TEKNOLOGI ELEKTRIK 1 - Unit 9

KAEDAH SAMBUNGAN SISTEM 3Φ

E1063/UNIT9/1

KAEDAH KAEDAH SAMBUNGAN SISTEM 3 Φ

OBJEKTIF AM Memaham Memahamii konsep-ko konsep-konsep nsep asas sistem sistem sambunga sambungan n bintang bintang dan sambungan delta

Un

9

OBJEKTIF KHUSUS

Di akhir unit ini anda dapat : 

Menera Menerangk ngkan an bahaw bahawa a beban beban tiga tiga fasa fasa boleh boleh disam disambun bung g secara secara Bintang yang mempunyai empat (4) pengalir. pengalir.



Menyatakan bahawa beban tiga fasa boleh disambung secara Delta yang mempunyai tiga (3) dawai hidup.



Membuktikan bahawa dalam sambungan Bintang ; Arus talian = Arus fasa Voltan talian = 3 Voltan fasa



Membuktikan bahawa dalam sambungan Delta; Arus talian = 3 Arus fasa Voltan talian = Voltan fasa



Mengirakan nilai kuasa di dalam sistem 3 Φ



Menye Menyeles lesaik aikan an masal masalah ah pengir pengiraan aan yang yang melib melibatk atkan an sambun sambungan gan Bintang dan Delta.


E1063/UNIT9/2

INPUT

9.0

SAMBUNGAN SAMBUNGAN BINTANG BINTANG

Sambungan Sambungan Bintang Bintang juga dikenali sebagai sambungan sambungan Wai Wai (Y) atau STAR. STAR. Beban pada setiap fasa kebiasaanny kebiasaannyaa adalah seimbang seimbang . Sambungan Sambungan jenis ini mempunyai mempunyai empat dawai pengalir iaitu tiga (3) dawai hidup dan satu (1) talian neutral; a) b) b) c) d)

Talia alian n Mera Merah, h, R Talian alian Kuni Kuning ng,, Y Talia alian n Biru Biru,, B Talian alian Neut Neutra ral, l, N

R (Talian Merah)

Beban N (Talian (Talian Neutral)

Beban Y (Talian Kuning)

B

(Talian (Talian Biru)

Rajah 9.1 : Sambungan Bintang

Beban


9.0.1

E1063/UNIT9/3

Voltan Talian, V L

Voltan talian ( V L ) ialah nilai voltan yang diukur di antara dua talian hidup. Manakala, voltan fasa ( V P ) ialah nilai voltan yang diukur di antara talian hidup dengan talian neutral (Rajah 9.2).

R

A

V P = E RN V L N E

V P = E YN

V L

V P = E BN Y B

C

V L B Rajah 9.2 : Voltan Dalam Sambungan Bintang

Nilai dge dianggap dianggap positif positif apabila bertindak bertindak keluar keluar dari titik neutral. neutral. ERN , EYN dan EBN dinamakan Voltan fasa ( V P ). Beza fasa di antara voltan-voltan fasa adalah adalah sama iaitu 120o. Bagi sambungan bintang, hubungan matematik di antara voltan talian dengan voltan fasa adalah seperti persamaan (9.1) di bawah ;

= ( 9.1 )

Ingat !!!

9.0. 9.0.2 2

Arus Arus Tali alian , I L


E1063/UNIT9/4

Arus talian ialah arus yang yang mengalir di dalam talian, manakala arus fasa pula ditakrifkan sebagai arus yang mengalir di dalam fasa.

R

I R

= I L (Arus talian merah)

I PR

= I P (Arus fasa merah)

I N = I L (Arus talian neutral) N

I PB

= I P (Arus fasa biru)

I Y = I L (Arus talian kuning) I PY

Y

I B

=

I P (Arus fasa kuning)

= I L (Arus talian biru)

B Rajah 9.3 : Arus Dalam Sambungan Bintang

Merujuk kepada kepada Rajah 9.3 di atas, bagi sambungan sambungan bintang, bintang, arus fasa ( I P ) iaitu I PR , I PY dan I PB adalah sama nilainya dengan arus talian ( I L ) iaitu I R , I Y dan I B . Dalam bentuk bentuk persamaan matematik, hubungan di antara arus talian dan arus fasa boleh ditulis seperti persamaan (9.2).

= (9.2)

a n n e u k i p n I


E1063/UNIT9/5

Contoh 9.1 : Tiga Tiga galangan galangan yang seragam setiap satunya berintangan 10Ω dan berkearuhan berkearuhan 0.019H, 0.019H, diberikan diberikan bekalan 415V 415V, 50Hz. Kirakan Kirakan nilai arus talian, arus fasa, voltan fasa dan voltan talian jika ketiga –tiga galangan tersebut disambung secara bintang.

Penyelesaian : Voltan talian , V L Voltan fasa , V P =

=

(Voltan (Voltan bekalan 3Φ = Voltan talian)

415 V 415 V L

3

=

=

3

239.6 V

(kerana sambungan bintang)

Dapatkan nilai galangan , Z P = R 2 + X L 2 ............................... pers. 1 di mana, X L ∴

2π fL = 2π (50)(0.019) = 5.97

=

Z P = 10 2

Arus fasa, I P =

Arus talian, I L

V P Z p

= I P

=

+ 5.97

239.6 11.65

2

Ω.

= 11.65Ω

= 20.57 A

= 20.57 A

(kerana sambungan bintang)

h a l u d , a a a a t n a s a a t f u i k n a a n a n i t l k a a a l t a i a l y t a d o n o g i n v m s d a n n a t a l k m y k n i o a a r a l v n t d e l i a a t b l o d i v a d k a e k i J b

9.1

SAMBUNGAN DELTA (

∆)


E1063/UNIT9/6

Di dalam sambungan delta hanya ada tiga(3) dawai pengalir sahaja iaitu talian merah (R), talian kuning kuning (Y) dan talian biru (B). Titik Titik AB, AB, BC dan AC adalah titik –titik –titik yang yang berada berada dalam dalam bahagi bahagian an fasa. fasa. Beban– Beban–beb beban an yang yang terdap terdapat at di setiap setiap fasa fasa selalunya seimbang iaitu sama magnitudnya.

A

Talian merah

R

Beban

Beban

Beban

Talian kuning kun ing

Y B

Talian biru

B

Rajah 9.4 : Sambungan Delta

n g a n g i i r n a a u J i g l b a a a g m b n n u e j e a s s a k g i a n t d l u b e d m a S

9.1.1 9.1.1

Arus Arus dan Voltan oltan Dalam Dalam Sambu Sambunga ngan n Delt Delta a

C


E1063/UNIT9/7

I R = I L R

I 1 = I P V L

I 2 = I P

= V P

I Y = I L

I 3 = I P

Y

I B = I L

V L

= V P

B

Rajah 9.5 : Arus Dan Voltan Voltan Dalam Sambungan Delta

Daripada Rajah 9.5 di atas, arus I 1 , I 2 dan I 3 adalah arus setiap setiap fasa dan dikenali dikenali sebagai sebagai arus fasa ( I P ). Arus I R , I Y dan I B adalah arus setiap talian dan dikenali sebagai arus talian ( I L ). Oleh kerana kerana beban beban dalam keadaan seimbang, seimbang, maka maka arus setiap fasa dan arus arus setiap o talian adalah sama (persamaan 9.3) dan berbeza fasa sebanyak 120 antara satu sama lain.

I 1 I R

=

I 2

=

I Y

=

I 3

=

=

I B

I P

=

I L

(9.3)

Dalam sambungan delta, hubungan di antara arus talian dan arus fasa boleh ditulis dalam bentuk ungkapan matematik seperti persamaan (9.4).


Arus Talian = I L

=

E1063/UNIT9/8

3

Arus Fasa

3I P

(9.4)

Di dalam sambungan delta, nilai voltan talian dan voltan fasa adalah sama kerana keduaduanya diukur di antara dua(2) dawai hidup. Dan ia boleh diungkapkan dalam persamaan (9.5) di bawah.

Vol tan Talian = Vol tan Fasa

V L

(9.5)

= V

Untuk perhatian pelajar. Takrifan bagi arus talian, arus fasa dan voltan talian bagi sambun an


E1063/UNIT9/9

Contoh 9.2 :

Tiga Tiga galangan galangan yang seragam setiap satunya berintangan 10Ω dan berkearuhan berkearuhan 0.019H, 0.019H, diberikan diberikan bekalan 415V 415V, 50Hz. Kirakan Kirakan nilai arus talian, arus fasa, voltan fasa dan voltan talian jika ketiga –tiga galangan tersebut disambung secara delta. Penyelesaian : Voltan talian , V L = 415 V Voltan fasa , V P = 415V

(Voltan (Voltan bekalan 3Φ = Voltan talian) (kerana sambungan delta)

Dapatkan nilai galangan , Z P = R 2 + X L 2 di mana, X L ∴

2π fL = 2π (50)(0.019) = 5.97

=

Z P = 10 2

Arus fasa, I P =

Arus talian,

I L

V P Z p

=

=

+ 5.97

415 11.65

3 I P

2

Ω.

= 11.65Ω

= 35.9 A

= 3 (35.9) = 62.18 A

(kerana sambungan delta)

Bandingkan jawapan anda dengan contoh 9.1

9.2

KUASA DALAM SISTEM 3 Φ

Kuasa dalam sistem tiga fasa adalah sama dengan kuasa yang ada di dalam sistem satu fasa iaitu kuasa ketara, kuasa aktif (kuasa sebenar) dan kuasa regangan (reaktif).


9.2. 9.2.1 1

E1063/UNIT9/10

Kuas Ku asa a Keta Ketara ra (V (VA)

Dalam sistem 3 fasa yang mempunyai beban seimbang, jika ; I P

= Arus fasa,

I L

V p

= Voltan fasa,

V L

=

Arus talian

=

Voltan talian

Kuasa ketara setiap fasa :

S P

= V P I P

(9.6)

Jumlah kuasa ketara dalam sistem 3 Φ :

S 3Φ =

=

3V P I P

3V L I L

= 9.2. 9.2.2 2

3 xS P (9.7)

Kuas Ku asa a Aktif ktif (W) (W)

Kuasa aktif juga dipanggil kuasa purata atau kuasa sebenar. Kuasa aktif setiap fasa :

P P = V P I P cosθ

(9.8)

Jumlah kuasa aktif dalam sistem tiga fasa :

P 3Φ

=

=

3 xP P

3V P I P cosθ

bagi sambungan DELTA : I L V L = V P dan I P = 3

P 3Φ

dari pers. (9.8) : =

P

=

=

3V P I P =

x 3V L

3V L I L cosθ

3V I cos θ

I L

x cosθ

3

(9.9)


E1063/UNIT9/11

formula ini sama juga bagi sambungan BINTANG.

9.2. 9.2.3 3

KUAS KUASA A REAK REAKTI TIF F (V (VAR) AR) Kuasa reaktif juga di panggil kuasa regangan atau kuasa khayal. Kuasa reaktif reaktif setiap fasa : = V P I P sin θ

Q P

Jumlah kuasa reaktif dalam sistem tiga fasa :

Q3Φ

=

3 xQ P

= 3V P I P sinθ sin θ

(9.10)

bagi sambungan DELTA :

V L

I P

=

Q3Φ

=

= V P dan

dari pers. (9.8) :

=

=

I L 3

3V P I P sin θ

= 3V L x

I L

x cosθ

3

3V L I L sin θ

(9.11)

3V I sin θ

formula ini sama juga bagi sambungan BINTANG.

Formula-formula

bagi sambungan bintang dan delta adalah sama . kuasa sistem 3

9.2. 9.2.4 4

Gamb Gambar ar raj rajah ah Seg Segit itig iga a Kuas Kuasa a


E1063/UNIT9/12

Ketiga –tiga kuasa dalam sistem tiga fasa yang diterangkan di atas boleh digambarkan dengan menggunakan gambar rajah segitiga dalam Rajah 9.6. Segitiga ini dipanggil segitiga kuasa (Rujuk 7.11.4) .

S = VI Q θ

P Rajah 9.6 : Gambar Rajah Segitiga Kuasa

Contoh 9.3

Daripada soalan Contoh 9.2, kirakan jumlah kuasa ketara, kuasa aktif dan kuasa regangan. i) .

Jumlah kuasa ke ketara, S 3Φ =

ii).

Jumlah kuasa aktif, P 3Φ =

3V L I L =

R

3V L I L cosθ = 3 (415)(62.18)( ) Z

= 44695.1(

iii) ii).

kVA 3 ( 415)(62.18) = 44.7 kVA

Jumlah kuasa asa re regangan , Q3Φ =

10 11.65

) = 38.4 kW

3V L I L sin θ =

= 22.9 kVAR

Nota : o

3 (415)(62.18) sin 30.9 o


E1063/UNIT9/13

AKTIVITI 9

Uji kefahaman dan ingatan anda dengan membuat aktiviti berikut. Sekiranya masih kabur, sila jumpa pensyarah

9.1

Berika Berikan n defin definisi isi bagi bagi arus arus talia talian, n, arus arus fasa fasa dan voltan voltan talian talian di di dalam dalam sistem sistem tiga tiga fasa. fasa.

9.2

Buktikan formula jumlah kuasa ketara, S 3Φ

9.3

Senarai Senaraikan kan kuasakuasa-kua kuasa sa yang yang ada ada di dalam dalam sistem sistem satu satu fasa fasa dan tiga tiga fasa fasa..

9.4

Satu Satu motor motor tiga tiga fasa fasa beba beban n seimb seimbang ang sambung sambungan an delta delta dibe diberik rikan an bekal bekalan an kuas kuasaa 400V 400V. Arus talian 20A dan kuasa diambil oleh motor ialah 10kW 10kW. Kirakan ; i. Voltan fasa ii. Arus fasa iii. Galangan iv. Faktor kuasa

=

3V L I L di dalam sistem tiga fasa.


E1063/UNIT9/14

MAKLUM BALAS 9

9.1 9.1

Arus Arus tali talian an – aru aruss yan yang g men menga gali lirr di di dal dalam am tali talian an Arus fasa – arus yang mengalir di dalam fasa Voltan talian – Voltan yang diukur di antara dua wayar hidup.

9.2 9.2

Dike Diketa tahu huii kuas kuasa a keta ketara ra seti setiap ap fasa fasa,, S P = V P I P Jumlah kuasa ketara dalam sistem 3 Φ : S 3Φ = 3 xS P = 3 V P I P

bagi sambungan delta, V L

(1) = V P

dan I P =

masukkan (2) ke dalam (1) : S 3Φ = 3 xV L x

I L

(2)

3

I L 3

=

3V L I L (terbukti).

(Nota : Jawapan akan sama jika anda menggunakan sambungan bintang)

9.3

KuasaKuasa-kua kuasa sa yang yang wuju wujud d di dala dalam m siste sistem m satu satu fasa fasa sama sama deng dengan an kuas kuasa a yang yang ada ada di dalam sistem tiga fasa iaitu ; i. Kuasa ketara, S ii. Kuasa aktif / sebenar, P iii. Kuasa reaktif, Q.


E1063/UNIT9/15

Penilaian Kendiri

1. Lukisk Lukiskan an dan labelk labelkan an bahagianbahagian-bah bahagi agian an penting penting bagi bagi sistem sistem 3 fasa fasa sambung sambungan an delta. 2. Dalam Dalam sistem sistem penjanaa penjanaan, n, penghant penghantaran aran dan pengagih pengagihan an tenaga elektrik elektrik terdapat terdapat dua sistem sistem yang biasa digunak digunakan an iaitu sistem sistem satu satu fasa fasa dan sistem sistem tiga. Terangka erangkan n per perbe bezaa zaan n kedu kedua-d a-dua ua sist sistem em dari dari segi segi defi defini nisi si,, samb sambun unga gan n talian talian dan dan bent bentuk uk gelombang.

3. Tiga(3) gegelung seimbang mempunyai pemuat 9.8 µ F , pearuh 0.8H dan perintang 20 Ω bagi setiap fasa. fasa. Jika voltan bekalan bekalan 415V, 415V, 50Hz disambung disambung secara delta, kirakan ; i. Arus fasa dan arus talian ii. Faktor kuasa iii. Kuasa se sebenar 4. Satu Satu motor tiga fasa beban seimban seimbang g sambun sambungan gan Bintan Bintang g diberik diberikan an bekalan bekalan kuasa 400V. Arus talian yang mengalir ialah 20A, kirakan kuasa yang dilesapkan jika faktor kuasa litar ialah 0.78.

Selamat Mencuba !

Jumpa pensyarah untuk mengetahui jawapannya.


E1063/UNIT9/16

MAKLUM BALAS KENDIRI 1. Bahagian-bahagian Bahagian-baha gian utama sambungan Delta

T alian alian merah

Arus talian, I L

A

R

V L

= V P

Beban

Beban

Beban

Talian kuning

Y

B

C

Talian biru

B

Dalam sambungan delta , hubungan di antara arus talian dan arus fasa, voltan talian dan voltan fasa boleh ditulis dalam bentuk ungkapan matematik seperti persamaan di bawah ;

Arus Talian = I

3

Arus Fasa

=

3 I

Vol tan Talian = Vol tan Fasa

V L

=

V

2. Perbezaa Perbezaan n antara antara sistem sistem tiga tiga fasa fasa dan siste sistem m satu fasa fasa adalah adalah :


E1063/UNIT9/17

SISTEM 1Φ

SISTEM 3Φ

Definisi : Definisi : Sistem yang mempunyai dua(2) kabel/dawai Sistem yang mempunyai tiga(3) kabel dari penyambung dari bekalan ke beban iaitu, bekalan ke beban iaitu fasa merah (R), fasa kabel hidup (L) dan kabel neutral (N). kuning (Y) dan Fasa biru (B).

Sambungan Talian :

Sambungan Talian :

Kabel hidup

R Y

240V

beban

240V

415V

B Kabel neutral

N

Bentuk gelombang :

Bentuk gelombang :

Voltan

Voltan

R

Y

B

415V

240V

360

0

π

2 π

θ

0 120

240

3. Diberi, C = 9.8 µ F, F, L = 0.8H, R = 20 Ω , V L = 415V dab f = 50Hz.

θ


X C = X L

=

1 2π fC 2π fL

=

=

E1063/UNIT9/18

1 2π (50)(9.8 x10− 6 )

2π (50)(0.8)

Z P = R 2 + ( X C − X L ) 2 V P = V L

i.

=

251.33

20 2

=

324.81 Ω Ω

+ (324.81 − 251.33)

2

=

76.15

Ω

415V (kerana sambungan delta)

Arus fasa , I P = Arus talian , talian , I L

=

=

=

V P Z P

=

415 76.15

3 I P =

ii.

Faktor kuasa, cos θ =

iii.

Kuasa sebenar, sebenar, P 3Φ

=

=

5.45 A

3 (5.45)

R

=

=

9.44 A (sambungan delta)

20

= 0.263 Z 76.15 3 (415)(9.44) = 6785.5 W

4. Diberi, V L = 400V dan I L = 20 A Kuasa yang dilesapkan = kuasa sebenar

P 3Φ

=

3V L I L cosθ =

3 (400)(20)(0.78)

Yahoo!!!

Aku berjaya menjawab semua soalan dengan betul.

=

10.81kW

TEKNOLOGI ELEKTRIK 1 - Unit 9

Recommend Documents