E2001/UNIT6/1
SUBSTATION
OBJEKTIF
Objektif am : Mempelajari dan memahami jenis-jenis jenis-j enis pencawang, peralatan peralatan pencawang, pencawang utama 33/11 kV, pencawang pengagihan 11 kV/415V dan jenis jenis serta serta susunan basbar. basbar.
Objektif khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :-
1. Melakarkan jenis sambungan piawaian star-star, star-delta, delta-star dan delta-delta dalam sistem bekalan kuasa. 2. Menyenaraikan tata cara bagi menjalankan ujian kekutuban tanda dan ujian kekutuban tolak. 3. Melakarkan simbol pengutuban.
E2001/UNIT6/2
6.0 Pengubah Tiga Fasa
Penjanaan kuasa elektrik kebiasaannya adalah dalam bentuk tiga fasa pada nilai voltan yang tinggi, sehingga mencapai angka 132 kV atau lebih. Manakala penghantaran kuasa ini pula dilakukan pada nilai voltan yang lebih tinggi, 110kV, 132kV atau 275kV kerana ianya adalah lebih cekap berbanding dengan penghantaran pada voltan yang rendah. Voltan yang tinggi ini akan akan diturunkan semula di bahagian penerima kepada nilai yang bersesuaian untuk tujuaan pengagihan dan penggunaan. Bagi tujuan tersebut pengubah tiga fasa diperlukan. Rajah 6.1 menunjukkan asas binaan pengubah tiga fasa. Rajah 6.1 Asas binaan pengubah tiga fasa 6.1 Sambungan Piawaian Pengubah Tiga fasa
Terdapat pelbagai tatarajah sambungan yang boleh dibuat terhadap pengubah tiga fasa, tetapi di antara sambungan yang paling biasa dilakukan bagi pengubah tiga fasa adalah seperti berikut; (a). (b). (c). (d).
Bintang-Bintang Bintang-Delta Delta-Delta Delta-Bintang
E2001/UNIT6/3
6.1.1 Sambungan Bintang-Bintang ( Y
Y)
–
Sambungan jenis ini adalah ekonomik bagi pengubah berkadaran arus yang kecil dan bervoltan tinggi kerana nisbah belitan/fasa dan jumlah penebatan adalah minimum. Voltan Fasa =
1 3
Voltan Talian
Sambungan Y-Y ini berkendali dengan cekap sekiranya beban tiga fasa yang dikenakan berkeadaan seimbang. Sekiranya beban pada bahagian belitan sekunder pada pengubah tidak seimbang, voltan fasa pada bahagian beban akan berubah kecuali beban pada titik bintang di bumikan. Kesukaran bagi mengantikan neutral boleh diatasi dengan menyambung titik utama pengubah kepada titik bintang pada penjana. Rajah 6.3 menunjukkan sambungan bintang-bintang pengubah tiga fasa.
E2001/UNIT6/4
C
c
C
c
B
b
B
b
A
a
A
a
R N B
A
a
A C
b
B
b
C
c
a
c
Rajah 333: Sambungan Y -
Rajah 6.2 Sambungan Y - Y
Rajah 6.3 Sambungan Y
6.1.2 Sambungan Bintang-Delta ( Y
Sambungan jenis ini digunakan pada penghujung talian hantaran, iaitu di pencawang di mana voltan perlu diturunkan. Belitan utama bersambungan Y dengan dengan titik N dibumikan. Nisbah voltan talian di antara sekunder dan utama ialah
V talian sekunder V talian utama
1
1
3 kali
nisbah pengubah (K ).
K
3
terdapat anjakan fasa sebanyak 30 darjah di antara voltan talian utama dan sekunder. Juga arus hormonik ketiga mengalir ke dalam sambungan delta dan memberikan fluks bentuk sinus. Bahagian voltan tinggi pada pengubah, penebatannya mendapat tegasan hanya menjangkau kepada 58 peratus voltan talian ke talian oleh kerana itu terdapat sedikit penjimatan kos dalam proses penebatan sambungan jenis ini. Rajah 6.3 menunjukkan sambungan bintang – delta pengubah tiga fasa.
E2001/UNIT6/5 6.1.3 Sambungan Delta-Bintang (
Sambungan ini pada amnya digunakan di mana voltan perlu dinaikkan, misalnya di permulaan talian hantaran voltan tinggi. Punca neutral N bagi sekunder dibumikan untuk mendapatkan sistem 3-fasa 4-talian. V talian sekunder V talian utama
3 x K
Sambungan jenis ini mempunyai kelebihan di mana ia boleh membekalkan kuasa kepada peralatan 3-fasa dan juga untuk litar lampu fasa tunggal pada masa yang sama. Rajah 6.4 menujukkan sambungan delta-bintang pengubah tiga fasa. C
c
C
c
B
b
B
b
A
a
A
a
B
a
b
A
a
A c
C
Rajah 6.4 333:Sambungan Sambungan Rajah
C
- Y
b
B
c
Rajah 6.5 13.1.3: Sambungan Rajah Sambungan
-
6.1.4 Sambungan Delta-Delta (
Sambungan jenis ini adalah ekonomik bagi pengubah besar bervoltan rendah dan kadaran arus yang tinggi. Kelebihan sambungan jenis ini ialah ia tidak mempunyai kesan buruk walaupun beban tidak seimbang ( voltan tiga-fasa tidak berubah) dan di samping itu juga sekiranya salah satu fasa tidak berfungsi atau salah satu fasanya terjadi kerosakan, sistem bekalan masih boleh terus berkendali dalam tata rajah DELTA terbuka ( V V ) tetapi pada tahap keupayaan yang berkurangan iaitu pada 58 peratus nilai keupayaan biasa. –
E2001/UNIT6/6 Sambungan ini juga tidak berlaku penukaran fasa di antara voltan utama dan sekunder. Kesan fluks herotan juga tidak tidak terdapa, ini disebabkan komponen harmonik ketiga bagi arus permagnetan boleh mengalir melalui belitan utama sambungan delta tanpa mengalir menerusi kabel talian. Walaubagaimanapun sambungan delta memerlukan lebih penebatan berbanding sambungan Y Y . Rajah 6.5 menunjukkan sambungan –
E2001/UNIT6/7
SEBELUM
MENERUSKAN
SELANJUTNYA…!
INPUT PADA
MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 6a-1 Nyatakan EMPAT (4) jenis sambungan pengubah tiga fasa. a. b. c. d.
6a-2 Lengkapkan sambungan litar bagi kedua-dua pengubah tiga fasa pada Rajah 6a-1 dan Rajah 6a-2 mengikut jenisnya.
C
c
C
c
B
b
B
b
A
a
A
a
Rajah 6a-1 Sambungan
Rajah 6a-2 Sambungan
E2001/UNIT6/8
SYABAS!!! KERANA ANDA TELAH MENCUBA
6a-1: a. Sambungan bintang-bintang b. Sambungan bintang -delta c. Sambungan delta-delta d. Sambungan delta-bintang
6a-2: C
c
C
c
B
b
B
b
A
a
A
a
B
a
b
b
B A
A C
C
c
Rajah 6a-4 Sambungan Rajah 333: Sambungan
- Y
a
Rajah 6a-5 Sambungan
c
6.2
E2001/UNIT6/9
Pengutuban Pengubah
Apabila belitan utama pengubah diberi tenaga oleh satu punca A.U. Satu urat daya magnet ulangalik diwujudkan dalam teras pengubah. Urat daya magnet ini menyambung pusingan-pusingan bagi setiap belitan pada pengubah, dengan ini mengaruhkan voltan-voltan au dalamnya. Merujuk kepada Rajah 6.6:-
1
3
5
7
9
2
4
6
8
10
Rajah 6.6 Panduan ujian kekutuban
Satu voltan A.U berterusan mengubah nilainya dan juga kekutupannya. Oleh itu, voltan melintangi belitan utama (terminal 1 dan 2) turut mengubah kekutuban terminal 1 berbanding dengan terminal 2. terminal 1 dan 2 tidak boleh mempunyai kekutupan yang sama. Terminal 1 mestilah positif atau negative berbanding dengan satu sama lain. Apabila disebut kekutuban belitan-belitan pengubah, kesemua terminal-terminal yang mempunyai kekutupan yang sama ( positif atau negative) pada suatu ketika ditandakan. Tanda-tanda kekutupan digunakan untuk menanda terminal-terminal. Tanda-tanda ini boleh jadi titik-titik hitam, palang-palang, nombor-nombor, huruf-huruf atau sebarang cara untuk menunjukkan terminal-terminal tertentu adalah keupayaan kutub yang sama. Misalnya, dalam Rajah 6.6 di atas, kita menggunakan titik-titik hitam. Titik-titik hitam, “tanda-tanda kekutupan”, menunjukkan bahawa bagi satu ketika masa yang diberi:-
E2001/UNIT6/10 Apabila
dan
1 adalah posistif berbanding dengan 2, 3 adalah posistif berbanding dengan 4, 5 adalah posistif berbanding dengan 6, 7 adalah posistif berbanding dengan 8, 9 adalah posistif berbanding dengan10,
Sesuatu terminal tidak boleh menjadi positif secara bersendirian. Iahanya boleh menjadi positif apabila berbanding dengan satu terminal lain. Oleh itu,pada mana-mana ketika masa yang diberi, terminal-terminal 1, 3, 6, 7 dan 10 adalah positif berbanding dengan terminal-terminal 2, 4, 5, 8 dan 9.
6.3 Ujian Penentuan Pengutupan
Ujian pengutupan perlu dilakukan terhadap pengubah sebelum ia digunakan ini kerana bagi mengetahui pengubah yang hendak digunakan itu adalah dari jenis pengutupan tambah (additive) atau jenis pengutupan tolak ( subtractive). Bagi menjalankan ujian pengutupan ini beberapa langkah yang telah digariskan perlu dipatuhi.
6.3.1 Penentuan Kekutupan Tambah a1 / x2
a2 / x1 120 V
Vt
360
Vr 240 V
Rajah 6.7(a) Ujian kekutuban
A 2 / H1
240 V
A 1 / H2
Rajah 6.7(b) Kekutuban tambah
Langkah-langkah:
1. Pilih dan gunakan belitan voltan tinggi (BVT) sebagai gegelung rujukan. 2. Sambungkan salah satu pangkal pada belitan yang sedang diuji (belum diketahui kekutupannya). 3. Tandakan pangkal kedua-dua pada gegelung rujukan dengan titik kekutupan (positif seketika). 4. Sambungkan meter volt (pada julat tertinggi) merintangi pangkal bertitik tadi dengan pangkal kedua pada gegelung yang diuji seperti Rajah 6.7(a).
E2001/UNIT6/11 Berikan bekalan (nilai kadaran atau kurang) pada belitan rujukan. 5. Catatkan voltan merintang gegelung rujukan Vr dan voltan ujian Vt merintangi gegelung di uji. 6. Sekiranya voltan ujian, Vt>Vr, kekutuban adalah bertambah dan tandakan titik pada pangkal gegelung diuji seperti yang ditunjukkan pada Rajah 6.7 (b).
6.3.2 Penentuan Kekutupan Tolak a2 / x1
a1 / x2 120 V
120
Vt
Vr 240 V
Rajah 6.8 (a) Ujian kekutuban
A 2 / H1
240 V
A 1 / H2
Rajah 6.8 (b) Kekutuban tolak
Langkah-langkah:
1. Pilih dan gunakan belitan voltan tinggi (BVT) sebagai gegelung rujukan. 2. Sambungkan salah satu pangkal pada belitan yang sedang diuji (belum diketahui kekutupannya). 3. Tandakan pangkal kedua-dua pada gegelung rujukan dengan titik kekutupan (positif seketika). 4. Sambungkan meter volt (pada julat tertinggi) merintangi pangkal bertitik tadi dengan pangkal kedua pada gegelung yang diuji seperti Rajah 6.8 (a). 5. Berikan bekalan (nilai kadaran atau kurang) pada belitan rujukan. 6. Catatkan voltan merintang gegelung rujukan Vr dan voltan ujian Vt merintangi gegelung di uji. 7. Sekiranya voltan ujian, Vt
“Mengikut Piawaian British (BS), pangkal gegelung yang bertitik dilabelkan sebagai A2 bagi belitan voltan tinggi (BVT) dan a2 bagi belitan voltan rendah (BVR). Manakal pangkal yang tidak bertitik pula dilabelkan sebagai A1 dan a1. ini adalah kerana (mengikut BS) d.g.e sekunder (BVR) bertindak dari a1 ke a2 (lihat Rajah 6.7 dan 6.8)”.
E2001/UNIT6/12 “Mengikut Piawaian Amerika, pangkal bertitik dilabelkan sebagai H1 bagi BVT dan X1 bagi BVR, manakala pangkal tidak bertitik dilabelkan sebagai H2 bagi BVT dan X2 bagi BVR (lihat rajah 6.7 dan 6.8)”.
E2001/UNIT6/13
SEBELUM
MENERUSKAN
SELANJUTNYA…!
INPUT PADA
MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.
6b-1 Merujuk kepada rajah 6, merupakan simbol pengkutupan nyatakan parameter-parameter yang bertanda 6b1-1 hingga 6b1-3.
6b1-1 6b1-2
6b1-3 Rajah 6b-1 Simbol Pengkutuban
6b-2 Jika voltan yang merintangi gegelung rujukan l ebih besar berbanding voltan ujian yang merintangi gegelung yang diuji apakah jenis pengkutapan ini
6b-3 Jika voltan yang merintangi gegelung rujukan lebih kecil berbanding voltan ujian yang merintangi gegelung yang diuji apakah jenis pengkutapan ini
E2001/UNIT6/14
SYABAS!!! KERANA ANDA TELAH MENCUBA
6b-1: 6b1-1 Voltan ujian merintangi gegelung ujian ( Vt ) 6b1-2 Voltan merintangi gegelung rujukan ( Vr ) 6b1-3 Sumber voltan ( 240 V ) 6b-2 Pengkutupan tolak 6b-3 Pengkutupan tambah
E2001/UNIT6/15
Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Jika soalan tidak diberikan, sila barbingcang dengan pensyarah anda.
Selamat mencuba semoga berjaya !!!
SOALAN 6-1
(a). Penghantaran dan pengagihan voltan tinggi dan rendah memerlukan pengubah tiga fasa sebagai alat yang digunakan untuk menurunkan dan menaikan nilai voltan pada kadar yang dikehendaki, senaraikan EMPAT (4) jenis sambungan yang terdapat pada pengubah tiga fasa tersebut. (b). Berdasarkan soalan 4-7(a), lukiskan keempat-empat sambungan penugubah tiga fasa tersebut. (c). Merujuk soalan 4-7(b), nyatakan ciri-ciri sambungan yang terdapat pada setiap jenis pengubah tersebut. SOALAN 6-2
Berikan kelebihan-kelebihan menggunakan satu unit pengubah tiga fasa berbanding dengan menggunakan tiga unit pengubah fasa tunggal dalam sistem bekalan tiga fasa. (a). Delta/Bintang. (b). Bintang/Delta
SOALAN 6-3
(a). Apakah yang dimaksudkan dengan pengukutuban pengubah. (b). Lakarkan simbol bagi ujian pengkutupan. (c). Berdasarkan kepada rajah litar terangkan langkah-langkah; i). Ujian pengkutupan tambahan ii). Ujian pengkutuban tolak
CADANGAN :
“Untuk memudahkan pelajar lebih memahami modul ini, buatlah lawatan ke stesen-stesen pencawang yang berdekatan atau memberikan pelajar latihan dengan membuat model-model pencawang dan basbar”.
E2001/UNIT6/16
Adakah anda telah mencuba dahulu ? Jika “YA” syabas!!!, sila semak jawapan anda, bagi jawapan yang tidak diberikan sila berjumpa dengan pensyarah anda.
J.6-1
(a). i). Sambungan bintang-bintang ii). Sambungan bintang-delta iii). Sambungan delta-delta v). Sambungan delta-bintang (b). Sila rujuk Unit 4/ 30-33 (c). Sila rujuk Unit 4/ 30-33 J.6-2 Sila rujuk Unit 4/ 30-33 J.6.3
(a). Sila rujuk Unit 4/ 33 (b). Sila rujuk Unit 4/ 33 (c). Sila rujuk Unit 4/ 34-36
E2001/UNIT6/17
