Dasar Konversi Energi Listrik

Dasar konversi energi listrik adalah ilmu yang mempelajari segala permasalahan yang berhubungan dengan proses terjadinya konversi energy listrik baik yang menyangkut sifat-sifat dan pemakaian piranti (alat) konversi yang azaz kerjanya berdasarkan aliran lektron dalam benda padat atau aliran electron dalam konduktor.
Peranan utama energi listrik:
1. Dalam kehidupan sehari-hari sebagai alat untuk penerang rumah dan lain-lain.
2. Dalam bidang industri dan pabrik sebagai tenaga penggerak mesin-mesin produksi penerangan dan sebagainya.
Dalam tenaga listrik dikenal 2 arus, yaitu;
1. Arus searah (Direct Currebt = DC)
2. Arus bolak balik (Alternating Current = AC)
Konversi energi = perubahan energi
Salah satu aspek penting dalam system tenaga adalah menyangkut konversi energi elektromekanik, yaitu:
1. Konversi energi dari bentuk mekanik menjadi listrik
2. Konversi energi dari bentuk listrik menjadi mekanik
3. Konversi energi dari jaringan yang satu ke energi yang lain pada jaringan berikutnya.
Konversi energi tersebut berlangsung pada system tenaga melalui peralatan elektromagnetik (electromagnet) yang disebut generator dan motor.
Fungsi medan magnet sebagai:
1. Tempat menyimpan energi
2. Untuk mengkopel proses konversi energi
Pada konversi energi listrik elektromekanik berlaku hokum kekekalan energi dinyatakan sebagai berikut:
Energy listrik sebagai input = energi mekanik sebagai output ditambah energi yang diubah jadi panas ditambah energi tersimpan pada medan magnet.

Saluran transmisi
Saluran transmisi dibagi menjadi 3 golongan, yaitu:
a. Saluran transmisi pendek (short line), adalah saluran transmisi yang panjangnya kurang dari 80km.
b. Saluran transmisi menengah (medium line), adalah saluran transmisi yang panjangnya antara 80km – 240km.
c. Saluran transmisi panjang (long line), adalah saluran transmisi yang panjangnya lebih dari 240km.
Transformator
Pemakaian transformator dapat dikelompokkan menjadi transformator daya, transformator distribusi dan transformator pengukuran yang terdiri atas transformator arus dan transformator tegangan.
Sedangkan menurut banyaknya jumlah sisi belitannya dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:
a. Transformator dua belitan
b. Transformator satu belitan
c. Transformator tiga belitan

System tiga fase
Adapun persamaan pada system tiga fase, adalah:
VRN = VRS /√3
VRN = VR - VN
Ket:
I1 : arus yang mengalir pada R1
VRN : perbedaan tegangan antara titik R dan titik N
Contoh:
Pada sebuah system tiga fase pada garis P terdapat tegangan sebesar 500Volt, dan pada garis Q terdapat tegangan sebesar 420Volt. Maka hitunglah berapa besar tegangan PQ.
Penyelesaian:
Dik: VP = 500Volt
VQ = 420Volt
Dit: VPQ =…?
Jwb:
VRN = VR - VN
VPQ = VP - VQ
= 500 – 420 = 80Volt
Contoh:
Pada sebuah kawat tiga fase, antara R-S adalah 380V, S-T juga 380Vdan R-T sebesar 380V, dengan I1 = I2 = I3 dan R1 = R2 = R3 = 60Ω. Maka hitunglah berapa besar kuat arus pada kawat tiga fase tersebut:
a. I1 =..?
b. P =..? (daya seluruh)
c. jika salah satu kawat fase terputus beberapa daya seluruhnya..?
Penyelesaian:
Dik: 1. R1 = R2 = R3 = 60Ω
2. Sistem beban setimbang
3. I1 = I2 = I3
Dit: a. I1 =..?
b. P =..? (daya seluruh)
c. jika salah satu kawat fase terputus beberapa daya seluruhnya..?
Jwb:
a. I1 = VRN / R1 , VRN = VRS /√3 = 380V /√3 = 220V
= 220V / 60Ω = 3,67 Ampere
b. P = 3.P1
P1 = VRN . I1 = VRS /√3 . I1
P = 3. P1 = 3 . VRS /√3 . I1 = VRS .√3 . I1
= 380 . 1,7321 . 3,67
= 2415,59 watt
= 2,41559 kW
c. Jika salah satu kawat fase terputus beberapa daya seluruhnya..?
P = VRS . I = VRS . VRS / (R1 + R3)
= (380)2 / 120 = 1203,33 watt = 1,20333 kW