Simulic
Bahasa Indonesia

Transmisi daya listrik – transformator dan rugi daya ΔP = P²R/U²

TeknologiTeknik listrik dan keselamatanUsia 17–18

Simulic.comMemuat…

Gunakan di kelas saya

Listrik mengalir dari pembangkit melalui transformator penaik tegangan, saluran tegangan tinggi dan transformator penurun tegangan hingga sampai ke konsumen. Pilih tegangan transmisi 22 kV, 110 kV, 220 kV atau 500 kV, lalu seret panjang saluran dan luas penampang kawat untuk melihat hambatan saluran R = ρL/S, rugi daya ΔP = P²R/U² dan efisiensi transmisi berubah; kawat berpijar merah bila rugi dayanya besar. Diagram batang yang membandingkan rugi daya pada keempat tingkat tegangan menunjukkan mengapa listrik harus ditransmisikan pada tegangan tinggi.

Pelajaran: Struktur sistem tenaga listrik nasional: pembangkit, gardu induk, jaringan transmisi dan distribusi, serta rugi daya pada saluran

Yang ditunjukkan

Energi listrik mengalir dari pembangkit ke konsumen melalui saluran panjang yang hambatannya R = ρL/S mengubah sebagian daya menjadi panas. Untuk daya kirim P yang tetap, arus saluran adalah I = P/U, sehingga rugi panas ΔP = I²R = P²R/U² turun sebanding dengan kuadrat tegangan. Karena itu transformator menaikkan tegangan hingga ratusan kilovolt untuk transmisi jarak jauh lalu menurunkannya lagi di dekat konsumen. Model ini membandingkan empat tingkat tegangan dari 22 kV hingga 500 kV, kawat aluminium atau tembaga, dan juga menampilkan jatuh tegangan ΔU = I·R serta efisiensi H = (P − ΔP)/P.

Cara menggunakan

Mulailah pada 220 kV dengan nilai awal 100 MW sejauh 200 km, lalu baca rugi daya dan efisiensinya. Klik 22 kV, 110 kV, dan 500 kV bergantian dan bandingkan batang pada diagram. Pada satu tegangan, gandakan Luas penampang kawat atau ganti Bahan kawat ke tembaga, lalu bandingkan penghematannya dengan hasil menaikkan tegangan. Terakhir, naikkan daya P dan Panjang saluran L untuk melihat kapan kawat berpijar merah dan rugi daya tidak lagi dapat diterima.

Parameter yang dapat diubah

  • Daya yang dikirim dari pembangkit 10–600 MW
  • Tegangan transmisi 22 kV (jaringan distribusi), 110 kV, 220 kV, 500 kV (saluran panjang antarwilayah)
  • Panjang saluran 10–600 km
  • Luas penampang kawat 100–800 mm²
  • Bahan kawat Aluminium berinti baja ACSR (ρ = 2,8·10⁻⁸ Ω·m), Tembaga (ρ = 1,7·10⁻⁸ Ω·m)

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Pada 100 MW sejauh 200 km, berapa kali lebih kecil rugi daya pada 220 kV dibanding 110 kV, dan mengapa?
  2. Mengapa saluran 22 kV tidak mampu mengirim 100 MW sejauh 200 km?
  3. Mana yang lebih mengurangi rugi daya, menggandakan luas penampang kawat atau menggandakan tegangan transmisi, dan berapa kali?

Simulasi terkait