Sistem Pengagihan

62

KERTAS PENERANGAN

TAJUK : SISTEM PENJANAAN, PENGHANTARAN DAN PENGAGIHAN TENAGA ELEKTRIK

KURSUS : PEMASANGAN PENDAWAIAN BANGUNAN ( BWI )

TUJUAN PENERANGAN:

Tenaga elektrik yang terhasilkan daripada proses penjanaan perlulah dibahagikan kepada beberapa peringkat lagi sebelum dapat disalur dan digunakan oleh pengguna dengan selamat. Peringkat-peringkat itu ialah penjanaan, penghantaran, pengagihan dan pembekalan. Kertas penerangan ini memberikan beberapa catitan mengenai perkara-perkara di atas yang boleh menolong memberikan satu gambaran latar belakang kerja pemasangan tersebut. PENERANGAN : Sistem Penjanaan Penjanaan merupakan proses pengeluaran tenaga elektrik dengan banyaknya, yang diperolehi daripada sebuah mesin penjana yang dipasang dan dipusingkan oleh tenaga penggerak seperti air, enjin stim dan sebagainya. Proses pertukaran tenaga Tenaga Stim ) Tenaga Air ) Tenaga Angin )

Tenaga Solar ) Tenaga Gas ) Tenaga Nuklear ) Teori asas penghasilan daya gerak elektrik Di dalam penjana terdapat pengalir ( rotor ) dan kutub magnet ( stator ). Apabila pengalir rotor berpusing ( ataupun stator ) maka pemotongan urat daya magnet akan berlaku. Hasil daripada pemotongan urat daya magnet oleh pengalir maka daya gerak elektrik dikeluarkan. +ve 90 b 0 b 180 360 c a a c a d d -ve 270 1 kitar

Pemilihan stesen penjana elektrik Bagi mendirikan sesebuah stesen penjana elektrik banyak faktor yang perlu difikirkan. Di antara faktor-faktor yang penting adalah seperti berikut :

i. Kos perbelanjaan pembangunan. ii. Kawalan ( lokasi ) iii. Penjagaan ( maintenance ) iv. Keperluan tenaga elektrik

Tenaga Mekanikal Tenaga Elektrik

U

S

63

KERTAS PENERANGAN



Stesen penjana dijeniskan mengikut cara dan kaedah menggerakkan penjana itu. Ia mengandungi relau, dandang stim, turbin peralatan suis, pengubah dan kelengkapan pembantu. Voltan-voltan penjana adalah 6600V, 11000V, 22000V, 33000V, tiga fasa 50 kitar. Jenis-jenis stesen penjana kuasa

i. Stesen penjana kuasa hidro-elektrik. ii. Stesen penjana kuasa stim. iii. Stesen penjana kuasa nuklear. iv. Stesen penjana kuasa diesel. v. Stesen penjana kuasa angin / ombak dll. vi. Stesen penjana kuasa solar vii. Stesen penjana kuasa gas.

Di negara kita stesen janakuasa yang paling banyak digunakan ialah jenis hidro dan stim. Stesen janakuasa diesel hanya digunakan di tempat-tempat tertentu sahaja memandangkan kesukaran pengendalian dan perbelanjaan yang lebih, manakala tenaga keluarannya tidak banyak dibandingkan dengan dua jenis yang disebutkan tadi. Di negara-negara maju stesen janakuasa nuklear dan angin atau ombak ada digunakan.

i. Stesen kuasa hidro-elektrik.

Stesen ini sesuai didirikan di tempat banyak air dan berbukit, dimana kuasa air yang diempang supaya tenaga yang dikumpul digunakan untuk menjalankan turbin air yang mana kemudiannya menjalankan alat pengulangalik atau alternator tersebut. Air yang keluar dari turbin akan di salur ke sungai. Oleh kerana air dibekalkan terus menerus, jenis ini akan menjimatkan perbelanjaan dan penjanaan harian. Di negara kita terdapat beberapa buah stesen penjana jenis ini seperti di Temenggor, Cameron Highland, Tasik Kenyir dan lain-lain.

64

KERTAS PENERANGAN



ii. Stesen Janakuasa Stim

Terdapat 2 jenis penggunaan bahan pembakaran : -

a) Bahan api arang batu. b) Pembakaran minyak.

a) Penjana Bahan Api Arang Batu. Bahan arang batu dibekal di dalam tempat bara dandang tiub air yang besar untuk menghasilkan stim tekanan tinggi kemudian stim ini disalurkan ke dalam turbin-turbin stim yang berputar pada laju 50 atau 25 perkisaran per saat. Setiap turbin disambungkan secara mekanik melalui acinya kepada sebuah penjana arus ulangalik 3 – fasa dan mesin gabungan ini dikenali sebagai sebuah alternator / pengulang–alik turbin. Tenaga elektrik yang dikeluarkan selagi tenaga mekanikal diberikan. Bahan api dan air perlu ditambah dari semasa ke semasa, jika tidak voltan yang di keluarkan akan sentiasa turun naik mengikut kelajuan dan keupayaan penggerak turbin itu. Jelas dilihat bahawa terdapat tiga penukaran ( transformasi ) tenaga. Tenaga dalam arang itu ditukarkan kepada tenaga haba dalam stim dan kemudiannya kepada tenaga mekanik putaran dan akhirnya kepada tenaga elektrik. b) Stesen Kuasa Pembakaran Minyak Dalam stesen ini arang digantikan dengan bahan api minyak sebagai agen pemanas bagi dandang.

65

KERTAS PENERANGAN



iii. Stesen Penjana Kuasa Nuklear.

Penggunaan tenaga nuklear merupakan satu cara yang terbaru bagi memperoleh tenaga elektrik, tetapi oleh kerana kesukaran bagi mendapatkan bahan-bahan radioaktif dan bahaya daripada bahan buangan ( oleh proses ini ), maka stesen jenis ini tidak begitu banyak digunakan oleh negara-negara kurang maju. Apabila bahan-bahan radioaktif seperti radium, uranium dan sebagainya bertindak balas, haba akan dihasilkan. Seterusnya haba tersebut akan memanaskan dandang stim. Tenaga nuklear seterusnya bertukar menjadi tenaga stim ( wap ) dan kemudiannya memusingkan turbin. Apabila turbin ini berpusing, janakuasa itu akan mengeluarkan tenaga elektrik. Kadar tenaga yang di keluarkannya adalah berlipat ganda daripada apa yang dapat dikeluarkan oleh penjana lain. Setakat ini negara kita belum lagi mampu mengadakannya.

66

KERTAS PENERANGAN



iv. Penjana Kuasa Diesel.

Tenaga mekanik diperolehi daripada putaran mesin yang digerakkan oleh bahan api. Dari sini tenaga mekanik ini dihubungkan ke aci janakuasa dan seterusnya tenaga elektrik dikeluarkan daripada janakuasa itu. Oleh kerana mesin ini memerlukan minyak ( diesel ) untuk membolehkannya berputar, perbelanjaannya lebih mahal dan penjagaanya pun sukar. Di samping itu keupayaan voltan yang dikeluarkan tidaklah besar kerana tenaga mekanik yang dihasilkannya bergantung kepada kekuatan mesin. Biasanya stesen ini digunakan di kawasan pedalaman kerana air dan bahan api untuk pembakaran sukar diperolehi. Hari ini penjanaan secara ini digunakan sebagai pembekal tenaga elektrik yang boleh dibawa kemana-mana.

v. Stesen Penjana Kuasa Angin / Ombak.

Dalam stesen ini kuasa angin / ombak digunakan untuk menghasilkan tenaga elektrik. Ia banyak di gunakan di negara-negara maju

Perbandingan kebaikan dan keburukan setiap jenis penjana.

Janakuasa

Kebaikan Keburukan

Stim

Murah Penjagaan lebih Berdekatan dengan air Tenaga tidak terkawal

Hidro

Murah belanja menjalankannya Voltan senang dinaikkan Kurang penjagaannya

Di tempat tertentu sahaja Belanja permulaan mahal

Diesel

Voltan mudah diperolehi Ringan dan mudah diangkut

Mahal penggunaannya Penjagaan lebih Voltan kecil sedikit

Nuklear

Voltan tinggi Tenaga penuh Murah jangka masa lama Ringkas kecekapan tinggi

Bahaya bahan buangan radioaktif Belanja permulaan mahal Tempat tertentu Penjagaan lebih

67

KERTAS PENERANGAN



Sistem penghantaraan

Tenaga elektrik yang terhasil daripada proses penjanaan seterusnya dibahagikan penyebaran kepada peringkat kedua ( penghantaran ) di antara pencawang-pencawang voltan tinggi. Biasanya tenaga elektrik yang dikeluarkan oleh sesebuah stesen penjana adalah kira-kira 33 KV, 22KV atau 11KV 3 fasa 50 kitar. Tenaga elektrik dari penjana itu lalu ke dalam bus-bar stesen melalui perkakas suis ( switch gear ) dan seterusnya disuap kepada kabel atau talian yang keluar ke pencawang untuk disambung kepada alat pengubah bagi menaikkan atau yang lebih rendah sebagaimana yang diperlukan. Pengubah-pengubah sistem penghantaran biasanya disambung secara delta untuk mendapatkan voltan talian dan voltan fasanya yang sama. Voltan-voltan sistem penghantaran biasanya dinaikkan ke nilai yang dikehendaki seperti 66 KV, 132 KV, 275 KV.

Tujuan menaikkan voltan ialah :- a) Untuk mengurangkan perbelanjaan.

Pada pengguna saiz kabel yang besar, kerana saiz kabel yang digunakan berdasarkan besarnya arus yang mengalir, Biasanya kuasa bergantung kepada nilai arus, voltan dan faktor kuasa ( W = I x V x Kos θ ). Jika kuasa ditetapkan, arus boleh dikecilkan dan nilai voltan mestilah dinaikkan untuk mendapatkan kuasa yang sama. Sebagai contoh ( faktor kuasa diabaikan ). W = 1 x V W = 1 x V 11000 = 20 x 550 11000 = 10 x 1100 ( asal ) ( baru ) Dengan ini, saiz kabel dan suis peralatan serta alat-alat kawalan lain dapat dikecilkan berbanding dengan arus yang asal iaitu daripada 20A kepada 10A.

b) Untuk mendapatkan nilai voltan bekalan yang stabil pada pengguna walaupun berlaku susutan voltan yang banyak

68

KERTAS PENERANGAN



Tenaga elektrik ini seterusnya dihantar melalui rangkaian talian-talian atas sepanjang jarak yang agak jauh ke daerah-daerah / di seluruh negara yang dipanggil talian-talian penghantaran. Contoh ulung bagi talian penghantaran utama di negara kita ialah Sistem Grid Kebangsaan (Grid National ). Talian-talian penghantar dan kelengkapan pembantu ini yang ada kini adalah untuk tujuan saling hubungan sistem-sistem bekalan daripada pembekal-pembekal tenaga elektrik penjana yang diberikan kuasa pencawang-pencawang terdedah (open air) yang mengandungi pengubah (transfomer) dan perkakas suis (switch gear) menyambungkan sistem-sistem penjana kepada sistem grid tersebut. Beberapa kebaikan daripada sistem Grid Nasional ini adalah :-

a) Loji-loji penjana yang besar adalah lebih cekap daripada yang kecil. b) Tidak diperlukan banyak loji simpanan. c) Dalam kes kerosakan sesuatu loji dalam mana-mana stesen, bekalan tempatan itu boleh

dibekalkan dari Grid Nasional. d) Lebih banyak daerah boleh menerima bekalan elektrik dengan menyalurkan bekalan itu dari

talian-talian penghantar sekunder

Keburukan-keburukan Sistem Grid Nasional.

a) Kos perbelanjaan yang banyak. b) Memerlukan perbelanjaan yang banyak. c) Mengambil masa yang lama untuk menyiapkannya.

Bagi pembekalan sesuatu destinasi / daerah voltan ini dihantar ke pengubah penurun rintangan atau dalam tanah kembali kepada nilai voltan asal penjana iaitu sama ada 66 KV, 33 KV, 22 KV, 11 KV dan sebagainya. Seterusnya, bermulalah peringkat pengagihan. Biasanya alat pengubah ini terletak di luar bilik ( tidak berumah ), kemudian voltan sekundernya dibawa ke stesen pencawang dan kemudiannya dibahagikan kepada beberapa peringkat pembekalan. Pihak pembekal akan menurunkan voltan yang diterimanya dari stesen pencawang kepada nilai voltan yang diperlukan oleh pengguna seperti 240V, 415V, 650V, 2 KV, 3 KV, 50 kitar atau sebagainya.

69

KERTAS PENERANGAN



Beberapa cara Kaedah Sambungan Sistem Penghantaran.

i. Sistem Gelang. ii. Sistem Bus-Ties. iii. Sistem Rangkaian. iv. Sistem Grid National. v. Sistem Jejari.

i. Sistem Gelang.

Sistem penghantaran ini dibuat dengan menyambungkan kesemua pengubah ( transformer ) peninggi pada satu kawasan seperti sebuah kampung, bandar atau negeri dalam litar gelang. Sambungan gelang ini melibatkan bahagian belitan utama pengubah ( transformer ) sahaja, manakala sebelah sekundernya dipasang terus ke pengubah-pengubah penurun yang lain. Sistem ini bolehlah dianggapkan sebagai sistem penghantaran yang seimbang arusnya, meskipun terdapat perubahan beban. Susutan voltan dalam penghantarannya dianggap tiada.

Kebaikan sistem gelang.

i. Apabila salah satu pengubah ( transformer ) rosak, pengubah lain masih boleh berfungsi. ii. Pengubah yang rosak boleh dibaiki tanpa mengganggu bekalan yang lain. iii. Dapat menampung beban pengguna yang banyak. iv. Memerlukan saiz kabel yang kecil dan panjang. v. Tambahan beban mudah dibuat melalui salur ke litar gelang itu.

Keburukan sistem gelang.

i. Kawasan pengubah yang rosak tidak akan mendapat tenaga elektrik.

70

KERTAS PENERANGAN



ii. Sistem Bus-ties.

Dalam sistem penghantaran ini, pengubah disetiap kawasan disambungkan dalam litar gelang pada sekunder dan utamanya. Dengan itu apabila salah satu daripada pengubah itu rosak, kawasan yang dibekalkan oleh pengubah itu masih boleh mendapat tenaga elektrik dari sambungan gelang pada sekunder pengubah lain. Inilah satu daripada kebaikan sistem penghantaran ini tetapi belanja sistem penggunaan ini tersangat mahal. Sebab itu cara ini jarang digunakan kecuali di tempat-tempat yang tidak mahu bekalan elektriknya terganggu, misalnya kawasan di raja.

SISTEM BUS -TIES

71

KERTAS PENERANGAN

TAJUK : SISTEM PENJANAAN, PENGHANTARAN, DAN PENGAGIHAN TENAGA ELEKTRIK


iii. Sistem Rangkaian.

Sistem rangkaian adalah campuran kebaikan sistem gelang dan bus-ties. Oleh kerana itu harganya tidaklah semahal sistem bus-ties kerana litar gelang hanya dibuat pada bahagian sekunder transformer sementara bahagian utamanya dibuat dalam sambungan jejari. Cara sambungan ini memberikan hasil yang sama seperti kebaikan litar gelang dan bus-ties. Di antaranya ialah apabila salah satu daripada transformer itu rosak, bekalan elektrik di kawasan transformer yang rosak itu masih boleh diperolehi kerana bahagian sekunder pengubah itu berada dalam rangkaian litar gelang. Terdapat dua bentuk sambungan rangkaian iaitu sambungan rangkaian mudah dan rangkaian kompleks. Dalam sambungan rangkaian kompleks, dua rangkaian mudah dicantumkan tetapi dibekalkan oleh sebuah stesen penjana sahaja.

72

KERTAS PENERANGAN

TAJUK :SISTEM PENJANAAN, PENGHANTARAN DAN PENGAGIHAN TENAGA ELEKTRIK.

KURSUS : PEMASANGAN PENDAWAIAN BANGUNAN (BWI)

iv. Sistem Grid Nasional.

Sistem grid ini biasanya digunakan bagi sambungan antara janakuasa, namun begitu sistem ini ada juga digunakan untuk sambungan di antara transformer peninggi.

Sistem ini paling banyak digunakan disebabkan beberapa perkara antaranya perubahan frekuensi yang tidak begitu ketara pada beban yang disambung melalui penghantaran kedua. Dengan penggunaan penjana yang besar luas kawasan dapat dikurangkan kerana terdapatnya penggunaan janakuasa kecil pada setiap tempat.

v. Sistem Jejari.

Sistem ini merupakan cara yang termurah tetapi mendatangkan beberapa keburukan, di antaranya apabila satu daripada pengubah itu rosak pengubah-pengubah lain tidak boleh berfungsi dan saiz kabel yang digunakan adalah lebih besar daripada saiz kabel yang digunakan dalam sambungan secara gelang pada keupayaan yang sama.

Sistem ini lazim digunakan untuk satu daerah kecil setelah sampai ke peringkat bekalan tenaga elektrik atau sambungan bekalan ke rumah-rumah berderet. Namun begitu sistem masih boleh dibaiki dengan menggunakan pemutus litar disetiap pengubah agar pengubah yang rosak itu boleh dibaiki tanpa mengganggu bekalan ke beban yang lain.

73

KERTAS PENERANGAN



Sistem Pengagihan dan Pembekalan Arus ulang-alik

Pengagihan pada voltan tinggi melibatkan peruntukan pengubah (transformer) dipencawang di mana tenaga itu diturunkan kepada voltan rendah atau sederhana yang standard seperti 240V, 415V, 650V, 2KV, 3KV, 50 kitar sebelum dibekalkan kepada pengguna. Bagi pengguna-pengguna rumah pengagihan itu adalah pada voltan rendah 240V tetapi terdapat juga yang menggunakan voltan 415V bagi menampung arus yang besar. Bagi industri-industri kecil, sekolah, pejabat dan sebagainya voltan 415V diperlukan. Tenaga elektrik dari pengubah dipencawang ini dibawa oleh kabel-kabel penyuap ke punca-punca penyuapan yang sesuai, dari mana kabel-kabel yang dipanggil pembekalan menjejari keluar dan dijajarkan ke sepanjang jalanraya. Sambungan ke seberang rumah atau kedai dibuat dengan menggunakan satu kabel servis yang dicantumkan secara-tee kepada pengagih tersebut pada satu kedudukan yang sesuai. Sistem-sistem pengagihan arus ulangalik adalah :- a. Fasa tunggal 2 - dawai. b. Fasa tunggal 3 - dawai. c. Tiga fasa 3 - dawai. d. Tiga fasa 4 - dawai.

Sistem yang paling meluas digunakan adalah sistem 3 – fasa 4 – dawai. Pengagihan boleh dibuat secara talian atas atau kabel bawah tanah. Perbandingan di antara talian atas atau kabel bawah tanah. Talian atas. a. Didirikan di kawasan luar bandar. b. Menggunakan tiang kayu, tiang besi dan tiang konkrit. c. Pengalir talian bertebat daripada jenis aluminium dengan gandingan keluli. d. Kos pembinaan murah dan senang dibuat penyelenggaraan.

Kabel bawah tanah.

a. Didirikan di kawasan bandar atau kawasan bangunan flat. b. Menggunakan kabel bertebat yang ditanam dan tahan daripada kerosakan mekanikal. c. Untuk membuat penyelenggaraan adalah rumit dan susah.

Rajah di bawah menunjukkan susunan dalam sistem penghantaran sehingga pengguna voltan arus

ulangalik, kadaran voltan yang diberikan itu merupakan anggaran daripada berbagai-bagai jenis stesen penjana. Bagi pengguna yang memperoleh bekalannya dari penerus (rectifier) sebenarnya ia mendapat voltan bekalan arus terus yang telah ditukarkan daripada bekalan asal iaitu voltan arus ulangalik.

Pengguna menggunakan voltan yang berbeza-beza julatannya kerana tidak semua pengguna memerlukan voltan yang sama, di kilang-kilang perusahaan voltan sebanyak 240V tidaklah memadai sebaliknya voltan sebesar itu hanya sesuai untuk rumah kediaman sahaja. Voltan yang sesuai untuk kilang-kilang perusahaan ialah kira-kira 600V sehingga 1K.

74

KERTAS PENERANGAN



Air, stim dan lain-lain PENGHANTAR

PENGAGIH

PEMBEKAL

KABEL PERKHIDMATAN PENGGUNA

PENGGERAK

TRANSFORMER PENINGGI

TRANSFORMER PENURUN

STESEN PENCAWANG

TRANSFORMER PENURUN

P-2 P-5

P-6 Rectifier PENGGUNA

11 KV 22 KV 33 KV

123 KV 275 KV 400 KV

PYLON / MENARA

TALIAN RENTANG ATAS/DALAM TANAH

TALIAN RENTANG ATAS / DALAM TANAH

TALIAN RENTANG ATAS/DALAM TANAH

11 KV 22 KV 33 KV

11 KV 415 V 240 V 1 KV

240 V 230 / 460 V A.T

415 V 415 V 600 V 240 V

STESEN JANAKUASA

P-3 P-4 P-1

240 V VVVV

Sistem Pengagihan

Education

Transcript of Sistem Pengagihan