternating current ) yang menggunakan 3 penghantar yang mempunyai tegangan sama tetapi berbeda dalam sudut phase sebesar 120  . Ada 2 macam hubungan dalam koneksi 3 penghantar tadi :  Hubungan bintang (“Y” atau star) dan Hubungan delta. Sesuai bentuknya , yang satu seperti huruf “Y” dan satu lagi seperti simbol “delta” atau segitiga . Sistem 3 Phase

8. Hubungan Bintang 1. Hubungan Bintang

9. Titik netral di-tanahkan Tegangan 3-fasa mempunyai magnitudo yg sama . Perbedaan fasa antar tegangan adalah 120°.

10. Hubungan bintang digambarkan dengan bentuk huruf Y. Terdiri dari 3 kabel sebagai saluran (line) arus ke beban. Untuk membedakan ketiga kabel saluran umumnya diberi simbol R, S, dan T atau a, b, dan c. Arus yang mengalir pada tiap saluran disebut arus line (IL) dan tegangan antar 2 buah saluran disebut Tegangan line (VL) Arus yang mengalir pada tiap saluran sama dengan arus yang mengalir pada tiap phasanya sedangkan Tegangan saluran VL sama dengan √3 Vp, VL= √3 Vp Titik pertemuan dari masing-masing phase disebut dengan titik netral.

11. Jenis Tegangan 3 Phasa Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3-phase ini : Tegangan antar phase (Vpp :  voltage phase to phase  atau   Voltage line to line ) Tegangan phase ke netral (Vpn :  Voltage phase to netral  atau  Voltage line to netral ). Sistem tegangan yang digunakan PLN pada trafo distribusi JTR (380V/220V), dengan titik netral ditanahkan seperti pada gambar berikut.

12. Hubungan Tegangan phasa dengan Tegangan Saluran dan Tegangan netral :

13. Sistem Berbeban : Jaringan Tegangan Rendah

14. Beban tiap saluran dinyatkan dengan Impedansi beban misalnya Za, Zb, Zc Setiap sumber tegangan mensuplai arus saluran ( arus jala-jala ) ke beban . Besarnya arus line dinyatakan sebagai :

15. Arus Netral pada sistem 3-phase Salahsatu karakteristrik sistem 3-phase adalah bila sistem 3-phase tersebut mempunyai beban yang seimbang , maka besaran arus phase di penghantar R-S-T akan sama sehingga In ( arus netral ) = 0 Ampere. Misalnya pada gambar diatas , ketiga rumah mempunyai beban yang identik seimbang . Maka arus netral sebagai penjumlahan dari ketiga arus phase tersebut akan menjadi : Ir + Is + It = In –> Bila beban seimbang maka Ir = Is = It dan In = 0 Ampere. Sistem penjumlahannya adalah penjumlahan secara vektor .

16. Jika Beban Setimbang ( Za = Zb = Zc ) maka : Faktanya , beban seimbang dari ketiga phase hampir tidak ada , karena beban listrik setiap rumah belum tentu sama .  Bila terjadi ketidakseimbangan beban , maka besar arus listrik setiap saluran tidak   sama , akibatnya arus netral tidak lagi sebesar 0 Ampere. Semakin tidak seimbang bebannya , maka arus netral akan semakin besar .

17. Beban Setimbang Dalam keadaan beban setimbang , daya 3 phasa adalah : P = √3 VI cos  Dimana : V = tegangan saluran I = arus saluran

18. Hubungan Delta Sistem Delta hanya mempunyai satu macam tegangan , yakni LINE to LINE ( VLL ) Sistem mempunyai dua arus : Arus saluran Arus fasa

19. Arus fasa adalah : Arus Saluran (line) : Pada beban setimbang :

20. Perhitungan Daya 3-Fasa Daya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa Jika beban setimbang :

21. Sistem Bintang : Sistem Delta:

22. Pengukuran Pada sistem 4-kawat, daya nyata (P) diukur dengan tiga buah watt-meter 1-fasa. Dalam sistem 3-kawat, daya nyata diukur dengan dua buah watt-meter 1-fasa. Wattmeter disuplai oleh tegangan LINE to LINE.

23. Diagram Pengukuran Daya Pada KWh 3-Phasa

24. Diagram Pengukuran Daya Pada KVarh 3-Phasa

25. Sekian