bab 2

COMPOUND STEEL MAST ON TEMPORARY TRACK STEEL BRIDGE

LISTRIK ALIRAN ATAS

Beranda

LISTRIK ALIRAN ATAS: KUMPULAN SOAL DAN JAWABAN AN... http://sistimlistrikaliranatas.blogspot.com/2013/02/kumpulan-soal-dan-j...

1 of 11 12/30/2014 11:39 PM


2 of 11 12/30/2014 11:39 PM

P = 2880 W ; Q = 4988 1250 = 3738 Var;Faktor daya = Cos (arc tg 3788/2880 ) = 0.605

2.6 Suatu beban induktif berfasa-tunggal menarik 10 MW dengan faktor daya 0.6tertinggal. Gambar lah segitiga daya dan tentukan daya reaktif dari sebuah kapasitor yangharus dihubungkan paralel dengan beban untuk menaikkan faktor daya menjadi 0.85.Jawab :

Faktor daya awal = Cos 1 = 0.6 jadi 1 = arc Cos 0.6 = 53.13sehingga Sin 1 = Sin 53.13 = 0.8P = VI Cos 1 ; 10 = VI . 0.6 ==> jadi VI = 10/0.6Q1 = VI Sin 1Q1 = (10/0.6) x 0.8 = 13.33 MvarFaktor daya baru = Cos 2 = 0.85 jadi 2 = arc Cos 0.85 = 31.79sehingga Sin 2 = Sin 31.79 = 0.53P = VI Cos 2; 10 = VI 0.85 ==> jadi VI = 10/0.85Q2 = VI Sin 2Q2 = (10/0.85) x 0.53 = 6.2 MvarJadi QC = - ( 13.33 6.2) = - 7.13 MVar

2.7 Sebuah motor induksi berfasa-tunggal beroperasi dengan beban yang sangat ringanuntuk sebagian besar dari tiap-tiap hari dan menarik 10 A dari saluran. Disarankanpenggunaan suatu alat untuk meningkatkan efisiensi dari motor itu. Dalam suatuperagaan alat tersebut dihubungkan paralel dengan motor yang tidak dibebani dan arusyang ditarik dari saluran turun menjadi 8 A. Jika dihubungkan dua buah dari alat tersebutparalel dengan motor, arus yang ditarik turun lagi menjadi 6 A. Alat sederhana apakahyang menyebabkan penurunan arus ini ? Sebutkanlah keuntungan-keuntungan dari alat ini.Apakah alat ini juga menaikkan efisiensi dari motor ? (Ingatlah bahwa suatu motor induksimenarik arus yang tertinggal atau lagging).Jawab :

Alat itu adalah Kapasitor; sebuah kapasitor akan menyebabkan jatuhnya arus pada salurankarena komponen yang tertinggal dari arus yang ditarik oleh motor sebagian akandiimbangi oleh arus yang mendahului yang ditarik oleh kapasitor. Tetapi arus yang ditarikoleh motor tidak akan berubah jika tegangan terminal tetap konstan. Jadi efisiensi motorakan tetap sama.Rugi pada saluran yang mencatu motor akan berkurang, karena arus saluran menjadirendah. Jika saluran dari bus catu ke motor adalah panjang, jatuh tegangan pada saluranakan berkurang dan ini mungkin dikehendaki.

2.8 Jika impedansi antara mesin-mesin 1 dan 2 pada Contoh 2.1 adalah Z = 0 j5 tentukanlah (a) apakah maisng-masing mesin membangkitkan atau menyerap daya, (b)apakah masing-masimg mesin menerima atau mencatu daya reaktor positif dan berapabesarnya, dan (c) nilai dari P dan Q yang diserap oleh impedansi tersebut.Jawab :


3 of 11 12/30/2014 11:39 PM

I = 10 + j 2.68 ==> I = 10.3515 AE1. I* = (100 + j 0 )( 10 j 2.68) = 1000 j 268Mesin 1 membangkitkan 1000 W, menerima 268 Var (atau mencatu 268 Var)E2 . I* = (86.6 + j 50) (10 j 2.68) = 866 j 232.088 + j 500 + 134 = 1000 + j 268Mesin 2 menyerap 1000 W , menerima 268 Var ( atau mencatu 268 Var)Daya reaktansi pada saluran mencatu |I |2 X = (10.35)2 x 5 = 568 Var(atau menerima - 568 Var)

2.9 Ulangi soal 2.8 di atas jika Z = 5 + j 0Jawab :

I = 2.68 - j 10 ==> I = 10.35 -75 AE1. I* = (100 + j 0 )( 2.68 + j 10) = 268 + j 1000Mesin 1 membangkitkan 268 W, menyerahkan 1000 Var (atau mencatu 268 Var)E2 . I* = (86.6 + j 50) (2.68 + j 10) = 232 + j 866 + j 134 - 500 = - 268 +j 1000Mesin2 membangkitkan 268 W, menerima 1000 Var (atau mencatu 268 Var)Daya resistansi pada saluran menyerap |I |2 R = (10.35)2 x 5 = 568 WKedua mesin adalah Generator

2.10 Suatu sumber tegangan Ean = - 120210 V dan arus yang mengalir lewat sumbertersebut adalah Ina = 1060 A. Carilah nilai-nilai dari P dan Q dan jelaskan apakah sumbertersebut memberikan atau menerimanya.Jawab :

Ean . Ina* = - 120210 x 10-60 = |-120|.|10| (210-60) = -1200150= 1200-30 = 1200.Cos -30 + j 1200.Sin -30 = 1039 j 600

P = 1039 W diserahkan; Q = - 600 Var diserahkan(+ 600 Var diserap oleh sumber, karena Ina mendifinisikan arus positif dari n ke a dan Eanmendifinisikan titk a pada potensial yang lebih tinggi daripada n bila Ean adalah positif).

2.11 Carilah jawaban dari Contoh 2.1 jika E1 = 1000 V dan E2 = 12030 V.Bandingkanlah hasilnya dengan Contoh 2.1 dan buatlah beberapa kesimpulan tentangpengaruh perubahan besarnya E2 dalam rangkaian itu.Jawab :

I = - 12 + j 0.78E1.I* = (100 + j 0)(-12 - j 0.78) = -1200 j 78Mesin 1 menyerap 1200 W dan menyerap 78 Var.

KAPASITOR PADA


4 of 11 12/30/2014 11:39 PM

E2.I* = (103.92 + j 60)(-12 j 0.78) = 1246.8 j81.42 j 720 + 46.8 = -1200 j 801.42Mesin 2 menyerahkan 1200 W dan menyerahkan 801Varyang diserap oleh saluran = 801 78 = 723 Var. Dalam contoh 2.1 saluran menerima 536Var, setengah masing-masing sumber. Peningkatan |E2| menyebabkan sedikit kenaikanpada transfer daya serta kenaikan pada Q yang dicatu ke saluran, tetapi fakta yang pentingialah bahwa peningkatan |E2| mennyebabkan bahwa sumber tidak hanya mencatu Q yangdiserap oleh saluran tetapi juga 78 Var yang diserahkan ke sumber |E1|.

2.12 Tiga buah impedansi yang identik yaitu 10 -15 dihubungkan Y kepadategangan-tegangan saluran tiga-fasa yang seimbang dari 208 V. Tentukanlah semuategangan-tegangan saluran, tegangan-tegangan fasa dan arus-arus sebagai phasor dalambentuk polar dengan Vca sebagai pedoman dan urutan fasa abc.Jawab :

Vca = 2080 V Vcn = 120-30 V Ic = Vcn/Z = 12-15Vbc = 208120 V Vbn = 120 90 V Ib =Vbn/Z = 12105Vab = 208240 V Van = 120210 V Ia =Van/Z = 12225

2.13 Dalam suatu sistem tiga-fasa yang seimbang, impedansi yang dihubungkan Yadalah 10- 30 . Jika Vbc = 41690 V, tentukanlah Icn dalam bentuk polar.Jawab:

Vbc = 41690 V ==> Tegangan fasa = 416/3 = 240 VVcn = 240-60 ==> Icn =(240-60 )/( 10- 30) = 24- 90 A

2.14 Terminal-terminal dari suatu sumber tiga-fasa ditandai dengan a, b, dan c. Di antaradua terminal yang mana pun sebuah voltmeter mengukur 115 V. Sebuah tahanan 100 dansebuah kapasitor 100 (pada frekuensi sumber tegangan) dihubungkan seri dari a ke bdengan tahanan terhubung pada a. Titik hubung antara kedua elemen tersebut ditandai n.Tentukanlah secara grafik pembacaan voltmeter antara c dan n jika urutan fasa adalah abcdan jika urutan fasa acb.Jawab :

Urutan fasa abc : Urutan fasa acb :Jarak : n k = 115/2 = 57.5 V Jarak : k c = 99.6 VJarak : k c = 115 Sin 60 Jarak : n k = 57.5 V

= 115 x 0.866 = 99.6 V Jarak : n c = 99.6 57.5 = 42.1 VPembacaan meter = 57.5 + 99.6 = 157.1 V Pembacaan meter = 42.1 V

2.15 Tentukanlah arus yang ditarik dari saluran 440 V tiga-fasa oleh sebuah motortiga-fasa 15 hp yang beroperasi pada beban penuh, efisiensi 90 % dan faktor daya 80 %


5 of 11 12/30/2014 11:39 PM

tertinggal. Hitunglahnilai-nilai dari P dan Qyang ditarik darisaluran.

Jawab :

di tarik dari salurandi tarik dari saluran

2.16 Jika ketiga saluran yang menghubungkan motor pada soal 2.15 ke suatu busmasing-masing mempunyai imepansi 0.3 + j 1.0 , hitunglah tegangan antar saluran padabus yang mencatu 440 V pada motor.Jawab :

I = | I | ( Cos j Sin ) = 20.39 (0.8 j 0.6) = 16.31 j 12.23 ABila sebagai pedoman diambil tegangan ke netral dari motor pada terminal di mana Idihitung,atau = 440/3 = 2540 V = ( 254 + j 0) V,

maka tegangan bus catu ke netral adalahVn + (Z x I) = (254 + j 0) + (0.3 + j 1.0) (16.31 j 12.23) = 254 + j 0 + 4.893 j 3.669 + j 16.31 + 12.23 = 271.123 + j 12.641 = 271.42.67

Tegangan antar saluran | V | = 3 [271.123 + j 12.641] = 3 x 271.4= 470 V

2.17 Suatu beban seimbang yang terdiri dari tahanan-tahanan murni sebesar 15 perfasa dihubungkan paralel dengan suatu beban Y seimbang yang mempunyai impedansi-impedansi fasa 8 + j 6 . Ketiga saluran yang menghubungkan kombinasi beban-bebantersebut di atas ke sesuatu sumber tiga fasa 110 V mempunyai impedansi-impedansiidentik yaitu masing-masing 2 + j 5 . Hitunglah arus total dan faktor daya resultan.Jawab :


6 of 11 12/30/2014 11:39 PM

Ubah ke Y ekivalen yang mempunyai 15/3 = 5 per fasa dan paralel suatu bebanseimbang,sehingga mempunyai impedansi total pada beban:

= 3.49 12.09 = 3.41 + j 0.73Pada catu daya mempunyai impedansi totalZ = (2 + j 5) + (3.41 + j 0.73) = 5.41 + j 5.73 = 7.8846.65

Pada beban V = 8.06 x 3.49 = 28.13 V ke netral.Tegangan saluran-saluran

2.18 Suatu beban tiga-fasa menarik 250 kW dengan faktor daya 0.707 tertinggal darisaluran 440 V. Paralel dengan beban ini terpasang sebuah kumpulan kapasitor yangmenarik 60 kVar. Hitunglah arus total dan faktor daya resultan.Jawab :

Faktor daya = Cos = 0.707 ==> = 45S1 = 250 + j 250S2 = 0 - j 60Daya total S = S1 + S2 = 250 + j 190 = 314 37.23 kVAArus total | I | = 314000/(3x440)= 412 A ; Faktor daya = Cos 37.23 = 0.796 tertinggal.

2.19 Sebuah motor tiga-fasa menarik 20 kVA dengan faktor daya 0.707 dari sebuahsumber 220 V. Tentukanlah rating kilovoltampere dari kapasitor-kapasitor untuk membuatfaktor daya kombinasi menjadi 0.90 tertinggal, dan tentukanlah juga arus saluran sebelumdan sesudah penambahan kapasitor.Jawab :


7 of 11 12/30/2014 11:39 PM

Rating kapasitor = y y2 = 14.14 6.85 = 7.29 kVar

Sebelum penambahan kapasitor

Sesudah penambahan kapasitor

2.20 Sebuah mesin drag line pada suatu tambang batu bara open-pitmempergunakan 0.92 MVA dengan faktor daya 0.8 tertinggal pada waktu mesin menggalibatu bara. Pada waktu sekop-sekop mesin yang sudah terisi meninggalkan dindingtambang, mesin itu membangkitan (memberikan kepada sistem listrik), 0.10 MVA denganfaktor daya 0.5 mendahului. Pada akhir perioda penggalian perubahan besarnya arus dapatmenyebabkan bekerjanya rele-rele pengaman yang terbuat dari rangkaian-rangkaian solidstate. Karena itu perubahan besarnya arus perlu dibuat seminimal mungkin.Pertimbangkanlah penempatan kapasitor-kapasitor pada terminal-terminal mesin dantentukanlah besarnya koreksi kapasitif (dalam kVar) yang diperlukan untuk menghilangkanperubahan besarnya arus keadaan-tetap. Mesin itu mendapat tenaga dari sumber 36.5 kVtiga-fasa. Mulailah jawaban dengan memisalkan Q sebagai megavars total tiga-fasa darikapasitor-kapasitor yang dihubungkan pada terminal-terminal mesin dan tuliskanrumus-rumus untuk besarnya arus saluran yang ditarik oleh mesin dengan Q sebagaifaktor-faktornya baik untuk operasi penggalian maupun pembangkitan.Jawab :

Misalkan tegangan antar saluran | V | adalah konstan. Maka besar arus | I | konstan,berarti | S | konstan, dimana | S | = |V|.|I*| x 10- 6 MVA

Perioda penggalian :Faktor daya = cos = 0.8 ; ==> sin = 0.6|S| = | VI (cos + j sin ) j Q||S| = | 0.92(0.8 + j 0.6) j Q| = | 0.736 + j 0.552 j Q| = |0.736 + j (0.552-Q)||S|2= | 0.736 + j (0.552 Q) |2

|S|2= 0.542 + (0.552-Q)2 = 0.542 + 0.3047 1.104 Q + Q2 = 0.8467 1.104Q + Q2

|S|2= 0.8467 1.104Q + Q2

Perioda pembangkitan :Faktor daya = cos = 0.6; ==> = cos-1 0.6 = 60|S| = | - (0.10 -60 ) - j Q| = | - ( 0.05 j 0.0866) j Q| = | - 0.05 + j 0.0866 j Q ||S|2= | - 0.05 + j (0.0866 Q)|2

|S|2= 0.0025 + (0.0866 Q)2 = 0.0025 + 0.0074995 0.1732Q + Q2

|S|2= 0.0099995- 0.1732Q + Q2

|S|2= 0.01 0.1732Q + Q2

Dengan menyamakan |S|2 untuk perioda-perioda penggalian dan pembangkitan sehinggadiperoleh :0.8467 1.104Q + Q2 = 0.01 0.1732Q + Q20.8367 0.9308Q = 0Maka Q = 0.8367/0.9308 = 0.8989 0.899 Mvar atau 899 kVar.

2.21 Sebuah generator (yang dapat digambarkan sebagai suatu emf yang terhubung seridengan sebuah reaktansi induktif) mempunyai rating 500 MVA, 22 kV. Kumparan-kumparannya yang terhubung Y mempunyai reaktansi 1.1 per unit. Hitunglah nilai ohmdari reaktansi kumparan-kumparannya.


8 of 11 12/30/2014 11:39 PM

Jawab :

2.22 Generator pada soal 2.21 berada dalam suatu rangkaian di mana dasar-dasarnyaditetapkan sebagai 100 MVA, 20 kV. Bertolak dari nilai per unit yang diberikan dalam soal2.21, tentukanlah nilai per unit dari reaktansi kumparan-kumparan dengan dasar yangtersebut di atas.Jawab :

Reaktansi X = 1.065 pada rating lama 500 MVA, 22 kVReaktansi X pada rating baru 100 MVA, 20 kV adalah :

X = 1.065 x(100/500) x(22/20)2 = 0.2577 p.u

2.23 Gambarkanlah rangkaian ekivalen fasa-tunggal untuk motor (suatu emf yangterhubung seri dengan reaktansi induktif Zm ) dan hubungannya kepada tegangan suplaiyang dibicarakan dalm soal-soal 2.15 dan 2.16. Tunjukkanlah pada diagram nilai-nilaiper-unit dari impedansi saluran dan tegangan pada terminal-terminal motor dengan 20kVA, 440 V sebagai dasar. Kemudian dengan mempergunakan nilai-nilai per unit hitunglahtegangan suplai dalam per-unit dan akhirnya rubahlah nilai per-unit dari tegangan supali kedalam volt.Jawab :

Impedansi 0.3 + j 1.0 ( dari soal 2.16)R =0.3/9.68 = 0.031 p.u dan X =1.0/9.68 = 0.1033 p.u

I = 20.39 A ( dari soal 2.15)

I =20.39/26.24 = 0.777 p.uDari soal 2.15 faktor daya 80 % tertinggal. ==> Cos = 0.8; Sin = 0.6V = 1.0 + 0.777 ( 0.8 j 0.6 ) ( 0.031 + j 0.1033)V = 1.0 + 0.777 ( 0.0248 + j 0.08264 j 0.0186 + 0.061998 )V = 1.0 + 0.777 ( 0.086798 + j 0.06404 ) = 1.0 + 0.0674 + j 0.0498V = 1.0674 + j 0.0498V = 1.0686 2.67 p.u| V | antar-saluran = 1.0686 x 440 470 V


9 of 11 12/30/2014 11:39 PM

Posting Lebih Baru Posting LamaBeranda

Langganan: Poskan Komentar (Atom)

Diposkan oleh CATENARY Jabodetabek 17.59.00

oomsoo

Beri komentar sebagai:

Publikasikan

Buat sebuah Link

2 komentar:

Jaya Teknik Selasa, 29 Oktober 2013 10.59.00 WIB

TOLONG MAS YANG BAB 10 NYA JUGA DI SERTAKAN :D

Balas

mas bro Senin, 02 Desember 2013 13.11.00 WIB

AST saya ga terlalu bagus nilainya, yang ingin saya tanyakan sebenarnya lebih ke umumdaripada spesific seperti didalam buku stevenson ini.1. apa bentuk nyata (real) dari semua rumus diatas dan gambarannya seperti apa sertaimplikasinya.. (saya coba lebih spesifikasi) penggunaan analisa sistim tenaga ini digunakandi sistim distribusi, sistim transmisi atau pembangkit. dalam kondisi real nya adalah (misal)sebuah pembangkit (misal:trafo 500KVA) digunakan untuk trafo step up, untuk salurantransmisi sejauh sekian ratus meter, setelah sampai di gardu induk, maka digunakan trafostep down (500KVA) kmudian panel-panel digunakan untuk memointor parameter-parametertrafo, Arus, tegangan, VA, Daya, Cos phi, dll, dll , lalu perhitungan-perhitungan analisa sistimtenaga itu apakah sebagai soal nyata ??/reall ?? lalu bagaimana relasinya, kmudian kenapaharus sampai serumit itu untuk mencari suatu konstanta / jawaban atas yang ingin kita cari.karena saya tak mampu untuk memahami rumus-rumus diatas secara bawah sadar tanpaaplikasi nyata yang akan menguntungkan manusia. jelas, bahwa semua perhitunganditujukan untuk mencari kemudahan. ada yang bisa jelaskan ke saya secara mudah begitu..trimakasih sebelumnya.

Balas

Link ke posting ini


10 of 11 12/30/2014 11:39 PM

Kesehatan

I've te@. Template Awesome Inc.. Diberdayakan oleh Blogger.


11 of 11 12/30/2014 11:39 PM

bab 2

Documents