BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dewasa
ini, kebutuhan tenaga listrik merupakan kebutuhan utama. Perkembangan teknologi
kelistrikan yang semakin pesat, serta kebutuhan akan energi listrik yang
semakin esensial merupakan fenomena utama dalam kehidupan bermasyarakat, serta
pengaruhnya akan Pengalihan teknologi
dari sistem analog ke digital dengan teknik controller sebagai solusi utama
diabad ini dalam menjadikan kehidupan untuk menjadi lebih baik. Dengan melihat
bahwa kekuatan energi listrik sangat penting dalam mendukung teknologi
tersebut.
Berdasar
dengan pandangan Eistein tentang Hukum Kekekalan Energi bahwa energi tidak
dapat dibuat dan dimusnahkan, tetapi hanya dapat dirubah bentuknya. Hal inilah
yang memberikan arah pemikiran kepada para ilmuwan untuk lebih mengembangkan
sains tentang energi. Hal ini teridentifikasi dari Peradaban umat manusia
didalam mengembangkan teknik energi yang terus mengalami perubahan dan
perkembangannya mulai dari penggunaan mesin uap, penggunaan turbin, penggunaan
pembakaran fosil, penggunaan energi surya sampai pada pengembangan penggunaan
energi uranium atau nuklir.
Pemilihan
akan metode dan teknik pembangkitan energi sangat dipengaruhi oleh potensi
sumber daya alam yang tersedia serta kemanpuan sumber daya manusia untuk
mengelolahnya. Di Indonesia sebagai Negara yang memiliki potensial alam yang
melimpah, penggunaan pembangkit energi terus digalakkan, baik penggunaan mesin
diesel, penggunaan energi surya sampai pada pengembangan pembangkit listrik
tenaga air (PLTA) yang dianggap paling potensial dalam mensuplai kebutuhan
energi listrik dalam sentaro nusantara. Sebagai bentuk dari Pembangunan
bendungan untuk pengairan yang dapat difungsi gandakan dengan penggunaan turbin
generator untuk menghasilkan energi listrik yang berkualitas dengan harga
pengoperasian yang lebih murah.
Dalam
pengadaan sistem tenaga listrik salah satu bagian utama adalah Generatornya.
Pada PLTA Bakaru menggunakan generator sinkron tiga phasa atau disebut juga Alternator.
Generator sinkron merupakan jenis mesin listrik yang berfungsi untuk menghasilkan
tegangan bolak-balik dengan cara mengubah energi mekanis menjadi menjadi energi
listrik. Generator terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor (bagian yang
berputar) dan stator (bagian yang diam). Pembangkit ini menggunakan aliran arus
air pengairan untuk menggerakkan rotor pada generator dan telah menghasilkan
energi listrik yang mampu mensuplai kebutuhan energi listrik disulawesi
selatan. Penggunaan generator tiga phasa pada pembangkit tersebut telah
memperlancar operasional pembangkitan energi secara berkelanjutan. Prinsip
dasar generator ini menggunakan hukum faraday yang menyatakan jika sebatang
penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada pengahantar
tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.
Dalam
pengoperasiannya perputaran rotor pada generator dimulai dengan kecepatan
rendah kemudian putaran dinaikkan sampai kepada putaran nominal dan perlu
dilakukan pengecekan terhadap parameter yang ada pada unit tersebut agar berada
dalam keadaan normal dan apabila hal tersebut telah dilakukan kemudian
dilakukan pembebanan. Pembebanan pada sistem operasi dapat bersifat resitif,
induktif maupun kapasitif tergantung dari jenis beban yang diterima oleh
generator.
Besarnya
tegangan pada generator tergantung kepada kecepatan putaran rotor, jumlah kawat
pada kumparan yang memotong fluks dan banyaknya fluks magnet yang dibangkitkan
oleh medan magnet. Dari pembebanan yang lebih dengan waktu yang terlalu lama
serta ventilasi yang kurang sempurna sehingga menghambat pelepasan panas
lilitan stator sehingga menyebabkan tempratur suhu pada generator dapat
meningkat. Meningkatnya temperatur suhu dengan pengoperasian generator yang
berkelanjutan dapat menimbulkan kesalahan teknis yang tentunya mempengaruhi
kualitas yang dibangkitkan dari generator tersebut.
Bertitik
tolak dari kerangka di atas, maka penulis merasa tertarik untuk melakukan
penelitian ilmiah dengan mengangkat judul “ Analisis Pengaruh Karakteristik Beban
terhadap Tempratur Generator PLTA Bakaru”.
B. Rumusan
Masalah
Berdasarkan
latar belakang masalah diatas yang telah digambarkan secara umum mengenai
pengaruh karakteristik beban terhadap temperatur generator PLTA Bakaru, dapat
ditarik rumusan masalah sebagai berikut :
1. Pengaruh
tempratur generator dalam pengoperasian Generator di PLTA Bakaru.
2. Pengaruh
karakteristik beban terhadap temperatur generator di PLTA Bakaru.
3. Pengaruh
karakteristik beban terhadap usia Isolator generator PLTA Bakaru.
C. Tujuan Penelitian
Secara
teoritis, tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk
mengetahui pengaruh temperatur Generator dalam pengoperasian Generator di PLTA
Bakaru.
2. Untuk
mengetahui pengaruh karakteristik beban terhadap tempratur Generator di PLTA
Bakaru.
3. Untuk
mengetahui pengaruh karakteristik beban terhadap usia Isolator generator PLTA
Bakaru.
D. Manfaat Penelitian
Secara
Praktis, manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Menambah
khasanah ilmu pengetahuan peneliti.
2. Dapat
menjadi masukan dalam pengembangan di PLTA Bakaru untuk pengoperasian yang
lebih baik.
3. Dapat
dijadikan referensi bagi peneliti berikutnya yang meneliti tentang Generator.
E. Batasan Masalah
PLTA
Bakaru terdiri dari 2 unit pembangkit, maka dalam penelitian ini penulis
membatasi penelitiannya hanya pada unit1.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Teori
Dasar
1.
Pengertian
Generator
Generator
adalah sebuah mesin listrik yang dapat mengubah daya mekanis menjadi daya
listrik. Teori tentang generator berawal dari sebuah penelitian Michael Faraday
(1791-1867), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris, membuat hipotesis (dugaan)
bahwa medan magnet seharusnya dapat menimbulkan arus listrik. Untuk membuktikan
kebenaran hipotesis Faraday. Berdasarkan percobaannya, ditunjukkan bahwa
gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum galvanometer menyimpang.
Jika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, jarum galvanometer
menyimpang ke kanan. Jika magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak
menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan, jarum
galvanometer menyimpang ke kiri. Penyimpangan jarum galvanometer tersebut
menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik. Peristiwa
timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik.
Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak
listrik (GGL) induksi.
Terjadinya
GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut: Jika kutub utara magnet
didekatkan ke kumparan, maka Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin
banyak. Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya
penyimpangan jarum galvanometer. Hal yang sama juga akan terjadi jika magnet
digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah simpangan jarum galvanometer
berlawanan dengan penyimpangan semula. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa
penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang
dilingkupi oleh kumparan.
Menurut
Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju
perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat
terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul.
Adapun yang dimaksud fluks magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang
menembus suatu bidang. Generator merupakan alat yang prinsip kerjanya
berdasarkan induksi elektromagnetik. Energi kinetik pada generator dapat juga
diperoleh dari angin atau air terjun dan lain-lain berdasarkan arus yang
dihasilkan.
Generator sinkron dengan definisi sinkronnya, mempunyai makna bahwa
frekuensi listrik yang dihasilkannya sinkron dengan putaran mekanis generator
tersebut. Rotor generator sinkron yang diputar dengan penggerak mula (prime
mover) yang terdiri dari belitan medan dengan suplai arus searah akan
menghasilkan medan magnet putar dengan kecepatan dan arah putar yang sama
dengan putaran rotor tersebut. Hubungan antara medan magnet pada mesin dengan
frekuensi listrik pada stator ditunjukan pada Persamaan dibawah ini:
dimana
:
f = Frekuensi listrik (Hz)
ns =
Kecepatan putar medan magnet atau kecepatan putar rotor (rpm)
p = Jumlah
kutub
Generator
PLTA Bakaru menggunakan tiga kumparan jangkar yang ditempatkan di stator yang
disusun sehingga susunan kumparan jangkar yang sedemikian akan membangkitkan
tegangan induksi pada ketiga kumparan jangkar yang besarnya sama tapi berbeda
fasa 120o satu sama lain. Setelah itu
ketiga terminal kumparan jangkar siap dioperasikan untuk menghasilkan energi
listrik.
Gambar 1. Kumparan tiga fasa
Adapun prinsip
kerjanya sebagai berikut :
1.
Kumparan medan yang terdapat pada rotor
dihubungkan dengan sumber eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah
terhadap kumparan medan. Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui
kumparan medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap waktu adalah
tetap.
2.
Penggerak mula (prime mover) yang sudah terkopel
dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada kecepatan
nominalnya.
3.
Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar
medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan
pada rotor, akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan
jangkar yang terletak di stator akan dihasilkan fluks magnetik yang
berubah-ubah besarnya terhadap waktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang
melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung
kumparan.
Salah satu bagian besar dari sistem
tenaga listrik adalah stasiun pembangkit tenaga listrik. Stasiun pembangkit
tenaga listrik tersebut dapat berupa generator
yang digerakkan dengan tenaga gas, tenaga air, tenaga diesel dan lain sebagainya.
Pokok utama dalam pengadaan sistem tenaga listrik adalah bagian dari
pembangkitnya atau dalam hal ini generatornya. Apabila suatu sistem pembangkit
terganggu, maka seluruh sistem tenaga listrik akan terhenti pengoperasiannya. Generator adalah suatu alat yang
dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik yang perubahannya
dipengaruhi oleh elektromagnetik .
Istilah generator umum dipakai di Industri
kelistrikan bila dibandingkan dengan istilah alternator untuk menyatakan sumber
pembangkitan tenaga listrik arus bolak balik, sedangkan alternator sering
dipakai untuk menyatakan dinamo sebagai sumber pembangkit arus searah dan ini
sebenarnya hanya pengertian istilah secara prinsip ilmu kelistrikan tidak
berbeda sama sekali basic teorinya.
Suatu sistem pembangkitan tenaga
listrik atau generator mulai saat ini dipakai untuk pembahasan didalam materi
pelajaran karena pembangkit jenis ini yang sangat signifikan dipergunakan di
pusat-pusat pembangkitan tenaga listrik.
Dalam pengoprasiannya gangguan generator
relatif jarang terjadi karena:
a. Instalasi
listrik tidak terbuka terhadap lingkungan,
terlindung terhadap petir dan tanaman.
b. Adanya transformator blok dengan hubungan Wye-Delta, sehingga mencegah arus (gangguan) urutan nol dari saluran
transmisi masuk ke generator.
c. Instalasi
listrik dari generator ke rel umumnya
memakai cable duct yang
kemungkinannya mengalami gangguan kecil.
d. Tripnya PMT Generator sebagian besar (lebih dari 50%) disebabkan oleh
gangguan mesin penggerak generator.
2.
Prinsip Dasar Generator (Muchlison, 1993)
Generator adalah suatu alat yang
dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik yang perubahannya
dipengaruhi oleh elektromagnetik. Dalam prinsip kerja suatu generator terdapat
3 hal pokok yang harus dipahami yaitu:
1. Adanya fluks
magnet yang dihasilkan oleh kutup magnet.
2. Adanya kawat
penghantar listrik tempat terbentuknya GGL.
3. Adanya gerak
relative antara fluks magnet dengan kawat penghantar tersebut.
Generator yang
bergerak adalah kumparannya sedangkan yang tetap adalah magnet. Arah GGL
induksi medan dan gerak dapat dilihat dengan kaidah tangan kanan. Apabila ibu
jari diarahkan kearah gerakkan maka jari telunjuk kearah medan dan jari tengah
menunjukkan arah gaya gerak listrik (GGL).
Arus eksitasi berasal dari service
bus yang berupa tegangan AC yang disearahkan menjadi DC (service bus disuplay dari trafo daya). Arus eksitasi mensuplay ke
generator untuk penyalaan pertama pada generator, lalu generator menghasilkan
tegangan sebesar dan langsung dinaikkan oleh trafo daya yang mana akan di
transmisikan ke jaringan. Pada prinsipnya ada suatu pergerakan
relative terhadap yang lain (medan listrik maupun medan magnet) kadang kala
dari pergerakan tadi muncul istilah mesin serempak (synchronous machines) dan mesin tak serempak (asynchronous machines) baik itu pada generator maupun pada motor.
Pada umumnya generator di pasaran
senantiasa mesin sinkron sedangkan untuk motor umumnya mesin asinkron tetapi
bukan tidak berarti jenis asinkron pada generator ataupun sinkron pada motor
tidak ada tetapi sekali lagi kebanyakan di jumpai di industri adalah
jenis-jenis tersebut. Generator kadang kala menghasilkan energi listrik yang
berbentuk arus searah dan ada juga yang menghasilkan arus bolak-balik tetapi
secara prinsip bentuk listrik yang dihasilkan oleh prinsip adanya pergerakan
relative dari medan listrik terhadap medan magnit adalah arus bolak-balik
dengan bentuk sinusoida. Jadi pada suatu generator untuk menghasilkan energi
listrik diperoleh dari sumber eksitasi sebagai penguatan awal pada generator,
sehingga akan berlaku hukum kekekalan energi pada system generator disamping
adanya energi lain yaitu energi kinetik berupa unsur gerak dari medan listrik/medan
magnit tadi yang bergerak relatif.
Suatu energi
mekanik yang diberikan pada suatu poros generator oleh penggerak utamanya akan
dirubah menjadi pergerakan rotor dari generator dan apabila pada rotor
generator tersebut dipasangkan suatu kumparan yang di alirkan arus listrik maka
pada rotor tersebut akan muncul arus medan magnet akibat timbulnya medan
listrik dari kumparan tersebut, arus medan magnet tadi (fluksi magnet) akan
memotong penghantar pada kumparan lainnya yang ditempatkan pada bagian yang
bergerak relatif terhadap rotor yang disebut stator maka pada kumparan stator
akan menjadi medan listrik yang selanjutnya timbul arus listrik yang mengalir
pada kumparan stator apabila kumparan stator tersebut membentuk loop tertutup.
Bila mencermati bagan alir ini pada
suatu system pembangkit listrik akan terdiri dari unsur sumber energi mekanik
yang disebut sebagi penggerak mula (prime
mover) yang di industri kelistrikan sudah disinggung dengan bagian yang
disebut turbin yaitu suatu system mekanik yang dapat membentuk suatu energi
kinetik dari suatu sumber energi lain (panas, head/potensial dst) dan generator
yang terdiri atas bagian yang berputar (rotor) dan bagian yang tetap (stator),
sehingga pada generator ada bagian lain yang harus terbentuk adalah celah udara
antara rotor dan stator sehingga celah udara ini merupakan elemen terpenting
pula dalam pembentukan transfer energi listrik dari generator dan bagaimana
permindahan energi dari rotor ke stator, maka peran fluksi magnet pada celah
udara tersebutlah yang sangat menentukan. Saat generator bekerja akan terjadi
perpotongan fluks magnet antara stator dan rotor dalam media loop tertutup, perpotongan fluks ini
mengakibatkan timbulnya GGL pada sisi terminal output yang langsung terhubung
ke beban.
Jadi besar kecilnya perpindahan
energi tersebut akan dijembatani oleh hubungan arus magnet yang membentuk
lingkaran tertutup (closed loop) dari
rotor – celah udara – stator
– celah udara – rotor,
perbedaan media medan magnet ini sangat menentukan kerapatan fluksi yang bisa
disampaikan dari rotor ke stator, semakin banyak semakin baik, tetapi hal
tersebut tidak mungkin terjadi karena adanya perbedaan media (inti besi dari
rotor dan stator dengan udara pada celah udara).
Pada umumnya prinsip kerja generator
dipengarui oleh :
1.
Derajat Listrik
Generator
sinkron yang mempunyai 4 kutup, Setiap satu kali putaran mesin, tegangan yang
dihasilkan sudah menyelesaikan 2 cycle
putaran penuh atau dapat dikatakan 3600 perputaran mekanik sama
dengan 7200 perputaran listrik.
2.
Frekuensi
Untuk
setiap satu kali siklus tegangan yang dihasilkan, mesin telah menyelesaikan 1
kali putaran.
3.
Tegangan
Hubungan-hubungan yang menentukan
tingkat tegangan pada suatu generator sangatlah kompleks, dan pada dasarnya
tegangan keluar (V) bergantung pada:
a.
Kecepatan
putaran (N)
b.
Jumlah
kawat pada kumparan yang memotong fluks (Z)
c.
Banyaknya fluks magnet yang
dibangkitkan oleh medan magnet (f)
3.
Konstruksi
Generator (Muhsin, 2002)
Prinsip
dasar timbulnya arus listrik dapat di jelaskan secara sederhana :
Bila rotor di
putar akan memotong gaya-gaya magnet sehingga terjadi perbedaan tegangan. Arus
melalui kawat yang kedua ujungnya di hubungkan dengan cincin geser. Pada cincin
tersebut menggeser sikat-sikat sebagai terminal penghubung keluar.
Generator terdiri dari dua bagian utama
yaitu :
1.
Bagian yang diam (stator)
Adapun bagian-bagian
Stator yaitu :
a.
Inti stator
Bentuk
dari inti stator ini berupa cincin laminasi-laminasi yang diikat serapat
mungkin untuk menghindari rugi-rugi arus eddy (eddy current losses).
Pada inti ini terdapat slot-slot untuk menempatkan konduktor dan untuk mengatur
arah medan magnetnya.
b.
Belitan stator
Bagian
stator yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di dalam
slot-slot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan untuk
mendapatkan tegangan induksi.
c.
Alur stator
Merupakan
bagian stator yang berperan sebagai tempat belitan stator ditempatkan.
d.
Rumah stator
Bagian
dari stator yang umumnya terbuat dari besi tuang yang berbentuk silinder.
Bagian belakang dari rumah stator ini biasanya memiliki sirip-sirip sebagai
alat bantu dalam proses pendinginan.
2.
Bagian
yang bergerak (Rotor)
Rotor adalah bagian generator yang bergerak atau berputar. Antara rotor
dan stator dipisahkan oleh celah udara (air gap). Rotor terdiri dari dua
bagian umum, yaitu:
1. Inti
Kutub
Pada bagian inti kutub terdapat poros dan inti rotor yang memiliki fungsi
sebagai jalan atau jalur fluks magnet
yang dibangkitkan oleh kumparan medan.
2. Kumparan
Medan
Pada kumparan medan ini juga terdapat dua bagian, yaitu bagian penghantar
sebagai jalur untuk arus pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi pada
bagian ini harus benar-benar baik dalam hal kekuatan mekanisnya, ketahanannya
akan suhu yang tinggi dan ketahanannya terhadap gaya sentrifugal yang besar.
Konstruksi rotor untuk generator
yang memiliki nilai putaran relatif tinggi biasanya menggunakan konstruksi
rotor dengan kutub silindris. Konstruksi
ini dirancang tahan terhadap gaya-gaya yang lebih besar akibat putaran yang
tinggi
Gambar 2. Konstruksi generator
4.
Jenis-jenis
Generator (Muchlison, 1993)
A. Generator
arus searah (DC)
Generator arus searah adalah suatu
mesin listrik yang bisa merubah tenaga mekanik menjadi listrik berupa listrik
arus searah. Generator arus searah banyak digunakan dibengkel pengisian
akumulator dan lainnya. Pada saat pembangkit listrik generator arus searah
dipakai untuk sumber penguat magnet (exiter).
Prinsip dari
generator arus searah dapat diambil dari percobaan Faraday, dengan hukum yang
berbunyi ”Apabila sebatang kawat penghantar digerakkan dalam medan magnet maka
pada penghantar tersebut akan terdapat gaya gerak listrik induksi” dan begitupun
sebaliknya.
Jenis-jenis
generator arus searah :
Berdasarkan sumber arus kemagnetan
(arus penguat) bagi kutub magnet buatan generator arus searah dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu :
· Generator
dengan penguatan terpisah
Bila arus kemagnetan diperoleh dari
sumber tenaga listrik arus searah dari luar generator tersebut. Pada generator
dengan penguatan terpisah ini besar kecilnya arus kemagnetan dipengaruhi oleh
nilai arus atau tegangan generator.
· Generator
dengan penguatan sendiri
Bila
arus kemagnetan bagi kutub-kutub magnet berasal dari generator itu sendiri.
Generator ini dapat dibagi menjadi 3 yaitu :
- Generator
shunt / parallel
- Generator
seri
- Generator
compound
B. Generator arus bolak-balik (AC)
Generator DC apabila dibandingkan dengan generator AC,
maka generator DC lebih cocok untuk membangkitkan tenaga listrik yang
berkapasitas besar, hal ini dapat disimpulkan berdasarkan atas
pertimbangan-pertimbangan antara lain :
a.
Timbulnya
komutasi pada generator DC.
b.
Timbulnya
persoalan dalam hal ini akan menimbulkan persoalan untuk hantaran dalam
pengiriman tenaga listrik (transmisi dan distribusi).
c.
Listrik
AC lebih mudah dirubah menjadi listrik DC.
d.
Masalah efisiensi mesin dan lainnya.
Bagian-bagian
terpenting dari generator AC adalah :
1.
Rangka Stator :
Terbuat dari besi tuang, rangka stator merupakan rumah dari bagian-bagian
generator lain.
2.
Stator : Bagian
ini tersusun dari plat (seperti yang digunakan pada jangkar atau mesin arus
searah). Stator yang mempunyai daerah terjadinya GGL induksi.
3.
Rotor : Merupakan bagian yang berputar, pada rotor terdapat kutub
magnet dengan lilitannya dialiri oleh arus searah dan melewati cincin geser dan
sikat-sikat.
4.
Slip Ring : Terbuat
dari kuningan atau tembaga yang dipasang pada poros dengan memakai bahan
isolasi. Slip ini berputar bersamaan dengan rotor dan poros.
Jumlah slip ring ada 2 buah yang bagian masing-masing sikat positif dan
negative.
5.
Generator Penguat : Suatu
generator arus searah yang dipakai sebagai sumber arus yang sering dipakai oleh
dinamo shunt.
Jenis-jenis
Generator AC :
a.
Generator Sinkron : Besarnya frekuensi listrik yang
dihasilkan sebanding dengan putaran dan jumlah kutub generator.
b.
Generator Asinkron: Besarnya frekuensi
listrik yang dihasilkan tidak sebanding dengan jumlah kutup dan putaran
generator.
5.
Karakteristik
Generator (Muchlison, 1993)
Pada dasarnya
bahwa bila arus eksitasi naik maka tegangan eksitasi akan naik pula, kenaikan
arus dan tegangan ini mempunyai batas maksimumnya bila terjadi kenaikan lagi (arus
dan tegangan) maka mesin akan mengalami gangguan, jadi hubungan antara arus
eksitasi dengan tegangan berbanding lurus.
a. Karakteristik
Generator berbeban
Macam-macam beban :
1.
Beban
Resistif , dengan simbol (R)
2.
Beban
Induktif
Contoh dari jenis beban induktif ini
ialah: gulungan/kumparan, motor-motor listrik, lampu TL.
Simbol (L).
3.
Beban
Kapasitif
Contoh dari
jenis beban kapasitif ini ialah : kondensator.
Simbol (C).
b. Macam-macam
Beban Sesuai dengan Jenis Bebannya
1.
Beban
Resistif, beban tersebut hanya mengandung beban Resistor (Tahanan murni) saja.
2.
Beban
Induktif, beban dimana jumlah beban inductor lebih besar dari pada beban kapasitor.
3.
Beban
Kapasitif, beban yang mana jumlah beban kapasitor lebih besar dari beban induktor.
c. Cara
kerja paralel generator
Generator
dapat bekerja secara sendiri atau bekerja secara paralel dengan ketentuan jika
beban bertambah.
Generator
dikatakan bekerja secara paralel jika :
1. Tegangan
sama
2. Frekuensi
sama
3.
Fhasa sama
4.
Urutan
Fhasa sama
6.
Gangguan-gangguan
Generator (Muchlison, 1993)
Secara umum ada beberapa gangguan pada generator yaitu:
1.
Gangguan penggerak awal
Generator dengan
penggerak awal mesin diesel harus dilengkapi dengan pengaman terhadap kerja
balik atau gangguan monitoring karena gangguan-gangguan mekanik. Akibat adanya
tekanan balik maka generator perlu dilengkapi dengan pengaman gangguan
monitoring untuk menghindari kerusakan-kerusakan yang terjadi. Pada saat ada
kerusakan pada penggerak awal, maka ada daya balik dalam kumparan stator
sehingga generator perlu dilengkapi dengan relay daya balik (reverse power relay) dengan
karakteristik tunda waktu terbalik.
2.
Gangguan hilang penguatan
Meskipun gangguan
pada penguat generator jarang terjadi, namun gangguan ini dapat menyebabkan
terganggunya kelangsungan kerja generator. Untuk itu pada generator perlu
dilengkapi pengaman terhadap hilang penguatan (loss of field relay).
3. Gangguan
arus lebih
Gangguan arus lebih
pada generator sering kali terjadi akibat adanya hubung singkat atau beban
lebih. Pada saat ini generator telah dibuat sedemikian rupa sehingga mampu
bertahan terhadap adanya arus lebih, meskipun tidak terlalu lama. Namun
demikian, pengaman terhadap arus lebih sangat diperlukan agar generator
terhindar dari kerusakan akibat arus lebih yang berkepanjangan (over current relay).
4. Gangguan
putaran lebih
Putaran lebih pada
generator disebabkan adanya penurunan beban yang mendadak. Sebenarnya pada
generator telah dilengkapi dengan perangkat governor. Pada saat terjadinya
pelepasan beban, governor tersebut akan mengatur atau menutup katup darurat (emergency valve) sehingga tidak terjadi
putaran yang berlebihan. Namun demikian generator masih perlu dilengkapi dengan
pengaman terhadap putaran lebih yang mampu memberikan sinyal triping pada
pemutus tenaga (over speed relay).
5. Gangguan
tegangan lebih
Tegangan lebih yang
dibangkitkan generator terutama disebabkan oleh putaran lebih akibat pelepasan
beban yang mendadak. Governor pada generator mengatur kecepatan putaran agar
putarannya tetap normal. Namun, rentang waktu yang diperlukan cukup lama
sehingga pada saat itu terjadi tegangan lebih yang sangat membahayakan
piranti-piranti kelistrikan lainnya. Tegangan lebih ini akan merusakkan isolasi
kumparan generator akibat panas yang berlebihan (over voltage relay).
6. Gangguan
ketidakseimbangan beban
Ketidakseimbangan
beban generator biasanya disebabkan adanya kebocoran atau hubung singkat
penghantar ketanah atau antar penghantar. Juga bisa disebabkan oleh adanya
beban yang tidak seimbang pada ketiga fase generator. Gangguan ini menyebabkan
adanya arus urutan negatif yang mengalir pada penghantar bernilai nol. Pada
keadaan demikian generator harus segera diamankan agar kerusakan dapat
dihindari (neutral ground relay)
7. Gangguan
isolasi
Kegagalan isolasi
pada kumparan generator akan menyebabkan gangguan-gangguan hubung singkat ,
baik hubung singkat didalam kumparan, antar kumparan, maupun hubung singkat
kumparan dengan inti besi. Banyak faktor yang menyebabkan terjadinya kegagalan
isolasi, antara lain terjadinya tegangan lebih, panas yang berlebihan pada
kumparan, kerusakan pada sistem pendingin atau ventilasi maupun adanya vibrasi
yang berlebihan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar