05/02/23 IKMk 1

JANAKUASA TUNGGUSEDIA

Oleh

RAMIN BIN MUSLIMRAMIN BIN MUSLIMJabatan Elektrik

Institut Kemahiran MARA Kuching

05/02/23 IKMk 2

05/02/23 IKMk 3

05/02/23 IKMk 4

05/02/23 IKMk 5

STANDBY GENERATOR

An emergency power system, which normally stands unused: it starts and assumes the loads when the normal power supply fails

05/02/23 IKMk 6

SUPPLEMENTARY STANDBY

An engine or electric set that normally drives a given piece of equipment and is used to supply power to other load when the normal power supply fails

05/02/23 IKMk 7

PEAKING POWER

An electric power system, which is used to supplement the normal electric power source during periods of peak demand

05/02/23 IKMk 8

PRIME POWER

An electric power system that is the sole power source. It is normally used in remote area where the service of supply authority is not in existence

05/02/23 IKMk 9

ASAS JANAKUASA

• Konduktor boleh membawa arus• Medan magnet• Pergerakan bandingan diantara konduktor

dan medan magnet

05/02/23 IKMk 10

05/02/23 IKMk 11GELONG BERPUTARGELONG BERPUTAR

05/02/23 IKMk 12

CARBON BRUSH & SLIP RINGCARBON BRUSH & SLIP RING

05/02/23 IKMk 13

PEMBINAAN ASAS JANAKUASA

Mengandungi sebuah penggerak utama (prime mover) dan sebuah pengulangalik (alternator) serta kelengkapan lain untuk menyokong sistem sesebuah janakuasa

05/02/23 IKMk 14

PENGGERAK UTAMA

• Injin petrol• Injin disel• Turbin wap• Turbin hidro• Turbin gas• Turbin angin• Turbin wap nuklear

05/02/23 IKMk 15

ASAS KELUARAN JANAKUASA

• Arus ulangalik (A.C)• Tiga fasa• 50 Hz• 415V• 4 wayer (R, Y, B, N)

05/02/23 IKMk 16

FREKUENSI PENGULANGALIK

F = NP / 120F = NP / 120

F = frequencyN = speedP = no of poles

05/02/23 IKMk 17

TIGA FREKUENSI

50 Hz60 Hz

400 Hz

05/02/23 IKMk 18

JENIS-JENIS PENGULANGALIK

• Jenis Gelong Berputar (lama) – brush type• Jenis Medan Berputar (moden) - brushless

05/02/23 IKMk 19

GELONGGELONGBERPUTARBERPUTAR

MEDANMEDANBERPUTARBERPUTAR

05/02/23 IKMk 20

PENGULANGALIK TIGA FASA

• Terdapat tiga kumpulan gelong setiap satu mewakili setiap fasa

• Menghasilkan gelombang sinusoidal dengan perbedaan 120 darjah elektrikal diantara satu sama lain

• Sambungan STAR atau DELTA, mengikut penggunaan

05/02/23 IKMk 21

ASASASASKELUARANKELUARANJANAKUASAJANAKUASA

05/02/23 IKMk 22

KUASA SESEBUAH PENGULANGALIK

P = 3 x V x I x P.F

05/02/23 IKMk 23

KADARAN SESEBUAH JANAKUASA

• Penggunaan (tunggusedia, prime power)• Beban maksima (MD)• Faktur kuasa• Suhu ambien• Kuasa simpanan (reserve)• Had junaman kelajuan (droop)• Had perubahan frequency (%)• Had junaman voltan (dip) (%)• Saiz beban motor terbesar

05/02/23 IKMk 24

DC ALTERNATORDC ALTERNATOR

05/02/23 IKMk 25

D.C ALTERNATORD.C ALTERNATOR

05/02/23 IKMk 26

PERMANENT MAGNET GENERATORPERMANENT MAGNET GENERATOR

05/02/23 IKMk 27

D.C EXCITED GENERATORD.C EXCITED GENERATOR

05/02/23 IKMk 28

KOMPONENT SESEBUAH SISTEM JANAKUASA

• Prime mover• Governor• Alternator• Excitor• Voltage regulator (AVR/VCU)• Papan AMF

05/02/23 IKMk 29GENERATOR BLOCK DIAGRAMGENERATOR BLOCK DIAGRAM

05/02/23 IKMk 30

GENERATORGENERATORCUT-OUTCUT-OUT

05/02/23 IKMk 31

GENERATORGENERATORCUT-OUTCUT-OUT

05/02/23 IKMk 32

05/02/23 IKMk 33

KELAJUAN SYNCHRONOUS PENGULANGALIK

N = N = 120 x F120 x F PP

05/02/23 IKMk 34

05/02/23 IKMk 35

05/02/23 IKMk 36

LOW &LOW &HIGHHIGHSPEEDSPEEDGENSETGENSET

05/02/23 IKMk 37

KELAJUAN TANPA BEBAN

3 % hingga 5 % melebihi kelajuan beban penuh

05/02/23 IKMk 38

AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR (AVR/VCU)

Untuk mendapatkan voltan keluaran yang tetap dan stabil walaupun beban dan kelajuan janakuasa

berubah-ubah dengan cara mengawal kekuatan medan excitor

(+5% dan –10%)

05/02/23 IKMk 39

05/02/23 IKMk 40

05/02/23 IKMk 41

05/02/23 IKMk 42

ASAS SEBUAH PENGATUR VOLTAN

Mengawal jumlah arus ujaan yang dibekalkan kepada lilitan medan

utama supaya voltan keluaran sentiasa stabil

05/02/23 IKMk 43

BASIC FUNCTION OF VOLTAGE REGULATORBASIC FUNCTION OF VOLTAGE REGULATOR

05/02/23 IKMk 44

AVR CONNECTIONAVR CONNECTION

05/02/23 IKMk 45

AVR CIRCUITAVR CIRCUIT

05/02/23 IKMk 46

BRUSHLESS GENSET BLOCK DIAGRAMBRUSHLESS GENSET BLOCK DIAGRAM

05/02/23 IKMk 47

ALTERNATOR ROTORALTERNATOR ROTOR

05/02/23 IKMk 48

PENGUJA (EXCITOR)

Membekalkan arus ujaan (arus terus) kepada lilitan medan utama supaya voltan keluaran sentiasa stabil atau

berubah pada peratusan yang sangat kecil

05/02/23 IKMk 49

JENIS-JENIS PENGUJA

• Static excitor – bekalan dari normal supply• Stationary brush type excitor• Brushless excitor (modern type)

05/02/23 IKMk 50

STATIC EXCITOR

Sebahagian dari keluaran alternator disalurkan ke rectifier melalui litar elektronik dan dibekalkan ke lilitan medan penguja. Oleh sebab tiada bahagian yang berputar maka ia disebut static excitor

05/02/23 IKMk 51

STATIC EXCITERSTATIC EXCITER

05/02/23 IKMk 52

BRUSHLESS EXCITOR

Adalah sebuah alternator kecil tiga fasa yang dipasang dihujung shaft rotor alternator utama. Keluaran arus AC akan melalui 6 buah diode (rotating diodes) untuk ditukarkan kepada arus DC sebelum dibekalkan kepada medan magnet utama

05/02/23 IKMk 53

SELF EXCITED GENERATORSELF EXCITED GENERATOR

05/02/23 IKMk 54

EXCITOREXCITOR

05/02/23 IKMk 55

EXCITOREXCITOR

05/02/23 IKMk 56

EXCITOREXCITOR

05/02/23 IKMk 57

05/02/23 IKMk 58

BRUSHLESS GENSETBRUSHLESS GENSET

05/02/23 IKMk 59

SEPARATELY EXCITED GENERATORSEPARATELY EXCITED GENERATOR

05/02/23 IKMk 60

GENSET CONTROL PANELGENSET CONTROL PANEL

• Satu papan kawalan asas yang mengandungi meter-meter seperti:

• Speedometer, Hz meter, Temperature meter, Oil pressure gauge, Charging ampere, ON/OFF key switch, Emergency switch, etc

05/02/23 IKMk 61

05/02/23 IKMk 62

GENERATOR LOSSES• Iron Losses

Hysterisis lossEddy current loss

• Copper loss (I²R loss) – kehilangan yang paling besar dan bergantung kepada arus beban, menghasilkan haba yang tinggi

• Friction loss (bearing)

05/02/23 IKMk 63

GENSET EFFICIENCYGENSET EFFICIENCY

05/02/23 IKMk 64

PENYEJUKAN ALTERNATOR

• Menggunakan kipas penyejuk yang dipasang di shaft alternator

05/02/23 IKMk 65

05/02/23 IKMk 66

ALAT PEMANAS (HEATER)

Untuk alternator yang bersaiz besar terdapat heater dipasang didalam gelong utama untuk mengekalkan suhu yang agak tinggi supaya tidak terdapat fungus (sejenis kulat/cendawan) yang boleh merosakkan bahan penebat gelong utama apabila alternator tidak berfungsi untuk tempoh yang lama

05/02/23 IKMk 67

KELAS PENEBATAN

• Kelas H (180 darjah C) untuk gelong alternator utama

• Kelas F (155 darjah C) untuk excitor

05/02/23 IKMk 68

05/02/23 IKMk 69

PERLINDUNGAN IP

Perlindungan dari solid particle dan water sekurang-kurangnya IP23 dimana jari tangan tidak boleh masuk dan pancutan air dari atas dan tepi tidak memasuki alternator

05/02/23 IKMk 70

INDEX OFINDEX OFPROTECTIONPROTECTIONTABLETABLE

05/02/23 IKMk 71

GENERATOR NAME PLATE• Jenama Excitor current• KW/KVA Excitor voltage• Ampere Serial No:• Faktur kuasa• Kelas Penebatan• IP21• Suhu ambien• Kenaikan suhu• Star / Delta

05/02/23 IKMk 72

TYPICALNAMEPLATE

05/02/23 IKMk 73

TYPICAL NAME PLATE• Engine type Caterpillar• No of cylinder 12, V type• Speed 3000 rpm• Alternator type Stanford• Connection Star• Voltan415V• kVA 2000 kVA (1600kW)• Ampere 2782A• Excitor type Brushless• Excitor voltage 64V• Excitor current 3.8A• Protection IP22• Insulation class Class H (180 C)

05/02/23 IKMk 74

LOKASI JANAKUASA

• Di bahagian bawah bangunan (tidak semestinya di aras tanah)

• Mudah diakses• Dekat dengan papan suis utama• Pintu menghadap keluar bangunan

05/02/23 IKMk 75

TAPAK JANAKUASA

Dipanggil PLINTH dan mestilah diasaskan dengan kukuh supaya dapat menampung berat janakuasa dan gegarannya. Penyerap gegaran dari jenis spring atau getah atau apa-apa cara yang sesuai hendaklah dipasang. Levelling yang sesuai dan alur kecil tumpahan minyak hendaklah disediakan

05/02/23 IKMk 76

05/02/23 IKMk 77

05/02/23 IKMk 78

VIBRATION DAMPERVIBRATION DAMPER

05/02/23 IKMk 79

VIBRATIONVIBRATIONDAMPERDAMPER

05/02/23 IKMk 80

KABEL KELUARANJenis-jenis kabel keluaran yang sesuai:• Mineral Insulated Copper Cable (MICC) – mahal

dan tidak mudah lentur• Fire Rated Cable (FRC) – harganya lebih murah

dan mudahlentur

Ciri-ciri kabel ialah tahan suhu yang tinggi kerana risiko kebakaran adalah tinggi dan diluluskan oleh pihak Bomba

05/02/23 IKMk 81

05/02/23 IKMk 82

FIREFIRERATEDRATEDCABLECABLE

05/02/23 IKMk 83

FIREFIRERATEDRATEDCABLECABLE

05/02/23 IKMk 84

BILIK JANAKUASA

Mempunyai kemudahan berikut:• Pintu jenis louvre dengan jaring nyamuk• Exhaust fan dengan saiz yang sesuai• Acoustic treatment• Lampu yang mencukupi• Soket alir keluar 13A• Fire fighting system

05/02/23 IKMk 85

BILIKBILIKJANAKUASAJANAKUASA

05/02/23 IKMk 86

GENSET INSTALLATIONGENSET INSTALLATION

05/02/23 IKMk 87

INTAKEINTAKEAIR AIR PASSAGEPASSAGE(ATTENUATOR)(ATTENUATOR)

05/02/23 IKMk 88

AIR CIRCULATIONAIR CIRCULATION

05/02/23 IKMk 89

PENGUDARAAN BILIKPENGUDARAAN BILIK

05/02/23 IKMk 90

AIR CIRCULATIONAIR CIRCULATION

ININ

OUTOUT

05/02/23 IKMk 91

PAPAN AMF• AMF (Automatic Main Failure)• Menerima bekalan dari alternator• Mengawal perjalanan janakuasa dan C.O.C• Memberi perlindungan kepada sistem• Menempatkan pemutus litar, geganti, timers,

meter-meter pengukuran, buzzer amaran, pengecas bateri dsb.

05/02/23 IKMk 92

PAPAN AMF

05/02/23 IKMk 93

BAHAGIANBELAKANGPAPAN AMF,KABEL MICC

05/02/23 IKMk 94

AMF CIRCUITAMF CIRCUITDIAGRAMDIAGRAM

05/02/23 IKMk 95

AMF CONTROLAMF CONTROLCIRCUITCIRCUIT

05/02/23 IKMk 96

TIMERS ANDTIMERS ANDRELAYSRELAYS

05/02/23 IKMk 97

TIMERS ANDTIMERS ANDRELAYSRELAYS

05/02/23 IKMk 98

05/02/23 IKMk 99

05/02/23 IKMk 100

05/02/23 IKMk 101

05/02/23 IKMk 102

05/02/23 IKMk 103

DC SOLENOIDDC SOLENOID

05/02/23 IKMk 104

FUEL VALVEFUEL VALVE

05/02/23 IKMk 105

FUEL SOLENOIDFUEL SOLENOID

05/02/23 IKMk 106

TEMPERATURE SENSORTEMPERATURE SENSOR

05/02/23 IKMk 107

05/02/23 IKMk 108

05/02/23 IKMk 109

CHANGEOVER CONTACTOR (C.O.C)

• Alat pensuisan empat kutub• Menyalurkan bekalan normal (TNB) atau

Janakuasa• Operasi Otomatik atau Manual (pilihan)• Peralihan dikawal oleh timer dan geganti

undervoltage• Electrical and Mechanical interlock

05/02/23 IKMk 110CHANGE OVER CONTACTORCHANGE OVER CONTACTOR

05/02/23 IKMk 111

TRANSFERTRANSFERSWITCHSWITCH

05/02/23 IKMk 112

C.O.C

05/02/23 IKMk 113

C.O.CC.O.C

05/02/23 IKMk 114

BATERI• Lead acid• Nical Cadmium• Voltage (12V, 24V)• Ampere-hour (100Ah)• Specific gravity (1.1 –1.2)• Battery condition (normal, weak, discharge)• Battery tester/Punch meter

05/02/23 IKMk 115

BATERI LEAD ASID BIASABATERI LEAD ASID BIASA

05/02/23 IKMk 116

BateriNical Cadmium

05/02/23 IKMk 117

NORMALNORMALLEADLEADACIDACIDBATTERYBATTERY

05/02/23 IKMk 118

SEALEDSEALEDLEADLEADACIDACIDBATTERYBATTERY

05/02/23 IKMk 119

BATTERY TESTERBATTERY TESTER

05/02/23 IKMk 120

05/02/23 IKMk 121BATTERY & STARTERBATTERY & STARTER

05/02/23 IKMk 122

05/02/23 IKMk 123

ELECTRIC STARTING SYSTEMELECTRIC STARTING SYSTEM

05/02/23 IKMk 124

PENGECAS BATERI• Static charger bila janakuasa tidak

beroperasi• DC alternator (belt driven) bila janakuasa

beroperasi• Static charger mendapat bekalan dari

bekalan normal• Jenis constant current atau constant voltage

05/02/23 IKMk 125

PERLINDUNGAN JANAKUASA

• Lampau laju (overspeed) - stop• Tekanan minyak rendah (low oil pressure) - stop• Lampau panas (high water temperature) - stop• Overcrank – stop after 6 attempts• Low fuel level - alarm• Lack of fuel - stop• Undervoltage – stop• Restricted Earth Fault Protection (REF) - stop

05/02/23 IKMk 126

REF PROTECTIONREF PROTECTION

05/02/23 IKMk 127

NEUTRAL SWITCH

05/02/23 IKMk 128

PEMBUMIAN JANAKUASA• Pembumian papan AMF• Pembumian rangka janakuasa• Pembumian star point alternator Pembumian papan AMF dan rangka

janakuasa boleh digabungkan dan menggunakan pita tembaga.

Pembumian star point alternator hendaklah berasingan dan menggunakan kabel PVC hitam

05/02/23 IKMk 129

STAR POINT EARTHINGSTAR POINT EARTHING

05/02/23 IKMk 130

CENTRAL EARTHING BARCENTRAL EARTHING BAR

05/02/23 IKMk 131

FRAMEFRAMEJANAKUASAJANAKUASAHENDAKLAHHENDAKLAHDIBUMIKANDIBUMIKAN

05/02/23 IKMk 132

UJIAN JANAKUASA

• Ujian di kilang• Ujian di tapak• Ujian penebatan, pembumian, penatahan,

turutan fasa• Ujian beban (50%, 75%, 100%, 110%)• Ujian keberfungsian litar kawalan dan

keseluruhan sistem

05/02/23 IKMk 133

SAMPLETEST RESULT

05/02/23 IKMk 134

AKTA & PERATURAN BERKAITAN

• Pendaftaran janakuasa• Fee kena bayar• Orang kompeten yang menjaga (Chargeman

A4-1 atau A4)

05/02/23 IKMk 135

MOBILE GENSET

• Pembumian sementara• Spesifikasi• Muatan tangki

05/02/23 IKMk 136

05/02/23 IKMk 137

SILENCE GENSET

• Tahap kebisingan – 80dB• Acoustic treatment• DOE requirement

05/02/23 IKMk 138

GENSET FAULT TRACING

• OFF LOAD and ON LOAD– a. No volt– b. Unstable volt– c. High volt– d. Low volt

05/02/23 IKMk 139

NO VOLT OFF LOAD

1. Low speed2. Low residual magnetism3. AVR fuse blow4. Broken wires5. Faulty AVR6. Faulty winding7. Faulty diodes or supressor

05/02/23 IKMk 140

UNSTABLE VOLT OFF LOAD

1. High speed2. Loose connection3. Dirt or moisture on AVR4. Faulty winding5. Faulty AVR6. Faulty diodes or suppressor

05/02/23 IKMk 141

HIGH VOLT OFF LOAD

1. High speed2. linkVS-SO not intact on AVR3. Dirt or moisture on AVR4. Faulty on AVR5. Faulty winding

05/02/23 IKMk 142

LOW VOLT OFF LOAD

1. Low speed2. Link R-RR not intact on AVR3. Remove trimmer or wiring faulty4. Dirt or moisture on AVR5. Faulty AVR6. Faulty diodes or suppressor7. Faulty wiring

05/02/23 IKMk 143

NO VOLT ON LOAD

1. Short circuit load2. Excessive load3. AVR overload circuit tripped (reset)4. Faulty AVR5. Faulty wiring

05/02/23 IKMk 144

UNSTABLE VOLT ON LOAD

1. High speed2. Loose connection3. Faulty AVR4. Severe waveform distortion5. Faulty winding

05/02/23 IKMk 145

HIG VOLT ON LOAD

1. High speed2. Link VS-SO not intact on AVR3. Large capacitor load4. Faulty AVR5. Faulty winding

05/02/23 IKMk 146

LOW VOLT ON LOAD

1. Low speed2. Excessive load3. Faulty AVR4. Faulty diodes or supressor5. Remove trimmer or wiring faulty6. Faulty winding