Soal Tugas Uas Semester Genap Tahun 2009-2010
description
Transcript of 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”
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 ?
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 !
Pertanyaan 3:Pertanyaan 3:
JELASKAN SISTEMKETENAGALISTRIKAN a) DI INDONESIA DAN b) PADA SISTEM KETENAGALISTRIKAN DI ITS !
JELASKAN KOMPONEN DARI SISTEM KETENAGALISTRIKAN TERSEBUT !
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
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.
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
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
Teg.Generator 6 KV, 11 kV, 13,8 kV, 20 kV,24 kV
Frekwensi 50 c/s
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
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.
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 !
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.
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: ???
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?
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
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 !
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
MACHINE WINDINGS OVERVIEW
Winding
LapC=2p
WaveC=2
SeparatelyExcited
Frogleg
Self excited
armature field
series shunt compound
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
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
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)
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 !
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 !
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
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)
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 !
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