Sinkronisasi Generator AC22/09/2010

andrians07 Uncategorized Tinggalkan KomentarKata Pengantar

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, taufik, dan

hidayahNya, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini. Harapan kami, semoga makalah ini

berguna untuk membantu pembaca dalam mempelajari implementasi mesin-mesin listrik, khususnya

dalam sinkronisasi generator AC.

Makalah ini disusun sebagai bekal pembaca dalam mempelajari konseptual kinerja sistem sinkronisasi

generator, dampak output system yang dihasilkan oleh sinkronisasi generator, serta sistem proteksi yang

digunakan dalam sinkronisasi generator.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan dan pengerjaan makalah ini masih banyak kekurangan,

sehingga perlu masukan yang membangun dari berbagai pihak agar buku ini dapat lebih bermanfaat.

 

 

 

Jakarta, 30 April  2012

 

Penulis

 

Daftar Isi

 

 

Judul

Halaman judul

Kata Pengantar…………………………………………………………………….1

Daftar isi……………………………………………………………………………2

BAB I

1.1 Latar Belakang…………………………………………………………………4

1.2 Tujuan…………………………………………………………………………5

1.3 Batas Masalah…………………………………………………………………5

BAB II

2.1       Sinkronisasi………………………………………………………………..6

2.2.1    Syarat-syarat proses sinkronisasi………………………………………….6

2.2.2    Proses sinkronisasi……………………………………………………….10

2.2.3    Pengaruh yang di timbulkan apabila ketentuan sinkronisasi generator tidak

terpenuhi………………………………………………………………….11

2.3       Diagram blok rangkaian………………………………………………….14

2.4       Penjelasan blok diagram…………………………………………………14

2.5       Konseptual kinerja system……………………………………………….30

2.6       Contoh rangkaian schematik sinkronisasi generator……………………..37

2.7       Fakta penggunaan sinkronisasi generator di lapangan……………………38

2.8       Kesimpulan………………………………………………………………38

2.9       Saran………………………………………………………………………39

BAB III

3.0       Daftar Pustaka……………………………………………………………40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB I

1.1    Latar Belakang

Generator listrik adalah sebuah alat yangmemproduksi energi listrik dari sumber energi mekanikal,

biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik.Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik.

Walau generator dan motor punyabanyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik

eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa

dianalogikan dengan sebuahpompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di

dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh

melakui sebuah turbin maupun kincir air,mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan,energi

surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apapun sumber energi mekanik yang lain.

Sistem pembangkitan listrik yang sudah umum digunakan adalah mesin generator tegangan AC, di mana

penggerak utamanya bisa berjenis mesin turbin, mesin diesel atau mesin baling-baling. Dalam

pengoperasian pembangkit listrik dengan generator, karena faktor keandalan dan fluktuasi jumlah beban,

maka disediakan dua atau lebih generator yang dioperasikan dengan tugas terus-menerus, cadangan

dan bergiliran untuk generator-generator tersebut. Penyediaan generator tunggal untuk pengoperasian

terus menerus adalah suatu hal yang riskan, kecuali bila bergilir dengan sumber PLN atau peralatan

UPS. Untuk memenuhi peningkatan beban listrik maka generator-generator tersebut dioperasikan secara

paralel antar generator atau paralel generator dengan sumber pasokan lain yang lebih besar misalnya

dari PLN. Sehingga diperlukan pula alat pembagi daya listrik untuk mencegah adanya sumber tenaga

listrik terutama generator yang bekerja paralel mengalami beban lebih mendahului yang lainnya. Apabila

suatu generator yang bekerja secara paralel yang mengalami gangguan, maka generator tersebut

dihentikan, dengan demikian daya listrik total yang dibangkitkan dari generator tersebut menjadi

berkurang. Dalam pengoperasian generator yang bekerja paralel, diperlukan suatu alat pengontrolan

yang baik sehingga kontiunitas pelayanan dapat tercapai.

1.2    Tujuan

1. Mengetahui lebih lanjut tentang cara sinkronisasi generator

2. Mengetahui dampak-dampak di dalam sinkronisasi generator

3. Mengetahui system proteksi di dalam sinkronisasi generator

 

1.3    Batasan Masalah

Dalam Makalah ini penulis akan membahas tentang sinkronisasi Generator AC secara umum meliputi:

1. Sistem kerja Sinkronisasi Generator

2.  dampak kinerja output system

3.  System proteksi sinkronisasi generator

 

 

 

 

 

 

BAB II

2.1    Sinkronisasi

Operasi paralel pusat-pusat tenaga listrik pada dasarnya merupakan perluasan bekerja paralel

satugenerator dengan generator lain, dengan tambahan resistansi dan reaktansi saluran-saluran

interkoneksi.proses menghubungkan paralel satu generator dengan generator lainnya dinamakan

sinkronisasi, atau dapat juga dikatakan bahwa Sinkronisasi pada generator adalah memparalelkan kerja

dua buah generator atau lebih untuk mendapatkan daya sebesar jumlah generator tersebut dengan

syarat syarat yang telah ditentukan.

 

2.2.1   Syarat-syarat proses Sinkronisasi

Sinkronisasi atau menghubungkan paralel atau sejajar perlu dipenuhi tiga syarat untuk tegangan system-

sistem yang akan diparalelkan yaitu:

1. Harus adanya amplitude Tegangan yang sama.

2. Frekuensi harus sama (mempunyai frekuensi yang sama).

3. Sefasa.

4. Mempunyai sudut phase yang sama.

Penjabaran dari keempat syarat tersebut adalah sebagai berikut:

1. Mempunyai tegangan kerja yang sama

Dengan adanya tegangan kerja yang sama diharapkan pada saat diparaleldengan beban kosong power

faktornya.

a. Dengan power factor 1 berarti tegangan antara 2 generator persisi sama .jika 2 sumber tegangan itu

berasal dari dua sumber yang sifatnya statis misal dari battery atau transformator

maka tidak akan ada arus antara kedunya. Namun karena dua sumber merupakan sumber tegangan

yang dinamis (generator) Maka power factornya akan terjadi deviasi naik dan turun secara periodic

bergantian dan berlawanan. Hal ini terjadi karena adanya sedikit perbedaan sudut phase yang sesekali

bergeser karena factor gerak dinamis dari penggerak.Itu bisa dibuktikan dengan membaca secara

bersamaan Rpm dari misal dua Generator dalam keadaan sinkron Generator 1 mempunyai kecepatan

putar 1500 dan generator.

 

b. mempunyai kecepatan putar 1501 maka terdapat selisih 1 putaran / menit Dengan perhitungan 1/1500

x 360 derajat maka terdapat

beda fase 0,24 derajat dan jika dihitung selisih teganan sebesar cos phi 0,24 derajat x tegangan nominal

(400 V) tegangan nominal (400 V) dan selisihnya sekitar V dan selisih tegangan yang kecil cukup

mengakibatkan timbulnya arus sirkulasi antara 2 buah generator tersebut dan sifatnya tarik menarik. Dan

itu tidak membahayakan. Dan pada saat dibebani bersama sama maka power faktornya akan relative

sama sesuai dengan power faktor beban. Memang sebaiknya dan idealnya masing masing generator

menunjukkan power factor yang sama. Namun jika terjadi power factor yang berbeda dengan selisih tidak

terlalu banyak tidak terjadi akibat apa apa. Akibatnya salah satu generator yang mempunyai nilai power.

Factor rendah akan mempunyai nilai arus yang sedikit lebih tinggi. Yang penting diperhatikan adalah

tidak melebihi arus nominal dan daya nominal dari generator. Pada generator yang akan diparalel

biasanya didalam alternatornya ditambahkan peralatan yang dinamakan Droop kit . Droop kit ini berupa

current transformer yang dipasang. disebagian lilitan dan outputnya disambungkan ke AVR. Droop kit ini

berfungsi untuk mengatur power factor berdasarkan besarnya arus beban, Sehingga pembagian beban

KVAR diharapkan sama pada KW yang sama.

2. Mempunyai urutan phase yang sama

Yang dimaksud urutan phase adalah arah putaran dari ketiga phase. Arah urutan ini dalam dunia industri

dikenal dengan nama CW (clock wise) yang artinya searah jarum jam dan CCW (counter clock wise)

yang artinya berlawanan dengan jarum jam. Hal ini dapat diukur dengan alat phase sequence type

jarum.Dimana jika pada saat mengukur jarum bergerak berputar kekanan dinamakan CW dan jika

berputar kekiri dinamakan CCW. Disamping itu dikenal juga urutan phase ABC dan CBA. ABC identik

dengan CW sedangkan CBA identik dengan CCW.

3. Mempunyai frekuensi kerja yang sama

Didalam dunia industri dikenal 2 buah system frekuensi yaitu 50 hz dan 60 hz Dalam operasionalnya

sebuah generator bisa saja mempunyai frekuensi yang fluktuatif (berubah ubah) karena factor factor

tertentu. Pada jaringan distribusi dipasang alat pembatas frekuensi yang membatasi frekuensi pada

minimal 48,5 hz dan maksimal 51,5 Hz. Namun pada Generator pabrik over frekuensi dibatasi sampai 55

Hz sebagai overspeed.Pada saat hendak paralel, dua buah generator tentu tidak mempunyai frekuensi

yang sama persis. Jika mempunyai frekuensi yang sama persis maka generator tidak akan bisa parallel

karena sudut phasanya belum Sesuai, salah satu harus dikurang sedikit atau dilebihi sedikit untuk

mendapatkan sudut phase yang tepat. Setelah dapat disinkron dan berhasil sinkron baru kedua generator

mempunyai frekuensi yang sama-sama persis.

 

4. Mempunyai sudut phase yang sama

Mempunyai sudut phase yang sama bisa diartikan , kedua phase dari 2 Generator mempunyai sudut

phase yang berhimpit sama atau 0 derajat. Dalam kenyataannya tidak memungkinkan mempunyai sudut

yang berhimpit karena genset yang berputar meskipun dilihat dari parameternya mempunyai frekuensi

yang sama namun jika dilihat menggunakan synchronoscope pasti bergerak labil. kekiri dan kekanan,

dengan kecepatan sudut radian yang ada sangat sulit untuk mendapatkan sudut berhimpit dalam jangka

waktu 0,5 detik. Breaker butuh waktu tidak kurang dari 0,3 detik untuk close pada saat ada perintah close

pada proses sinkron masih diperkenankan perbedaan sudut maksimal 10 derajat. Dengan perbedaan

sudut maksimal 10 derajat selisih tegangan yang terjadi berkisar 4 Volt. Peralatan modul untuk

mengakomodasi kebutuhan synhcrone Generator, yaitu Load sharing, Synchronizing, Dependent start

stop, dan lain lain.

Contoh panel sinkronisasi pada PLTU

Gambar Generator Bekerja Paralel (Sinkron)

Bilamana salah satu syarat diatas tidak dipenuhi, maka antara kedua system yang diparalelkan akan

terjadi selisih-selisih tegangan yang dapat menyebabkan arus-arus yang cukup besar sehingga dapat

menimbulkan kerusakan-kerusakan pada mesin-mesin. Dalam praktek ada suatu alat yang dapat

mengecek ketiga syarat tersebut diatas yaitu yang disebut sinkronoskop. Diantara sinkronoskop dapat

disebut : sinkronoskop lampu, pengukur volt nol, dan osilograf elektron yang dapat dipergunakan sebagai

sinkronoskop.

2.2.2   Proses Sinkronisasi

Prosedur untuk melakukan proses Sinkronisasi dapat diuraikan sebagaiberikut:

1. Hidupkan Sychronizing Switch untuk memulai proses parallel;

a. Untuk proses paralel secara manual, Synchronizing Switch dipoisikan pada posisi manual.

b. Untuk proses Paralel secara otomatis, Synchronizing Switch diposisikan pada posisi auto.

2. mengatur Voltage Adjuster untuk menyamakan tegangan Line dengan generator sambil mengatur Diff.

Voltage meter.

3. mengatur Speed Adjuster untuk menyamakan frekuensi Line dengan generator sambil mengamati

jarum Synchronizing meter sampai bergerak searah jarum jam dengan putaran lambat 0,2 Hz (1 putaran

dlam 5 detik).

a. Jika dilakukan dengan manual, maka pada saat jarum Syncron berada pada posisi 5 s/d 10° sebelum

mencapai titik puncak (posisi jam 12) dengan menggerakkan tuas CB pada posisi ON untuk melakukan

Paralel.

b. Jika dilakukan secara Automatic, maka proses sinkronisasi (paralel) akan bekerja sendiri.

 

2.2.3   Pengaruh yang ditimbulkan bila ketentuan sinkronisasi

generator tidak dipenuhi :

 

1. Pada generator yang diparalel dengan PLN , maka apabila generator yang akan diparalel mempunyai

tegangan lebih tinggi maka begitu breaker close generator tersebut mempunyai power factor yang

rendah, namun tidak membahayakan karena power factor di PLN masih induktif dan berdaya besar.Dan

apabila jika generator itu mempunyai tegangan yang lebih rendah maka power factor akan bersifat

kapasitif dan mempunyai kecenderungan akan terjadi reverse power. Reverse power dibatasi pada level

5 % dari daya nominal.

Pada generator yang diparalel dengan generator pada saat sama sama belum berbeban, maka apabila

tegangan lebih tinggi power factor akan rendah ( induktif) namun sebaliknya power factor genset yang

lain akan juga rendah namun bersifat kapasitif. Hingga genset yang lain mempunyai kecenderungan

reverse power.

2. Jika urutan phase tidak sama system ABC di parallel

dengan system CBA, maka akan terjadi selisih tegangan sebesar 2 kali tegangan nominal ,hal itu bisa

dideteksi dengan diukur secara manual menggunakan voltmeter, pada saat synchronoscope menunjuk 0

derajat, terdapat selisih sebesar

2 x 400 V.

3. Jika frekuensi tidak sama diparalelkan maka akan terjadi beberapa kemungkinan yaitu dari yang paling

ringan sampai yang paling berat. Sebagai contoh generator 1 mempunyai frekuensi 49 hz sedangkan

generator 2 mempunyai frekuensi 50 hz. Dengan melihat synchronoscope maka jarum akan berputar

dengan kecepatan sudut 2 phi r/ detik atau 1putaran/ detik. Jika pada saat masuk pas pada sudut nol

maka generator yang memiliki frekuensi lebih rendah akan mengalami reverse power dimana pada saat

terhubung sinkron fekuensi ada pada 49,5 Hz . Dan proteksi reverse power akan bekerja mengamankan ,

namun jika pada saat masuk sinkron pas posisi synchronoscope di sudut 180 derajat itu berarti terjadi

selisih tegangan yang sangat besar disamping kemungkinan reverse juga terjadi kerusakan yang fatal

terhadap generator, di breaker akan muncul arus yang besar dan menimbulkan percikan api yang besar

dan diengine akan terjadi hunting sesaat…dan hal itu bisa mengakibatkan kerusakan mekanis sampai

patah pada cransaft. Karena tekanan beban besar yang tiba tiba.

4. Jika sudut fase tidak sama namun kecenderungan frekuensi sama hanya akan menyebabkan hunting

sesaat tanpa ada kemungkinan reverse power, namun juga sangat berbahaya jika berbeda sudutnya

terlalu besar , engine akan mengalami tekanan sesaat hingga hunting.

Power Factor Correction

Perbaikan faktor kerja adalah suatu usaha atau langkah langkah untuk dapat mencapai system kelistrikan

yang optimal. Power factor yang buruk dapat merugikan suatu sistem kelistrikan. Adapun kerugian yang

dapat ditimbulkan dengan adanya factor kerja yang buruk atau rendah adalah :

1. Daya terpasang listrik PLN ( KVA) tidak dapat optimal. Jika beban yang ada sudah mencapai batas

arus yang diijinkan . maka tidak dapat menambah beban listrik lagi sedangkan kw yang terpakai

masih dibawah daya terpasang.

2. Dengan power factor yang rendah akan dikenakan penalty / denda dari PLN yang nilai rupiah / kvarh

nya cukup tinggi. Hal ini karena sudah melebihi ketentuan yang distandarkan dari PLN yaitu sebesar

0,85.

3. Dengan power factor yang rendah maka arus menjadi lebih tinggi. Dengan arus yang tinggi ini akan

menjadikan kabel lebih panas karena energi yang terbuang karena arus . sesuai dengan rumus I Rt .

maka dengan tahanan kabel yang tetap dan arus yang melewati kabel berbanding lurus dengan

panas yang dikeluarkan.

4. Jika instalasi dengan kabel penghantar yang panjang dan jauh maka akan menyebabkan tegangan

jatuh ( V ) semakin besar diujung beban . Tegangan jatuh berbanding lurus dengan arus yang

melewati penghantar.

Dengan keempat kerugian yang ditimbulkan oleh karena power factor yang rendah maka diupayakan

memperbaikinya dengan memasang capasitor bank.

Bagaimanakah konsep dasar sehingga dengan pemasangan kapasitor bank dapat memperbaiki factor

kerja dari suatu sistem kelistrikan ? Hal itu dapat dijelaskan sebagai berikut:

- Beban beban yang mempunyai kecenderungan memiliki cosphi kurang dari satu tertinggal ( leaging)

adalah beban beban listrik yang mempunyai unsur lilitan dan inti besi. Semisal lampu tabung denga

ballastnya, motor motor listrik, las listrik dan transformator regulator.

- Sehingga daya listrik yang dipakai untuk mengoperasikan peralatan tersebut terdiri dari dua unsur yaitu

daya aktif dan daya reaktif.

- Daya aktif adalah daya yang terpakai yang terukur dengan kilowattmeter. Daya ini membentuk energi

aktif persatuan waktu dan dapat diukur dengan kwh meter.

- Sedangkan daya reaktif adalah daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan flux magnetic

sehingga timbul magnetisasi. Dan daya ini dikembalikan ke system karena efek induksi elektromagnetik

itu sendiri.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3    Diagram Blok Rangkaian

 

 

GENERATOR 2

GENERATOR 1

BEBAN

SISTEM

PROTEKSI

SISTEM

KONTROL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4    Keterangan Blok Diagram

1. 1.      Sistem control

Pada blok diagram ini terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :

1. a.      Blok pembagi beban

LOAD SHARING (PEMBAGI BEBAN) Alat pembagi beban (Load Sharing) merupakan peralatan otomatis

yang menyeragamkan operasi governor dalam menaikkan atau menurunkan power mesin atau daya

generator pembangkit listrik sesuai dengan perubahan bebannya, dan sangat diperlukan bila memiliki

lebih dari dua generator dengan karakteristik yang berbeda yang beroperasi secara paralel. Dengan alat

pembagi beban generator, maka setiap generator mempunyai faktor penggunaan (beban maksimum

dibagi kapasitas generator) yang sama dan kecil yang berarti bagus. Perubahan beban akibat

pemasukan atau pengeluaran generator dari sistem paralel generator-generator akan dirasakan sama

oleh setiap generator dalam sistem tersebut, tanpa overload atau overspeed. Alat pembagi beban

generator hanya bisa diterapkan pada generator set-engine yang mempunyai governor dan bisa

dikembangkan untuk sistem kontrol yang lebih lanjut seperti kontrol dengan distributed control system

(DCS). Singkatnya Load Sharing merupakan suatu sistem dalam pengoperasian pembangkit yaitu

pembagian beban secara bersama oleh beberapa generator atau lebih,

Adapun tujuan dari system load sharing ini adalah untuk menjaga kontinuitas (kelancaran) tenaga listrik

dan sebagai proteksi untuk pengamanan dari generator itu sendiri apabila terjadi penurunan atau

kenaikan beban. Atau dapat juga dikatakan Fungsi dari Load Sharing ini yaitu Agar Generator pada saat

sinkron dapat mensupply beban dengan seimbang dengan generator lain maka masing masing generator

dianjurkan untuk memiliki load sharing terutama untuk sistem automatic. Prinsip Alat Pembagi Beban

Generator (Load Sharing) Governor beroperasi pada mesin penggerak sehingga generator menghasilkan

keluaran arus yang dapat diatur dari 0 persen sampai dengan 100 persen kemampuannya. Jadi masukan

ke mesin penggerak sebanding dengan keluaran arus generatornya atau dengan kata lain pengaturan

governor 0 persen sampai dengan 100 persen sebanding dengan arus generator 0 persen sampai

dengan 100 persen pada tegangan dan frekuensi yang konstan. Governor bekerja secara

hidrolik/mekanis, sedangkan sinyal masukan dari keluaran arus generator berupa elektris, sehingga

masukan ini perlu diubah ke mekanis dengan menggunakan elektric actuator untuk menggerakkan motor

listrik yang menghasilkan gerakan mekanis yang diperlukan oleh governor .

Instalasi Teknis Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan komponen-

komponen seperti berikut : trafo arus, trafo tegangan (sebagai pencatu daya), electric actuator,

potensiometer pengatur kecepatan dan saklar-saklar bantu.

1. b.      Blok displai sistem control

Pada blok system ini setelah proses pembagi beban, maka kita telah mendapatkan Sinkronasi dari

tegangan, frekuensi, beda phasa dan urutan phasanya, Dan fungsi system pada blok ini adalah sebagai

pantauan dari luar sebagai display prosesing system load, yang mana di dalam teknisnya kita

memerlukan display control yang terpasang dalam panel system load, kita tentu dapat memantau

perubahan beban listrik yang dirasakan oleh masing-masing generator pada besaran tegangan,

frekuensi, beda phasa dan urutan phasanya. Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing-masing

generator sebagai sumber sinyal pembagian beban sistem paralel generator-generator tersebut. Dan di

Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding dengan kemampuan masing-

masing generator kita tentunya akan mengetahuinya. Blok system control generator ini dipasang pada

masing-masing rangkaian keluaran generator. Arus keluaran generator yang dideteksi oleh alat pembagi

beban akan merupakan petunjuk posisi governor berapa persen , atau arus yang lewat berapa persen

dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus yang dideteksi alat-alat pembagi beban

dengan jumlah arus kemampuan generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 ( persen )

merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin penggerak utama sehingga

menghasilkan keluaran arus yang proprosional dan sesuai dengan kemampuan masing-masing

generator. Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh masing-masing alat

pembagi beban dibagi jumlah generator merupakan arus beban yang harus dihasilkan oleh generator

setelah governornya diubah oleh electric actuator yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sesaat

setelah generator diparalelkan.

 

1. 2.      Sistem Proteksi

Sistem proteksi ini terbagi menjadi beberapa bagian , yaitu

1. A.    PROTEKSI STATOR

Tipe gangguan-gangguan stator yang mungkin terjadi telah dibahas di dalam bagian sebelumnya. Arus

gangguan tanah adalah biasanya dibatasi oleh resistansi di dalam netral dari generator. Tergantung atas

jumlah hambatan di dalam rangkaian netral dari generator, arus gangguan itu bisa dibatasi pada suatu

nilai antara 200 A dan 250 A atau antara 4 A dan 10 A. Pentanahan resistor dipekerjakan untuk

mendapatkan nilai yang terlebih dahulu dimana pentanahan transformator distribusi dipekerjakan untuk

yang belakangan. Metoda belakangan ini mempunyai keuntungan yang memastikan kerusakan minimum

pada inti stator, tetapi itu tidak dapat dipraktekkan ketika belitan-stator itu  disambungkan secara

langsung ke belitan delta transformator utama.

Ketika netral stator ditanahkan melalui suatu resistor suatu CT ditempelkan di dalam netral generator dan

disambungkan ke salah satu relay kebalikan waktu (inverse time relay) atau relay armatur yang tertarik

seketika (instantaneous attracted armature relay) seperti yang ditunjukkan di dalam Gambar (8.1)

tergantung pada apakah generator dihubungkan secara langsung ke bus bar stasiun atau melalui 

transformator delta/star. Di dalam kasus yang terdahulu, relay kebalikan waktu (inverse time relay) akan

memerlukan pemeringkatan dengan relay-relay gangguan tanah lainnya di dalam sistim.

 

Tetapi di dalam kasus yang belakangan, karena simpul (loop) gangguan tanah, terbatas kepada belitan

primer stator dan transformator, tanpa pembedaan dengan relay-relay gangguan tanah lainnya

diperlukan. Dengan pentanahan resistor adalah mustahil memproteksi 100% belitan stator, persentase

dari belitan yang diproteksi menjadi tergantung pada nilai resistor pentanahan netral dan setting relay.

Dalam hal ini  relay-relay kecepatan tinggi(high-speed relays) dan pemutus-pemutus (breakers) akan

diwajibkan untuk mencegah kerusakan. Bagaimanapun kapasitansi stator yang didistribusikan ke

bumi (ground)memperbaiki batas pada nilai resistansi seperlunya di dalam rangkaian netral generator

untuk mencegah tegangan lebih karena resonansi yang mungkin mengakibatkan gangguan belitan yang

lain. Nilai maksimum dari resistansi diberikan oleh

 

di mana C adalah kapasitansi dari rangkaian stator ke tanah per fasa dalam mikrofarad dan f adalah

frekuensi sistim.

Jika netral ditanahkan melalui belitan primer suatu transformator distribusi, proteksi gangguan tanah

disediakan dengan menghubungkan suatu relay tegangan melalui sekundernya, maka nilai maksimum

resistansi adalah sama dengan

 

a.1  Proteksi diferensial generator

Bentuk terbaik proteksi stator dari fasa ke fasa dan fasa ke tanah (laminasi besi dari inti stator)

disediakan oleh relay diferensial longitudinal. Relay yang direkomendasikan untuk aplikasi ini adalah

suatu tipe armatur yang tertarik seketika dengan setting 10% sampai 40% yang mana kebal terhadap

transien arus bolak-balik (ac) dan mempunyai fitur kecepatan tinggi cocok jika CTs itu layak ditandingkan.

Sebagaimana terkenal bahwa jika CTs pada sisi saluran-saluran mempunyai karakteristik berbeda dari

CTs yang ditempelkan pada ujung netral dari belitan, suatu luapan arus yang relatif besar akan mengalir

melaui koil operasi relay, suatu relay diferensial biaspersentase harus digunakan di bawah keadaan

seperti itu. Persentase longitudinal, peroteksi diferensial yang dibiaskan untuk stator generator

ditunjukkan di dalam Gambar (8.2).

 

a.2  Proteksi gangguan antar lilitan stator

Gangguan antar lilitan pada fasa yang sama dari belitan stator tidak mengganggu keseimbangan antara

arus-arus di dalam netral dan CTs tegangan tinggi; dengan hasil bahwa gangguan seperti itu tidak bisa

dideteksi oleh proteksi diferensial longitudinal. Proteksi diferensial transversal dapat mendeteksi ketidak-

seimbangan antara belitan-belitan identik secara normal disebabkan oleh suatu gangguan antar lilitan

ketika generator mempunyai dua belitan per fasa. Biasdigunakan karena pembagian itu tidak akan

pernah tepat. Proteksi diferensial tarnsversal yang dibiaskan untuk memproteksi terhadap gangguan-

gangguan antar liltan ditunjukkan di dalam Gambar (6.14)

Generator-generator mempunyai belitan tunggal per fasa atau generator-generator yang mempunyai

belitan-belitan paralel yang tidak dapat diakses dapat diproteksi dengan menggunakan komponen urutan

nol dari tegangan yang disebabkan oleh penurunan emf di dalam fasa yang terganggu. Satu rangkaian

seperti itu ditunjukkan di dalam Gambar (8.4) di mana tegangan urutan nol muncul melewati belitan

tersier trafo tegangan yang disambungkan ke belitan operasi dari relay arah (directional relay)tiga

elemen. Belitan di dalam kuadrat pada (in quadrature to)belitan operasi dari relay diberi

tenaga (energized) oleh sekunder  trafo tegangan.

1. B.     PROTEKSI ROTOR

Seperti ditunjukkan sebelumnya  belitan-belitan rotor bisa dirusak oleh gangguan-gangguan ke tanah

atau rangkaian-rangkain terbuka.  Gambar (6.16) menunjukkan suatu metoda yang modern dari deteksi

gangguan tanah rotor. Medan dibiaskan oleh suatu tegangan dc yang menyebabkan arus mengalir

melalui relay R untuk suatu gangguan tanah di manapun pada sistim medan.

1. C.    PROTEKSI KEHILANGAN EKSITANSI (kegagalan medan)

Dua efek yang nyata dari hilangnya eksitasi adalah bahwa mesin berjalan dengan menarik arus

magnetisasi yang besar dari sistim, dan emf frekuensi yang keliru (slip) diinduksikan di dalam rangkaian

rotor; kedua-duanya menyebabkan pemanasan lebih pada rotor.

Hilangnya eksitasi dapat dideteksi dengan mengukur komponen reaktif dari arus stator; suatu nilai yang

berlebihan dari impor (import) VAR menandai salah satu nyata atau bakal kehilangan sinkronisme. Untuk

mempertimbangkan transien-transien sistim yang mungkin menyebabkan suatu pembalikan sesaat

komponen VAR yang biasanya menyertakan suatu penundaan waktu yang tetap antara satu dan lima

detik di dalam urutan pengetripan (tripping) dari relay.

Itu dapat juga dideteksi oleh suatu koil relay  sesuai   arus yang bergerak di dalam rangkaian medan,

tetapi beberapa generator yang besar beroperasi atas suatu cakupan yang sangat luas dari eksitasi

medan dan relay seperti itu mungkin suatu keadaan yang tidak diharapkan. Lebih lanjut, kegagalan

medan karena kegagalan exciter mungkin tidak terdeteksi karena relay arus kurang mungkin disimpan

oleh arus bolak-balik (ac) yang diinduksikan dari stator. Suatu relay arus kurang  yang cukup cepat untuk

anjlok (drop out) pada arus bolak-balik (ac) tidak bisa digunakan karena itu akan dipengaruhi oleh arus

bolak-balik (ac)yang diinduksikan selama sinkronisasi dan selama gangguan-gangguan eksternal.

 

Suatu solusi alternatif untuk menerapkan suatu impedansi pengimbang (offset) atau relay yang mengukur

mho pada terminal-terminal generator. Karakteristik operasinya diatur seperti yang ditunjukkan di dalam

Gambar (8.7) sehingga selama kondisi-kondisi eksitasi yang sangat rendah atau kehilangan seluruh

eksitasi impedansi generator ekivalen turun dalam daerah pengetripan (tripping zone).

1. D.    PROTEKSI PEMBEBANAN TAK SEIMBANG

Apapun yang jadi penyebab ketidak-seimbangan itu jelas bahwa arus urutan fasa negatif akan

mengakibatkan pemanasan stator. Dalam hal generator turbo kecepatan tinggi, arus kontinu yang dapat

dibawa biasanya antara 10% dan 15 % dari rating kontinu urutan positif. Pemanasan urutan negatif

mengikuti suatu hukum resistansi yang normal dan karenanya sebanding dengan kuadrat dari arus.

Konstanta waktu pemanasan dari mesin itu adalah sebagian besar suatu fungsi sistem pendinginan yang

dipekerjakan. Ini dinyatakan oleh suatu persamaan bilangan :

I^2.t = K

di mana I2 adalah arus urutan negatif yang dinyatakan pada suatu basis per unit dari continuous

maximum rating (CMR), t adalah durasi arus dalam detik, dan K adalah suatu konstanta yang untuk

mesin-mesin tipe turbo biasanya akan mempunyai suatu nilai antara 3 dan 20.

Permasalahan proteksi terhadap letak-letak kondisi ini di dalam memperoleh suatu karakteristik relay

yang akan dengan teliti memenuhi karakteristik pemanasan ini.  Susunan yang umum adalah suatu

kebalikan dengan relay tunda waktu minimum tertentu yang disambungkan ke suatu jaringan yang

memisahkan arus urutan negatif dari positif dan arus urutan nol Gambar (8.18). Relay itu mempunyai

waktu operasi yang panjang dan mempunyai jangkauan setting untuk mengizinkan karakteristiknya

dengan teliti memenuhi karakteristik pemanasan mesin.

1. E.     PROTEKSI BEBAN LEBIH

Pembebanan lebih seimbang yang kontinu dari suatu mesin menyebabkan pemanasan lebih di dalam 

belitan stator. Suatu solusi yang jelas pada hal ini adalah aplikasi relay-relay arus lebih; tetapi ini tidak

biasanya disediakan karena ini membedakan waktu, itu harus diatur untuk membedakan dengan relay

yang paling lambat pada sistim di mana generator sedang mencatu, lebih dari itu biar bagaimanapun juga

proteksi seperti itu tidak bisa mendeteksi suatu gangguan dalam sistem pendinginan generator.

Metoda pendeteksian kondisi seperti itu yang paling terandalkan adalah atas pertolongan koil-koil

pendeteksi (detektor)temperatur yang ditempelkan pada berbagai titik di dalam belitan stator yang diatur

untuk menyediakan suatu indikasi kondisi-kondisi temperatur yang ada pada belitan stator. Pendeteksi,

pendeteksi(detektors) temperatur bisa salah satu thermokopel-thermokopel, thermistor-thermistor, atau

pendeteksi-pendeteksi (detektors)temperatur resistansi. Koil pendeteksi (detektor) temperatur

membentuk satu lengan (arm) dari rangkaian jembatan Wheatstone seperti yang ditunjukkan di dalam

Gambar (6.19).

Perangkat-perangkat di bawah rating 30 MW biasanya tidak dilengkapi dengan pendeteksi temperatur

yang melekat tetapi biasanya dilengkapi dengan relay thermal. Relay jenis ini mempunyai suatu kepingan

(strip) bimetal yang dipanaskan oleh arus sekunder dari stator, rumah kepingan bimetal dirancang untuk

memiliki suatu karakteristik pemanasan dan pendinginan yang sama dengan karakteristik mesin. Relay

seperti itu bagaimanapun tidak akan memberikan proteksi terhadap pemanasan lebih karena kegagalan

dari sistem pendinginan

1. F.     PROTEKSI PENGGERAK UTAMA

Dalam hal kegagalan penggerak utama, mesin jalan sebagai motor yang berarti  bahwa  menarik daya

listrik dari sistim dan memandu (drive) penggerak utama. Kondisi ini memaksakan suatu beban seimbang

pada sistim, yang dapat dideteksi oleh suatu relay daya dengan suatu karakteristik arah, seperti yang

digambarkan di dalam Gambar (6.20). Itu akan mendeteksi kondisi ini pada daerah faktor daya penuh.

Suatu time-lag pelengkap harus disediakan untuk mencegah operasi dengan kejutan-kejutan sinkronisasi

dan osilasi-osilasi daya yang mengikuti gangguan-gangguan sistim.

Beban yang datang pada mesin di bawah kondisi-kondisi seperti itu sangat rendah dari orde 1 % dari

rating mesin dalam hal perangkat (set) uap dan 25% dalam hal perangkat (set) yang dipandu mesin.

Bagaimanapun, dalam beberapa hal kondisi seperti itu bisa sangat berbahaya seperti di dalam kasus

perangkat-perangkat turbin uap di mana uap berperan sebagai bahan pendingin, memelihara, sudu-sudu

turbin pada suatu temperatur yang konstan dan kegagalan dari uap mengakibatkan pemanasan lebih

karena gesekan dengan distorsi lebih lanjut dari sudu-sudu turbin.

Perangkat-perangkat turbin tekanan balik dan perangkat yang dipandu mesin harus dilengkapi dengan

proteksi daya balik. Sedangkan di dalam turbin kondensor tingkat kenaikan temperatur adalah rendah

dan proteksi seperti itu tidak diperlukan. Generator-generator listrik tenaga air secara umum dicoba

dengan peralatan-peralatan mekanik untuk memutuskan generator dari sistim seharusnya air

mengalirkan tetesan ke suatu nilai yang mungkin untuk menyebabkan peronggaan (kavitasi).

Proteksi daya balik cadangan (backup) mungkin disiapkan dalam bentuk stasiun-stasiun tanpa kendali

oleh relay-relay arah(directional relays) dengan setting-setting yang rendah kira-kira 2% dari nilai daya

bersama dengan ralay pengaturan waktu (timing relay).

1. G.    PROTEKSI KECEPATAN LEBIH

Perangkat-perangkat uap yang dikendalikan oleh  gir governor aksi cepat  menanggapi dengan cepat

kenaikan kecepatan awal dalam hal beban yang tiba-tiba hilang, tidak seperti perangkat-perangkat

hidrolik. Karenanya proteksi  kecepatan lebih(overspeed) lebih perlu dalam hal perangkat-perangkat

hidrolik, yang adalah suatu relay interlock daya balik atau kurang (reverse or underpower interlock

relay) untuk mencegah pemutus rangkaian generator utama menjadi trip di bawah kondisi-kondisi yang

tidak darurat sampai keluaran perangkat sudah turun ke suatu nilai yang cukup rendah untuk mencegah

kecepatan lebih pada hilangnya beban. Ini adalah tambahan pada mekanik peralatan kecepatan

lebih (overspeed) yang biasanya dalam bentuk cincin-cincin yang beropersi secara sentrifugal, dipasang

pada poros rotor, yang terbang keluar dan menutup katup-katup penghenti jika kecepatan perangkat

meningkat lebih dari10%.

1. H.    PROTEKSI TEGANGAN LEBIH

Proteksi tegangan lebih disediakan pada mesin-mesin yang diperlakukan kepada kecepatan lebih pada

kehilangan beban. Proteksi itu dilengkapi dengan suatu relay tegangan lebih. Relay itu di energized dari

suatu trafo tegangan phasa-tunggal, dan biasanya dari pola induksi dengan suatu karakteritik IDMT.

Relay membuka circuit breaker utama dan sakelar medan  jika tegangan lebih berlangsung.

Skema protektif untuk generator yang dihubung langsung

Generator-generator yang dihubung langsung biasanya dari rating yang lebih kecil dan suatu rencana

yang khas  dari proteksi untuk suatu generator 30 MW ditunjukkan di dalam Gambar (8.11). Itu terdiri dari

proteksi-proteksi berikut:

(i) Proteksi diferensial yang tidak berbias.

(ii) Proteksi arus iebih cadangan.

(iii) Proteksi urutan fasa negatif.

(iv) Gangguan tanah yang siap siaga (standby).

 

Sebagai tambahan terhadap proteksi-proteksi ini,  yang berikut mungkin juga  disediakan :

(i)   Proteksi kegagalan medan.

(ii)  Proteksi gangguan tanah rotor.

(iii) Proteksi daya balik (untuk disediakan pada perangkat-perangkat turbin tekanan balik dan perangkat-

perangkat yang dipandu mesin).

1. I.       PROTEKSI UNIT-UNIT TRANSFORMATOR GENERATOR

Di dalam generator-generator sistem tegangan tinggi yang besar dihubungkan melalui trafo-trafo daya

step up ke rangkaian transmisi utama. Untuk menyuplai alat bantu generator suatu unit transformator

dihubungkan pada teminal-teminal generator. Itu biasanya menyediakan suatu proteksi diferensial yang

umum untuk kedua generator dan transformator step up dan hubungan-hubungan

campurtangan(intervening connections). Proteksi diferensial ini yang melindungi suatu daerah dari netral

generator ke circuit breaker HV harus mempertimbangkan pergeseran fase dan transformasi arus di

dalam transformator step up. Kejutan-kejutan arus magnetisasi yang tiba-tiba karena pemulihan tegangan

pada pembebasan gangguan, mungkin menyebabkan operasi yang tidak dikehendaki skema proteksi

kecuali jika tindakan pencegahan diambil. Juga seting yang efektif akan berbeda tergantung pada posisi

dan tipe dari gangguan, yaitu HV atau LV fasa atau tanah.

Suatu skema protektif diferensial menyeluruh yang khas ditunjukkan di dalam Gambar (8.12). Suatu relay

diferensial yang dibiaskan dengan suatu setting 20% dan suatu bias 20%. secara umum memuaskan.

Proteksi diferensial menyeluruh ini tidak memasukkan unit transformator yang mempunyai suatu proteksi

diferensial yang terpisah.

 

Untuk proteksi terhadap gangguan-gangguan tanah suatu relay gangguan tanah dapat diletakkan di

dalam netral generator atau di dalam belitan sekunder transformator step up. Proteksi diferensial itu tidak

efektif terhadap gangguan-gangguan tanah jika sisi bintang HV dari transformator-gemerator adalah

resistansi yang ditanahkan dan dengan demikian membatasi proteksi gangguan tanah disediakan. Jika

itu ditanahkan dengan baik proteksi diferensial itu adalah sungguh cukup, tetapi tetap secara terpisah

membatasi proteksi gangguan tanah dari  tipe yang seketika lebih disukai dan proteksi diferensial di

bawah kasus seperti itu berperan sebagai suatu proteksi cadangan pada proteksi gangguan tanah yang

terbatas. Suatu skema dari proteksi EIF yang terbatas beserta poteksi diferensial untuk suatu

transformator resistansi yang ditanahkan pada sisi HV  ditunjukkan di dalam Gambar (8.13).

 Skema proteksi yang lengkap ditunjukkan di dalam Gambar (8.14).

 

 

2.5   Konseptual Kinerja Sistem

Untuk memenuhi peningkatan beban listrik maka generator-generator tersebut dioperasikan secara

paralel antar generator atau paralel generator dengan sumber pasokan lain yang lebih

 

Sehingga diperlukan pula alat pembagi beban listrik untuk mencegah adanya sumber tenaga listrik

terutama generator yang bekerja paralel mengalami beban lebih mendahului yang lainnya.

Pasokan listrik ke beban dimulai dengan menghidupkan satu generator, kemudian secara sedikit demi

sedikit beban dimasukkan sampai dengan kemampuan generator tersebut, selanjutnya menghidupkan

lagi generator berikutnya dan memparalelkan dengan generator pertama untuk memikul beban yang lebih

besar lagi. Saat generator kedua diparalelkan dengan generator pertama yang sudah memikul beban

diharapkan terjadinya pembagian beban yang semula ditanggung generator pertama, sehingga terjadi

kerjasama yang meringankan sebelum beban-beban selanjutnya dimasukkan. Seberapa besar

pembagian beban yang ditanggung oleh masing-masing generator yang bekerja paralel akan tergantung

jumlah masukan bahan bakar dan udara untuk pembakaran mesin diesel, bila mesin penggerak

utamanya diesel atau bila mesin-mesin penggeraknya lain maka tergantung dari jumlah (debit) air ke

turbin air, jumlah (entalpi) uap/gas ke turbin uap/gas atau debit aliran udara ke mesin baling-baling.

Jumlah masukan bahan bakar/ udara, uap air/ gas atau aliran udara ini diatur oleh peralatan atau katup

yang digerakkan governor yang menerima sinyal dari perubahan frekuensi listrik yang stabil pada 50Hz,

yang ekivalen dengan perubahan putaran (rpm) mesin penggerak utama generator listrik. Bila beban

listrik naik maka frekuensi akan turun, sehingga governor harus memperbesar masukan ( bahan

bakar/udara, air, uap/gas atau aliran udara) ke mesin penggerak utama untuk menaikkan frekuensinya

sampai dengan frekuensi listrik kembali ke normalnya. Sebaliknya bila beban turun, governor mesin-

mesin pembangkit harus mengurangi masukan bahan bakar/udara, air, uap air/gas atau aliran udara ke

mesin-mesin penggerak sehingga putarannya turun sampai putaran normalnya atau frekuensinya

kembali normal pada 50 Hz. Bila tidak ada governor maka mesin-mesin penggerak utama generator akan

mengalami overspeed bila beban turun mendadak atau akan mengalami overload bila beban listrik naik.

Prinsip Alat Pembagi Beban Generator Governor beroperasi pada mesin penggerak sehingga generator

menghasilkan keluaran arus yang dapat diatur dari 0 % sampai dengan 100% kemampuannya. Jadi

masukan ke mesin penggerak sebanding dengan keluaran arus generatornya atau dengan kata lain

pengaturan governor 0 % sampai dengan 100 % sebanding dengan arus generator 0% sampai dengan

100 % pada tegangan dan frekuensi yang konstan.

Governor bekerja secara hidrolik/mekanis, sedangkan sinyal masukan dari keluaran arus generator

berupa elektris, sehingga masukan ini perlu diubah ke mekanis dengan menggunakan elektric actuator

untuk menggerakkan motor listrik yang menghasilkan gerakan mekanis yang diperlukan oleh governor.

Pada beberapa generator yang beroperasi paralel, setelah sebelumnya disamakan tegangan, frekuensi,

beda phasa dan urutan phasanya, perubahan beban listrik tidak akan dirasakan oleh masing-masing

generator pada besaran tegangan dan frekuensinya selama beban masih dibawah kapasitas total

paralelnya, sehingga tegangan dan frekuensi ini tidak digunakan sebagai sumber sinyal bagi

governor.Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing-masing generator sebagai sumber sinyal

pembagian beban sistem paralel generator-generator tersebut.

Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding dengan kemampuan masing-

masing generator. Alat pembagi beban generator dipasangkan pada masing-masing rangkaian keluaran

generator, dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan secara paralel satu dengan

berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan sinyal arus keluaran masing-masing generator dan

menjumlahkan sinyal kemampuan arus masing-masing generator.Arus keluaran generator yang dideteksi

oleh alat pembagi beban akan merupakan petunjuk posisi governor berapa % , atau arus yang lewat

berapa % dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus yang dideteksi alat-alat pembagi

beban dengan jumlah arus kemampuan generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 (%)

merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin penggerak utama sehingga

menghasilkan keluaran arus yang proprosional dan sesuai dengan kemampuan masing-masing

generator.

Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh masing-masing alat pembagi beban

dibagi jumlah generator merupakan arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah

governornya diubah masing-masing generator sebagai sumber sinyal pembagian beban sistem paralel

generator-generator tersebut.

Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding dengan kemampuan masing-

masing generator. Alat pembagi beban generator dipasangkan pada masing-masing rangkaian keluaran

generator, dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan secara paralel satu dengan

berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan sinyal arus keluaran masing-masing generator dan

menjumlahkan sinyal kemampuan arus masing-masing generator.Arus keluaran generator yang dideteksi

oleh alat pembagi beban akan merupakan petunjuk posisi governor berapa % , atau arus yang lewat

berapa % dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus yang dideteksi alat-alat pembagi

beban dengan jumlah arus kemampuan generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 (%)

merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin penggerak utama sehingga

menghasilkan keluaran arus yang proprosional dan sesuai dengan kemampuan masing-masing

generator.

Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh masing-masing alat pembagi beban

dibagi jumlah generator merupakan arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah

governornya diubah oleh electric actuator yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sesaat setelah

generator diparalelkan .

Instalasi Teknis

Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan komponen-komponen seperti

berikut : trafo arus, trafo tegangan (sebagai pencatu daya), electric actuator, potensiometer pengatur

kecepatan dan saklar-saklar bantu. Lihat diagram pengkabelannya dalam Trafo arus berfungsi sebagai

transducer arus keluaran generator sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi

beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100 % kemampuan maksimum generator).

1. Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi beban, umumnya dengan

tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu adapter untuk keperluan tegangan DC.

2. Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sehingga

mampu menggerakkan motor DC di governor sampai dengan arus keluaran generator mencapai

yang diharapkan.

3. Potensiometer pengatur kecepatan adalah alat utama untuk mengatur frekuensi dan tegangan saat

generator akan diparalelkan atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur oleh

AVR, sehingga naik turunnya tegangan hanya dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin penggerak.

Setelah generator dioperasikan paralelkan atau sudah sinkron dengan yang telah beroperasi

kemudian menutup Mccb generator, fungsi potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh

alat pembagi beban generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan kecepatan dalam proses

sinkronisasi secara manual, biasanya terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer

pengatur kasar.

Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat dilakukan oleh SPM (modul pemaralel

generator) dengan mengatur tegangan dan frekuensi keluaran dari generator, kemudian mencocokan

dengan tegangan dan frekuensi sistem yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok memberikan

sinyal penutupan ke Mccb generator sehingga bergabung dalam operasi paralel. Untuk mencocokkan

tegangan dan frekuensi dapat dilihat dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk beberapa

generator dimana masing-masing panel generator mempunyai saklar sinkron disamping SPM-

nya.ditunjukkan penggunaan alat pembagi beban generator dalam suatu sistem kontrol tenaga generator,

kontrol mesin penggerak dan managemen beban.(file power generation control).

Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi sebagai alat manual proses

pembagian (pelepasan & pengambilan) beban oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem

paralel. Misalnya *saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti melepaskan

beban.* Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan

beban dari generator yang perlu diringankan beban listriknya.

Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan alat pembagi bebannya selalu

merespon secara aktif segala tindakan penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing-masing

generator menanggung beban dengan prosentasi yang sama diukur dari kemampuan masing-masing.

Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi sebagai alat manual proses

pembagian (pelepasan & pengambilan) beban oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem

paralel. Misalnya *saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti melepaskan

beban. Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan

beban dari generator yang perlu diringankan beban listriknya. Setelah generator beroperasi secara

paralel, generator-generator dengan alat pembagi bebannya selalu merespon secara aktif segala

tindakan penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing-masing generator menanggung beban

dengan persentase yang sama diukur dari kemampuan masing-masing. Jenis-jenis Sistem Load Sharing

Ada beberapa jenis system Load sharing yaitu:

1. APS (Automatic Power Sharing) Digunakan untuk pembagian beban saat beban bertambah. Sistem ini

digunakan bila terjadi penambahan beban-beban pada kilang dimana antara satu generator dengan

generator turbin membagi beban secara bersama-sama agar tidak tidak terjadi pembebanan yang

berlebih pada salah satu generator.

2. APC (Automatic Power Constant) Digunakan saat operasi biasa

3.AFC (Automatic Frequency Control) Digunakan untuk pengaturan frekuensi (ditetapkan konstan 50 Hz).

Sistem ini digunakan untuk mempertahankan frekuensi 50 Hz (cycle per second) dan tidak boleh melebihi

atau kurang dari nilai tersebut,sistem ini digunakan untuk suplai-suplai beban tertentu yang memerlukan

frekuensi tetap.

4. DROOP Digunakan saat Trip atau terjadi gangguan. Sistem ini digunakan pada saat terjadi gangguan

pada system pembangkitan dimana system proteksi mengambil alih kerja dengan cara mengentikan

suplai tegangan pada peralatan yang mengalami gangguan dengan tujuan untuk mengisolasi system

lainnya yang tidak mengalami kerusakan atau gangguan.

2.6    Contoh Rangkaian Schematik  Sinkronisasi Generator

 

2.7    Fakta Penggunaan Sinkronisasi Generator di Lapangan

PT PRIMA ELEKTRIK POWER adalah Perusahaan yang bergerak dalam bidang pembangkit listrik /

PLTU tenaga listrik 1 x 25 MW berbahan bakar batu bara dan ekstrak steam yang seluruhnya disalurkan

ke PT. Adiprima Suraprinta. Dalam pengoperasian pembangkit listrik harus diparalel dengan PLN. PLN

berfungsi untuk suplay cadangan listrik apabila generator mengalami gangguan. Untuk dapat

menghubungkan generator dengan sistem maka harus dilakukan proses sinkronisasi antara generator

dengan PLN. Syarat proses sinkronisasi adalah tegangan incoming generator harus sama dengan

tegangan busbar (jaringan), frekuensi incoming dari generator harus sama dengan frekuensi busbar

(jaringan), urutan fasa dari generator dan busbar harus sama dan generator harus didesain untuk kerja

paralel serta mempunyai AVR dan governor. Berdasarkan data yang diperoleh dari pengamatan. Dalam

melakukan operasi parallel antara generator dengan sistem 25 MW 6,3 kV. PT PRIMA ELEKTRIK

POWER melakukan pengaturan tegangan dimana tegangan generator 6,35 kV pada saat proses

sinkronisasi, sedangkan untuk pengaturan frekuensi dimana frekuensi dari generator lebih besar 0,2%

dari frekuensi busbar. Frekuensi antara busbar dan generator dapat diamati dengan menggunakan

syncroscope.

2.8    Kesimpulan

Dalam menjalankan atau memberikan suplai listrik yang besar maka tidak cukup jika hanya didi penuhi

oleh sebuah generator saja.

Oleh karena itu diperlukan beberapa generator, yang kerjanya dihubungkan dengan generator lainya

(dihubungkan secara paralel), dan juga di gabungkan dengan pembangkit listrik yang memiliki suplai

listrik yang besar. Seperti sbuah gardu penyimpan PLN misalnya. Maka untuk itu alat untuk pembagi

daya harus ada pada sebuah generator paralel agar antara generator yang satu dengan yang lain tidak

terjadi kesetimbangan beban daya.

Karena apabila tidak ada keseimbangan daya pada generator yang satu dengan yang lain maka

akibatnya mesin generator akan cepat rusak,

2.9     Saran

Kebutuhan akan energi sangatlah banyak, dikarenakan setiap manusia di muka bumi sangatlah

bergantung pada apa yang namanya listrik, dan untuk itu alangkah baiknya dalam memenuhi kebutuhan

energi ini, diharapkan manusia juga memikirkan untuk mencari energi alternatif, untuk cadangan dari

energi yang ada saat ini. Karena yang kita ketahui bersama bahwa dalam pemenuhanya, kita harus

mengorbankan energi lainya yang dapat merusak bumi. Seperti bahan bakar fosil dan gas yang

jumlahnya terbatas dan akan habis, namun untuk ketersediaan kembalinya membutuhkan waktu yang

lama.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III

3.0              Daftar Pustaka

https://andrians07.wordpress.com

https://rendemen.wordpress.com/2011/11/29/sinkronisasi/

http://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/proteksi-generator.html

http://asreload6.blogspot.com/p/daftar-harga.html

http://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/proteksi-generator.html

http://ferryxseven.blogspot.com/2010/11/sinkronisasi-pada-sistem-pembangkit.html

http://dunia-listrik.blogspot.com/search?updated-max=2009-10-15T20:37:00%2B07:00&max-results=5

http://fajarsidikk.blogspot.com/2009/12/teknik-tenaga-listrik.html

http://asreload6.blogspot.com/p/daftar-harga.html

https://rendemen.wordpress.com/2011/11/29/sinkronisasi/

http://jonioke.blogspot.com/2010/03/alat-pembagi-beban-generator.html

http://fajarsidikk.blogspot.com/2009/12/instalasi-generator-listrik-dan.html

http://gustafparlindungan.blogspot.com/2009/05/synchronizing-generator-synchronizing.html

http://dewey.petra.ac.id/jiunkpe_dg_11018.html

http://eprints.undip.ac.id/2327/1/Paralel_Generator.pdf

http://www.eepis-its.edu/uploadta/downloadmk.php?id=1720

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/17490/3/Chapter%20II.pdf

http://staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/Page61SynchronousGenerators.pdf

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17694-Presentation-1758718.pdf

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17694-Chapter1-482070.pdf

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17694-Paper-522638.pdf

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17694-Illustrations.pdf

http://widyayudana.files.wordpress.com/2009/05/semua-proteksi-generator.doc