DASAR-DASAR SISTEM TENAGA LISTRIK Oleh: Ir.. Dadang Ir Dada ng Lukman Luk man Hakim Hakim,, MT. MT.
POLA SISTEM TENAGA LISTRIK
D ASAR-D ASAR SISTEM TENAGA LISTRIK 1. TEORI D ASAR LISTRIK 2. D ASAR-D ASAR PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK 3. D ASAR-D ASAR TRANSMISI TENAGA LISTRIK 4. D ASAR-D ASAR DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 5. D ASAR-D ASAR PEMANFAATAN TENAGA LISTRIK
TEORI D ASAR LISTRIK BESARAN LISTRIK DAN SATUANNYA
Besaran Listrik Arus
Satuan Ampere
Alat Ukur Ampere meter
Tegangan
Volt
Volt meter
Tahanan/resistansi
Ohm
Ohm meter
Daya semu
VA
Daya aktif
Watt
Watt meter
Daya reaktif
VAR
VAR meter
Energi aktif
Wh
kWh meter
Energi reaktif
VARh
kVARh meter cos N meter
Faktor daya Frekuensi
Hz
Frekuensi meter
SATUAN TURUNAN BESARAN LISTRIK
Besaran Listrik
Satuan Dasar
10
12
10
9
10
6
10
3
10
3
10
6
Arus
A
mA
kA
Tegangan
V
mV
kV
Tahanan
;
m;
k;
M;
Induktansi
H
Kapasitansi
F
Daya semu
VA
kVA
MVA
Daya aktif
W
kW
MW
pF
nF
Q; QH QF
VAR
kVAR MVAR
Energi aktif
Wh
kWh
MWh
VARh
kVARh
MVARh
Faktor daya Frekuensi
Tidak memiliki satuan Hz
9
G;
mH
Daya reaktif Energi reaktif
10
kHz
MHz
GW GWh
HUKUM OHM I
A
+
+
I
V
V
-
R = V
A
-
Bila tegangan (V) diterapkan pada sepotong kawat logam , sebagaimana diperlihatkan dalam gambar diatas , arus (I) yang mengalir melalui kawat tersebut sebanding dengan tegangan (V) yang membentang antara dua titik didalam kawat itu. Sifat ini dikenal sebagai hukum Ohm [ George Simon Ohm ] V = I R atau I = G V Dimana :
1
G = konduktansi
[ siemen (s) atau mho ] p R =
R = Resistansi
[ ohm ( ; ) ]
G
Hukum Arus Kirchhoff ( Hukum Kirchhoff I )
Hukum Arus Kirchhoff ( Robert Kirchhoff ) Jumlah aljabar dari arus-arus pada semua cabang yang bertemu disat u t it ik yang sama adalah nol §I=0 I2
I1
Tit ik simpul
I1 + I2 + I3 = 0
I3
dalam bent uk matemat is , unt uk n cabang yang bertemu di sat u simpul I1 + I2 + . + In = 0
Kaidah lintasan t ertutup n Kirchhoff ) ( Hukum T eg an ga Hasil p en jumlahan al ja bar tiap gg l dalam s em baran g n hasil lintasan t ertutup lintasan t ertutup sama d en ga p en jumlahan al ja bar hasil kali IR IR dalam lintasan utan t ertutup yan g bersan gk
§ E = § § II R I
E1+ -
R + - E2
§ § E 1 E 2 = § I R
PERBEDAAN
ARUS SE ARAH DENGAN ARUS BOLAK-BALIK
Arus searah
Arus bolak-balik
Direct current
Alternating current
frekuensi = 0 ( f = 0 )
Polaritas
tegangan tidak
Ada frekuensi ( f { 0 ) Dapat terbalik
boleh terbalik
Dapat disimpan
Tidak dapat disimpan
Sulit
Tegangan/ arus mudah dinaikkan atau diturunkan
Terbatas
Energi
yang dihasilkan
dapat besar-besaran
RANGKAIAN SERI R1
R3
R2
V1
V2
V3 -
+
E Sif at-sif at Rangkaian
seri :
Arus t idak terbagi dan besarnya sama disemua resist ansi yang diserikan ( I1 = I2 = I3 ) Tegangan berbeda tergant ung nilai resist ansinya ( V1 { V2 { V3 )
R
tot al
> R terbesar yang diserikan
R
tot al
= § R yang diserikan
R
tot al =
R1 + R2 + R3
RANGKAIAN P ARALEL I
I1
R1
I2
R2
I3
R3 -
+
E Sifat-sifat Rangkaian Paralel :
Arus terbagi dan besarnya berbeda sesuai nilai resist ansinya
Tegangan sama pada set iap resist ansi yang diperolehkan
R
tot al
< R terkecil yang diparalelkan
1
Rtot al
=
1
R1
1
+
R2
+
1
R3
AIAN TR ANSFORM ASI D ARI R ANGK AIAN ( D AN SEB ALIK N Y A Y K E R ANGK x R 1 Rc
Rb R 2
R 3
y
z
R1 = R2 =
Rb Rc
Ra
z
Ra =
Ra + Rb + Rc Ra Rc
Rb =
Ra + Rb + Rc
R3 =
Ra Rb Ra + Rb + Rc
Rc =
y
R 1R 2 + R 2R 3 + R 3R 1 R 1 R 1R 2 + R 2R 3 + R 3R 1 R 2 R 1R 2 + R 2R 3 + R 3R 1 R 3
PEMBACAAN
Harga sesaat p
HARGA GELOMBANG LISTRIK
Osciloscop
Harga pada saat kit a melihat t inggi gelombang t sb. ( berubah-ubah sesuai dengan wakt u ) e
e(t ) = Emaks sin [t Emaks
t
HARGA RATA-RATA
Harga rata-rata p Harga seperti pada arus searah yang mempunyai luasan yang sama dengan luasan gelombang pada perioda yang sama
e
t
T Luas
Luas
= T
T Vrat a-rat a =
f (t ) dt 0
Vrat a-rat a =
1
T
f (t ) dt
T 0
HARGA EFEKTIF
DC
Harga efekt if p AC Volt meter ( rms = root mean square ) AC
P = 500 W
P = 500 W
I = 10 A ; t = 1 det ik
I = 10 A ; t = 1 det ik
Harga efekt if p yait u harga pada AC yang memberi tenaga yang sama pada DC, jika energinya sama dan periodanya sama Energi DC = Energi AC T I2 R t = R i2 dt
0 Ieff =
1 T 0
T
i2 dt
DJBB
PENGERTIAN
DASAR SEGITIGA DAYA LISTRIK Daya kompleks / Daya se jat i
[ S ] kV A , MV A
( Apparent power ) Daya Reakt if / Daya but a
Daya listrik
[ Q ] kV Ar, MV Ar
( Reactive power ) Daya akt if / Daya nyat a ( Real power ) S
=P+jQ
S
Q
N P
[ P ] kW , MW
DAYA LISTRIK
y Listrik Arus Searah (DC): P = V.I (watt)
y Listrik Arus Bolak-balik (AC): Satu fasa: P = V.I.cosN (watt) S = V.I (VA) Q = V.I.sin N (VAR) Tiga fasa: P = 1,732.V.I.cos
N (watt)
S = 1,732.V.I (VA) Q = 1,732.V.I.sin
N (VAR)
Catatan: 1 hp = 746 watt
BEBAN INDUKTIF & BEBAN KAP ASITIF Lagging
BEB AN INDUK TIF S
tert inggal
b
V
Q(posit if )
S
R
I
P(posit if )
Leading
S
mendahului
P(posit if ) N (negat if )
V
N
N (posit if )
jX L
BEB AN K AP ASITIF
b
V
R
- j X c
I N
S
Q(negat if )
V
DJBB
HUBUNGAN SISTEM BINTANG ( Y ) IR
u
R
I1
I0
I3
0
IT
T
z
x
y
z
u
v
w
x
y
w
IS
I2
v
S
§ I= 0
IR + IS + IT - I0 = 0 4
Hubungan Bintang ( Y )
kawat p Beban t idak seimbang ( jaringan distribusi )
3 kawat p Beban seimbang
HUBUNGAN BINTANG
E S
ET
120° E R
ERT = ER ET
ESR = ES ER
ETS = ET - ES
A E
R
0
B ES
C E T
K eist imewaan Hubungan Bint ang ( Y )
ELINE = 3 EF AS A
ILINE =
IF AS A
ERT
O AC
= ( sama sisi
O AB
= ( sama kaki
OB
= ½3 O A
OB
= ½3 EF AS A
ERT = 2 OB ERT = 2 ½3 EF AS A
= 3 EF AS A
HUBUNGAN SISTEM DELTA ( ( ) R
IR = I1 I3
IR
IS = I2 I1 IT = I3 I2
T
IT
I3 I2
z
x
y
I1 u
v
w
IS
S
K eist imewaan Hubungan delt a ( ( )
ELINE = EF AS A
ILINE
= 3 IF AS A
Biasanya motor f asa t iga , dapat diat ur hubungan (- Y melalui saklar
Yang berguna unt uk mengat ur arus awal dari motor f asa t iga
Hubungan Bint ang ( Y ) p EF AS A = ELINE /3 p IF ASA q kecil/turun
