analisa operasi generator

udsrl/htt/an.op.gen 1

PRINSIP GGL INDUKSIGENERATOR AC

apa yang dimaksud frekuensi 50 Hz. ???


Persyaratan terjadinya GGl Induksi� Medan Magnit� Penghantar� Gerakan Relatif /Putaran

Besarnya GGl Induksi yang dibangkitkan :

Voltdt

dNe

φ−=

α

maxφ

αφ cosmax

u S

tωα =αφφ cosmax=

fπω 2=

( )

190sin,90,sinmax.sin2

sin

cos

max

max

=°°=

=

−=

sudutjikadicapaiimumEvolttNf

dttdtN

dttdNe

αωφπ

ωωφ

ωφ


Frekwensif)(sudutKecepatan�

Fluksi.lilitanBanyaknyaN

.efektifTeganganEmaximumTeganganE

.sesaatTegangan

eff

max

======

=

t

e

ωφ

:efektifHarga

.

2Nf�2effE

2EeffE

max

=

=

Nf�2=voltNf4,44= φ

φ

φ

:maximumHarga .voltNf�2E max = φ


Harga Efektif : Nilai dari gelombang arus bolak-balik sinusoida dimanapada nilai tersebut tegangan/arus akan menyerap dayayang sama dengan daya yang diserap pada tegangan/arussearah.

( Root–Mean-Square )

Bagaimana besaran tegangan/arus yang terukur ??

� ��

��

��

π π20

1 Cycle / 1 Periode

� ��


.max

maxmax2

2

0

max2

22

0

max2

0

2

707,022

4)2(

2)(

2

)(21

1

EE

EEE

tSintE

tdtSinE

dteT

E

eff

eff

T

eff

=

==

−=

=

=

�

�

π

π

ωωπ

ωωπ

Nilai Tegangan efektif :

Rumus tersebut berlaku juga untuk besaran Arus (

��

)


BESARAN FREKWENSI LISTRIK DITENTUKAN

Jumlah PutaranJumlah kutub Magnit

60pn

f =

f = frekwensi (Hz)

p = Jumlah pasang kutub

n = putaran (rpm)

Bagaimana bila frekwensi tetap 50 Hz, putaran Turbin 750 rpm ??


DC

DAYA LISTRIK ARUS BOLAK-BALIK

��

ZAC

WattIUP .= WattCosIUP ϕ..=

��

( ) ( )( ) ( )

( ) ( )VARaktifAmperVoltSinIUQaktifDaya

WWattCosIUPAktifDaya

VAAmperVoltIUSSemuDaya

Re..Re..

.

ϕϕ

===

ϕP

QS


GENERATOR SISTEM 3 PHASE

a

-a

-b

b

c

-c U

S

��

a b cV

120 120

a

cVb

V

V

= Vph

-Vc

Va-c = V line

3

.3pVp

Vph

VphphVph

−=

=−

Xs

Xs

Xs

Va

Vb

Vc

Ea

Eb

Ec

Ra

Ra

Ra

If

Rf


P total = P1 + P2 + P3

= 3 Pph

= 3 Vph. Iph.Cos ϕ

)(..3

.3

3

WattCosIphVL

CosIphVL

ϕ

ϕ

=

=P(3ph)

Vp-n = Vp

N

va

vc

vb

P1

P2

P3

Ip1

Ip2

Ip3Vp-p = VL

Bagaimana Daya yang tertulis pada Generator ??


Jenis Beban

��

��

��

�

�

�


kondensator


KOMPONEN UTAMA GENERATOR

� STATOR

� ��

KONSTRUKSI GENERATOR


� ROTOR��

1. Jenis sepatu kutub (salient pole type)

�Jenis Silinder ( Cylindrical Type )


SISTEM EKSITASI GENERATOR

Sistem Eksitasi Dinamik.

Adalah sistem eksitasi yang sumber suplai untuk arus eksitasidiambil dari mesin yang bergerak, dan mesin yang bergeraktersebut, disebut sebagai eksiter. Biasanya eksiter yang dipasangseporos dengan generator.

TURBIN GENERATOR EXCITER

Jenis-Jenis Sistem Eksitasi.� Sistem Eksitasi Dinamik

� Sistem Eksitasi Statik


GENERATOREXCITER(GENERATOR DC)

STATOR

ROTOR(Kutub Magnit)

STATOR

ROTOR(Kumparan Jangkar)

SISTEM EKSITASI DENGAN SIKAT(EXCITER GENERATOR ARUS SEARAH)

SISTEM EKSITASI TANPA SIKAT

(BRUSHLEES EXCITATION)

US

RECTIFIER / AVR

GENERATOREXCITERPILOT

EXCITER


Sistem eksitasi statik adalah sistem eksitasi generator tersebutdisuplai dari eksiter yang bukan mesin bergerak, yaitu dari sistempenyearah yang sumbernya disuplai dari output generator itu sendiriatau sumber lain dengan melalui transformator.

��

Sistem Eksitasi Statik

RECTIFIER/AVR

SuplaiStart Awal


POLA OPERASI GENERATOR

�� OPERASI GENERATOR TANPA BEBAN

��

φ

��

Ea

VEa

Ra XsR adj

Field Coil

��

f

Vdc

Kondisi tanpa beban Ea = V

Ea = Tegangan Induksi yang dibangkitkan

V = Tegangan terminal

Ra = Tahanan dalam Jangkar / Angker

Xs = Reaktansi Sinkron ( Xa + X )

� � � Arus Eksitasi� Fluksi (Medan Magnit)φ


� OPERASI GENERATOR BERBEBAN TERPISAH

Dalam keadaan Generator berbeban akan mengalir Arus jangkar (Ia) dantegangan Ea tidak sama dengan V kondisi ini depengaruhi oleh jenis bebanyang mempunyai power faktor berbeda dan besar Arus jangkar (Ia)

VEa

Ra XsR adj

Field Coil

��

f

��

a

v BEBAN


�� !�" # ��" �� $ ��!�% " �� !��!�" �" # � �&�" � � �# � '

Ia Ra

jIaXs

Ia

V

Ea

ϕδ

( )22 sin)cos( IaXsVRaIaVEa +++= ϕϕ

�� !�" # ��" �� $ ��!�% " �(�)��&�� * '

Ea

Ia

jIaXs

Vϕ

22 )()( IaXsIaRaVEa ++=


�� !�" # ��" �� $ ��!�% " �+ !# , " - . �. ��&�!" , �# � '

22 )sin()cos( IaXsVIaRaVEa −++= ϕϕ

Regulasi Tegangan (VR) :

��

��

jIaXs

IaRaVϕ

IaEa

%100xV

VEaVR

−=


PERUBAHAN TEGANGAN AKIBAT PEMBEBANAN YANG BERBEDA POWER FAKTOR AKAN MENGAKIBATKAN TEGANGAN GENERATOR BERUBAH, MAKA KARAKTERISTIK TEGANGAN V TERHADAP ARUS JANGKAR

�� ,

DIGAMBARKAN SBB :

FAKTOR KERJA MENDAHULUI (LEADING)

FAKTOR KERJA = 1

FAKTOR KERJA TERTINGGAL (LAGGING)

��

V


KARAKTERISTIK GENERATOR TERHADAP BEBAN DAYA AKTIF DAN DAYA REAKTIF

0 0

n

P P

f

1P

1n 1f

1P( )MW

Beban daya aktif (P)

Beban daya reaktif (Q)

0 Q (MVAR)INDUKTIF

QKAPASITIF

Vt

Q1

V1


KESIMPULAN : Apabila Generator beroperasi secara terpisah ( Isolated system )

� Daya aktif dan reaktif yang disuplai oleh Generator ditentukan oleh jumlahkebutuhan beban yang tersambung.

� Set point, governor dari Generator akan mengendalikan frekwensi operasi sistem daya.

� Arus medan (set point regulator medan ) mengendalikan tegangan terminal sistem daya.


� OPERASI PARALEL GENERATOR

/�� /�� 0

�� Tegangan sama antara running dan incoming.

�� Frekwensi sama.

�� Sudut phase gelombang arus bolak-balik sama

�� Urutan phase sama.


Oprerasi Paralel dua Generator dengan kapasitas sama.

G1

G2

BEBAN

GENERATOR BEROPERASI PARALEL, DENGAN MENAIKKAN SET POINT GOVERNOR DARI SALAH SATU GENERATOR (G2), MAKA FREKWENSI SISTEM NAIK DAN DAYA AKTIF YANG DISUPLAI OLEH GENERATOR NAIK,

SEMENTARA DAYA AKTIF YANG DISUPLAI GENERATOR LAINNYA (G1)TURUN.


GENERATOR BEROPERASI PARALEL, DENGAN MENAIKKAN SALAH SATU ARUS MEDAN (G2), MAKA TEGANGAN SISTEM NAIK, DAN DAYA REAKTIF YANG DISUPLAI KE SISTEM NAIK, SEMENTARA DAYA

REAKTIF GENERATOR LAINNYA (G1)AKAN TURUN.

GENERATOR BEROPERASI PARALEL, DENGAN MENIKKAN SET PONIT GOVERNOR SALAH SATU GENERATOR (G2), TANPA MANAIKKAN FREKWENSI SISTEM ATAU KONSTAN, SEMENTARA GENERATOR

LAINNYA (G1) MENURUNKAN SET POINT GOVERNOR,


Operasi Generator Paralel dengan jaringan yang sangat besar atauInfinite bus.

G

G

G

G

G

G

GGG

G G G

% " ��# � " # ��# ��# �� !��. 1 ��0

Adalah jaringan sistem daya yang sangat besar dan luas yang terhubungsecara interkoneksi dari unit-unit pembangkit.


Apabila suatu Generator sudah tersambung/paralel dengan sistem infinite bus maka :

Pengaturan arus eksitasi/penguatan medan tidak berpengaruhpada perubahan tegangan sistem, melainkan berpengaruh pada“pengaturan aliran daya reaktif ke sistem”

ϕδ

aI

V

aE

sa XjI−

ARUS EKSITASI DIPERKUAT

Daya Reaktif (MVAR) lagging

Mengirim Daya Reaktif ke Sistem

Power Faktor rendah lagging

( If )


V

aE

sa XjI−

aI

δϕ

Sudut pase antara Arus dan Tegangan.Tahanan jangkar (diabaikan).

Tegangan/ggl yang dibangkitkan.Tegangan terminal.

=aI Arus Jangkar. =aE=V=sX Reaktansi Sinkron.=Ra=ϕ=δ Sudut daya (power angle).

ARUS EKSITASI DIPERLEMAH

Daya Reaktif (MVAR) Leading

Menyerap Daya Reaktif dari Sistem

Power Faktor rendah leading

( If )


Turun/Reverse Power

PENGATURAN DAYA AKTIF ( P ) UNIT PEMBANGKIT YANG TERHUBUNG PADA SISTEN INFINTE BUS ADALAH DENGAN MENGATUR GOVERNOR, YANG BERARTI MENGATUR JUMLAH BAHAN BAKAR PADA PLTD, PLTG ATAU UAP PADA PLTU, PLTP.

Pengaturan Governor

Bahan bakar/Uap

TambahDaya Aktif

P = U.I cos ϕ

Kurang Daya Aktif

P = U.I cos ϕ

Naik


Batasan daerah Operasi Generator :1. A-B pembatasan panas rotor (rotor heating limited)

2. B-C pembatasan panas stator (stator heating limited)

3. C-D pembatasan panas ujung inti stator (core end heating limited).

analisa operasi generator

Documents