Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

30
SOAL TUGAS UJIAN AKHIR SOAL TUGAS UJIAN AKHIR SEMESTER GENAP SEMESTER GENAP Tahun 2009-2010 Tahun 2009-2010 “TEKNIK TENAGA LISTRIK” “TEKNIK TENAGA LISTRIK”

description

Electical Eng

Transcript of Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Page 1: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

SOAL TUGAS UJIAN AKHIR SOAL TUGAS UJIAN AKHIR SEMESTER GENAP SEMESTER GENAP

Tahun 2009-2010Tahun 2009-2010“TEKNIK TENAGA LISTRIK”“TEKNIK TENAGA LISTRIK”

Page 2: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

SOAL 1:• Diketahui suatu Industri yang mempergunakan Beban Listrik

7.500 kW dengan faktor kerja 0.850 lagging. Direncanakan dipasang MOTOR DC Jenis DC Seri 3 unit a 425 HP untuk penggerak beban lewat unit Rectifiers. Motor ini bekerja dengan efisisiensi 93,5 % dan unit rectifiers mempunyai efisiensi 0,93 dan faktor kerja 0.65 lagging. Bila ditempatkan Unit Kondensator Statis 3 unit yang mampu bekerja masing-masing dengan faktor kerja 0.915 leading dengan efisiensi 0,940 dan daya 50 kVA,

• P e r t a n y a a n : a). Berapakah daya komplek dari Beban Industri tersebut ?b). Berapakah daya komplek dari Motor DC Seri 3 Unit dan

Rectifier ?c). Berapakah daya komplek dari 3 Unit Kondensator ?d). Hitunglah Faktor kerja yang baru dari Industri tsb ?

Page 3: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

SOAL 2 :

a) Jelaskan kegunaan Hubungan Interkoneksi Sistem Tenaga Listrik, seperti yangdigunakan pada Sistem Interkoneksi Jawa-Bali !

b)Jelaskan mengenai Konsep Jaringan Kelistrikan Nusantara yang direncanakan pada Tahun 2020 seperti gambar berikut ini !

Page 4: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010
Page 5: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 3:Pertanyaan 3:

JELASKAN SISTEMKETENAGALISTRIKAN a) DI INDONESIA DAN b) PADA SISTEM KETENAGALISTRIKAN DI ITS !

JELASKAN KOMPONEN DARI SISTEM KETENAGALISTRIKAN TERSEBUT !

Page 6: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

PEMBANGKIT PLTA / PLTGU

GARDU INDUK STEP UP

SALURAN TRANSMISI

INDUSTRI BESAR

PERUMAHAN

PEMBANGKIT PLTG

UNIT PENGATUR DISTRIBUSI

KANTOR / PERTOKOAN

SALURAN TRANSMISI

JARINGANTM / TRINDUSTRI

MENENGAH / KECIL

SEKOLAH / PERGURUAN TINGGI

PEMBANGKIT PLTD

GARDU INDUK 150 kV

GARDU INDUK 70 kV

Page 7: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Kelistrikan Indonesia (PLN) menggunakan System Radial, System loop/ring,System grid/network, pakai Saluran Udara maupun Saluran Kabel.

Sistem kelistrikan yang dipakai di PLN adalah tegangan yang menggunakam frekwensi 50 hz, sistem jaringan tenaga listrik dari pembangkit di naikkan menjadi 500 kv dan disalurkan antar propinsi, kemudian di station pembagi tegangan diturunkan menjadi 150 kv (yang baru), kemudian digardu induk diturunkan menjadi 70 kv (yang lama), dan jaringan distribusi primer 20 kv yang lama masih ada 6 kV kemudian ke konsumen atau pemakai diturunkan menjadi 380v/220 volt.

Page 8: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

MW

Social + PublicBisnis

Industry

Total tanpa Rumah Tangga

POLA KONSUMSI

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

WaktuWBP

Rumah Tangga

Total termasuk Rumah Tangga

Waktu

2218 2406 12

POLA PRODUKSI

00

WBP

COAL (42%)

GAS (19%)

GEO (5%)

Daya Mampu Pembangkit

MW

Rp/kWh

158-259

180-452

178-541

MFO (7%)

HSD (17%)Hydro (7%)

1650-2475

5-18

ROR (2%) 5-18

INDUSTRI

BISNISBISNIS

GARDUSTEP-UP

GARDU

STEP DOWN

RUMAH

SOSIAL/

PUBLIK

PLTA

PLTD

PLTP

PLTG

PLTU

PLTGU

TRAFO

STEP DOWN

Bagaimana listrik dialirkan

Page 9: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

PUSAT PEMBANGKITTENAGA LISTRIK

SALURANTRANSMISI

PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK DARI PEMBANGKIT DARI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK TENAGA LISTRIK HINGGAHINGGA SAMPAI KE KONSUMENSAMPAI KE KONSUMEN

GARDU INDUK

INDUSTRIBESAR

JARINGAN TEGANGANRENDAH 220 V

TRAFODISTRIBUSIJARINGAN TEGANGAN

MENENGAH 20 KV

INDUSTRI KECIL

MALL / HOTEL

INDUSTRISEDANG

RUMAH TANGGA

PJU

500 kV/150 kV/70 kV

Trafo Penaik Tegangan pada GI Pembangkit

Teg.Generator 6 KV, 11 kV, 13,8 kV, 20

kV,24 kV

Trafo Penurun Tegangan

Page 10: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Teg.Generator 6 KV, 11 kV, 13,8 kV, 20 kV,24 kV

Frekwensi 50 c/s

Page 11: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

ONE LINE JARINGAN KE BUMI PATRA RU VI BALONGAN

BUS B 20 KVBUS A 20 KV

GENERATOR 10 KV A/B/C/D/E 27,5 MVA

TRAFO 10 KV / 20 KV 27,5 MVA

IN CB GEN BIN CB GEN A

01-PTR1-103A 20 KV / 20 KV

5 MVA

01-PTR1-103A 20 KV / 20 KV

5 MVA

OUT GOING CB A

OUT GOING CB AB

IN COMING CB B

IN COMING CB A BUS TIE

OUT GOING CB PTR 1 A

OUT GOING CB PTR 2 A

OUT GOING CB PTR 3 A

OUT GOING CB PTR 1 B

OUT GOING CB PTR 2 B

OUT GOING CB PTR 3 B

PTR 1 A 20 KV / 380 V

PTR 2 A 20 KV / 380 V

PTR 3 A 20 KV / 380 V

PTR 1 AB 20 KV / 380 V

PTR 3 B 20 KV / 380 V

PTR 2 B 20 KV / 380 V

CSS1 A CSS3 BCSS2 BCSS3 A CSS2 A

RING 1A RING 3BRING 2BRING 1BRING 3A RING 2A

LOAD LOAD LOAD

LOAD LOAD LOAD LOAD LOAD

CSS1 B

Page 12: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

SISTEM KELISTRIKAN DIDAERAH KAMPUS ITS

• Sistem kelistrikan di ITS adalah menggunakan frekwensi 50 hz, namun sistem jaringan dari GI Sukolilo 150 kV diturunkan 20 kV, kemudian didistribusikan keseluruh ITS , kemudian diturunkan sesuai kebutuhan konsumen (beban pemakaian) 220 volt/380 volt

• Ada juga Sistem Kelistrikan yang menggunakan Sistem Tegangan Amerika dengan Frekwensi 60 c/s.

Page 13: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 4 :Pertanyaan 4 :

a) JELASKAN MENGENAI “ELECTRICAL SAFETY” DAN SISTEM PENGAMAN PADA SISTEM KETENAGALISTRIKAN DI INDUSTRI!

b) Jelaskan LUKA BAKAR dan Efek Psikologis karena Sengatan Listrik !

Page 14: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

ELECTRICAL SAFETYELECTRICAL SAFETYMicroshock is a direct current path to the heart tissueMacroshock is current flowing across intact skin and through the body. Current traveling from arm to arm or between an arm and a foot is likely to traverse the heart and so is much more dangerous than current traveling between a leg and the ground.

Microshock is a direct current path to the heart tissueMacroshock is current flowing across intact skin and through the body. Current traveling from arm to arm or between an arm and a foot is likely to traverse the heart and so is much more dangerous than current traveling between a leg and the ground.

Avoid contact of any kind with power lines either downed in a storm or ones that are leading into a home. They may cause serious injury or even death by electrocution.

Never overload electrical outlets and circuits. Overloaded electrical outlets, or circuits that supply power to several outlets, is a major cause of residential fires. Overloaded outlets and circuits carry too much electricity, which generates heat in undetectable amounts. The heat causes wear on the internal wiring system and can ignite a fire.

The term "ground" refers to a conductive body, usually the earth. "Grounding" a tool or electrical system means intentionally creating a low-resistance path to the earth. When properly done, current from a short or from lightning follows this path, thus preventing the buildup of voltages that would otherwise result in electrical shock, injury and even death. When you create that path to ground is when shock or electrocution occurs.

Ground fault circuit interrupter (GFCI) are good idea when plugging devices such as a tv’s, toaster, and or tools into walls.

Page 15: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Physiological Effects

Burns– Internal burning of organs (body is a resistor

dissipating heat)– External arcs

• Shock– Muscle contraction and tetanus (“froze on the

circuit”)– Heart: ventricular fibrillation– Lung: respiratory failure– Brain: ???

Page 16: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

BODILY EFFECT DIRECT CURRENT (DC) 60 Hz AC 10 kHz AC--------------------------------------------------------------- Slight sensation Men = 1.0 mA 0.4 mA 7 mA felt at hand(s) Women = 0.6 mA 0.3 mA 5 mA --------------------------------------------------------------- Threshold of Men = 5.2 mA 1.1 mA 12 mA perception Women = 3.5 mA 0.7 mA 8 mA --------------------------------------------------------------- Painful, but Men = 62 mA 9 mA 55 mA voluntary muscle Women = 41 mA 6 mA 37 mA control maintained --------------------------------------------------------------- Painful, unable Men = 76 mA 16 mA 75 mA to let go of wires Women = 51 mA 10.5 mA 50 mA --------------------------------------------------------------- Severe pain, Men = 90 mA 23 mA 94 mA difficulty Women = 60 mA 15 mA 63 mA breathing --------------------------------------------------------------- Possible heart Men = 500 mA 100 mA fibrillation Women = 500 mA 100 mA after 3 seconds ---------------------------------------------------------------

Physiological Effects

DC vs AC?

Page 17: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010
Page 18: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Physiological Effects Body contact resistances

• Wire touched by finger: 40,000 Ω to 1,000,000 Ω dry, 4,000 Ω to 15,000 Ω wet.

• Wire held by hand: 15,000 Ω to 50,000 Ω dry, 3,000 Ω to 5,000 Ω wet.

• Metal pliers held by hand: 5,000 Ω to 10,000 Ω dry, 1,000 Ω to 3,000 Ω wet.

• Contact with palm of hand: 3,000 Ω to 8,000 Ω dry, 1,000 Ω to 2,000 Ω wet.

• 1.5 inch metal pipe grasped by one hand: 1,000 Ω to 3,000 Ω dry, 500 Ω to 1,500 Ω wet.

• 1.5 inch metal pipe grasped by two hands: 500 Ω to 1,500 kΩ dry, 250 Ω to 750 Ω wet.

• Hand immersed in conductive liquid: 200 Ω to 500 Ω. • Foot immersed in conductive liquid: 100 Ω to 300 Ω. • Hand or foot contact, insulated with rubber: 20 MΩ typical. • Foot contact through leather shoe sole (dry): 100 kΩ to 500 kΩ • Foot contact through leather shoe sole (wet): 5 kΩ to 20 kΩ

Page 19: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 5 :Pertanyaan 5 :

a) Jelaskan Klasifikasi Motor Listrik yang sdr kenal !

b) Jelaskan Rugi-rugi pada Motor Listrik !c) Jelaskan pengaruh Perbaikan Faktor Kerja pada

Kinerja Motor Listrik !d) Jelaskan dengan Gambar Komponen dari Motor

Asinkron Jenis SCIM !e) Jelaskan bagaimana Cara Speed Control dan

Starting Motor Asinkron !f) Jelaskan apa yang sdr ketahui mengenai

MOTOR LISTRIK LINIER dan penggunaannya !

Page 20: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Electric Machine

• Electric machines can be divided into 3 types: • AC machines

• DC machines

• Universal Machines (Both AC and DC)

• Several types DC machines • Separately excited

• Shunt connected

• Series connected

• Compound connected

• Permanent magnet

Page 21: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

MACHINE WINDINGS OVERVIEW

Winding

LapC=2p

WaveC=2

SeparatelyExcited

Frogleg

Self excited

armature field

series shunt compound

Page 22: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Electric Motors and Generators

• Introduction• A Simple AC Generator• A Simple DC Generator• DC Generators or Dynamos• AC Generators or Alternators• DC Motors• AC Motors• Universal Motors• Electrical Machines – A Summary

Page 23: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

MZS FKEE, UMP

INDUCTION MOTORSThree-phase motors. Performance Analysis.

• The induction motor performance is evaluated using the equivalent circuit.

• The power flow diagram is shown in the figure:

Pin =

Rea

l(3 V

1 I 1

*)

Mec

hani

cal

Loss

es

Rot

or c

oppe

r lo

ss

•3

I 2 2

R2

Sta

tor

copp

er lo

ss

•3

I 12

R1

Str

ay lo

sses

Pout = Tout mPdev = Te mPag = Te s

Pag = 3 I22 (R2 / s)

Pdev = 3 I22 R2 (1- s) / s

Pout = Pdev - Prot

Prot = Pmach+ Pstray

Cor

e lo

sses

Page 24: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

MZS FKEE, UMP

MZS FKEE, UMP

24

Power Flow Diagram

PPinin (Motor) (Motor)

PPinin (Stator) (Stator)

PPcore losscore loss

(P(Pcc))

PPair Gapair Gap

(P(Pagag))

PPdevelopeddeveloped

PPmechanicalmechanical

PPconvertedconverted

(P(Pmm))

PPout, out, PPoo

PPstator copper stator copper

loss, loss, (P(Pscuscu))PProtor copper rotor copper

lossloss (P (Prcurcu))PPwindage, friction, etcwindage, friction, etc

(P (P - -

Given)Given)

cos3 ss IV

s

RI RR

''3 2

2

3

c

RM

R

V ''3 2RR RI

s

sRI RR

1''3 2

Whp 7461

ss RI23

PPinin (Rotor) (Rotor)

Page 25: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 6 : Diketahui Trafo Daya 50.000 kVA 3 fasa 50 c/s

Tegangan Primer 500 kV, Tegangan Sekunder 20 kV Faktor Kerja 0,85, Efisensi 96,5 %.

a) Jelaskan klasifikasi Trafo ! kemudian Hitunglah Rugi-rugi Trafo tersebut !

b) Bagaimana Cara mengukur Rugi Tetap Trafo tersebut (Rugi Besi) ?

c) Bagaimana Cara mengukur Rugi Tembaga Trafo ?d) Hitunglah efisiensi Trafo pada Kondisi 50 % Beban !e) Apa yang dimaksud ALL DAY EFFICIENCY dari Trafo ?f) Kenapa Trafo perlu didinginkan ? Sebutkan macam-

macam Pendingina Trafo !

Page 26: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 7 :Pertanyaan 7 :a) Jelaskan macam-macam Motor Listrik 1 fasa

yang sdr kenal !b) Jelaskan dan Gambarkan Konstruksi serta

Kegunaan Motor Listrik Reluktansi !c) Jelaskan dan Gambarkan Konstruksi serta

Kegunaan Motor Listrik Shaded Pole !d) Jelaskan dan Gambarkan Konstruksi serta

Kegunaan Motor Listrik Hysterisis !e) Jelaskan dan Gambarkan Konstruksi serta

Kegunaan Motor Listrik Universal !f) Jelaskan dan Gambarkan Konstruksi serta

Kegunaan Capacitaor Start dan Capacitor Run Induction Motor !

Page 27: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Types 1 Phase Motor

Squirrel Cage • Split phase

• Capacitor start

• Capacitor start Capacitor run

• Permanent split phase capacitor run

• Shaded Pole

Wound Rotor • Series universal

• Repulsion

Page 28: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 8 :Pertanyaan 8 :

• JELASKAN MOTOR LISTRIK PENGGERAK ELEVATOR, MASA LALU, MASA KINI DAN MASA MENDATANG !

• Jelaskan apa yang saudara ketahui mengenai motor listrik linier dan penggunaannya (aplikasinya)

Page 29: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

Pertanyaan 9 :Pertanyaan 9 :a) Apakah yang dimaksud dengan Listrik Statis dan

Listrik Dinamis ? Berikan contohnya !b) Jelaskan macam-macam Battery – Aki yang sdr

kenal !c) Gambarkan Prinsip Kerja Generator DC dengan LEFT

HAND RULE, ada berapa macam Generator DC yang sdr. kenal, kemudian jelaskan fungsi komutator pada Generator DC ! Kenapa Generator DC sekarang jarang digunakan khususnya untuk daya besar ?

d) Ada berapa macam !frekwensi kerja yang dipergunakan pada Sistem Ketenagalistrikan di Dunia ? Jelaskan dan berikan contohnya !

e) Jelaskan apa yang dimaksud dengan BEARINGLESS MOTOR ? Kemudian jelaskan Implementasi Motor Listrik tanpa bantalan !

Page 30: Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010

CATATAN :CATATAN :

• Tugas diserahkan pada hari Jumat,4 Juni 2010 dalam bentuk HARDCOPY dengan file Nrp Mahasiswa-Nama

Mahasiswa.doc atau Nrp Mahasiswa-Nama Mahasiswa.pdf