Sistem bekalan elektrik

11

SISTEM BEKALAN ELEKTRIK .

TAJUK :

PRESENTED BY :MOHD KAMAL

22

TOPIK DALAM PERLINDUNGAN :

Jenis-jenis penjanaan

Penghantaran & Pengagihan (Pencawang Utama)

Pengagihan bekalan kepada pengguna (1 & 3 fasa)

3

Pengenalan .

Sistem bekalan elektrik melalui tiga peringkat penting sebelum ianya sampai kepada pengguna. Peringkat yang di maksudkan ialah:‑

1.)Penjanaan

2.)Penghantaran

3.)Pengagihan

44

1. Penjanaan

i. Penjanaan adalah peringkat pertama dimana tenaga elektrik dihasilkan, iaitu tenaga mekanikal ditukarkan kepada tenaga elektrik.

ii. Pembilah kipas didalam turbin akan dipusingkan bagi menghasilkan tenaga mekanikal yang disambungkan kepada penjana oleh aci (shaft) serta memusingkan penjana bagi menghasilkan tenaga elektrik.

iii. Penjanaan Iebih dikenali sebagai stesen janakuasa.

5

Diantara jenis stesen penjanaan atau janakuasa ialah

1. Stesen penjanaan jenis haba/wap.2. Stesen penjanaan disel.3. Stesen penjanaan hidro.4. Stesen penjanaan kitar padu.5. Stesen penjanaan turbin gas.

66

Bahan api seperti minyak, gas dan arang batu di gunakan untuk memanaskan air didalam dandang bagi menghasilkan wap (steam) tekanan tinggi. Wap disalurkan ke turbin melalui paip tekanan tinggi. Wap tekanan tinggi tadi akan memusingkan pembilah kipas didalam turbin yang disambungkan dengan aci kepada penjana. Apabila pembilah kipas berpusing, penjana pun turut berpusing dan tenaga elektrik dihasilkan.

Wap tekanan tinggi yang telah digunakan tadi akan disalurkan kembali ke dalam dandang untuk dipanaskan semula. Wap ini akan disalurkan semula ke dalam turbin. Dengan cara ini tekanan yang tetap dihasilkan bagi pusingan penjana yang tetap (stabil). Ianya juga menjimatkan kos kerana wap yang telah digunakan mengandungi air dan masih panas, masa untuk memanaskan kembali Iebih cepat.

Stesen penjanaan jenis haba/wap

7

Kebaikan penjanaan jenis ini ialah kosnya murah manakala keburukanya pula ia memerlukan penyenggaraan yang Iebih serta mesti dibina berhampiran punca air yang mencukupi seperti di tepi laut atau kuala sungai.

88

Sistem penjanaan jenis ini memerlukan empangan air yang Iuas. Stesen penjana dibina dibawah empangan air dengan jarak yang sesuai. Satu saluran paip air besar (empisair) dibina yang menghubungkan empangan air dengan turbin penjana. Air disalurkan melalui paip besar tadi terus ke turbin penjana serta memusingkan pemusar air (seperti pembilah kipas). Penjana turut berpusing, tenaga elektrik dihasilkan.

Stesen Penjanaan Hidro

Kebaikan penjanaan hidro ialah kurang penyenggaraan, menghasilkan tenaga elektrik yang murah, air yang disalirkan keluar dari penjana boleh disalirkan bagi kegunaan pertanian atau bekalan air. Keburukannya pula memerlukan punca air yang banyak untuk disalurkan ke empangan, kos pembinaan empangan yang mahal, kemungkinan berlakunya banjir besar jika empangan pecah atau lebihan takungan air disalirkan keluar terlalu banyak.

9

10

Stesen penjanaan jenis ini adalah baru diperkenalkan dinegara kita dan bilangannya masih lagi sedikit. Udara biasa dari 30°C hingga 38°C disedut oleh motor penyedut yang menggunakan kuasa elektrik. Udara tadi dimampatkan dengan kekuatan 1 Bar dan dipanaskan ditempat pemanasan atau pembakaran. Minyak atau gas asli digunakan sebagai bahan bakar untuk memanaskan udara sehingga 1080°C. Udara panas di mampatkan dengan kekuatan 30 Bar dan disalurkan pada pembilah-pembilah kipas didalam turbin untuk menggerak penjana dan tenaga elektrik dihasilkan.

Stesen penjanaan turbin gas

Kebaikan penjanaan jenis ini ialah murah manakala keburukanya ialah kos pembinaan yang mahal serta penyenggaran yang tinggi.

11

1212

Stesen penjanaan ini juga baru diperkenalkan dinegara kita. Ianya terletak di Paka, Terengganu. Penjanaan jenis ini adalah gabungan dari penjanaan turbin gas dan penjanaan haba atau wap.

Stesen penjanaan kitar padu

Proses permulaanya adalah sama dengan penjanaan turbin gas. Udara yang dipanaskan didalam turbin gas sebahagianya akan disalurkan kepada penjana yang pertama bagi memutarkan penjana. Sebahagianya lagi akan disalurkan ke dandang untuk memanaskan air didalam dandang bagi menghasilkan wap. Wap yang terhasil akan di salurkan ke dalam turbin stim untuk memutarkan pembilah-pembilah kipas serta memusingkan penjana yang kedua. Air laut digunakan untuk menyejukkan turbin stim dan disalurkan semula ke dalam dandang bagi menghasilkan wap.

13

Kebaikan penjanaan jenis ini adalah murah manakala keburukanya ialah kos pembinaan yang mahal dan penyenggaraan yang tinggi.

14

Enjin disel digunakan bagi menggerakkan penjana. Enjin dan penjana disambungkan dengan aci (shaft). Apabila enjin berputar, penjana juga turut berputar dan tenaga elektrik dihasilkan. Terdapat berbagai-bagai saiz dan keupayaan penjana jenis disel. Digunakan sebagai penjana bantuan (stand-by) dibangunan bangunan tinggi, kompleks membeli-belah, bangunan pejabat, hospital, boleh dibawa dan dijadikan sebagai penjana bergerak dan sebagainya bila berlaku gangguan bekalan elektrik..

Stesen penjanaan diesel

Kebaikan penjana jenis ini ialah murah dan kurang penyenggaraan manakala keburukanya pula ialah bahan api yang mahal, keupayaan menghasilkan tenaga elektrik adalah kecil serta menyebabkan pencemaran seperti asap hitam atau tumpahan minyak.

1515

Stesen penjanaan nuklear

Kebaikan penjanaan jenis ini adalah murah manakala keburukanya ialah kos pembinaan yang mahal dan penyenggaraan yang tinggi.

Lain-lain stesen penjanaan

Penjanaan sistem solar (cahaya matahari)

Penjanaan jenis ini memerlukan cahaya matahari yang banyak. Biasanya digunakan untuk bekalan elektrik secara individu atau tunggal kerana keuapayaanya menghasilkan tenaga elektrik adalah kecil serta cahaya matahari yang tak menentu pada musim hujan atau sejuk. Kebaikanya pula ialah cahaya matahari didapati secara percuma serta tiada pencemaran.

Penjanaan kuasa angin

Hanya terdapat dinegara yang sentiasa berangin . Tenaga elektrik yang dihasilkan adalah kecil . Sentiasa memerlukan angin . Memerlukan kawasan yang luas untuk memasang kincir yang banyak . Kebaikkan ialah angin didapati secara percuma serta tiada pencemaran .

BLK KE TOPIK PENJANAAN

16

2. Penghantaran

Penghantaran adalah langkah kedua didalam sistem bekalan elektrik. Tenaga elektrik yang dihasilkan stesen penjanaan akan dihantar kelapangan suis, pencawang utama dan pencawaang-pencawang.

Sistem penghantaran.

Tenaga elektrik yang telah di hasilkan dari stesen penjanaan biasanya berkeupayaan 33 kV, 22 kV atau 11 kV. Dari stesen penjanaan tenaga elektrik dihantar ke beberapa buah pengubah peninggi melalui talian rentang atas. Pengubah peninggi akan menaikan nilai voltan mengikut keperluan yang di kehendaki. Contohnya 127 kV, 132 kV atau 440 kV. Setelah ditinggikan nilai voltan, tenaga elektrik di hantar pula ke pengubah penurun melalui talian rentang atas atau kabel dalam tanah. Nilai voltan diturunkan mengikut keperluan pengguna:atau mengikut nilai voltan asal yang di hasilkan oleh penjana.

17

Voltan dinaikkan bertujuan bagi mengurangkan saiz kabel yang Iebih besar. Jika voltan tidak dinaikkan, kadaran arus adalah tinggi, ini bermakna saiz kabel yang di gunakan adalah lebih besar. Saiz kabel adalah bergantung pada kadaran arus. Semakin besar nilai arus, semakin besar saiz kabel digunakan. Ianya juga bagi mengatasi masaalah susutan voltan pada talian penghantaran.

1818

Sistem penghantaran menggunakan kaedah seperti berikut

1. Penghantaran talian satu litar.2. Penghantaran talian dua litar (duplek).3. Penghantaran kabel dalam tanah.4. Penghantaran kabel dasar laut.

19

Rangkaian Grid Nasional

Satu rangkaian dimana semua stesen janakuasa atau pengubah peninggi disambungkan diantara satu sama lain menjadi satu rangkaian.

2020

Sistem Gelang

Biasanya disambungkan kepada pengubah peninggi. Sambungan gelang hanya dibuat pada bahagian primer sahaja. Manakala bahagian skunder disambungkan pada pengubah penurun.

Kebaikan sistem ini ialah apabila salah satu dari pengubah rosak, pengubah yang lain masih boleh membekalkan tenga elektrik,Manakala pengubah yang rosak boleh dibaiki tanpa mengganggu pengubah yang lain. Banyak kawasan yang boleh menerima bekalan elektrik. Keburukanya pula ialah kawasan pengubah yang rosak tidak akan menerima bekalan elektrik.

21

22

Sistem Jejari

Biasa digunakan dikawasan perumahan, kawasan penduduknya tidak ramai atau dipenghujung sesuatu kawasan atau daerah. Kebaikan sistem ini, murah dan senang membuat pemasangan tambahan. Manakala keburukanya pula saiz kabel yang digunakan Iebih besar, kawasan yang menerima bekalan elektrik adalah terhad.

23

Sistem Bus-tie

Pengubah disetiap kawasan disambungkan dalam litar gelang pada bahagian skunder dan primer. Biasanya disambungkan dikawasan dimana bekalan elektrik tidak boleh terganggu seperti istana diraja, hospital, lapangan terbang dan sebagainya. Kebaikan sistem ini ialah apabila salah satu pengubahnya rosak, bekalan elektrik masih boleh dibekalkan dari sambungan gelang pada bahagian skunder pengubah lain. Keburukannya pula ialah kos yang tinggi.

2424

Sistem Rangkaian

Sistem rangkaian adalah gabungan kebaikan sistem gelang dengan sistem bus-ties. Sistem rangkaian lebih murah daripada sistem bus-ties kerana litar gelang hanya disambungkan pada bahagian skunder pengubah dan bahagian utamanya dibuat dalam sambungan jejari. Kebaikan sistem adalah sama dengan sistem gelang dan sistem bus-ties. Jika salah satu pengubah itu rosak, bekalan elektrik masih dapat dibekalkan kerana pada bahagian skunder pengubah disambungkan dalam litar gelang. Litar ini juga dikenali sistem gelang dan jejari.

Terdapat dua jenis sistem rangkaian iaitu rangkaian mudah dan rangkaian kompleks. Sambungan rangkaian kompleks, dua rangkaian mudah dicantumkan tetapi dibekalkan oleh sebuah penjana sahaja.

25

2626

3. Pengagihan

Bekalan elektrik dari pengubah peninggi dan pengubah penurun akan dihantar ke stesen-stesen pencawang dikawasan pengguna melalui talian rentang atas atau kabel dalam tanah. Bekalan akan diagihkan kepada pengguna mengikut keperluan beban pengguna dikawasan tersebut.

2727

Sambungan Delta-Delta pada pengubah pencawang bagi membekalkan bekalan elektrik. Pengguna yang menggunakan beban jenis ini ialah industri-industri. Sistem bekalan 3 fasa 3 dawai tidak mempunyai

dawai neutral.

Sistem Bekalan 3 Fasa 3 Dawai (Delta-Delta)

28

Sistem 3 Fasa 4 Dawai (Delta-Bintang)

Sambungan Bintang-Delta pada pengubah pencawang bagi membekalkan bekalan elektrik. Sistem bekalan jenis ini digunakan begitu meluas dinegara kita. Kebaikan sistem ini ialah ia boleh membekalkan bekalan kepada pelbagai jenis pengguna, industri, pejabat, perumahan dan sebagainya. Dilengkapkan dengan dawai neutral bagi membekalkan dua jenis voltan iaitu 415 V dan 240 V.

Dua jenis voltan juga disebut sebagai voltan fasa iaitu 415 V (Vp) dan voltan talian iaitu 240 V (VL ).

29

Pengagihan Bekalan Kepada Pengguna

Bekalan elektrik dari pengubah peninggi dan pengubah penurun akan dihantar ke stesen-stesen pencawang dikawasan pengguna melalui talian rentang atas atau kabel dalam tanah. Bekalan akan diagihkan kepada pengguna mengikut keperluan beban pengguna dikawasan tersebut.

1. Pengagihan bekalan 3 fasa 3 dawai (415V) dan 3 fasa 4 dawai (415V/240V).

2. Pengagihan bekalan satu fasa 240V – diambil salah satu dari dawai 3 fasa (merah, kuning, biru) berserta dengan dawai neutral.

30

Pihak pembekal bekalan elektrik menetapkan 3 jenis bekalan yang dapat disalurkan kepada pengguna iaitu;

1.) Pengguna kecil - Arus terus atau arus ulang alik satu fasa dengan dua dawai penghantaran bekalan kepada pengguna.

2.) Pengguna sederhana - Arus ulang alik 3 dawai sebagai penghantar bekalan kepada pengguna.

3.) Pengguna besar - Arus ulang alik 4 dawai sebagai penghantar bekalan kepada pengguna.

3131

Voltan Piawaian

1.) Voltan Iampau rendah (Jalur I) – tidak melebihi 50 V arus ulang alik (100 V a.t) antara pengalir hidup atau antara pengalir hidup dan bumi.

2.) Voltan rendah (Jalur II) - lebih tinggi daripada voltan Iampau rendah tetapi tidak melebihi 1000 V.a.0 (1500 V a.t) antara pengalir hidup atau 600 V a.0 (900 V a.t) antara pengalir hidup dan bumi.

Mengikut Peraturan IEE Edisi 16, voltan piawaian telah ditukarkan kepada dua jenis julatan sahaja iaitu :

3232

Meski pun penetapan julat voltan telah ditetapkan oleh IEE, pihak berkuasa bekalan elektrik dinegara kita telah menetapkan beberapa nilai voltan,bagi memudahkan pengguna.

1.) Bagi arus terus

i. Voltan rendah adalah 230 V.ii.Voltan sederhana adalah 460 V.

2.) Bagi arus ulang alik

i. Voltan rendah adalah 240 V.ii.Voltan sederhana adalah 241 V hingga 415 bagi 3 fasa.

3333

• Voltan bekalan yang dibekalkan kepada pengguna tidak semestinya sama dengan nilai yang ditetapkan oleh pembekal tenaga. Kemungkinan berlaku kesusutan nilainya semasa proses penghantaran dan pengagihan.

Perubahan Voltan dan Frekuensi

• Perubahan voltan yang dibenarkan ialah tidak kurang atau melebihi 4% dari jumlah sebenarnya. Manakala perubahan frekuensi adalah tidak kurang atau melebihi 1% dari frekuensi sebenar.

34

Contoh Pengiraan Perubahan Voltan dan Frekuensi

Perubahan voltan.

Pengguna sepatutnya menerima voltan bekalan 240V. Perubahan voltan yang dibenarkan ialah 4%. Kirakan berapakah nilai voltan yang yang berubah?

Perubahan voltan 4% = Voltan bekalan X 4% =240V x 4% = 9.6 V 100 100

Perubahan susutan voltan yang dibenarkan = 240V – 9.6V = 230V. Perubahan voltan lebih yang dibenarkan = 240V + 9.6V = 249.6V.

3535

Perubahan frekuensi.

Perubahan frekuensi 1% = Frekuensi sebenar x 1% 100 = 50 Hz x 1% 100 = 0.5 Hz

Perubahan frekuensi susutan yang dibenarkan = 50 Hz – 0.5 Hz = 49.5 Hz. Perubahan frekuensi lebih yang dibenarkan = 50 Hz + 0.5 Hz = 50.5 Hz.

3636

• Perubahan susutan voltan yang banyak akan menyebabkan lampu menjadi malap, lampu akan berkelip-kelip apabila menggunakan alat-alat kuasa tinggi seperti peti sejuk, periuk, seterika dan cerek elektrik. Kabel-kabel akan menjadi panas kerana penggunaan arus yang tinggi dan ianya membahayakan pada pendawaian dan alat-alat elektrik. Manakala perubahan voltan lebih yang banyak akan menyebabkan kerosakan pada alat-alat elektrik.

• Perubahan frekuensi Iebih atau susut yang banyak akan menyebabkan alat-alat elektrik akan cepat rosak dan kecekapannya berkurangan.