Kata 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