Pembangkitan Daya 3 Fasa dalam Sirkuit 3 Fasa

Dalam kelistrikan, fasa mengacu pada distribusi beban. Apa perbedaan antara catu daya satu fasa dan tiga fasa? Daya satu fasa adalah rangkaian daya arus bolak-balik (ac) dua kawat.

Biasanya, ada satu kabel daya, kabel fasa, dan satu kabel netral, dengan arus yang mengalir di antara kabel daya (melalui beban) dan kabel netral. Daya tiga fasa adalah rangkaian daya ac tiga kawat dengan sinyal ac masing-masing fasa terpisah 120 derajat listrik.

Daya di Sirkuit 3 Fasa

Daya tiga fasa terutama digunakan untuk pembangkitan, transmisi dan distribusi tenaga listrik karena keunggulannya. Ini lebih ekonomis dibandingkan dengan daya fase tunggal dan membutuhkan tiga konduktor hidup untuk catu daya. Daya dalam sistem atau sirkuit fasa tunggal diberikan oleh hubungan yang ditunjukkan di bawah ini:

Di mana,

V adalah tegangan fase tunggal, yaitu Vph
I adalah arus satu fasa, yaitu Iph dan
Cosϕ adalah faktor daya rangkaian.

Dalam rangkaian 3 fasa (beban seimbang), daya didefinisikan sebagai jumlah dari berbagai daya dalam sistem tiga fasa. yaitu

Daya dalam hubungan bintang dalam rangkaian 3 fasa diberikan sebagai:

Tegangan fasa dan tegangan saluran pada hubungan bintang direpresentasikan sebagai berikut:

Oleh karena itu, persamaan (1) dapat ditulis sebagai:

Daya dalam koneksi delta dalam rangkaian 3 fasa diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Dalam hubungan delta, hubungan antara fasa dan tegangan saluran dan fasa dan arus saluran diberikan sebagai:

Oleh karena itu, persamaan (3) dapat ditulis sebagai

Jadi, daya total dalam sistem beban seimbang 3 fasa, terlepas dari koneksinya, apakah sistem terhubung bintang atau terhubung delta, daya diberikan oleh hubungan:

√3 VLILCosϕ

Satuannya adalah kilowatt (kW) atau Watt (W).

Daya Semu diberikan sebagai:

Satuan daya semu adalah kilovolt-ampere (kVA) atau volt-ampere (VA).

Demikian pula, Daya Reaktif diberikan oleh persamaan:

Satuannya adalah kilovolt-ampere reaktif (kVAR) atau volt-ampere reaktif (VAR).

Pembangkitan GGL 3 Fasa dalam Sirkuit 3 Fasa

Dalam sistem 3 fasa, ada tiga tegangan atau GGL yang sama dengan frekuensi yang sama yang memiliki perbedaan fasa 120 derajat. Tegangan ini dapat dihasilkan oleh generator AC tiga fase yang memiliki tiga belitan identik yang terpisah satu sama lain sebesar 120 derajat listrik.

Ketika belitan ini tetap stasioner, dan medan magnet diputar seperti yang ditunjukkan pada gambar A di bawah ini atau ketika belitan dijaga stasioner, dan medan magnet diputar seperti yang ditunjukkan pada gambar B, sebuah ggl diinduksi di setiap belitan. Besar dan frekuensi GGL ini sama tetapi terpisah satu sama lain dengan sudut 120 derajat.

Pertimbangkan tiga kumparan identik a1a2, b1b2 dan c1c2 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Pada gambar ini a1, b1 dan c1 adalah terminal awal, sedangkan a2, b2 dan c2 adalah terminal akhir dari tiga kumparan. Perbedaan fasa 120 derajat harus dipertahankan antara terminal start a1, b1 dan c1.

Sekarang, biarkan ketiga kumparan dipasang pada sumbu yang sama, dan mereka diputar dengan menjaga kumparan tetap diam dan menggerakkan medan magnet atau sebaliknya dalam arah berlawanan arah jarum jam pada (ω) radian per detik. Tiga GGL masing-masing diinduksi dalam tiga kumparan.

Mempertimbangkan gambar C, analisis besaran dan arahnya diberikan sebagai berikut:

GGL yang diinduksi dalam kumparan a1a2 adalah nol dan meningkat ke arah positif seperti yang ditunjukkan oleh bentuk gelombang pada gambar C di atas yang direpresentasikan sebagai ea1a2.

Kumparan b1b2 berada 120 derajat secara elektrik di belakang kumparan a1a2. GGL yang diinduksi dalam kumparan ini negatif dan menjadi negatif maksimum seperti yang ditunjukkan oleh gelombang eb1b2.

Demikian pula, kumparan c1c2 secara elektrik berada 120 derajat di belakang kumparan b1b2, atau kita juga dapat mengatakan bahwa kumparan c1c2 berada 240 derajat di belakang kumparan a1a2. GGL yang diinduksi dalam kumparan adalah positif dan menurun seperti yang ditunjukkan pada gambar C yang diwakili oleh bentuk gelombang ec1c2.

Diagram Fasor

GGL yang diinduksi dalam tiga kumparan dalam rangkaian 3 fasa memiliki besar dan frekuensi yang sama dan dipindahkan dengan sudut 120 derajat dari satu sama lain seperti yang ditunjukkan di bawah ini dalam diagram fasor: