Teknologi Elektrik 1 E1063 -Unit 3

SISTEM BEKALAN ELEKTRIK E1063/UNIT3/1

3Unit

SISTEM BEKALAN ELEKTRIK

OBJEKTIF AM

Memahami konsep-konsep asas penjanaan, penghantaran dan pengagihan

OBJEKTIF KHUSUS

Di akhir unit ini anda dapat :

Mentakrifkan sistem penjanaan, sistem penghantaran dan sistem pengagihan

Menjelaskan unit kawalan pengguna sistem satu fasa dan tiga fasa

Menyatakan secara ringkas fungsi setiap komponen dalam unit kawalan pengguna

Menerangkan maksud litar kecil akhir ( kuasa dan lampu)

Tenaga AirTenaga StimTenaga Gas

Tenaga Mekanikal Tenaga Elektrik


3.0 PENGENALAN KEPADA SISTEM BEKALAN DAN PEMASANGAN

Merupakan proses bagi memenuhi keperluan pengguna secara berperingkat-peringkat dan ia mengandungi tiga(3) peringkat utama iaitu;

a) Sistem Penjanaanb) Sistem Penghantaranc) Sistem Pengagihan

3.1 SISTEM PENJANAAN

Suatu pengeluaran tenaga elektrik dengan kadar yang banyak dan diperolehi daripada stesen janakuasa elektrik hasil daripada pergerakan oleh air, gas, stim dan sebagainya.

Rajah 3.1, adalah contoh proses-proses pertukaran tenaga yang berlaku di dalam sesebuah stesen janakuasaelektrik ;

Rajah 3.1 : Gambar Rajah Blok Proses Penghasilan Dge.

3.1.1 Teori Asas Penghasilan Tenaga Elektrik

INPUTINPUT


Di dalam penjana (janaelektrik) terdapat pengalir dan kutub magnet seperti Rajah 3.2 di bawah. Apabila pengalir (abcd) berpusing maka pemotongan uratdaya magnet (flux magnet) akan berlaku. Hasil pemotongan uratdaya tersebut oleh pengalir, maka terhasillah daya gerak elektrik (dge).

a

b a c arah 180o 360o

pusingan 90o b 270o d

d

c

Rajah 3.2 : Graf Penghasilan Dge.

3.1.2 Jenis-jenis Stesen Janakuasa Elektrik

a) Stesen Janakuasa Elektrik Hidro b) Stesen Janakuasa Elektrik Stim c) Stesen Janakuasa Elektrik Gas d) Stesen Janakuasa Elektrik Disele) Stesen Janakuasa Elektrik Nuklearf) Stesen Janakuasa Elektrik Solar

Di Malaysia tenaga elektrik dijanakan oleh ;a) Stesen Janakuasa Elektrik Hidro (*14.5%)b) Stesen Janakuasa Elektrik Stim (*24%)c) Stesen Janakuasa Elektrik Gas (*14.2%)d) Stesen Janakuasa Elektrik Disel (*0.1%)e) Lain-lain (*47.2%)

3.1.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa ;

Kutub

U

SKutub

* sumber TNB tahun 2002.


a). Kurang penjagaanb). Ringkasc). Keluaran tenaga maksimumd). Murahe). Saiz kecilf). Tiada pencemarang). Voltan tinggi

Biasanya (Rajah 3.3) , loji stesen kuasa mengandungi ;

Rajah 3.3 : Carta Alir Proses Di Dalam Loji Janakuasa

3.1.4 STESEN JANAKUASA HIDRO

RelauRelau Dandang StimDandang Stim TurbinTurbin Suis GearSuis Gear

Transformer TransformerKelengkapan

Kelengkapan

Pembantu Pembantu

Tahukah anda? TNB

adalah badan yang

bertangungjawab

menguruskan bekalan tenaga

elektrik di negara kita.

Aci


Janaelektrik

Pintu empangan

Kawasan air

Saluran masuk

Empangan

Injap pintu air Kipas turbin Saluran keluar

Rajah 3.4 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Hidro

Prinsip kendalian :

a) Air ditakung pada suatu paras yang tinggi dan luas supaya dapat menghasilkan suatu tenaga yang kuat bagi menggerakkan kipas turbin.

b) Air disalurkan menerusi saluran masuk ke turbin dengan suatu tekanan yang kuat dan deras. Injap air berfungsi untuk mengawal kelajuan air.

c) Tekanan air yang kuat deras ini akan menggerakkan kipas turbin.d) Apabila kipas turbin berputar maka pengalir rotor dalam penjana akan bergerak dan urat

daya akan dipotong, seterusnya daya gerak elektrik (dge) akan terhasil.e) Air yang keluar dari turbin akan disalurkan ke sungai

3.1.5 STESEN JANAKUASA STIM


Stim tekanan tinggi Lawas

Kipas turbin Aci

Bahan api

Air penyejukPam

Kondenser

Air

Rajah 3.5 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Stim

Prinsip kendalian :

a) Bahan api seperti arang batu dibakar supaya dapat memanaskan air yang telah disalurkan ke dandang.

b) Hasil daripada pemanasan air, ia akan mengeluarkan stim yang bertekanan tinggi.c) Stim tersebut disalurkan ke turbin dan seterusnya memutarkan kipas turbin.d) Pemotongan uratdaya akan berlaku dan menghasilkan dge. Tekanan stim yang keluar

daripada turbin akan menjadi rendah dan disalurkan ke kondenser supaya ditukar kepada air. Air tersebut disalurkan ke kawasan takungan air dan akhirnya pam akan mengepam semula air ke dandang.

e) Proses berulang.

3.1.6 SISTEM JANAKUASA GAS

Bahanapi


Gas tekanan tinggi

Ruang pembakaran

Turbin Janaelektrik

Pemampat

Aci Aci

Udara masuk Lawas

Rajah 3.6 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Gas

Prinsip kendalian :

a) Udara disedut dan dimampatkan oleh pemampat dari luar dan disalurkan ke ruang pembakaran.

b) Bahan api dimasukkan ke dalam ruang pembakaran dan dibakar bersama aliran udara.c) Hasil daripada pembakaran , gas bertekanan tinggi dihasilkan.d) Gas tersebut disalurkan ke turbin. Sebahagian gas tersebut akan berfungsi untuk

menggerakkan kipas turbin dan sebahagian lagi menggerakkan pemampat.e) Oleh kerana kipas turbin berputar, maka pengalir rotor juga berputar dan seterusnya

menghasilkan dge.f) Gas yang keluar dari turbin disalurkan keluar melalui saluran gas lawas.


AKTIVITI 3A

3.1 Berikan takrifan bagi sistem penjanaan di dalam sistem bekalan .

3.2 Senaraikan lima (5) jenis stesen janakuasa elektrik yang anda ketahui.

3.3 Berikan lima (5) faktor yang diambil kira sebelum sesebuah stesen janakuasa dibina.

3.4 Terangkan secara ringkas teori penghasilan tenaga elektrik.

Uji kefahaman dan ingatan anda dengan membuat aktiviti berikut. Sekiranya masih kabur, sila buat ulang kaji.


MAKLUM BALAS 3A

3.1 Sistem penjanaan ialah Suatu pengeluaran tenaga elektrik dengan kadar yang banyak dan diperolehi daripada stesen janakuasa elektrik hasil daripada pergerakan oleh air, gas, stim dan sebagainya.

3.2 Jenis-jenis Stesen Janakuasa Elektrik :a. Stesen Janakuasa Elektrik Hidro b. Stesen Janakuasa Elektrik Stimc. Stesen Janakuasa Elektrik Gasd. Stesen Janakuasa Elektrik Disele. Stesen Janakuasa Elektrik Nuklear

3.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa :a. Kurang penjagaanb. Ringkasc. Keluaran tenaga maksimumd. Murahe. Saiz kecil

3.4 Teori Asas Penghasilan Tenaga ElektrikDi dalam penjana (janaelektrik) terdapat pengalir dan kutub magnet. Apabila pengalir (pemutar) berpusing maka pemotongan uratdaya magnet (flux magnet) akan berlaku. Hasil pemotongan uratdaya tersebut oleh pengalir, maka terhasillah daya gerak elektrik (dge).


3.2 SISTEM PENGHANTARAN

Merupakan proses penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi.Sesebuah stesen janakuasa elektrik akan menghasilkan voltan janaan 11kV. Kemudian voltan janaan ini ditingkatkan dengan menggunakan penggubah peninggi ke nilai 66kV, 132kV, 275kV dan 400kV. Tujuan meninggikan voltan janaan adalah ;

a) Untuk mendapatkan nilai voltan bekalan yang stabil kepada pengguna, walaupun telah berlaku susut voltan yang banyak .b) Untuk mengurangkan kos perbelanjaan (saiz pengalir yang kecil).

3.3 Kaedah sambungan dalam sistem penghantaran

3.3.1 Sistem Jejari

Dengan menyambungkan pengubah (Transformer) peninggi secara jejari seperti Rajah 3.7. Lazimnya digunakan pada suatu kawasan yang memerlukan bekalan tenaga elektrik yang rendah.

Ke Pengubah Penurun

Pengubah Peninggi

S - Lilitan sekunder P - Lilitan Primer

Rajah 3.7 : Gambar Rajah Blok Sistem Jejari

3.3.2 Sistem Gelang

INPUTINPUT

JANAKUASAELEKTRIK

S

P

S

P

S

P

S

P


Dengan menyambungkan semua pengubah peninggi dalam bentuk gelang, seperti Rajah 3.8. Sambungan gelang hanya dibuat pada bahagian lilitan primer pengubah, manakala lilitan sekunder disambungkan ke pengubah penurun.

Ke Pengubah Penurun

Pengubah Peninggi

Pengubah Peninggi

Ke Pengubah Penurun

Rajah 3.8 : Gambar Rajah Blok Sistem Gelang

3.3.3 Sistem Bus Ties

Dengan menyambungkan lilitan primer dan sekunder secara gelang Rajah 3.9.

Ke Pengubah Penurun

Pengubah Peninggi

Pengubah Peninggi

Ke Pengubah Penurun

Rajah 3.9 : Gambar rajah Blok Sistem Bus Ties

3.3.4 Sistem Rangkaian

JANAKUASAELEKTRIK

SP

SP

SP

SP

SP

SP

JANAKUASAELEKTRIK

SP

SP

SP

SP

SP

SP


Dengan menyambungkan lilitan primer secara jejari dan lilitan sekunder secara gelang, Rajah 3.10. Kedua-dua lilitan adalah dari pengubah peninggi.

Ke Pengubah Penurun

Pengubah Peninggi

Pengubah Peninggi

Ke Pengubah Penurun

Rajah 3.10 : Gambar Rajah Blok Sistem Rangkaian

3.3.5 Sistem Grid Nasional

JANAKUASAELEKTRIK

SP

SP

SP

SP

SP

SP

Banyaknya yang kena ingat, macam mana nak hafal ni?

Unit ini perlu kepada banyak bacaan dan hafalan, gunakan kaedah yang sesuai untuk mengingatinya.


Digunakan untuk menyambungkan janakuasa-janakuasa elektrik yang besar seperti yang ditunjukkan oleh Rajah 3.11.

Rajah 3.11 : Gambar Rajah Blok Sistem Grid Nasional

3.5.1 Kebaikan dan Keburukan Sistem Grid

a). Kebaikani. Bekalan sentiasa mencukupi walaupun salah satu janakuasa elektrik yang lain

menghadapi masalah.ii. Perubahan frekuensi sentiasa stabil.iii. Stesen janakuasa elekrik yang kecil dapat dikurangkan.

b). Keburukani. Memerlukan kos perbelanjaan yang banyak.ii. Memerlukan penjagaan yang rapi.iii. Mengambil masa yang lama untuk menyiapkannya.

Tenaga elektrik dibawa secara pukal melalui kabel-kabel bawah tanah atau melalui talian-talian atas di sepanjang jarak yang jauh. Talian penghantaran ini mempunyai ciri-ciri mekanikal :

i. Kekuatan penyokongii. Lendutan iii. Tegangan

Keupayaan penghantaran pada masa kini adalah 66kV, 132kV dan 275kV. Stesen-stesen yang menggunakan sistem grid kebangsaan adalah ;

i. Stesen dieselii. Stesen Tempataniii. Luar bandariv. Stesen Hidro.

JANAKUASAELEKTRIK (A)

JANAKUASAELEKTRIK (C)

JANAKUASAELEKTRIK (B)

JANAKUASAELEKTRIK (D)

P

S

SP S

P

P

S

S

P

S

P


3.4 SISTEM PENGAGIHAN

Adalah merupakah proses pengagihan tenaga elektrik yang bermula dari pencawang voltan tinggi hingga ke punca pemasangan pengguna dan ia merupakan peringkat terakhir di dalam sistem bekalan.

Sistem Penghantaran

Sistem Pengagihan

Rumah Industri kecil / sekolah Industri berat (240V) (415V) (11kV)

Rajah 3.12 : Gambar Rajah Blok Proses Penghantaran dan Pengagihan

Berdasarkan Rajah 3.12 di atas, voltan dari pencawang tinggi diagihkan kepada pengguna mengikut keperluan. Bagi industri berat voltan maksimum ialah 11kV. Industri kecil, sekolah dan pejabat memerlukan voltan bekalan 415V dan bagi rumah kediaman pula, kebiasaannya menggunakan voltan bekalan 240V.

Stesen Janakuasa11kV


11kV / 66kV132kV / 275kV

11kV / 66kV132kV / 275kV

132kV / 11kV132kV / 11kV


AKTIVITI 3B

3.5 Berikan takrifan bagi sistem penghantaran dan sistem pengagihan.

3.6 Nyatakan kaedah sambungan yang terdapat di dalam sistem penghantaran bekalan elektrik.

3.7 Dengan bantuan gambar rajah, berikan definisi bagi kaedah sambungan jejari di dalam sistem penghantaran.

Uji kefahaman dan ingatan anda dengan membuat aktiviti berikut. Sekiranya masih kabur, sila buat ulang kaji. Semak jawapan anda pada maklum balas di sebelah. Semoga berjaya.


MAKLUM BALAS 3B

3.5(a). Sistem penghantaran merupakan proses penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi.

3.5(b). Sistem pengagihan Adalah merupakah proses pengagihan tenaga elektrik yang bermula dari pencawang voltan tinggi hingga ke punca pemasangan pengguna dan ia merupakan peringkat terakhir di dalam sistem bekalan.

3.6 i. Sambungan jejariii. Sambungan gelangiii. Sambungan bus-tiesiv. Sambungan rangkaianv. Sambungan grid nasional

3.7 Sistem Jejari ialah dengan menyambungkan pengubah (Transformer) peninggi secara jejari. Lazimnya digunakan pada suatu kawasan yang memerlukan bekalan tenaga elektrik yang rendah.

Ke Pengubah Penurun

Pengubah Peninggi

Gambar rajah Blok Sistem Jejari

S – Lilitan sekunder P- Lilitan Primer

JANAKUASAELEKTRIK

S

P

S

P

S

P

S

P


Penilaian Kendiri

1. Berikan tiga(3) peringkat utama yang terdapat di dalam sistem bekalan dan pemasangan elektrik.

2. Di dalam sistem penghantaran, sistem gelang adalah salah satu daripada kaedah sambungan untuk menghantar tenaga elektrik kepada pencawang voltan tinggi. Berikan definisi bagi sistem gelang dengan bantuan gambar rajah.

3. Dengan bantuan gambar rajah, terangkan prinsip kendalian Stesen Janakuasa Stim.

4. Dengan bantuan gambar rajah, terangkan proses penghantaran dan pengagihan bekalan tenaga elektrik kepada pengguna.

Untuk menilai prestasi anda,

sila jawab semua soalan di

bawah dan hantar kepada

pensyarah anda untuk dinilai... Jangan cepat

give up !!Semoga

Berjaya !!!

Kenapalah pensyarah buat soalan yang very hard.. Ini lah yang menyebabkan aku give up ni.


MAKLUM BALAS KENDIRI

1. Tiga(3) peringkat utama yang terdapat di dalam sistem bekalan dan pemasangan elektrik ialah ;

i. Sistem penjanaanii. Sistem penghantaraniii. Sistem pengagihan

2. Sistem Gelang Dengan menyambungkan semua pengubah peninggi dalam bentuk gelang, seperti Rajah di bawah sambungan gelang hanya dibuat pada bahagian lilitan primer pengubah, manakala lilitan sekunder disambungkan ke pengubah penurun.

Ke Pengubah Penurun

Pengubah Peninggi

Pengubah Peninggi

Ke Pengubah Penurun

Gambar rajah Blok Sistem Gelang

2. Rajah di bawah, adalah gambar rajah blok bagi stesen janakuasa stim ;

JANAKUASAELEKTRIK

SP

SP

SP

SP

SP

SP


Stim tekanan tinggi

Lawas

Kipas turbin Aci

Bahan api

Air penyejukPam

Kondenser

Air

Gambar rajah Stesen Janakuasa Stim

Prinsip kendalian :

i. Bahan api seperti arang batu dibakar supaya dapat memanaskan air yang telah disalurkan ke dandang.

ii. Hasil daripada pemanasan air, ia akan mengeluarkan stim yang bertekanan tinggi.iii. Stim tersebut disalurkan ke turbin dan seterusnya memutarkan kipas turbin.iv. Pemotongan uratdaya akan berlaku dan menghasilkan dge. Tekanan stim yang keluar

daripada turbin akan menjadi rendah dan disalurkan ke kondenser supaya ditukar kepada air. Air tersebut disalurkan ke kawasan takungan air dan akhirnya pam akan mengepam semula air ke dandang.

v. Proses berulang.

4. Rajah di bawah menunjukkan proses penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik kepada


pengguna.

Sistem Penghantaran

Sistem Pengagihan

Rumah Industri kecil / sekolah Industri berat (240V) (415V) (11kV)

Gambar rajah Blok Proses Penghantaran dan Pengagihan

Berdasarkan Rajah di atas, voltan dari pencawang tinggi diagihkan kepada pengguna mengikut keperluan. Bagi industri berat voltan maksimum ialah 11kV. Industri kecil, sekolah dan pejabat memerlukan voltan bekalan 415V dan bagi rumah kediaman pula, kebiasaannya menggunakan voltan bekalan 240V.



11kV / 66kV132kV / 275kV

11kV / 66kV132kV / 275kV

132kV / 11kV132kV / 11kV

Alhamdulilah, aku berjaya menjawab semua soalan dengan betul. Yahoo...!!!.

Teknologi Elektrik 1 E1063 -Unit 3

Documents

Transcript of Teknologi Elektrik 1 E1063 -Unit 3