Bab-3-sistem-bekalan-elektrik (12)

(1)

Unit

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

(2)

Tenaga Air Tenaga Stim Tenaga 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 Penjanaan b) Sistem Penghantaran c) 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 ;

(3)

3.1.1 Teori Asas Penghasilan Tenaga Elektrik

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

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 Disel e) Stesen Janakuasa Elektrik Nuklear f) 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%)

(4)

3.1.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa ;

a). Kurang penjagaan b). Ringkas

c). Keluaran tenaga maksimum d). Murah

e). Saiz kecil

f). Tiada pencemaran g). Voltan tinggi

Biasanya (Rajah 3.3) , loji stesen kuasa mengandungi ;

Rajah 3.3 : Carta Alir Proses Di Dalam Loji Janakuasa

Relau Dandang Stim Turbin Suis

Gear

Transformer Kelengkapan

Pembantu

Tahukah anda? TNB

(5)

Aci

3.1.4 STESEN JANAKUASA HIDRO

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.

(6)

3.1.5 STESEN JANAKUASA STIM

Stim tekanan tinggi Lawas

Kipas turbin Aci

Bahan api

Air penyejuk Pam

Kondenser

Air

Rajah 3.5 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Stim

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.

(7)

Bahan api 3.1.6 SISTEM JANAKUASA GAS

Gas tekanan tinggi

Ruang pembakaran

Turbin Janaelektrik

Pemampat

Aci Aci

Udara masuk Lawas

Rajah 3.6 : Gambar Rajah Stesen Janakuasa Gas

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.

(8)

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.

(9)

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 Stim c. Stesen Janakuasa Elektrik Gas d. Stesen Janakuasa Elektrik Disel e. Stesen Janakuasa Elektrik Nuklear

3.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa :

a. Kurang penjagaan b. Ringkas

c. Keluaran tenaga maksimum d. Murah

e. Saiz kecil

3.4 Teori Asas Penghasilan Tenaga Elektrik

(10)

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

INPUT

S

P

S

P

S

P S

(11)

3.3.2 Sistem Gelang

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.

Rajah 3.8 : Gambar Rajah Blok Sistem Gelang

3.3.3 Sistem Bus Ties

(12)

3.3.4 Sistem Rangkaian

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

Pengubah Peninggi

Rajah 3.10 : Gambar Rajah Blok Sistem Rangkaian JANAKUASA gunakan kaedah yang sesuai untuk

(13)

3.3.5 Sistem Grid Nasional

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). Kebaikan

i. 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). Keburukan

i. Memerlukan kos perbelanjaan yang banyak. ii. Memerlukan penjagaan yang rapi.

iii. Mengambil masa yang lama untuk menyiapkannya.

(14)

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 Stesen Janakuasa

11kV

11kV / 66kV 132kV / 275kV

(15)

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.

(16)

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 jejari ii. Sambungan gelang iii. Sambungan bus-ties iv. Sambungan rangkaian v. Sambungan grid nasional

(17)

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!!

(18)

MAKLUM BALAS KENDIRI

1.

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

i. Sistem penjanaan ii. Sistem penghantaran iii. 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.

Pengubah Peninggi

JANAKUASA ELEKTRIK

S P

(19)

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

Stim tekanan tinggi

Lawas

Kipas turbin Aci

Bahan api

Air penyejuk Pam

Kondenser

Air

Gambar rajah Stesen Janakuasa Stim

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.

(20)

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.

Stesen Janakuasa 11kV

11kV / 66kV 132kV / 275kV