RL - RANGKAIAN 3 FASA

RANGKAIAN LISTRIKRANGKAIAN LISTRIK
TF091321TF091321
Jurusan Teknik Fisika FTI – ITSJurusan Teknik Fisika FTI – ITS
RANGKAIAN LISTRIK 3 FASARANGKAIAN LISTRIK 3 FASA

Rangkaian sumber 1 fasaRangkaian sumber 1 fasa
Tinjau rangkaian sumber satu fasa sebagai berikut :
n
Vbn = 100∠-1200
V-rms
Vab
b
aa
-
+
Van = 100 ∠ 00
V-rms
VVabab = V= Vanan + V+ Vnbnb = VVabab – VVbnbn
= 100 ∠ 00
- 100∠-1200
= 100 (1 - 1∠-120o
)
=100 (1- (cos120o
– j sin 120o
))
= 100 (1 - (-1/2) + j (√3/2 ) )
= 100 (3/2) + j (√3/2 ))
Vab = 100[(3/2)2
+ (√3/2)2
]1/2
∠tan-1
{(√3/2)/(3/2)}
= 100[9/4 + 3/4]1/2
∠ tan-1
{1/√3}
= 100 √3∠ 30o
Vab
Vbn
Vnb
Van
Secara diagram fasor dapat dilihat pada
gambar disamping

Tinjau rangkaian 1 fasa dengan sumber 3 saluran (line) yangTinjau rangkaian 1 fasa dengan sumber 3 saluran (line) yang
mempunyai 3 terminal saluran output a, b, dan terminal netral n,mempunyai 3 terminal saluran output a, b, dan terminal netral n,
tegangan terminal sama yaitu :tegangan terminal sama yaitu : VVanan = V= Vnbnb = V= V11 . Arus yang mengalir. Arus yang mengalir
di saluran netral = 0di saluran netral = 0
n
V1
b
a
+
V1
-
-+
Ini seperti yang terpasang didalam rumahIni seperti yang terpasang didalam rumah
dengan tegangan 115 V dan 230 V-rms, jikadengan tegangan 115 V dan 230 V-rms, jika
VVanan == VV1 = 115 V, maka V= 115 V, maka Vabab = 2 V1 = 230 V
n
V1
b
a
+
V1
-
-+
z1
z1
N
B
A
Jika diberi beban yang sama zJika diberi beban yang sama z11 maka arusmaka arus
pada saluran (line) aA dan bB adalah :pada saluran (line) aA dan bB adalah :
0)II(I
I
Z
V
Z
V
I
dan
Z
V
Z
V
I
bBaAnN
aA
1
1
1
bn
bB
1
1
1
an
aA
=+−=
−=−==
== Jadi saluran netralJadi saluran netral
dapat dihilangkandapat dihilangkan
tanpa merubah setiaptanpa merubah setiap
arus atau teganganarus atau tegangan
dalam sistemdalam sistem

Jika saluran aA dan bB tidak konduktor murni, tetapi mempunyaiJika saluran aA dan bB tidak konduktor murni, tetapi mempunyai
impedansi Zimpedansi Z22 maka Imaka InNnN masih = 0.masih = 0.
Dalam kasus yang lebih umum, seperti terlihat pada gambarDalam kasus yang lebih umum, seperti terlihat pada gambar
berikut, Iberikut, InNnN juga = 0.juga = 0.
n
V1
b
a
+
V1
-
-+
z1
z1
N
B
A
z2
z3
z2
z4
IbB
IaA I3
(Z1 + Z2 + Z3) IaA + Z3 IbB – Z1 I3 = V1
Z3 IaA + (Z1 + Z2 + Z3) IbB + Z1 I3 = V1
(Z1 + Z2 + Z3) (IaA + IbB ) + Z3(IaA + IbB ) = 0
diperoleh IaA + IbB = 0, dan karena IaA + IbB = - InN maka InN =0
Jika impedansi beban A-N dan N-B atau pada saluran aA dan bB
tidak sama maka ada arus yang mengalir di saluran netral (InN ≠ 0)

Three-phase electric powerThree-phase electric power
Three-phase electric powerThree-phase electric power is a common method ofis a common method of
alternating currentalternating current electric powerelectric power generationgeneration,,
transmissiontransmission, and, and distributiondistribution..[1][1]
It is a type ofIt is a type of
polyphase systempolyphase system and is the most common method usedand is the most common method used
byby gridsgrids worldwide to transfer power. It is also used toworldwide to transfer power. It is also used to
power largepower large motorsmotors and other large loads. Aand other large loads. A three-phasethree-phase
system is generally more economical than otherssystem is generally more economical than others
because it uses less conductor material to transmitbecause it uses less conductor material to transmit
electric power than equivalentelectric power than equivalent single-phasesingle-phase or two-or two-
phase systems at the same voltage.phase systems at the same voltage.[2][2]
The three-phaseThe three-phase
system was introduced and patented by Nikola Tesla insystem was introduced and patented by Nikola Tesla in
the years from 1887 to 1888.the years from 1887 to 1888.
http://en.wikipedia.org/wiki/Three-phase_electric_power

Generator AC Tiga FasaGenerator AC Tiga Fasa
Pada prinsipnya dari generator 3 fasa adalah sama dengan generator 1 fasa. Suatu
generator 3 fasa mempunyai 3 kumparan yang terpisah sehingga outputnya berbeda
1200
antara satu dengan lainnya (lihat gambar 1).
Gambar 1 : Generator 3 fasa
Sumber : http://www.tpub.com/content/doe/h1011v3/css/h1011v3_111.htm

a
b
c
Vcn
Vbn
Van
a
b
c
Vcn
Vbn
Van
Rangkaian Sumber 3 Fasa tipe Y dan tipeRangkaian Sumber 3 Fasa tipe Y dan tipe ∆∆
RangkaianRangkaian sumbersumber
3 fasa terhubung Y3 fasa terhubung Y
3 fasa terhubung3 fasa terhubung ∆∆
rms
0
cn
0
bn
an
VV
)240t(sinVV
)120t(sinVV
)t(sinVV
=
−ω=
−ω=
ω=

Rangkaian Beban 3 Fasa tipe YRangkaian Beban 3 Fasa tipe Y
dan tipedan tipe ∆∆
RangkaianRangkaian bebanbeban 33
fasa terhubung Yfasa terhubung Y
RangkaianRangkaian bebanbeban 33
fasa terhubungfasa terhubung ∆∆

Aplikasi Rangkaian sumber tipe YAplikasi Rangkaian sumber tipe Y
dan Beban tipe Ydan Beban tipe Y
RangkaianRangkaian bebanbeban
3 fasa terhubung3 fasa terhubung YY

Aplikasi Rangkaian sumber tipeAplikasi Rangkaian sumber tipe
Y dan Beban tipe YY dan Beban tipe Y
3 fasa terhubung3 fasa terhubung YY

Aplikasi Rangkaian sumber tipeAplikasi Rangkaian sumber tipe ∆∆
dan Beban tipe Ydan Beban tipe Y

Aplikasi Rangkaian sumber tipeAplikasi Rangkaian sumber tipe
∆∆ dan Beban tipedan Beban tipe ∆∆

Rangkaian sumber tipe YRangkaian sumber tipe Y dandan
Komponen tipeKomponen tipe ∆∆

1616
Rangkaian Tiga FasaRangkaian Tiga Fasa
Sistem dihubungankan Wye (Y, Bintang)Sistem dihubungankan Wye (Y, Bintang)
Titik netral di-tanahkanTitik netral di-tanahkan
Tegangan 3-fasa mempunyai magnitudo ygTegangan 3-fasa mempunyai magnitudo yg
sama.sama.
Perbedaan fasa antar tegangan fasa adalahPerbedaan fasa antar tegangan fasa adalah
120120°°..
V0VVan =°∠=
120VVbn °−∠=
240VVcn °−∠=
Van
Vcn
VbnUrutan fasa positif,
atau urutan abc
Urutan fasa negatif,
atau urutan acb
Van
Vbn
Vcn
V0VVan =°∠=
120VVbn °∠=
°−∠=°∠= 120V240VVcn
Ia
Va n
Vb n
Vc n
n
Vc a
Va b
Vb c
Ib
Ic
Diagram fasor dari tegangan

Sistem dihubungkan Wye (Y, Bintang)Sistem dihubungkan Wye (Y, Bintang)
TeganganTegangan LINE to LINELINE to LINE berbeda dgberbeda dg
tegangantegangan FASAFASA

30V3V-VV bnanab +∠==

90-V3V-VV cnbnbc ∠==

150V3V-VV ancnca +∠==
Besar Tegangan
LINE to LINE
=√3 tegangan
FASA (rms) Vac
Ia
Va n
Vb n
Vc n
n
Va b
Vb c
Ib
Ic
Klik untuk Bukti
Vb n
Vc n
Va n
Va b
Vb c
V ac
c
b
a
n
Van
Vcn
Vbn
Vnb
300
Van
Vcn
V
1500
Vna
Vca
Van
Vcn
Vbn Vnc
900
Vbc
Diagram fasor dari tegangan

150V3Vac −∠=atau

Dari hasil pembuktian tersebut dapat disimpulkanDari hasil pembuktian tersebut dapat disimpulkan
Kembal
i

2121
Tegangan VTegangan Vanan ,, VVbnbn ,, VVcncn

2222
Tegangan VTegangan Vabab ,, VVbcbc ,, VVcaca

2323
Sistem Wye (Y, Bintang) BerbebanSistem Wye (Y, Bintang) Berbeban
 Impedansi beban adalah ZImpedansi beban adalah Zaa, Z, Zbb, Z, Zcc
 Setiap sumber tegangan mensuplaiSetiap sumber tegangan mensuplai
ARUS LINEARUS LINE ke beban.ke beban.
 Arus dinyatakan sebagai:Arus dinyatakan sebagai:
 Pada sistem mengalirPada sistem mengalir ARUS KE-ARUS KE-
TANAHTANAH sebesar:sebesar:
Vab
Vbc
Zb
Zc
Ib
Ic
Io
a
b
c
Van
a
b
c
Za
Ia
Vbn
Vcn
a
b
c
Vca
n
a
an
a
Z
V
I =
b
bn
b
Z
V
I =
c
cn
c
Z
V
I =
cba0 IIII ++=

Rangkaian 3 fasa dengan beban seimbangRangkaian 3 fasa dengan beban seimbang
Van
A
C
IcC
IaA
IbB
N
B
c
a
n
b
Vbn
Vcn
ZY
ZYZY
ZLine
ZLine
ZLine
InN
Anggap urutan fasa poistif, dengan memakai hukum tegangan Kirchoff
sekitar masing-masing fasa diperoleh :
Dengan Ztotal adalah impedansi total pada masing-masing fasa dan θZ
adalah sudut yang dihubungkan dengan impedansi fasa total.

Dari persamaan di atas dapat ditulis :
Arus saluranArus saluran Tegangan saluran ke netralTegangan saluran ke netral
Diagram fasor untuk arus saluran digambar sebagai berikut. Jika fasor tegangan
saluran ke netral diletakkan dari ujung ke ujung lainnya, maka membentuk segitiga
tertutup (hasil yang sama untuk arus saluran). Jadi Jumlah dari ketiga fasor
tersebut sama dengan nol.
IbB
IcC
IaA
Besar arus masing-masing
saluran adalah sama dan
sudut fasanya tertinggal
terhadap tegangan masing-
masing fasa sebesar θZ.
Jadi tegangan seimbang
memberikan arus seimbang.
IbB
Van
Vbn
Vcn IcC
IaA
Vcn
Van
Vbn

2626
Sistem Wye BerbebanSistem Wye Berbeban
 Jika BEBAN SETIMBANG (ZJika BEBAN SETIMBANG (Zaa = Z= Zbb ==
ZZcc) maka:) maka:
 Dalam hal ini rangkaian ekivalen satuDalam hal ini rangkaian ekivalen satu
fasa dapat digunakan (fasa a, sebagaifasa dapat digunakan (fasa a, sebagai
contoh)contoh)
 Fasa b dan c di-”hilangkan”Fasa b dan c di-”hilangkan”
Io
a
Van
a
Za
Ia
a
n
0=++= cba0 IIII

Contoh soal :Contoh soal :
A wye-wye balanced three-phase system with a phase voltage of 120A wye-wye balanced three-phase system with a phase voltage of 120
V-V-rmsrms (positive phase sequence) has a line impedance of(positive phase sequence) has a line impedance of ZZlineline = (1+j1)= (1+j1)
ΩΩ and load impedance ofand load impedance of ZZYY = (20+j10)= (20+j10) Ω. Determine the phasor lineDetermine the phasor line
currentscurrents ((IIaAaA, I, IbBbB, I, IcCcC) and the phasor load voltages (V) and the phasor load voltages (VANAN, V, VBNBN, V, VCNCN).).
Analisa hanya salah satu fasa saja .
Penyelesaian :
Van
A
IaA
N
a
n
ZY
ZLine
VAN (20 + j 10) Ω
(1 + j 1) Ω

Untuk menentukan respons fasa b, kurangi sudut fasa a
dari hasil yang diperoleh tersebut dengan 120o
.
Untuk menentukan respons fasa c, kurangi sudut fasa a
dari hasil yang diperoleh tersebut dengan 240o
(atau
tambah 1200
)

2929
Perhitungan Daya 3-FasaPerhitungan Daya 3-Fasa
 Daya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-FasaDaya 3-Fasa merupakan jumlahan dari daya 1-Fasa
 Jika beban setimbang:Jika beban setimbang:
 Sistem Wye:Sistem Wye:
 Sistem Delta:Sistem Delta:
cba PPPP ++=
( )θ== cosIV3P3P phasephasephase
LNLLLphaseLNphase V3VIIVV ===
( ) ( )θ=φ= cosIV3cosIV3P LLLphasephase
phaseLLphaseLine VVI3I ==
( ) ( )θ=φ= cosIV3cosIV3P LLLphasephase
θ adalah beda fasa antara V fasadengan I fasa

RL - RANGKAIAN 3 FASA

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

Similaire à RL - RANGKAIAN 3 FASA

Similaire à RL - RANGKAIAN 3 FASA (20)

Dernier

Dernier (20)

RL - RANGKAIAN 3 FASA