Unit SISTEM BEKALAN ELEKTRIK OBJEKTIF AM OBJEKTIF KHUSUS. Memahami konsep-konsep asas penjanaan, penghantaran dan pengagihan

Transkripsi

1 ITEM BEKALAN ELEKTRIK ITEM BEKALAN ELEKTRIK Unit OBJEKTIF AM Memahami konsep-konsep asas penjanaan, penghantaran dan pengagihan OBJEKTIF KHUU 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) 1

2 ITEM BEKALAN ELEKTRIK INUT 3.0 ENGENALAN KEADA ITEM BEKALAN DAN EMAANGAN Merupakan proses bagi memenuhi keperluan pengguna secara berperingkat-peringkat dan ia mengandungi tiga(3) peringkat utama iaitu; a) istem enjanaan b) istem enghantaran c) istem engagihan 3.1 ITEM ENJANAAN uatu 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 sesebuah stesen janakuasaelektrik ; yang berlaku di dalam Tenaga Air Tenaga tim Tenaga Gas Tenaga Mekanikal Tenaga Elektrik Rajah 3.1 : Gambar Rajah Blok roses enghasilan Dge. 2

3 ITEM BEKALAN ELEKTRIK Teori Asas enghasilan 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). Kutub U b a a c arah 180 o 360 o d Kutub pusingan 90 o b 270 o d c Rajah 3.2 : Graf enghasilan Dge Jenis-jenis tesen Janakuasa Elektrik a) tesen Janakuasa Elektrik Hidro b) tesen Janakuasa Elektrik tim c) tesen Janakuasa Elektrik Gas d) tesen Janakuasa Elektrik Disel e) tesen Janakuasa Elektrik Nuklear f) tesen Janakuasa Elektrik olar Di Malaysia tenaga elektrik dijanakan oleh ; a) tesen Janakuasa Elektrik Hidro (*14.5%) b) tesen Janakuasa Elektrik tim (*24%) c) tesen Janakuasa Elektrik Gas (*14.2%) d) tesen Janakuasa Elektrik Disel (*0.1%) e) Lain-lain (*47.2%) * sumber TNB tahun

4 ITEM BEKALAN ELEKTRIK Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa ; a). Kurang penjagaan b). Ringkas c). Keluaran tenaga maksimum d). Murah e). aiz kecil f). Tiada pencemaran g). Voltan tinggi Biasanya (Rajah 3.3), loji stesen kuasa mengandungi ; Relau Dandang tim Turbin uis Gear embantu Kelengkapan Transformer Rajah 3.3 : Carta Alir roses Di Dalam Loji Janakuasa Tahukah anda? TNB adalah badan yang bertangungjawab menguruskan bekalan tenaga elektrik di negara kita. 4

5 ITEM BEKALAN ELEKTRIK TEEN JANAKUAA HIDRO Janaelektrik intu empangan Kawasan air Aci aluran masuk Empangan keluar Injap pintu air Kipas turbin aluran Rajah 3.4 : Gambar Rajah tesen Janakuasa Hidro rinsip 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 5

6 ITEM BEKALAN ELEKTRIK TEEN JANAKUAA TIM Lawas tim tekanan tinggi Kipas turbin Aci Bahan api am Kondenser Air penyejuk Air Rajah 3.5 : Gambar Rajah tesen Janakuasa tim rinsip 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) tim tersebut disalurkan ke turbin dan seterusnya memutarkan kipas turbin. d) emotongan 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) roses berulang. 6

7 ITEM BEKALAN ELEKTRIK ITEM JANAKUAA GA Gas tekanan tinggi Bahan api Ruang pembakaran emampat Udara masuk Turbin Janaelektrik Aci Aci Lawas Rajah 3.6 : Gambar Rajah tesen Janakuasa Gas rinsip 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. ebahagian 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. 7

8 ITEM BEKALAN ELEKTRIK AKTIVITI 3A Uji kefahaman dan ingatan anda dengan membuat aktiviti berikut. ekiranya masih kabur, sila buat ulang kaji. 3.1 Berikan takrifan bagi sistem penjanaan di dalam sistem bekalan. 3.2 enaraikan 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. 8

9 ITEM BEKALAN ELEKTRIK MAKLUM BALA 3A 3.1 istem penjanaan ialah uatu 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 tesen Janakuasa Elektrik : a. tesen Janakuasa Elektrik Hidro b. tesen Janakuasa Elektrik tim c. tesen Janakuasa Elektrik Gas d. tesen Janakuasa Elektrik Disel e. tesen Janakuasa Elektrik Nuklear 3.3 Faktor-faktor pemilihan pembinaan sebuah stesen janakuasa : a. Kurang penjagaan b. Ringkas c. Keluaran tenaga maksimum d. Murah e. aiz kecil 3.4 Teori Asas enghasilan Tenaga Elektrik Di 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). 9

10 ITEM BEKALAN ELEKTRIK INUT 3.2 ITEM ENGHANTARAN Merupakan proses penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi.esebuah 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 istem 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 engubah enurun JANAKUAA ELEKTRIK engubah eninggi - Lilitan sekunder - Lilitan rimer Rajah 3.7 : Gambar Rajah Blok istem Jejari 10

11 ITEM BEKALAN ELEKTRIK istem Gelang Dengan menyambungkan semua pengubah peninggi dalam bentuk gelang, seperti Rajah 3.8. ambungan gelang hanya dibuat pada bahagian lilitan primer pengubah, manakala lilitan sekunder disambungkan ke pengubah penurun. Ke engubah enurun engubah eninggi JANAKUAA ELEKTRIK engubah eninggi Ke engubah enurun Rajah 3.8 : Gambar Rajah Blok istem Gelang istem Bus Ties Dengan menyambungkan lilitan primer dan sekunder secara gelang Rajah 3.9. Ke engubah enurun engubah eninggi JANAKUAA ELEKTRIK engubah eninggi Ke engubah enurun Rajah 3.9 : Gambar rajah Blok istem Bus Ties 11

12 ITEM BEKALAN ELEKTRIK istem Rangkaian Dengan menyambungkan lilitan primer secara jejari dan lilitan sekunder secara gelang, Rajah Kedua-dua lilitan adalah dari pengubah peninggi. Ke engubah enurun engubah eninggi JANAKUAA ELEKTRIK engubah eninggi Ke engubah enurun Rajah 3.10 : Gambar Rajah Blok istem Rangkaian Unit ini perlu kepada banyak bacaan dan hafalan, gunakan kaedah yang sesuai untuk Banyaknya yang kena ingat, macam mana nak hafal ni? 12

13 ITEM BEKALAN ELEKTRIK istem Grid Nasional Digunakan untuk menyambungkan janakuasa-janakuasa elektrik yang besar seperti yang ditunjukkan oleh Rajah JANAKUAA ELEKTRIK (A) JANAKUAA ELEKTRIK (C) JANAKUAA ELEKTRIK (B) JANAKUAA ELEKTRIK (D) Rajah 3.11 : Gambar Rajah Blok istem Grid Nasional Kebaikan dan Keburukan istem Grid a). Kebaikan i. Bekalan sentiasa mencukupi walaupun salah satu janakuasa elektrik yang lain menghadapi masalah. ii. erubahan frekuensi sentiasa stabil. iii. tesen 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. Tenaga elektrik dibawa secara pukal melalui kabel-kabel bawah tanah atau melalui taliantalian atas di sepanjang jarak yang jauh. Talian penghantaran ini mempunyai ciri-ciri mekanikal : i. Kekuatan penyokong ii. Lendutan iii. Tegangan Keupayaan penghantaran pada masa kini adalah 66kV, 132kV dan 275kV. tesen-stesen yang menggunakan sistem grid kebangsaan adalah ; i. tesen diesel ii. tesen Tempatan iii. Luar bandar iv. tesen Hidro. 13

14 ITEM BEKALAN ELEKTRIK 3.4 ITEM ENGAGIHAN 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. tesen Janakuasa 11kV 11kV / 66kV 132kV / 275kV istem enghantaran 132kV / 11kV istem engagihan Rumah Industri kecil / sekolah Industri berat (240V) (415V) (11kV) Rajah 3.12 : Gambar Rajah Blok roses enghantaran dan engagihan 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. 14

15 ITEM BEKALAN ELEKTRIK AKTIVITI 3B Uji kefahaman dan ingatan anda dengan membuat aktiviti berikut. ekiranya masih kabur, sila buat ulang kaji. emak jawapan anda pada maklum balas di sebelah. emoga berjaya. 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. 15

16 ITEM BEKALAN ELEKTRIK MAKLUM BALA 3B 3.5(a). istem penghantaran merupakan proses penyebaran tenaga elektrik yang bermula dari janakuasa elektrik hinggalah ke punca pencawang voltan tinggi. 3.5(b). istem 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. ambungan jejari ii. ambungan gelang iii. ambungan bus-ties iv. ambungan rangkaian v. ambungan grid nasional 3.7 istem Jejari ialah dengan menyambungkan pengubah (Transformer) peninggi secara jejari. Lazimnya digunakan pada suatu kawasan yang memerlukan bekalan tenaga elektrik yang rendah. Ke engubah enurun JANAKUAA ELEKTRIK engubah eninggi Gambar rajah Blok istem Jejari Lilitan sekunder - Lilitan rimer 16

17 ITEM BEKALAN ELEKTRIK enilaian Kendiri Untuk menilai prestasi anda, sila jawab semua soalan di bawah dan hantar kepada pensyarah anda untuk dinilai... Jangan cepat give up!! emoga Berjaya!!! 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 tesen Janakuasa tim. 4. Dengan bantuan gambar rajah, terangkan proses penghantaran dan pengagihan bekalan tenaga elektrik kepada pengguna. Kenapalah pensyarah buat soalan yang very hard.. Ini lah yang menyebabkan aku give up ni. 17

18 ITEM BEKALAN ELEKTRIK MAKLUM BALA KENDIRI 1. Tiga(3) peringkat utama yang terdapat di dalam sistem bekalan dan pemasangan elektrik ialah ; i. istem penjanaan ii. istem penghantaran iii. istem pengagihan 2. istem 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 engubah enurun engubah eninggi JANAKUAA ELEKTRIK engubah eninggi Ke engubah enurun Gambar rajah Blok istem Gelang 18

19 ITEM BEKALAN ELEKTRIK 2. Rajah di bawah, adalah gambar rajah blok bagi stesen janakuasa stim ; Lawas tim tekanan tinggi Kipas turbin Aci Bahan api am Kondenser Air penyejuk Air Gambar rajah tesen Janakuasa tim rinsip 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. tim tersebut disalurkan ke turbin dan seterusnya memutarkan kipas turbin. iv. emotongan 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. roses berulang. 19

20 ITEM BEKALAN ELEKTRIK 4. Rajah di bawah menunjukkan proses penghantaran dan pengagihan tenaga elektrik kepada pengguna. tesen Janakuasa 11kV 11kV / 66kV 132kV / 275kV istem enghantaran 132kV / 11kV istem engagihan Rumah Industri kecil / sekolah Industri berat (240V) (415V) (11kV) Gambar rajah Blok roses enghantaran dan engagihan 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. Alhamdulilah, aku berjaya menjawab semua soalan dengan betul. Yahoo...!!!. 20