1.0
PENGENALAN Papan suis utama (PSU) adalah satu komponen atau perkakas pemasangan elaktrik
yang mula - mula sekali menerima bekalan elektrik sebelum ianya diagih-agihkan kebahagian bahagian lain beban atau bangunan. la juga merupakan pusat kawalan kepada keseluruhan pemasangan. Didalam PSU inilah terdapatnya perkakas suis untuk tujuan kawalan dan perlindungan. Bekalan masuk utama yang boleh dikawal dan perlindungan utama untuk melindungi keseluruhan pemasangan ditempatkan disini. Peranan, saiz fizikal dan fungsi PSU adalah bergantung kepada keupayaan membawa arus bagi menentukan kegunaan PSU itu sendiri serta apakah yang hendak dikawalnya. Ada sesetengah PSU hanya mengawal beban elektrik yang tertentu sahaja misalnya motor-motor elektrik. 2.0
FUNGSI PAPAN SUIS UTAMA Antara fungsi PSU ialah : i.
Menerima bekalan -
ii.
Mengagih bekalan -
iii.
Mengagihkan bekalan kepada sub-sub kecil
Mengawal bekalan -
iv.
Menerima bekalan dari pemegang lessen atau janakuasa
Mengawal pepasangan (OFF dan ON)
Memberi perlindungan -
Melindungi keseluruhan perpasangan
1
3.0
KESELAMATAN Dalam menjalankan tugas terutama mengendali Papan Suis Utama bagi sesuatu
bangunan atau kompleks, perkara yang penting sekali diingat ialah keselamatan nyawa dan hartabenda, oleh sebab itu beberapa peraturan telah dikuatkuasa oleh JBE/STM, lEE dan TNB. Kesemua peraturan ini mementingkan satu perkara iaitu "KESELAMATAN NYAWA DAN HARTABENDA ". Beberapa perkara yang mustahak diberi penekanan ialah: i.
Bilik Suis hendaklah terletak di tempat yang sesuai dari segi keselamatan dan kedudukan beban-beban elektrik yang akan disempurnakan kepadanya.
ii.
Saiz-saiz papan suis dan kabel-kabel adalah mencukupi untuk membawa beban-beban elektrik yang dirancang dan juga jangka-jangka berkaitan disediakan untuk menunjukkan beban, voltan dan lain-lain.
iii.
Alat-alat perlindungan disediakan untuk keselamatan pepasangan dan juga keselamatan pengendali pepasangan semasa kerosakkan berlaku.
iv.
Litar-litar perlu disusun dan dibahagikan di papan-papan agihan supaya bahagian yang rosak atau yang memerlukan senggaraan boleh diasingkan daripada sistem elektrik dengan mudah.
v.
Alat-alat elektrik yang digunakan adalah jenis yang bermutu dan telah diluluskan kegunaannya oleh Pengerusi Suruhanjaya Tenaga Malaysia. Penempatan pepasanganpepasangan elektrik perlu dirancang dari segi keselamatan pepasangan dan penggunaan dengan mengambil perhatian tentang kelegaan tempat kerja untuk menjalankan kerja-kerja senggaraan dengan selamat
2
4.0
JENIS-JENIS PAPAN SUIS UTAMA Kepingan keluli yang digunakan membuat PSU mestilah berukuran tidak kurang
daripada 2.6 mm. (ketebalan) ianya disalut zink bagi melawan karat.Saiz Papan Suis Utama yang direka biasanya mempunyai 20% spare untuk tambahan kemudian hari - untuk tambahan suisgear/pengasing, kabel, kapasitor bank dan alatan lain. Papan Suis Utama juga mestilah dibumikan mengikut peraturan yang telah ditetapkan dengan menggunakan pita tembaga (copper strip) berukuran l"x 1/8" dan batang tembaga teras keluli sebagai elektrod bumi (copper rode). i.
Jenis lekat di dinding (Wall Mounted) - Untuk pemasangan kecil sehingga 100 A.
ii.
Jenis pedestal – Untuk pemasangan yang sederhana (mempunyai kaki)
iii.
Jenis cubicle – Untuk pemasangan-pemasangan yang besar.
3
Kebanyakan jenis cubicle dibuat dalam bentuk truck yang boleh memuatkan suis gear secara disorong masuk dan mudah ditarik keluar bagi kemudahan penyelenggaraan dan pembaikan
5.0
BINAAN Papan suis utama terdiri dari binaan rangka utama yang menyokong berat segala
peralatan yang terdapat dalam PSU. Kekuatan rangka hendaklah minimum 10G berbentuk Usection channel. Rangka yang baik adalah dari jenis berlubang-lubang dengan saiz yang sesuai dan dengan jarak 25mm supaya tidak mengurangkan kekuatan mekanikalnya. Jenis ini 4
dipanggil jenis modular dimana ia boleh ditambah dan dibesarkan dengan mudah iaitu dengan menyambung sahaja rangka tambahan. Di bahagian luar sekelilingnya dititutup dengan kepingan logam tebal tertentu (tebal minimum 10G) dibahagian belakang dan tepi PSU. Palang bus pembumian dangan keratan rentas yang mencukupi hendaklah dipasang dibahagian bawah sebelah dalam PSU meliputi keseluruhan panjang PSU tersebut.
5
Rangka (Frame) 6.0 i.
KELAS PAPAN SUIS UTAMA Tiada pemisah (no compartmen) - Tiada dinding pemisah di antara bahagian - bahagian dalam PSU
ii.
Sebahagian pemisah (semi compartmen) - Sebahagian sahaja dipisahkan daripada yang lain.
iii.
Sepenuhnya pemisah (fully kompartmen) - Semua bahagian diasingkan dari yang lain. Jenis mana yang kita mahukan bergantung kepada keperluan, kesesuaian, tahap
keselamatan dan harga yang perlu kita bayar. Jenis yang paling baik dan mahal ialah setiap kompartment dalarn PSU diasingkan dengan dinding logam supaya apabila berlaku percikan api elektrik bahagian lain tidak terlibat. Selain mahal ianya juga berat. Jenis sederhana baik hanya memisahkan sebahagian sahaja kompartment terutama bahagian ruangan ACB kerana disinilah selalunya berkemungkinan besar berlaku percikan api elektrik.
7.0
LOKASI DAN KEPERLUAN PAPAN SUIS UTAMA
Lokasi Papan Suis Utama i.
Diletakkan di mana terdapat penempatan beban yang tinggi, bagi mengurangkan
ii. iii. iv. v.
perbelanjaan ‘submains’ dan kabel. Bilik suis hendaklah diletakkkan di suatu tempat yang terhindar daripada banjir. Saluran-saluran yang mencukupi bagi kemasukan dan juga keluaran kabel. Ditempatkan di dalam kawasan khas dan mempunyai pintu yang berkunci. Panjang, lebar dan tinggi papan suis juga diambilkira sebelum merekabentuk ruangan untuk papan suis utama.
Keperluan di dalam bilik PSU .
6
i.
Ruang kosong berukuran 2 1/2' di bahagian belakang dan 4 1/2' hingga 5' di bahagian hadapan papan suis bagi kemudahan membuat kerja-kerja senggaraan (jenis cubicle)
ii. iii. iv. v.
Bilik suis hendaklah menerima pengedaran udara yang baik. Semua pintu dan lubang udara dipasang dengan anti-vermin proof nettings. Tersedia lampu dan soket alir keluar yang mencukupi. Tersedia dengan Alat Pemadam Api (CO2) mudah-alih (dan jika terpasang bersama dengan sistem pencegahan kebakaran adalah baik), Carta Pertolongan Cemas (CPR), Kotak Perubatan dan Tikar Getah di sepanjang PSU.
vi.
Rajah Skema (satu garis) lengkap hendaklah dipaparkan dalam bilik PSU.
7
8.0 i.
KOMPONEN UMUM PAPAN SUIS UTAMA Busbar Busbar yang digunakan adalah dari jenis 'hard drawn high conductivity copper' yang boleh tahan keadaan kerosakan maksima 31 MVA. Basbar hendaklah dicat dengan warna merah, kuning, biru dan hitam bagi mengenali fasa dan neutral. Neutral basbar mestilah mempunyai saiz yang sama dengan basbar fasa. Basbar mengalirkan dan mengagihkan bekalan elektrik daripada pemutus litar utama ke pemutus-pemutus litar yang lain. Ianya digunakan menggantikan kabel disebabkan mudah membuat sambungan dan kemas serta mudah melaksanakan kerja pemasangan. Kedudukan palang bas biasanya mendatar, tetapi ada yang menegak dan ada juga yang mengabungkan kedua-duanya. Palang bas hendaklah mempunyai ketumpatan arus tidak melebihi 1.5A/mm persegi.
8
ii.
Pengasing (Isolator) Pengasing (Isolator) digunakan hanya untuk pengasingan tempatan sahaja. Ianya tidak digunakan untuk mengawal kabel. Pengasing (Isolator) adalah berlainan daripada suis dimana ianya dikehendaki di 'OFF' apabila litar berkenaan tiada membawa arus. Tujuannya bagi mempastikan yang bekalan tidak boleh dipulihkan sekiranya suis kawalan di 'ON', yang boleh mendatangkan bahaya jikalau pada ketika itu pengendali tidak menyangka litar-litar dihidup semula atau pun pada ketika itu penyelenggaraan mekanikal sedang dibuat.
iii.
Alatubah Arus (Current Transformer)
9
Alatubah arus (current transformer) digunakan di dalam sesuatu pemasangan adalah bagi mengelakkan penempatan jangka ampiar, jangka faktor kuasa dan geganti terus kepada talian. Pemasangan meter dan geganti dengan menggunakan CT mempunyai kebaikan berikut:a) Alat yang dikeluarkan daripada talian dengan terminal yang telah dibumikan, dengan itu pengguna dan peralatan boleh dijauhkan dari apa-apa punca bahaya. b) Nisbah arus di dalam jangka akan menjadi 1/K kali arus talian dan dengan pergerakan jangka sebanyak 5 A boleh digunakan bagi mengukur arus yang lebih besar.
iv.
Kabel Kabel yang biasa terdapat atau yang berkaitan dengan PSU ialah dari jenis: a) PVC. b) PVC/PVC. c) PVC/SW A/PVC. d) PILCDSTAR. Bekalan masuk selalunya melalui kabel bawah tanah. Kalau PSU berada ditingkat
bawah, tempat dimana ianya selalu ditempatkan, kabel bawah tanah masuk melalui parit kabel (cable trench) dan ditamatkan menggunakan kotak kabel (cable box) atau cable gland. Hujung kabel dipasang telinga kabel (cable lug), melalui telinga kabel inilah kabel disambungkan menggunakan skrew dan nut kepada pemutus litar. Kabel keluar disambungkan dari palang bas melalui pemutus litar. Saiznya selalunya lebih kecil dari kabel masuk. ia keluar melalui parit kabel atau melalui trunking atau dulang kabel (cable tray), bergantung kepada kemana kabel tersebut pergi, samada ke dalam bangunan atau keluar bangunan. 10
‘Cable-box termination’ digunakan untuk kabel PILCDSTAR dan bagi kabel PVC/SWA/PVC, ‘cable-gland termination’ digunakan. Kabel-kabel tersebut kebiasaannya diamalkan untuk pemasangan kabel bawah tanah.
v.
Penyentuh (Contactor) Penyentuh atau ‘contactor’ terdiri daripada banyak jenis. Ianya selalu digunakan bersama-sama dengan alat-alat seperti suismasa (timeswitch), kapasitor bank, motor-motor dan lain-lain peralatan memandangkan sesentuh mempunyai keupayaan memutus beban tersambung. Sesentuh mempunyai ‘relay coil’ yang membuka dan menutup suis. Ianya boleh didapati dalam berbagai sukatan arus bergantung kepada alat-alat yang hendak digunakan
vi.
Basbar Coupler Juga merupakan pengasing, biasanya digunakan untuk menyambung dua basbar dari berlainan kemasukan dengan keadaan yang sama. Untuk menggelakkan Basbar ‘Coupler’ (pengganding) dan dua kemasukan bekalan yang berlainan di’ON’kan serentak, ianya mesti dijalin dengan kekuncikaitpunca (interlocked). 11
vii.
Sesentuh tukar alih (change over contactor) Sesentuh tukar alih secara asasnya adalah sejenis pengasing, mengandungi dua set sesentuh tetapi dalam satu-satu masa hanya satu sahaja boleh ditutup. Setiap sesentuh menerima bekalan dari punca yang berlainan, lazaimnya satu bekalan dari TNB dan yang satu lagi dari janakuasa tunggusedia. Pada satu-satu masa hanya satu sahaja bekalan boleh disambungkan ke palang bas PSU. Ia mempunyai ciri-ciri interlock elektrikal dan mekanikal
9.0 i.
KOMPONEN PERLINDUNGAN PAPAN SUIS UTAMA Suis Fius (low current} Ianya adalah sesuatu unit tunggal terdiri daripada pengasing bersiri dengan fius HRC. Ianya tidak terasing dari litar apabila suis di OFF kan, berbentuk SP&N dan TP&N dengan ukuran piawai 15A, 20A, 30A, 45A dan 60A.
12
ii.
Fius Suis (high current) Merupakan Pengasing dan juga sebagai alat perlindungan di mana fius HRC ditumpangkan di dalam pengasing membentuk sebahagian daripada jalan pengalir pengasing itu. Apabila di'OFF'kan fius terpisah dari palang basbar. Keutamaannya digunakan bagi mengawal beban yang berbentuk TP&N dengan ukuran piawai 60A, 100A, 160A. 200A, 300A, 400A, 500A, 600A, 800A dan 1200A hingga 2000A.
iii.
Fius Fius merupakan bentuk perlindungan arus berlebihan yang paling senang. Fius-fius yang biasa digunakan ialah: a) Fius 'rewireable' iaitu sejenis fius yang paling ringkas dan murah yang masih digunakan dengan meluas disamping banyak keburukannya. b) Fius 'catridge' adalah lebih berkemajuan di mana sukatan bagi penukaran elemen fius telah ditetapkan oleh pihak pengeluar. Dengan ini sukatan fius boleh diketahui dengan mudah dan tepat. c) Fius HRC berkebolehan menghindar arus-arus kerosakan yang berat dengan selamat. Sifat-sifatnya boleh direka untuk disesuaikan dengan keadaan beban. Fius-fius jenis ini biasa digunakan bagi melindungi beban-beban industri yang 13
besar, kabel-kabel utama dan keadaan lain di mana kerosakan-kerosakan arus yang besar berlaku.
iv.
Residual Circuit Breaker/Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) ‘Residual Current' membawa maksud ‘arus baki’. lni bermakna alat ini bergantung terus kepada keadaan di mana terdapat perbezaan di antara arus (ketidakseimbangan) yang masuk melalui sesuatu beban dan arus yang keluar dari beban yang sama. Dalam ertikata yang lain, alat ini hanya akan bertindak apabila mengalami keadaan tersebut. Alat ini juga dikenali dengan nama Earth Leakage Circuit Breaker (ELCB) dan untuk membezakan ianya dari kendalian voltan, ianya telah dikenali dengan nama ‘Residual Current Device’ (RCD).
Residual Circuit Breaker v.
Pemutus Litar Kecil (Miniature Circuit Breaker - MCB) MCB digunakan sebagai gantian fius untuk mengawal pemasangan domestik dan beban-beban yang kecil. Ia biasanya dipasang pada litar yang menggunakan bekalan satu fasa. Sifat-sifat MCB ialah: 14
a) Nilai terpelantik beban telah ditetapkan oleh pihak pengeluar dan tidak boleh ditukar. b) Ia akan terpelantik bila berlaku beban lebih (overload). Tidak perlu ditukar, hanya perlu di’ON’kan semula. c) Litar-litar yang rosak senang dikesan. d) Bekalan boleh dipulih dengan cepat dan mudah vi.
Pemutus Litar Kotak Teracu (Moulded Case Circuit Breaker - MCCB ) Dengan perubahan teknologi, MCCB direka untuk pengguna dengan kadaran arus sehingga 400A, dan di masa akan datang kemungkinan ianya mampu membawa arus yang lebih tinggi lagi. Dari segi penggunaan, MCCB adalah pengganti kepada fius dan dipasang untuk mengawal litar tiga fasa. Ianya mempunyai beberapa kebaikan jika dibandingkan dengan fius. MCCB hanya perlu di‘ON’kan sahaja sekiranya ia memutus (trip). Ketiga-tiga fasa akan memutus apabila berlaku beban lebih pada salah satu fasa maka masalah ‘single phasing’ tidak berlaku. MCCB boleh melindungi arus bocor ke bumi dengan disambungkan pada CT dan geganti rosak ke bumi (E/F) tetapi ianya bergantung kepada binaan sesuatu MCCB. Dengan itu masa senggaraan dapat dikurangkan dan kos dapat dijimatkan.
vii.
Pemutus Litar Udara (ACB) Pemutus Litar Udara jika digunakan bersendirian tidak boleh memberi apa-apa perlindungan kerana pemutus litar ini berfungsi sebagai pengasing sahaja. Ia mesti dilengkapkan dengan geganti beban lampau (OCR) dan geganti kerosakan bumi (EFR) dan dibantu oleh alatubah arus (current transformer). 15
Saiz Pemutus Litar Udara yang terkecil sekali ialah 630A. Biar pun saiznya 630A tetapi ianya boleh ditatah untuk 300A asalkan nisbah alatubah arus (CT) yang digunakan ialah 300/5A atau penatahan dilakukan pada geganti beban lampau. Pemutus litar udara hendaklah berfungsi seperti yang telah ditetapkan seperti berikut:100% terus menerus (to carry). 120% selama lima (5) minit (to trip within 5 min.). 150% terpelantik serta merta (to trip in 1 sec.). viii.
Geganti (Relay) Geganti digunakan bertujuan untuk menentukan pada tahap kerosakan bagaimana yang memerlukan pemutus litar bertindak memutuskan bekalan. Secara amnya, geganti yang terdapat pada PSU voltan rendah digunakan untuk perlindungan arus lebih, beban lebih dan rosak ke bumi. Ada dua jenis utama: a) Instantaneous (serta merta) Akan memutuskan bekalan sebaik saja nilai kerosakkan mencapai tahap ditentukan (set value). Oleh itu ia tidak mempunyai penatah masa. b) Lewat masa (time delay) Mempunyai penatah masa, walaupun nilai kerosakan telah mencapai tahap ditentukan (set value), ia masih boleh berada dalam keadaan itu untuk beberapa jangka masa tertentu. Namun begitu ada geganti yang boleh memberikan kedua-dua ciri di atas, Geganti Bocor Ke Bumi (Earth Leakage Geganti - ELR). ELR memberikan perlindungan kepada bocor ke bumi untuk nilai yang kecil (maksima 300 miliampiar) dan lewat masa yang terhad (0.1 saat) dan digunakan pada papan suis kecil (Sub Switch Board) atau Papan Suis Utama bersaiz kecil (sehingga 300A).
16
10.0
PENGUKURAN (PERMETERAN) Alatukur di papan suis yang dimaksudkan itu ialah peralatan untuk mengukur arus,
voltan, faktor kuasa, frekuensi (ulangan) dan lampu penunjuk. Semua nya adalah untuk panduan dalam kerja-kerja seharian. 1. Meter Arus Mengukur nilai arus semasa di PSU. Untuk nilai arus yang besar CT akan digunakan bagi menukar nilai arus. Sekiranya suis pemilih (A/s/s) digunakan maka hanya satu (1) bilangan meter arus berbanding tiga meter pada yang tidak menggunakannya. Bagi sesetengah PSU pemintaan arus maksima (MD) ditunjukkan oleh jarum berwarna merah yang dipasang bersama-sama di dalam meter arus.
2. Meter Voltan Mengukur nilai voltan semasa di PSU. Bersambung terus pada basbar melalui suis pemilih (V/s/s). Fius 6 A digunakan bagi mengawal arus yang masuk pada meter. Lampu Penunjuk Fasa (merah, kuning dan biru) dipasangkan selari dengan meter voltan. 17
3. Meter Faktor Kuasa Menunjukkan nilai faktor kuasa untuk beban semasa. Biasanya sambungan adalah satu fasa dari arus dan dua fasa dari voltan.
4. Meter KWH . Dipasangkan dengan tujuan untuk mengukur jumlah unit tenaga yang digunakan.
5. Meter KVARH Dipasangkan dengan tujuan untuk mengukur dan mendapatkan nilai purata faktor kuasa, nilai KWH diperlukan bersama bagi tujuan ini.
18
11.0
CAPASITOR BANK (Simpanan Kapasitor) Capasitor bank adalah satu alat yang boleh membaiki faktor kuasa bagi satu
Pengulang Alik.Ia amat penting bagi Sistem janakuasa kerana tugas Capasitor ini adalah menyimpan Reaktif Power (Power yang tidak aktif) yang dihasilkan bila Janakuasa disambung pada beban. Semakin rendah faktor kuasa maka semakin tinggi kuasa yang kita janakan.Ini akan mengakibatkan kerugian. Akibat lain yang wujud dari Faktor Kuasa rendah ialah arus yang tinggi diperlukan untuk Sistem Pepasangan maka Voltej Drop dalam kabel adalah tinggi
19
12.0
PEMERIKSAAN / UJIAN la dilakukan setiap hari bagi mengelakkan ketidaksempurnaan pada PSU antaranya pengaratan. tumpahan minyak, skru longgar, kerosakan pada bilik PSU, kerosakan pada perkakas PSU dan pemeriksaan permeteran Volt, Amp, Faktor Kuasa dan lain-lain. Antara uiian untuk PSU ialah a. Ujian penebatan antara fasa dengan fasa, fasa dengan neutral, fasa dengan bumi.
20
b. Ujian tekanan dengan voltan 2 kV selama 1 minit c. Ujian suntikan primary dan secondary. Bagi tujuan senggaraan, hanya Ujian Penebatan antara fasa dengan fasa, fasa dengan neutral, fasa dengan bumi dan Ujian Suntikan Secondary untuk penatahan geganti perlindungan dilakukan.
RUMUSAN Saya amat bersyukur kerana telah menyelesaikan tugasan ini dalam tempoh masa yang ditetapkan. Tugasan ini sedikit sebanyak menambahkan ilmu saya tentang papan suis utama. Saya juga telah banyak mempelajari tentang cara melakukan penyambungan bawah tanah ini mengikut jenis penyambungan yang berbeza-beza. Diharapkan dengan melaksanakan tugasan ini, saya dapat menggunakan ilmu yang saya perolehi dengan baik dan dapat digunakan pada masa akan datang. 21
RUJUKAN 1. http://galaxyelectrical.blogspot.my/2012/10/kertas-penerangan-ini-bertujuan.html 2. http://elektrikaldanaircon.blogspot.my/2013/06/papan-suis-pengenalan-kepada-papansuis.html 3. http://agnespuding.blogspot.my/2009_08_01_archive.html 4. http://reddragonslayeramy88.blogspot.my/2013/04/papan-suis-utama-psu.html
LAMPIRAN
22
Saiz Basbar dan Kadaran Arus
23
