LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK BEBAN BINTANG 3 FASA DENGAN 3 WATTMETER
Kelompok 3 LT - 2E Dyah Retno Romadhoni
(3.39.17.1.09)
Fairuzal Umam
(3.39.17.1.10)
Ferdy Ristian Nugraha
(3.39.17.1.11)
PROGRAM STUDI D3-TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIKNEGERI SEMARANG 2018/2019
1. TUJUAN PERCOBAAN Setelah melaksanakan praktik ini, mahasiswa dapat : 1) Menentukan besarnya tegangan line dan tegangan fasa, 2) Menentukan besarnya arus line dan arus fasa, 3) Menggambarkan vektor diagram tegangan dan arus, 4) Menentukan daya nyata, daya semu, daya buta dengan menggunakan metode : -
Dua Watt meter 1 fasa.
-
Tiga Watt meter 1 fasa dan cos Γ meter.
-
Volt meter / ampere meter dan 1 watt meter 3 fasa
5) Membuktikan rumus-rumus 3 fasa hubungan bintang. 6) Membandingkan daya yang didisipasikan beban dengan menggunakan beberapa metode, 7) Membuktikan penghantar netral arusnya nol. 2. PENDAHULUAN Dalam percobaan ini, beban dihubungkan bintang. Hubungan bintang diperoleh dengan cara menghubungkan ketiga pangkal lilitan fasa menjadi satu, dan pada sistem saluran 4 kawat hubungan ketiga pangkal lilitan fasa tersebut disebut titik nol (netral) dan apabila dihubungkan dengan suatu kawat, maka kawat tersebut dikatakan penghantar netral. Pada beban simetri penghantar netral praktis tidak berarus. Dengan kata lain pada beban simetri hubungan bintang bisa tanpa penghantar netral. 3. ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN : Dalam melaksanakan praktik ini, alat-alat yang diperlukan yaitu : 1) VACPS 220 V
1 buah;
2) Multimeter analog
2 buah;
3) Kabel jumper
20 buah;
4) Wattmeter 3 fasa
3 buah;
5) Lampu pijar 100 Watt + Fitting 3 buah; 6) Balast
3 buah;
7) Kondensator AC 3 οF 250 V
3 buah.
4. GAMBAR RANGKAIAN a. Menentukan daya yang didisipasikan dengan metoda volt / amper meter dan 1 watt meter. Beban R / Lampu Pijar L1
A
W
L1
L1
V
N
Beban Balast
R1
L2
L1
N
N L2
L2
L2
R2 R3
L3
L3
L3
L3 L1 Beban Balast // Condensator L1
Z1
N
Z2
L2
Z3 L3
b. Menentukan Daya yang didisipasikan dengan metoda tiga Watt meter 1 fasa.
Beban R / Lampu Pijar L1
A
L1
R1 L2
W
R2
L3 L3
L3 L1 Beban Balast // Condensator L1
Z1
N
Z2
L2
Z3 L3
L2
L2
R3
W
L1
N
N
L2
Beban Balast L1
V
N
L3
W
c. Menentukan daya yang didisipasikan dengan metoda 2 wattmeter 1 fasa. Beban Balast
Beban R / Lampu Pijar L1
Cos Γ
V
W
A
R1
V
R2
L1
L2
B
L2
L3
R3
V L3
W
C Beban Balast // Condensator
L1
C1
L2
C2 C3
L3
5. LANGKAH KERJA 1) Memastikan alat dan bahan yang digunakan dalam keadaan baik dan tidak rusak, lalu membuat rangkaian seperti pada gambar rangkaian diatas 2) Memberi catu sumber tegangan 3 x 220 Volt 3) Mengisi tabel hasil pengamatan
6. TABEL HASIL PENGAMATAN
a. Menentukan daya yang didisipasikan dengan metoda volt / amper meter dan 1 watt meter.
Beban
Lampu pijar 100 w
VL (volt)
IL(A)
387,4 0,443
Daya nyata (watt)
42
Daya semu (VA) π = ο3ππΏπΌπΏ
297,25
Cos οͺ π
arc cos
(π )
οͺ(o)
0,14
81,9
Daya buta (VAR) 294,28
Balas 220 V
386,6
Balas // Condensator 3,5 Β΅F
0,61
62
408,46
0,15
87,27
403,73
385,3 0,365
30
243,59
0,123
82,93
241,74
b. Menentukan Daya yang didisipasikan dengan metoda tiga Watt meter 1 fasa. No
1. 2. 3.
Beban R lampu pijar 100 watt Balast Balast // condensator3,5 Β΅F
Watt meter
VL (Volt)
IL
P1
P2
P3
(Ampere)
392,5
19
16
8
0,452
391,7
6
24
12
0,614
394,9
8
20
8
0,379
C. Menentukandaya yang didisipasikan dengan metoda 2 wattmeter 1 fasa. Wattmeter No
1.
Beban Lampu pijar 100 watt
π·
IL (A)
Cos οͺ ( ) πΊ
VL (Volt) P1
P2
387,1
44
6
0,428
0,174
2.
Ballast 1A
387,2
10
32
0,605
0,104
3.
Balast // condensator3,5 Β΅F
385,2
2
20
0,361
0,091
7. ANALISA DATA Dari tabel hasil praktikum menunjukkan bahwa lampu merupakan beban resistif yang memiliki nilai cos οͺ mendekati 1. Sedangkan untuk ballas merupakan beban induktif yang arusnya tertinggal terhadap tegangannya atau lagging yang memiliki nilai cos οͺ kurang dari 1. Kemudian ketika beban ballas diparalel dengan kondensor maka nilai cos οͺ nya akan naik, atau pemasangan kondensor ini fungsinya adalah sebagai perbaikan faktor daya dari beban. Daya disipasikan pada beban ballas nilainya paling besar dibandingkan dengan beban lampu
maupun ballas yang diparalel dengan kondensator. Sehingga pemasangan kondensator bisa mengurangi daya disipasikan dari suatu beban yang memiliki nilai daya disipasikan yang besar. Arus pada sambungan netral pada rangkaian beban hubung bintang yang setimbang memiliki nilai arus netral sebesar nol (πΌπ = 0). Tegangan yang digunakan dalam rangkaian ini adalah sebesar 3 Γ 380 Volt, dan terukur pada masing-masing beban sebesar 220 Volt. Hal ini dikarenakan Pada hubungan bintang, nilai V fasa (beda potensial fasa ke netral) pada belitan primer ππππ π =
πππππ β3
atau πππππ = β3 Γ ππππ π.
8. KESIMPULAN 1) Pada penggunaan rangkaian 1 wattmeter 3 fasa cos οͺ balast lebih besar dari cos οͺ R dan cos οͺ R lebih besar dari cos οͺ condensor. 2) Pada penggunaan rangkaian 2 wattmeter 3 fasa cos οͺ R lebih besar dari cos οͺ kondensor dan cos οͺ kondensor lebih besar dari cos οͺ ballast. 3) Pada penggunaan rangkaian 3 wattmeter 3 fasa cos οͺ R lebih besar dari cos οͺ kondensor dan cos οͺ kondensor lebih besar dari cos οͺ ballast. 4) Penggunaan jumlah wattmeter yang berbeda dan jenis wattmeter yang berbeda mempengaruhi nilai cos οͺ tiap beban.
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK TRAFO 3 FASA (3X50VA) PRIMER Ξ DAN BEBAN Y DENGAN COS-Q METER 1. TUJUAN Setelah melaksanakan praktek ini, mahasiswa dapat : TRAFO 3 FASA : ο·
Mengindentifikasi terminal kumparan transformator 3 fasa sesuai dengan rekomendasi IEC.
ο·
Menentukan dengan benar simbol hubungan dari rangkaian transformator 3 fasa.
ο·
Menggambarkan diagram vektor tegangan transformator 3 fasa sesuai dengan macam hubungannya
BEBAN Y DENGAN COS-Q METER: ο·
Menentukan besaran tegangan line dan tegangan fasa,
ο·
Menentukan besaran arus line dan arus fasa,
ο·
Menggambar vektor diagram tegangan dan arus,
ο·
Menentukan daya nyata, daya semu, daya buta dengan menggunakan metode : o Cos Ρ meter dan Voltmeter, Ampermeter.
ο·
Membuktikan rumus-rumus 3 fasa hubungan bintang.
ο·
Membandingkan daya yang didisipasikan beban menggunakan beberapa metode.
ο·
Menjelaskan penghantar netral arusnya nol.
2. PENDAHULUAN TRAFO 3 FASA : Sebelum merangkai kumparan transformator 3 fasa perlu diadakan pengetesan polaritas agar didapatkan hasil rangkaian sesuai dengan yang diinginkan. Identifikasi terminal transformator 3 fasa sesuai dengan rekomendasi IEC adalah sebagai berikut : Terminal tegangan tinggi ( TT ) :
Untuk polaritas rendah adalah A1, B1, dan C1 Untuk polaritas tinggi adalah A2, B2, dan C2 Untuk neteral adalah N Terminal tegangan rendah ( TR ) : Untuk polaritas rendah adalah a1, b1, dan c1 Untuk polaritas tinggi adalah a2, b2, dan c2 Untuk netral adalah n Macam hubungan kumparan transformator 3 fasa baik primer maupun sekunder ada tiga, yaitu hubungan bintang (Y), segitiga (ο) dan zig- zag (Z). Kumparan primer dan sekunder dapat dirangkai dalam hubungan yang berbeda dan berarti terdapat selisih fasa antara kedua kumparan tersebut. Untuk memudahkan dalam mengingatnya biasa digunakan sistem βjamβ untuk menyatakan selisih fasa antara sisi primer dan sisi sekunder pada suatu fasanya. Jarum panjang (menit) menyatakan arah vektor tegangan primer ( selalu menunjuk angka 12 ) dan jarum pendek ( jam ) menyatakan vektor tegangan sekunder. Selisih fasanya adalah besar sudut yang dibentuk oleh kedua jarum tersebut. Contoh : Yd5 artinya kumparan tegangan tinggi dalam hubungan bintang (Y) dan kumparan tegangan rendah dalam hubungan segitiga (ο), dan selisih fasanya sebesar sudut yang dibentuk jarum panjang dan jarum pendek pada saat pukul 5 (lima). Gambar diagram fasa tegangannya adalah sebagai berikut : 12
12 A
C
B
Gambar 9.1. Diagram Fasa
BEBAN Y DENGAN COS-Q METER: Dalam percobaan ini beban dihubungkan bintang. Hubungan bintang diperoleh dengan cara menghubungkan ketiga pangkal lilitan fasa menjadi satu, dan pada sistem saluran 4 kawat hubungan ketiga pangkal lilitan fasa tersebut disebut titik nol (netral) dan apabila dihubungkan dengan suatu kawat, maka kawat tersebut dikatakan penghantar netral. Pada beban simetri penghantar netral praktis tidak berarus. Dengan kata lain pada beban simetri hubungan bintang bisa tanpa penghantar netral. VL = Vp ο3(Volt) IL = Ip (Amper) In = Ip1 + Ip2 + Ip3 = 0 P = 3 Vp. Ip cos οͺ P = VL. IL.ο3cos οͺ S = VL. IL.ο3(VA) P = S cos οͺ (Watt) Q = S sin οͺ (VAR) Q = P tg οͺ
3. PERALATAN 1.
ACPS 220 V
1 buah
2.
Transformator 1 fasa 220/48 V
3 buah
3.
Multimeter Analog
1 buah
4.
Kabel jumper
20 buah.
5.
Multimeter analog
2 buah
6.
Lampu pijar 100 W 220 V
3 buah
7.
Balast 220 V
3 buah
8.
Kondensator AC 3 ο F 250 V
3 buah.
9.
Cos Ρ meter
1 buah
10.
Ampermeter tang
1 buah
4. GAMBAR RANGKAIAN Mengetes pole trafo untuk menentukan kutub yang positif β+β dan negative β-β pada keluaran trafo dengan cara sbb : - Tes Pole 1
V3
V1
220 V
V2
0 β 220V
Gambar 4.1. Rangkaian percobaan tes pole 1
Tabel 4.1. Polaritas 1 V1
V2
V3
Keterangan
100
25
125
V3 = V1 + V2
- Tes Pole 2
Gambar 4.2. Rangkaian percobaan tes pole 2
Tabel 4.2. Polaritas 2
A
B
C
A2
a2
A1
a1
B2
b2
B1
b1
C2
c2
C1
c1
V1
V2
V3
Keterangan
100
25
75
V3 = V1 β V2
A
a
B
b
C
c
Gambar 4.3. Rangkaian 1
-
A2
a2
A1
a1
B2
b2
B1
b1
C2
c2
C1
c1
a
b
c
Gambar 4.4. Rangkaian 2
Menentukan daya yang didisipasikan dengan metoda Volt Amper meter dan Cos Ρ meter, serta mengukur arus pada penghantar netral.
Beban R / Lampu Pijar L1
N
Cos Γ
A V
Beban Balast L1
L1
V
R1
A
L2
L2
R2
L3 L3
L3 L1 Beban Balast // Condensator L1
Z1
N
Z2
L2
Z3
L2
L2
R3 L3
L3
L1
N
N
5. LANGKAH KERJA TRAFO 3 FASA : 1) Menentukan polaritas terminal masing-masing transformator satu fasa yang akan dirangkai menjadi sebuah transformator tiga fasa. Menandai terminal-terminalnya sesuai dengan rekomendasi IEC. 2) Membuat rangkaian seperti gambar rangkaian 4.3 3) Menghubungkan primer transformator tiga fasa yang telah dirangkai tersebut dengan sumber tegangan AC tiga fasa 3 x 380 V / 220 V ( A pada L1, B pada L2, C pada L3 dan N pada N ). Tetapi karena sisi tegangan tinggi terhubung segitiga tidak boleh diberi sumber 3 x 380 Volt. Mencatat tegangan-tegangannya pada tabel 1. 4) Untuk mengetahui tipe hubungannya atau kelompok jamnya, sambungkan terminal A dengan terminal a. kemudian catat tegangan antara terminal C dan c, B dan c, C dan b serta A dan B pada tabel 2. 5) Mengulangi langkah 3, 4 dan 5 untuk rangkaian 4.4
BEBAN Y DENGAN COS-Q METER : 1)
Memastikan alat dan bahan yang digunakan dalam keadaan baik dan tidak rusak, lalu membuat rangkaian seperti pada gambar rangkaian diatas
2)
Memberi catu sumber tegangan 3 x 220 Volt
3)
Mengisi tabel hasil pengamatan.
6. LEMBAR KERJA TRAFO 3 FASA Tabel 6.1. Pengukuran Tegangan Primer dan Sekunder Tegangan ( Volt )
PERCOBAAN Gb. 4.3
Gb. 4.4
AB
214,9
215
BC
215,4
218
CA
215,9
214
AN -
125
BN -
125
CN -
128
Ab
52
24
Bc
52,2
24
Ca
52,3
24
an -
0,1
bn -
0,1
cn -
0,1
Tabel 9.4. Pengukuran Tegangan Antar Primer - Sekunder Tegangan ( volt )
PERCOBAAN Gb. 4.3
Gb. 4.4
Cc
228
24
Bc
220
240
Cb
220
24
AB
214
215
Catatan
Dd6
Dy1
BEBAN Y DENGAN COS-Q METER
-
Menentukan besarnya tegangan fasa dan line serta arus pada penghantar netral dengan pengukuran Cos οͺ meter
Beban
Cos οͺ
I (A)
Vab
Vbc
Vca
R lampu pijar 100 w
0,999
0,439
384,7
386
385,4
Balast 1A 220 V
0,991
0,621
223,1
388,5
388,3
Kondensor 3Β΅F // balast
0,99
mendekati 0
360
357
357
Beban
Van
Vbn
Vcn
R lampu pijar 100 w
221
223,8
223,6
Balast 1A 220 V
222,5
225,1
225,5
Balast // Kondensor 3,5Β΅F
205,7
209,2
205,6
7. ANALISA DATA Sebelum merangkai kumparan transformator 3 fasa, pada masing-masing transformator dilakukan pengecekan polaritas guna memastikan polaritas output dan input transformator. Pada percobaan trao 3 faasa ini untuk praktikum gambar 4.3 jam vector menunjukkan hubungan Dd dengan jam vector menunjukkan pukul 6, karena dari data didapatkan Cc > Bc = Cb < Cc > AB dan untuk percobaan gambar 4.4 menunjukkan hubungan Dd1 dengan jam vector menunjukkan pukul 1, karena dari data didapatkan Cc < Bc > Cb = Cc < AB. Sedangkan pada percobaan beban bintang dengan CosΟ meter, Dapat dilihat bahwa lampu pijar 100 W memiliki nilai Cos Ο yang paling baik dibanding beban inductor lainnya . Hal ini karena lampu merupakan inductor murni. Untuk nilai tegangan, VAB, VBC, VAC, nilainya hampir sama pada masing-masing beban .
Arus pada sambungan netral pada rangkaian beban hubung bintang yang setimbang memiliki nilai arus netral sebesar nol (πΌπ = 0). Tegangan yang digunakan dalam rangkaian ini adalah sebesar 3 Γ 380 Volt, dan terukur pada masing-masing beban sebesar 220 Volt. Hal ini dikarenakan Pada hubungan bintang, nilai V fasa (beda potensial fasa ke netral) pada belitan primer ππππ π =
πππππ β3
atau πππππ = β3 Γ ππππ π.
8. KESIMPULAN Kesimpulan dari praktikum ini adalah : 1. Pada hasil percobaan pengukuran tegangan antara pimer dan sekunder dapat digambarkan dengan vector jam 2. Terminal tegangan rendah berfungsi untuk polaritas rendah, a1, b1, c1 untuk a2, b2, c2 dan netral menggunakan N 3. Tegangan pada belitan primer sama dengan Tegangan sekunder 4. Pada belitan primer hubungan bintang nilai V line = β3 V fasa 5. Penggunaan trafo yang masih sehat akan menghasilkan data yang maksimal. 6. Cos Ο pada lampu pijar lebih besar dibandingkan dengan ballast dan kondensor. 7. Cos Ο yang dihasilkan ballast lebih kecil dibandingkan dengan lampu pijar dan kondensor. 8. Condensator yang diparalel dengan ballast dapat meningkatkan nilai Cos Ο.
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA LISTRIK HUBUNGAN KUMPARAN TRAFO 3 FASA (3X50VA) PRIMER Y
1.
TUJUAN Setelah melaksanakan praktek ini, mahasiswa dapat : ο·
Mengindentifikasi terminal kumparan transformator 3 fasa sesuai dengan
rekomendasi
IEC. ο·
Menentukan dengan benar simbol hubungan dari rangkaian transformator 3 fasa.
ο·
Menggambarkan diagram vektor tegangan transformator 3 fasa sesuai dengan macam hubungannya
2. PENDAHULUAN Sebelum merangkai kumparan transformator 3 fasa perlu diadakan pengetesan polaritas agar didapatkan hasil rangkaian sesuai dengan yang diinginkan. Identifikasi terminal transformator 3 fasa sesuai dengan rekomendasi IEC adalah sebagai berikut : Terminal tegangan tinggi ( TT ) : Untuk polaritas rendah adalah A1, B1, dan C1 Untuk polaritas tinggi adalah A2, B2, dan C2 Untuk neteral adalah N Terminal tegangan rendah ( TR ) : Untuk polaritas rendah adalah a1, b1, dan c1 Untuk polaritas tinggi adalah a2, b2, dan c2 Untuk netral adalah n Macam hubungan kumparan transformator 3 fasa baik primer maupun sekunder ada tiga, yaitu hubungan bintang (Y), segitiga (ο) dan zig- zag (Z). Kumparan primer dan sekunder dapat dirangkai dalam hubungan yang berbeda dan berarti terdapat selisih fasa antara kedua kumparan tersebut. Untuk memudahkan dalam mengingatnya biasa digunakan sistem βjamβ untuk menyatakan selisih fasa antara sisi primer
dan sisi sekunder pada suatu fasanya. Jarum panjang (menit) menyatakan arah vektor tegangan primer ( selalu menunjuk angka 12 ) dan jarum pendek ( jam ) menyatakan vektor tegangan sekunder. Selisih fasanya adalah besar sudut yang dibentuk oleh kedua jarum tersebut. Contoh : Yd5 artinya kumparan tegangan tinggi dalam hubungan bintang (Y) dan kumparan tegangan rendah dalam hubungan segitiga (ο), dan selisih fasanya sebesar sudut yang dibentuk jarum panjang dan jarum pendek pada saat pukul 5 (lima). Gambar diagram fasa tegangannya adalah sebagai berikut : 12
12 A
C
B
Gambar 9.1. Diagram Fasa 3. PERALATAN 1. ACPS 220 V
1 buah
2. Transformator 1 fasa 220/48 V
3 buah
3. Multimeter Analog
1 buah
4. Kabel jumper
20 buah.
4. GAMBAR RANGKAIAN Mengetes pole trafo untuk menentukan kutub yang positif β+β dan negative β-β pada keluaran trafo dengan cara sbb : - Tes Pole 1
V3
V1
220 V
V2
0 β 220V
Gambar 4.1. Rangkaian percobaan tes pole 1 Tabel 4.1. Polaritas 1 V1
V2
V3
Keterangan
100
25
125
V3 = V1 + V2
- Tes Pole 2
Gambar 9.3. Rangkaian percobaan tes pole 2 Tabel 4.2. Polaritas 2 V1
V2
V3
Keterangan
100
25
75
V3 = V1 β V2
A
B
C
N
A2
a2
A1
a1
B2
b2
B1
b1
C2
c2
C1
c1
B
C
N
A2
a2
A1
a1
B2
b2
B1
b1
C2
c2
C1
c1
B
b
C
c
N
Gambar 4.3. Rangkaian 1
A
A
a
A2
a2
A1
a1
B2
b2
B1
b1
C2
c2
C1
c1
a
b
c
Gambar 4.4. Rangkaian 2
a
b
c
Gambar 4.5. Rangkaian 3 5. LANGKAH KERJA 1) Menentukan polaritas terminal masing-masing transformator satu fasa yang akan dirangkai menjadi sebuah transformator tiga fasa. Menandai terminal-terminalnya sesuai dengan rekomendasi IEC. 2) Membuat rangkaian seperti gambar rangkaian 1. 3) Menghubungkan primer transformator tiga fasa yang telah dirangkai tersebut dengan sumber tegangan AC tiga fasa 3 x 380 V ( A pada L1, B pada L2, C pada L3 dan N pada N ). Mencatat tegangan-tegangannya pada tabel 1.
4) Untuk mengetahui tipe hubungannya atau kelompok jamnya, sambungkan terminal A dengan terminal a. kemudian catat tegangan antara terminal C dan c, B dan c, C dan b serta A dan B pada tabel 2. 5) Mengulangi langkah 3, 4 dan 5 untuk rangkaian 4.4 dan 4.5
6. LEMBAR KERJA Tabel 9.3. Pengukuran Tegangan Primer dan Sekunder. Tegangan ( Volt )
PERCOBAAN Gb. 4.3
Gb. 4.4
Gb. 4.5
AB
386,3
385,5
384,5
BC
384,7
383,7
385
CA
386,6
384,7
384,7
AN 222,8
227
227
BN 192,2
226
226,5
CN 192.5
228
227,5
Ab
0,006
0,006
0,005
Bc
0,006
0,006
0,006
Ca
0,006
0,006
0,005
an 54,1
55,2
54,7
bn 46,6
55,2
54,7
cn 46,6
55,3
54,7
Tabel 9.4. Pengukuran Tegangan Antar Primer - Sekunder Tegangan ( volt ) Cc
PERCOBAAN Gb. 4.3 270
Gb. 4.4 406
Gb. 4.5 320
Bc
324
406
320
Cb
321
366,7
366,7
AB
360
360
360
Catatan
Yy12
Yd1
Yd11
7. ANALISA DATA
Sebelum merangkai kumparan transformator 3 fasa, pada masing-masing transformator dilakukan pengecekan polaritas guna memastikan polaritas output dan input transformator. Pada percobaan 2 gambar 4.3 menunjukkan hubungan Yy dengan jam vector pukul 12 , karena dari data didapatkan Cc < Bc = Cb > Cc< AB . Kemudian pada percobaan gambar 4.4 menunjukkan hubungan Yd dengan jam vector pukul 1, karena data yang didapat Cc < Bc > Cb = Cc < AB. Sedangkan untuk gambar 4.5 menunjukkan hubungan Yy dengan jam vector menunjukkan pukul 11 karena dari data didapatkan Cc = Bc < Cb > Cc