Pencawang 1

UNIT 3 : PENCAWANG PEMBAHAGIAN

PENGENALAN Mengikut Peraturan Peraturan Elektrik 1994 Pencawang ertinya mana-mana premis atau bahagiannya yang terkepung yang mempunyai radas sama ada untuk mengubah atau menurunkan tenaga kepada atau daripada voltan tinggi (selain daripada mengubah atau menurunkan tenaga semata bagi pengendalian peranti pensuisan atau peralatan), atau untuk pensuisan, pengawalan atoa pengawalseliaan tenaga pada voltan tinggi dan yang cukup besar untuk membolehkan orang masuk selepas radas diletakkon pada tempat itu. dan termasuk radas di dalamnya.

OBJEKTIF PEMBELAJARAN Setalah tamat pembelajaran ini, pelatih akan dapat;

1. 2.

Menerangkan peranan pencawang dalam pengagihan bekalan elektrik. Menyenaraikan komponen-komponen yang ada dalam pencawang pembahagian.

3.1 Keperluan Dan Fungsi Pencawang Nilai voltan yang terjana akan dinaikkan untuk sistem penghantaran dan direndahkan untuk sistem pembahagian. Proses meninggi atau merendahkan nilai voltan memerlukan pencawang. Pencawang elektrik adalah poin dalam sistem kuasa elektrik dimana: •

• • •

Pengumpulan komponen-komponen perkakasuis yang digunakan untuk mengarahkan pengaliran tenaga elektrik di dalam sistem kuasa dan memastikan keselamatan sistem dengan menyediakan satu skim di mana alatalat perlindungan dipasang Pencawang etektrik mungkin juga berkaitan dengan Stesen Janakuasa secara terus mengawal pengaliran kuasa ke dalam sesuatu sistem mengubah nilai voltan bekalan sama ada merendah atau meninggi dengan adanya atatubah kuasa atau mungkin juga menyambungkan beberapa cawangan bekalan yang mempunyai sama nilai voltannya. Secara asasnya Pencawang Elektrik mengandungi beberapa litar pendatang (in-coming circuit) dikawal oleh perkakasuis-perkakasuis bertemu di satu sistem busbar yang sama, yang kemudiannya dikendalikan untuk penyuisan atau ditinggi/rendahkan nilai bekalan voltan untuk sistem penghantaran dan atau sistem pembahagian.

3.2 Tujuan Pembinaan Pencawang

Pencawang elektik dibina atas sesab-sebab tertentu seperti: •

Permintaan dari pengguna seperti taman perumahan, hotel, industri kecil atau besar dll. Memperkukuhkan sistem pembahagian voltan tinggi atau voltan rendah Bekalan elektrik luar bandar atas seruan kerajaan • Pembukaan kawasan perindustrian, kediaman atau bandar baru • Penambahan beban • Pengagihan beban yang lebih berkesan • Mengurangkan susutan voltan

3.3 Kriteria Bagi Pemilihan Pembinaan Pencawang Kriteria bagi pemilihan pembinaan pencawang adalah seperti berikut: • • • • • •

Lokasi fizikal pencawang Kos Jenis pencawang dan alatsuis yang akan digunakan Keadaan beban dan pengagihan beban dalam jangka masa panjang Bekalan untuk pencawang Komponen dan Alat kawalan sepert SCADA, Kapasitor Bank dll

3.4 Pencawang Pembahagian terbahagi kepada 4 jenis : 3.4.1. 3.4.2. 3.4.3. 3.4.4.

Pencawang Pencawang Pencawang Pencawang

berbangunan ( Indoor Substation ). luar bangunan ( Outdoor Substation ). atas tiang ( H pole Substation ). jenis padat ( Compact Substation ).

Setiap jenis binaan pencawang hendaklah dielakkan daripada mendatangkan bahaya kepada orang ramai dan juga binatang. Bagi tujuan ini pencawang hendaklah dibina sedemikian rupa dan hanya orang orang yang mendapat kebenaran sahaja boleh memasuki pencawang.

3.4.1 Pencawang Berbangunan. Terbahagi kepada 3 jenis iaitu : a. Pencawang yang mempunyai satu bilik pengubah (single chamber) b. Pencawang yang mempunyai dua bilik pengubah (double chamber)

Dalam kebanyakan jenis pencawang semua peralatan berada dalam satu bangunan tetapi pengubah berada dalam bilik berasingan. Pencawang berbangunan boleh didirikan sama ada secara sendiri atau secara berkembar atau didalam bangunan.

Peralatan peralatan yang terdapat didalam pencawang berbangunan ialah : i. ii iii iv v vi vii viii

Pengubah. Perkakasuis Papan pembahagian voltan rendah Alat pemadam api Carta pemulihan nafas Papan tanda BAHAYA dan DILARANG MASUK Kabel voltan rendah dan voltan tinggi Soket 13A

Pencawang jenis ini dbina dikawasan bandar dan di kawasan perumahan. Bilik pengubahnya berukuran 8' x 13' x 6'. Perkakasuis diletak bagi membolehkan kabel voltan tinggi dilalukan dan disambung kepada peti pembekal. Ianya diletak ditengah tengah tapak bagi memudahkan penambahan perkakasuis dimasa hadapan. Papan pembahagian voltan rendah diletakkan didinding bertentangan dengan perkakasuis. Peparit kabel berukuran 2' 6" dalam dan 1' 6" lebar bagi keperluan untuk kabel voltan tinggi dan kabel voltan rendah masuk ke pencawang tanpa melintasi antara satu sama lain.

3.4.2 Pencawang Luar Bangunan. Pelan dan susunatur pencawang luar bangunan hampir sama dengan pencawang berbangunan jenis rangkuman. Bezanya pencawang jenis ini dibina diatas tanah dengan tapak konkrit . Pencawang jenis ini dipagar dengan kawat keluli tahan karat. Mempunyai dua ukuran berdasarkan keluasan tapak iaitu 25' x 25' dan 25' x 20'. Walau bagaimana pun saiz minima nya hendaklah tidak kurang daripada 20' x 15'. Kebanyakan pencawang jenis ini dibina dikawasan luar bandar dikawasan lapang dan mempunyai jarak dengan jalanraya. Kos pembinaan nya jauh lebih rendah dari pencawang berbangunan. Peralatan peralatan yang terdapat pada pencawang luar bangunan ialah : i ii iii iv v vi

Pengubah Perkakasuis Peti pembekal voltan rendah Papan tanda BAHAYA dan DILARANG MASUK Pagar lingkungan keluli Kabel voltan rendah dan voltan tinggi

Pengubah diletakkan diatas pelapik konkrit dimana bagi saiz 300kVA ukuran tapaknya ialah 5' x 3' x 2'. Perkakasuis diletak diatas tapak konkrit berukuran 3' 3" x 3' 8½" x 1' dengan jarak 2' 8" daripada pagar. Pagar keluli hendaklah berukuran 20' x 15' bagi keluasan tapak 25' x 20' dan berukuran 20' x 20' bagi keluasan tapak 25' x 25'.

3.4.3 Pencawang Atas Tiang. Semua peralatan terletak diatas tiang spun konkrit berukuran 35'. Boleh dibahagikan kepada 2 jenis iaitu: 1. Pencawang perantaraan atas tiang. 2. Pencawang akhir atas tiang. Pencawang perantaraan atas tiang ialah pencawang yang mempunyai dua punca bekalan voltan tinggi sebagai 'loop in out' kadangkala ditambah dengan penyambung suis ( link switch ) bagi menyambung bekalan ke pencawang lain atau sebagai 'off point' dalam sistem gelang. Pencawang akhir atas tiang ialah pencawang yang mempunyai hanya satu bekalan masuk sahaja. Pencawang jenis ini terletak dipenghujung litar akhir 11kV dalam litar sulur (spur). Pencawang atas tiang biasanya dibina dikawasan luar bandar dimana keperluan beban pengguna adalah rendah, dikawasan yang selalu dilanda banjir atau disebabkan sukar mendapat tapak untuk membina pencawang. Had minimum keupayaan pengubah bagi pencawang atas tiang ialah 50kVA yang dibina diatas dua tiang sementara had maksima pula ialah 300kVA dibina diatas empat tiang.

Kelebihan bagi pencawang diatas tiang. a. Kos binaan jauh lebih rendah. b. Memerlukan tapak yang lebih kecil c. Mudah menggantikan fius d. Tidak memerlukan peti perkakasuis dan peti pembekal e. Kurang senggaraan. Kelemahan nya. a. Punca output voltan tinggi tidak boleh ditambah. b. Keupayaan alatubah terhad. c. Bagi pencawang terakhir, jika kabel rosak menyebabkan bekalan terputus. d. Terdedah kepada perubahan cuaca. e. Binatang boleh memanjat mengakibatkan litar pintas. f . Hakisan pada tapak. g. Tiang keluli boleh berkarat dan reput. h. Untuk membaiki kerusakan terpaksa dimatikan bekalan dipencawang pembekal.

Faktor-Faktor Pembinaan Pencawang Atas Tiang i)

Keupayaan alatubah Pencawang Atas Tiang dihadkan pada 300 kVA kerana galas beban struktur penyokong perlu dipertimbangkan.

ii)

Dimana pembinaan Pencawang Atas Tiang tidak dapat dielakkan, maka tidak melebihi 3 pencawang tersebut boleh didirikan dalam siri. Ini adalah untuk menyenangkan kerja-kerja pensuisan.

iii)

Dalam semua keadaan, kelegaan dari paras bumi atau apa-apa objek kekal bersebelahan dengan pencawang di mana orang awam boleh berdiri mestilah sekurang kurangnya 4.0 meter.

iv)

Semua pengalir yang tidak bertebat untuk system pembumian mesti di hadang atau ditebatkan sekurang kurangnya 3.0 meter dari paras bumi atau apa-apa objek kekal bersebelahan dengan pencawang di mana orang awam boleh berdiri

v)

Semua dawai umbang untuk menyokong tiang mesti dipasang dengan penebat umbang sekurang kurangnya 3.0 Meter dari paras bumi.

Komponen komponen utama binaan pencawang atas tiang. 1. Penebat pin

alat yang digunakan untuk memegang pengalir tak bersalut voltan tinggi dari tersentuh dengan pengalir lain.

2. Peti kabel tempat penyambungan kabel masuk dan keluar voltan tinggi. 3. Penangkap kilat - untuk melencungkan pusuan kilat kebumi apabila talian disambar kilat dan ini boleh menyelamatkan alatubah daripada terbakar. 4. Fius jatuh

barfungsi sebagai alat perlindungan alatubah daripada beban lampau atau litar pintas.

5. Alatubah

menurunkan voltan tinggi 11kV kepada voltan rendah 415V.

6.Pengapit kabel

-

7. Alat pengadang (anti climbing) 8. Paip galvani

diperbuat daripada kayu keras untuk menahan/memegang kabel.

untuk menghalang manusia atau binatang daripada memanjat tiang. berukuran 3½" x 10' untuk melindungi kabel voltan tinggi daripada kerosakan mekanik.

3.4.3(1) Pembumian pada pencawang di atas tiang. Sabelum peralatan dipasang pada tiang, pembumian hendaklah dibuat disakeliling kedua dua tiang. Elektrod tembaga 5/8" x 6' atau paip GI 2" x 10' boleh digunakan. Sekiranya nilai rintangan tidak mencapai 3Ω pembumian secara gelung dan disambung secara jejari bolehlah dibuat. Pembumian alat penangkap kilat hendaklah dibuat secara berasingan untuk mengelakkan galangan yang berlebihan.

3.4.3(2) Pemasangan Pengubah. Satelah kedua dua tiang disokong, maka pengubah dinaikkan menggunakan kren dan saterusnya pemasangan penebat pin, penangkap kilat dan fius jatuh. Sabelum kabel voltan tinggi dinaikkan, paip keselamatan kabel dimasukkan terlebih dahulu diikuti dengan penyambungan tamatan peti kabel. Satelah siap penyambungan, bolehlah peti kabel dinaikkan menggunakan tali dan takal. Kabel diikat kemas pada tiang dengan menggunakan pencekak kabel. Peti fius voltan rendah bolehlah dipasang sekurang kurangnya pada jarak 6" dibawah pengubah.

3.4.4 Pencawang Jenis Padat. Rekabentuk Pencawang Pakej/Padat 11/0.433kV

Pencawang Pakaj/Padat adalah jenis yang disiap bina dan terdapat perkakasan utama seperti alat pensuisan voltan tinggi, pengubah 3 fasa dan papan pengagihan voltan rendah dipasang siap dalam satu kiosk terlitup logam. Kebaikan pencawang ini ialah:

•

Memerlukan tapak yang kecil dan polisi TNB untuk

mengunakan

pencawang jenis ini dimana tapak untuk membina pencawang adalah sukar untuk diperolehi.

•

Perlindungan dari kecurian dan kerosakkan perkakasan

dalam

pencawang. •

Perlindungan dari pencemaran udara

•

Senang dipasang dan masa untuk membina dan menyiapkan

pencawang

kurang

Keburukan:

•

Keupayaan alatubah adalah terhad kepada 300 kVA, 500kVA, 750 kVA dan 1000kVA sahaja.

•

Perlu diganti kesemuanya jika mengalami kerosakan pada salah

satu

perkakasan. Rekabentuk Kiosk terlitup logam kalis cuaca pencawang pkajt/padat direka mengikut piawaian IEC dan terdapat tiga ruang iaitu: -

Ruang Voltan tinggi

-

Ruang alatubah

-

Ruang papan pengagihan voltan rendah

Ruang voltan tinggi menempatakan alat pensuisan voltan tinggi jenis Unit Gegelang Utama dan terdapat pintu berasingan untuk membuka ruang ini. Ruang alatubah menempatkan alatubah 3 fasa dan ruang papan pengagihan voltan rendah menempatkan papan pengagihan voltan rendah.

3.5 PERKAKASUIS DALAM PENCAWANG PEMBAHAGIAN. Didalam sesuatu pencawang, perkakasuis digunakan untuk menyambung dan memutuskan litar yakni mengasingkan litar yang rosak supaya bekalan masih boleh dibekalkan kepada sebahagian pengguna. Perkakasuis yang biasa digunakan dipencawang pencawang pembahagian ialah OLU dan HFU atau RMU. a. OLU/HFU b. RMU

3.5.1 Perkakasuis HFU (High Fusing Unit). Terdapat dua ruang utama dalam unit ini iaitu : i. Ruangan sesentuh dan basbar yang dipenuhi minyak penebatan. ii Ruangan fius yang hanya bertebat udara. Perkakasuis ini mempunyai dua lengan kendalian iaitu bagi mengendalikan sesentuh dan bagi membumi fius. Kadar fius VT yang digunakan adalah berdasarkan kepada kadar pengubah.

KADAR PENGUBAH (kVA) 50 100 200

KADAR FIUS (Amp) 5 10 20

300 500 750 1000

30 50 75 90

3.5.2 Perkakasuis OLU (Oil Link Unit). Perkakasuis ini tidak mempunyai fius dan sesentuhnya pula bertebatkan minyak. Perkakasuis ini boleh dikendalikan dalam kedudukan 'ON', 'OFF' dan 'CABLE EARTH'. Ia mempunyai hanya satu lengan kendalian sahaja. Terdapat dua ruang utama pada unit ini : i. Ruangan sesentuh yang ditebati minyak. ii. Ruangan pesawat kerja juga dipenuhi minyak.

RMU Gas SF6 digunakan sebagai bahan penebatan sapenuhnya bagi perkakasuis jenis ini. Ianya tergolong sebagai gas lengai (inert gas) yang tidak mudah terbakar. Penebatan jenis gas ini telah pun digunakan pada kebanyakan peralatan suisgiar serta pemutus litar voltan tinggi dan telah terbukti keupayaan nya sebagai bahan tebatan yang baik. Suisgiar berpenebat gas mempunyai beberapa ciri kelebihan antaranya : 1. Tidak memerlukan ruang yang begitu luas. 2. Tidak memerlukan senggaraan yang lebih walaupun pada iklim cuaca yang selalu berubah. 3. Tidak menghadapi risiko tinggi terhadap kerosakan dalaman. 4. Gas SF6 mempunyai daya pengaliran haba yang tinggi. 5. Jangka hayat yang lebih lama. 6. Mempunyai pilihan sama ada dilindungi oleh fius ataupun pemutus litar.

3.6 PAPAN PEMBAHAGIAN VOLTAN RENDAH DAN PETI PEMBEKAL VOLTAN RENDAH. Kedua duanya adalah tempat bekalan voltan rendah diagihkan kepada pengguna. Ianya terletak diantara bekalan keluar pengubah dan unit pengagih. Fungsi utama papan pembahagian dan peti pembekal ialah untuk : i. Menyukat arus bagi keperluan sesuatu tempat. ii. Membahagi dan mengimbangi beban bagi ketiga tiga fasa. iii. Memudahkan pemotongan bekalan ketika berlaku kerosakan pada pengagih atau ketika kerja kerja senggaraan. iv. Melindungi alatubah ketika berlaku kerosakan pada unit pengagih.

unit

Dibina daripada rangka besi mengandungi basbar dan fius. Bagi unit kemasukan, penyambung fius (fuse link) digunakan sementara bagi keluaran pula menggunakan fius HRC. Perbezaan diantara peti pembekal dan papan pembahagian voltan rendah ialah semua peralatan pada peti pembekal dipasang didalam sebuah peti yang tertutup dan berkunci dipasang diluar bangunan. Sementara itu papan pembahagian pula dipasang didalam bangunan pencawang secara terbuka.

3.6.1 Jenis jenis peti pembekal dan PPVR serta kadar arus.

Jenis BONAR LONG

Papan Pembahagian Peti Pembekal VR VR 1000A - 1 x 800A 800A - 1 x 800A 5 x 400A 4 x 400A 1600A - 2 x 800A 1600A - 2 x 800A 8 x 400A 8 x 400A 2000A - 2 x 1200A 10 x 400A

HENLEY

AEI ENGLISH ELECTRIC GEC

1000A - 1 x 800A 5 x 400A 1500A - 2 x 800A 5 x 400A 1200A - 6 Hala 800A - 1 x 800A

600A - 5 Hala 1500A - 5 Hala

800A 1000A

3.6.2 Pembumian pada Peti Pembekal dan PPVR. Pembumian pada Peti Pembekal dan PPVR hendaklah menggunakan bar tembaga berukuran 1" x 1/8". Penyambungan dibuat antara bar neutral dan rangka besi. Penyambungan hendaklah dibuat dibahagian kanan. Penyambungan tersebut kemudiannya dihubungkan pula dengan sistem pembumian pencawang menggunakan dawai umbang berukuran 7/10.

Jangka TDI Jangka TDI ialah suatu jangka ampere didalam unit kA bagi menyukat arus maksimum yang tercapai pada sesuatu ketika. Alat ini dipasang pada peti pembekal atau PPVR. Pendawaian pada jangka TDI adalah dengan menggunakan kabel sekurang kurangnya berukuran 2.5mm2 berwarna merah, kuning, biru dan hijau. Komponen komponen yang terdapat pada papan pembahagian VR dan peti pembekal. i.

Penunjuk arus perlu (TDI) - Jangka ini digunakan untuk menyukat arus setiap fasa di basbar. Jangka ini mempunyai satu jarum hitam dan satu jarum merah. Jarum merah menunjukkan bacaan yang paling tinggi tercapai pada sesuatu masa manakala jarum hitam menunjukkan bacaan semasa. ii. Fius - dipasang untuk melindungi kabel apabila berlaku arus litar pintas pada litar tersebut. Kadar arus fius adalah bergantung dan keupayaan pengubah.

lampau atau pada beban

iii.

Pengubah arus - berfungsi untuk menurunkan arus kepada jangka penyukat. Nisbah CT yang biasa ialah 800/5A atau 400/A.

iv.

Basbar - adalah sebagai penerima bekalan dan mengagihkan nya. Had muatan arus yang boleh dibawa oleh basbar adalah ditentukan oleh saiz

nya. v. Bekalan masuk - adalah sambungan bekalan voltan rendah daripada pengubah ke papan pembahagian atau peti pembekal. Setiap fasa boleh menerima dua punca kabel dan hanya satu untuk neutral, ini bergantung kepada saiz pengubah.

vi. Bekalan keluar - adalah tempat untuk sambungan dari basbar kepada pengguna voltan rendah. Jumlah unit bergantung kepada jumlah beban pengguna. Fius dipasang sebagai alat perlindungan. vii. Punca tambahan 240/415V berfius - adalah untuk kegunaan pencawang.

dalam