GENERATOR

DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK

OLEH

PUTU RUSDI ARIAWAN 0804405050

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2010

PUTU RUSDI ARIAWAN

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa karena atas berkat dan

rahmat-Nya karya tulis ini dapat terselesaikan dengan tepat waktu. Adapun judul

dari karya tulis ini adalah “ Generator”

Dengan terselesaikannya karya tulis ini, tak lupa penulis menyampaikan

ucapan terima kasih kepada:

Bapak dosen, Ida Bagus Gede Manuaba ST. MT selaku dosen mata kuliah

Dasar Teknik Tenaga Listrik atas bimbingannya dalam menyelesaikan

karya tulis ini.

Bapak dan Ibu tercinta yang telah memberikan support dan segala

bimbingan.

Teman-teman yang telah bekerja sama dalam pembuatan karya tulis ini.

Dan juga semua pihak yang telah turut membantu hingga terselesaikannya

karya tulis ini.

Penulis mengakui bahwa karya tulis ini masih banyak kekurangan dan

jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan kemampuan. Untuk itu diharapkan

kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesinambungan karya tulis ini.

Akhir kata, semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi segala pihak dan dapat

diimplementasikan dalam kehidupan masyarakat.

Denpasar, Desember 2010

Penulis

PUTU RUSDI ARIAWAN

DAFTAR ISI

Judul ..................................................................................................................... i

Kata Pengantar .................................................................................................... ii

Daftar Isi ............................................................................................................. iii

Bab I Pendahuluan

1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 1

1.3 Tujuan Penulisan ......................................................................... 2

1.4 Manfaat Penulisan ....................................................................... 2

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ......................................... 2

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 2

Bab II Tinjauan Pustaka

2.1 Tinjauan Umum .......................................................................... 4

Bab III Metodelogi Penulisan

3.1 Tempat dan Waktu Penulisan ........................................................ 7

3.2 Sumber Data ................................................................................. 7

3.3 Jenis Data ...................................................................................... 7

Bab IV Pembahasan

4.1 Pengertian Generator ...................................................................... 9

4.2 Prinsip Kerja Generator .............................................................. 15

4.3 Jenis-jenis Generator ........................................................................

4.4 Karakteristik Generator ....................................................................

4.5 Pembangkitan Tegangan Induksi .....................................................

4.6 Reaksi Jangkar .................................................................................

4.7 Pengukuran Pendemagnetan ............................................................

4.8 Kerja Paralel Generator Arus Searah ...............................................

4.9 Hubungan Paralel Generator ............................................................

PUTU RUSDI ARIAWAN

Bab V Penutup

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 21

5.2 Saran ............................................................................................. 21

Daftar Pustaka

PUTU RUSDI ARIAWAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Generator merupakan salah satu mesin listrik yang prinsip kerjanya

berdasarkan Hukum Induksi Faradday. Di dalam pemakaiannya, generator dapat

dikelompokkan menjadi 2 yaitu generator berpenguatan bebas dan generator

berpenguatan sendiri, yang dimana generator tersebut dapat dikelompokkan

menjadi beberapa bagian lagi.

1.2 Rumusan Permasalahan

Adapun rumusan permasalahan yang didapat dari latar belakang permasalahan

di atas yaitu:

1. Bagaimana prinsip kerja dari generator arus searah?

2. Mengapa kerja paralel sangat menguntungkan dalam generator?

3. Bagaimana reaksi jangkar dapat berfungsi dalam generator?

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan dari karya tulis ini yaitu:

1. Mengetahui prinsip kerja dari generator arus searah?

2. Mengetahui keuntungan dari kerja paralel dari generator?

3. Mengetahui fungsi dari reaksi jangkar dari generator?

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat dari penulisan dari paper ini adalah mengetahui lebih lanjut kinerja

dari generator.

PUTU RUSDI ARIAWAN

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Generator merupakan salah satu aspek pendukung dalam sistem tenaga dan

merupakan salah satu aspek penting di dalam pengkonversian energi

elektromekanik; yaitu konversi energi dari bentuk mekanik ke listrik dan dari

bentuk listrik ke mekanik. Generator dapat digolongkan ke dalam sistem

pembangkit dimana sistem ini berperan untuk mengubah bentuk energi mekanik

menjadi energi listrik.

Suatu mesin listrik (baik generator ataupun motor) akan berfungsi bila

memiliki :

Kumparan medan, untuk menghasilkan medan magnet

Kumparan jangkar, untuk mengimbaskan ggl pada konduktor – konduktor

yang terletak pada alur – alur jangkar

Celah udara, yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam medan

magnet

Pada mesin arus searah, kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu

merupakan stator (bagian yang tidak berputar), dan kumparan jangkar merupakan

rotor (bagian yang berputar). Bila kumparan jangkar berputar dalam medan

magnet akan dibangkitkan tegangan (ggl) yang berubah – ubah arah setiap

setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak – balik.

e= Emaks sin ωt

Untuk memperoleh tegangan searah diperlukan alat penyearah yang disebut

komutator dan sikat.

PUTU RUSDI ARIAWAN

BAB III

METODELOGI PENULISAN

3.1 Tempat dan Waktu Penulisan

Pembuatan tugas ini dilakukan di Denpasar pada tanggal 6 Desember

2010

3.2 Sumber Data

Data diperoleh melalui literatur-literatur yang berupa konsep dan aplikasi

dari generator yang dikarang oleh Zuhal, Ir.E.Setiawan, P.van.Harten, dan juga

situs internet.

3.3 Jenis Data

Data yang digunakan dalam menganalisis adalah data sekunder yang

berasal dari kajian pustaka dengan data-data sebagai berikut :

Dasar Teknik Tenaga Listrik

Oleh : Zuhal

Instalasi Listrik Arus Kuat 3

Oleh : - P.van.Harten

- Ir.E.Setiawan

Media internet

PUTU RUSDI ARIAWAN

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Pengertian Generator

Generator adalah mesin listrik yang mengubah daya mekanis menjadi daya

listrik. Mesin listrik dapat berupa generator dan motor dan berdasarkan arah

arusnya mesin listrik terbagi atas mesin listrik arus searah dan mesin listrik arus

bolak-balik.

4.2 Prinsip Kerja Generator

Prinsip dari Generator Arus Searah berdasarkan Hukum Induksi Farraday.

Jika sepotong kawat terletak diantara kutub-kutub magnet kemudian kawat

tersebut digerakkan maka diujung kawat ini timbul gaya gerak listrik (GGL)

karena induksi

e = B.L.V

Jadi dasarnya adalah harus ada konduktor (penghantar),harus ada medan

magnet, dan harus ada gerak atau perputaran dari konduktor pada medan

magnetik. Arah GGL sesuai dengan kaidah tangan kanan,dimana:

o jempol gerak putaran (v)

o jari telunjuk medan magnetik U – S (kutub) (B)

o jari tengah besarnya galvanis (L)

o Ketiga arah ini saling tegak lurus.

Jika kumparan yang terletak diantara kutub-kutub magnet diputar dengan

kecepatan putar (ω) yang tetap maka pada tiap-tiap perubahan kedudukan dari

kumparan ini untuk besaran GGL induksinya berbeda-beda. Dengan berputarnya

kumparan pada kecepatan tetap,maka besar GGL induksi setiap saat diujung-

ujung kumparan adalah:

PUTU RUSDI ARIAWAN

e = - dt

td cos = ω sin ωt

Untuk mengalirkakn GGL induksi bolak-balik diujung-ujung kumparan

jangkar ke beban generator, dipakai dua cincin yang ikut berputar dengan

kumparan dan pada cincin dipasang sikat arang yang tidak ikut berputar dengan

kumparan tersebut. Untuk memperbear GGl induksi yang terjadi pada ujung-

ujung kumparan jangkar dapat dilakukan dengan membelitakan beberapa

kumparan yang dialiri arus listrik pada kutub-kutub magnet generator. Untuk

mendapatkan tegangan atau arus yang dialirkan ke beban generator, maka kedua

cincin itu diganti dengan satu cincin belah. Cincin belah ini sering disebut

Komutator dan masing - masing belahannya disebut Lamel.

Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak balik, meskipun tujuan

utamanya adalah pembangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan

kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolak-

balik. Bentuk gelombang yng berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan.

Untuk mendapatkan arus searah dari arus bolak balik dengan menggunakan:

a. Saklar

Saklar berfungsi untuk menghubung singkatkan ujung-ujung kumparan.

Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :

Bila kumparan jangkar berputar, maka pada kedua ujung kumparan akan timbul

tegangan yang sinusoida. Bila setengah periode tegangan positif saklar

dihubungkan, maka tegangan menjadi nol. Dan bila saklar dibuka lagi akan

timbul lagi tegangan. Begitu seterusnya setiap setengah periode tegangan saklar

dihubungkan, maka akan dihasilkan tegangan searah gelombang penuh.

b. Komutator

Komutator berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk menghubung singkatkan

kumparan jangkar. Komutator berupa cincin belah yang dipasang pada ujung

kumparan jangkar. Bila kumparan jangkar berputar, maka cincin belah ikut

berputar. Karena kumparan berada dalam medan magnet, akan timbul tegangan

bolak balik sinusoidal.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Bila kumparan telah berputar setengah putaran, sikat akan menutup celah

cincin sehingga tegangan menjadi nol. Karena cincin berputar terus, maka celah

akan terbuka lagi dan timbul tegangan lagi. Bila perioda tegangan sama dengan

perioda perputaran cincin, tegangan yang timbul adalah tegangan arus searah

gelombang penuh.

c. Dioda

Dioda adalah komponen pasif yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

- Bila diberi prasikap maju (forward bias) bisa dialiri arus.

- Bila diberi prasikap balik (reverse bias) dioda tidak akan dialiri arus.

Berdasarakan bentuk gelombang yang dihasilkan, dioda dibagi menjadi:

- Half wave rectifier (penyearah setengah gelombang)

- Full wave rectifier (penyearah satu gelombang penuh)

PUTU RUSDI ARIAWAN

4.3 Macam-macam Generator

Generator Arus Bolak – Balik

Perlu diingat bahwa generator adalah mesin yang menggunkan magnet

untuk mengubah energi mekanis mejadi energi listrik. Prinsip generator dengan

sederhana dapat dikatakan bahwa tegangan diinduksikan pada konduktor apabila

konduktor digerakan pada medan magnet sehingga memotong garis gaya.

Generator digerakan oleh beberapa mesin mekanis ( uap atau turbin air, mesin

bensin, atau motor listrik ). Generator ac memerlukan energi mekanis untuk

operasinya.

Jumlah tegangan yang diinduksikan pada penghantar pada saat panghantar

bergerak pada medan magnet bergantung pada :

1. Kekuatan medan magnet. Makin kuat medan makin besar tegangan

yang diinduksikan.

2. kecepatan pada pengantar yang memotong fluks. Bertambahnya

kecepatan penghantar menambah besarnya tegangan yang

diinduksikan.

3. Sudut pada penghantar memotong fluks. Tegangan maksimum

diinduksikan apabila konduktor memotong pada sudut 90˚ , dan

tegangan yang lebih rendah diindukskan apabila sudut itu kurang

dari 90˚.

4. Panjang penghantar pada medan magnet. Jika penghantar digulung

menjadi kumparan yang terdiri dari beberapa lilitan, panjang

efektif bertambah dan tegangan yang diinduksikan akan

bertambah.

Generator ac dibuat dengan medan magnet diam atau berputar. Jenis

medan diam biasanya kapasitas kilovolt amperenya relative lebih kecil dan ukursn

kerja tegangan – rendah. Jenis ini mirip dengangenerator dc kecuali jenis ini

mempunyai slip ring sebagai pengganti komutator. Kutub menonjol ( salient pole)

membangkitkan medan dc, yang dipotong oleh jangkar yang berputar. Jangkar

PUTU RUSDI ARIAWAN

memiliki lilitan yang mmpunyai terminal yang dihubungkan dengan slip ring yang

dipasang pada poros. Seperangkat sikat bergeser pada slip ring sehingga kita dapat

menghubungkan jangkar dengan beban luar. Generator ac tidak dapat mensuplai

arus medan sendiri. Penguat medan harus arus searah, dan karrena itu harus

disuplai dari sumber luar. Jangkar diputar oleh sumber daya mekanis, misalnya

mesin diesel.

Jenis generator ac medan – berputar menyederhanakan masalah

pengisolasian tegangan yang dibangkitkan, yang umumnya sebesar 18.000 sampai

24.000 V. Generator ac medan – berputar mempunyai jangkar yang disebut stator.

Lilitan stator tiga – fase langsung dihubungkan dengan beban tanpa melalui slip

ring dan sikat. Hal ini memudahkan isolasi kumparan karena kumparan tidak

dikenai gaya sentrifugal. Metode yang berbeda dari penguatan medan telah dibuat

dan digunakan. Generator ac berputar seperti yang diperlihatkan pada gambar …

menggunakan system penguatan tanpa sikat pada generator ac kecil yang

dipasangkan pada poros yang sama seperti generator utama, digunakan sebagai

penguat. Penguat ac mempunyai jangkar putar. Output jangkar disearahkan

dengan diode solid state yang juga di pasang pada poros utama. Output yang

disearahkan dari penguat ac dimasukkan langsung dengan menggunakan

hubungan yang diisolasi sepanjang poros pada medan generator sinkron yang

berputar. Medan penguat ac adalah tetap dan disuplai dari sumber dc yang

terpisah. Akibatnya, output penguat ac dan tegangan yang dibangkitkan dari

generator sinkron yang dikontrol dengan mengubah kekuatan medan dari penguat

ac melalui pengaturan rheostat medan.

Pada saat jangkar dari alternator sederhana duakutub diputar pada satu

putaran penuh, tegangan gelembung sinus dihasilkan pada terminal output.

Tegangan generator gelombang sinus bervariasi baik pada nilai tegangan dan

polaritasnya. Gelombang sinus adalah bentuk gelombang ac yang paling penting

dan yang paling banyak digunakan. Frekuensi gelombang sinius ac ( dalam hertz )

adalah banyaknya siklus yang dihasilkan perdetik. Satu siklus adalah satu

gelombang penuh dari tegangan atau arus bolak – balik.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Harga efektif atau harga rms dari gelombang sinus adalah yang paling

banyak digunakan sehubungan dengan tegangan atau arus ac. Dalam praktek

dianggap bahwa semua penbacaan tegangan atau arus ac adalah harga efektif,

kecuali ada penjelasannya.

Apabila kumparan berputar satu kali pada generator dengan dua kutub,

dibangkitkan satu siklus tegangan. Apabila lumparan berputar satu kali pada

generator empat kutub, din\bangkitj\kan dua siklus tegangan, karena itu ada

perbedaan antara derajat mekanis dan derajat listrik.

1. Derajat mekanis apabila kumparan atau penghantar jangkar

berputarsatu kali penuh, kumparan telah melewati 360˚ mekanis.

derajat mekanis sama dengan derajat listrik.

2. Derajat listrik jila GGL atau arus bolak – balik melewati satu

siklus, berarti telah melewati 360˚ listrik waktu. jumlah derajat

listrik pada satu putaran penuh sama dengan 720.

Kecepatan dan jumlahkutub derajat ac menentukan frekuensi tegangan

yang dibangkitkan. Jika generator mempunyai dua kutub ( utara dan selatan ) dank

umparan berputar pada kecepatan satu putaran perdetik, maka frekuensi akan

berubah manjadi siklus per detik. Rumus untuk mementukan frekuensi generator

aca adalah :

f =

pn

120

Dimana f = Frekuensi tegangan yang diinduksikan ( Hz )

p = jumlah kutub pada rotor

n = kecepatan rotor per menit ( r / menit )

PUTU RUSDI ARIAWAN

Besarnya tegangan yang di bangkitkan tergantung pada kecepatan pada

garis medan magnet yang dipotong atau dalam hal generator ac, besarnya

tegangan tergantung pada kuat medan dan kecepatan rotor. Karena sebagian besar

dioperasikan pada kecepatan konstan, jumlah gaya elektromotif ( GGL ) yang

dibangkitkan menjadi tergantung pada penguatan medan.

Kalau beban pada pengoperasian generator ac dengan kecepatan konstan

dan penguatan medan konstan, tegangan terminal berubah. Besarnya perubahan

tergantung pada desain mesin dan factor pada daya beban. Rumus untuk

menentukan persentase regulasi tegangan adalah :

% regulasi ( pada factor daya tertentu )

= tegangan tanpa beban – tegangan beban – penuh

X 100%

tegangan beban - penuh

Tegangan terminal dari generator ac berubah dengan perubahan beban,

karena itu biasanya ada beberapa cara untuk mempertahankan tegangan konstan

yang diperlukan untuk operasi sebagian besar peralatan listrik. Cara umum untuk

melakukannya adalah dengan menggunakan pengatur tegangan untuk mengontrol

besarnya penguat medan dc yang diberikan pada generator. Apabila tegangan

terminal pada generator turun karma perubahan beban , regulator tegengan secara

otomatis menambah penguatan medan, yang memulihkan tegangan normal.

Demikian juga, apabila tegangan terminal naik karena perubahan beban, regulator

memulihkannya menjadi tegangan kerja normal dengan menurunkankan

penguatan medan.

Gambar 6-6 menunjukan penyusunan dasar yang digunakan untuk

membangkitkan tegangan ac satu fase dan tiga fase. System satu fase digunakan

untuk tuntutan daya kecil hamper semua system pembangkitan dan distribusi yang

digunakan oleh utility daya adalah tiga fase.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Tiga perangkat kumparan stator dari alternator tiga fase dapat

dihubungkan dalam wye ( disebut juga bintang ) atau bentuk delta. Gambar 6-7

menunjukan altenator hubungan wye. System bintang tiga fase empat kawat

adalah sangat umum dan merupakan system standar yang diberikan oleh utility

daya pada pelanggan komersial dan industri. System ini sangat ideal karena utility

daya dapat memberikan daya satu fase atau tiga fase pada system empat kawat itu.

Pada altenator tiga fase yang dihubungkan bintang, tegangan fase ke netral

sama dengan tegangan yang dibangkitkan pada tiap kumparan. Tegangan fase ke

fase diperoleh dengan mengalihkan tegangan fase ke netral dengan 1,73 karena

kumparan – kumparan disusun letaknya 120˚ listrik satu sama lain.

Dengan beban tiga fase yang dihubungkan pada alternator, arus pada lin

sama dengan arus pada lilitan kumparan ( fase ).

Gambar 6-8 menggambarkan hubungan alternator delta. Pada system tiga

fase hubungan delta, tegangan yang diukur antara setiap dual in sama dengan

tegangan yang dibangkitkan pada lilitan kumparan.

V lin ke lin = V kumparan ( fase )

Hal ini karena tegangan sedang diukur langsung antara lilitan kumparan.

Meskipun demikian, kumparan terletak 120 derajat listrik satu sama lain seperti

pada system hubungan bintang. Oleh karena itu, arus lin akan merupakan jumlah

vector anatara dua arus kumparan. Dengan beban tiga fase yang dihubungkan

pada alternator, arus lin sama dengan 1,73 kali arus kumparan.

I lin = 1,73 X I kumparan ( fase )

Energi mekanis harus diberikan pada poros jangkar generator untuk

memutar dan menghasilkan listrik. Sumber energi mekanis ini disebut penggerak

utama (prime mover). Alternator yang digerakan mesin umumnya digunakan

untuk menyediakan daya darurat pada waktu ada kegagalan daya. Penggerak

utama pada alternator on-site dapat digerakan dengan bensi, diesel, atau mesin

PUTU RUSDI ARIAWAN

dengan bahan bakar gas. Kadang – kadang perlu untuk menambah generator lain

secara paralel untuk menambah toyal daya yang ada. Sebelum dua generator tiga

fase kondisi berikut harus dipenuhi :

- urutan fase harus sama

- tegangan terminal harus sama

- tegangan harus sefase

- frekuensi harus sama

Apabila dua generator berfungsi sehingga syarat – syarat itu terpenuhi,

maka kedua generator itu dikatakan dalam keadaan sinkron. Operasi membuat

untuk mesin menjadi sinkron disebut penyinkronan. Ini umumnya dicapai dengan

pengaturan kontrol dan memonitor perlengkapan.

Kogenerasi ( gambar ) adalah produksi simultan dari listrik dan energi

panas dari bahan bakr tunngal. Listrik dan panas yang dihasilkan oleh system

digunakan untuk menaikan efisiensi keseluruhan menjadi 80 % atau lebih tinggi,

ini jauh berbeda dengan efisiensi dari station pembangkit dengan bahan bakar

arang , yang hanya sekitar 30 % dimana banyak energi panas yang hilang. Pada

aplikasi dimana ada kebutuhan listrik dan air panas yang konstan, harga daya yang

dihasilkan dapat jauh lebih rendah dibandingkan yang dijual oleh utility.

Macam-macam Generator Arus Searah

Generator Dc

tanpa penguat

medan

Generator DC

dengan penguat

medan

Generator DC

Generator DC

penguat medan

terpisah

Generator DC

penguat medan

sendiri

Generator DC Shunt

Generator DC Seri

Generator DC Kompon

Generator DC

Kompon

Pendek

Generator DC

Kompon

Panjang

PUTU RUSDI ARIAWAN

Gambar 4.1 Diagram Jenis-Jenis Generator Arus Searah

4.3.1 Generator DC dengan penguat medan

a). Generator Penguatan Terpisah (Bebas)

Yaitu Generator yang penguatannya berasal dari sumber arus searah luar

misalnya baterai. Jika generator dihubungkan dengan beban, maka hubungan yang

didapat adalah:

Vf = IfRf

Ea = Vt + IaRa

Tenaga keluar P = VtIL

Generator tipe penguat bebas dan terpisah adalah generator yang lilitan

medannya dapat dihubungkan ke sumber dc yang secara listrik tidak tergantung

dari mesin.Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang

mempunyai tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada

kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator.

Jika generator dihubungkan dengan beban, dan Ra adalah tahanan dalam

generator, maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah:

Vf = If Rf

Ea = Vt + Ia Ra

Besaran yang mempengaruhi kerja dari generator :

a. Tegangan jepit (V)

PUTU RUSDI ARIAWAN

b. Arus eksitasi (penguatan)

c. Arus jangkar (Ia)

d. Kecepatan putar (n)

b). Generator Penguatan Sendiri

Generator pengautan sendiri adalah arus listrik yang dialirkan melalui

kumparan penguat medan Rf yang diambil dari output generator tersebut.

Biasanya generator ini dibuat sedemikian rupa sehingga dapat memeberijkan

penguatan sendiri.

Sebelum dapat bekerja dengan penguatan sendiri,biasanya kutub-kutub

magnet harus diberi penguat untuk mendapatkan remenensi magnet (magnet sisa)

dari suatu sumber lain. Sisa magnet kecil ini membnagkitkan tegangan pada

jangkar yang selanjutnya dikembalikan lagi ke dalam belitan medan untuk

memperkuat medan magnetnya,sehingga dengan demikian tegangan yang

dibangkitkan dalam jangar akanlebih besar. Demikian seterusnya hingga didapat

tegangan yang cukup.

Ditinjau dari cara-cara menghubungkan lilitan-lilitan medan dengan

jangkar dan rangkaian luar atau jala-jala generator, penguatan sendiri ini dibagi

menjadi:

1. Generator Shunt

Ciri utama generator shunt adalah kumparan pengaut medan dipasang paralel

terhadap kumparan jangkar. Untuk generator shunt berlaku hubungan:

Vt = IshRsh = IlZl

Ea = IaRa + Vt

Pa = EaIa

Pout = VtIL

PUTU RUSDI ARIAWAN

Vt = If Rf Ea = Ia Ra + Vt + <Vsi

Pada generator shunt, untuk mendapatkan penguatan sendiri diperlukan :

a. Adanya sisa magnetik pada sistem penguat

b. Hubungan dari rangkaian medan pada jangkar harus sedemikian, hingga

arah medan yang terjadi, memperkuat medan yang sudah ada.

Mesin shunt akan gagal membangkitkan tegangannya apabila:

a. Sisa magnetik tidak ada

Misal : pada mesin-mesin baru. Sehingga cara memberikan sisa magnetik

adalah pada generator shunt dirubah menjadi generator berpenguatan

bebas atau pada generator dipasang pada sumber arus searah, dan

dijalankan sebagai motor shunt dengan polaritas sikat-sikat dan perputaran

nominal

b. Hubungan medan terbalik

Karena generator diputar oleh arah yang salah dan dijalanksalahan,

sehingga /’;[p-0 arus medan tidak memperbesar nilai fluksi. Untuk

memperbaikinya dengan hubungan-hubungan perlu diubah dan diberi

kembali sisa magnetik, seperti cara untuk memberikan sisa magnetik

c. Tahanan rangkaian penguat terlalu besar.

Hal ini terjadi misalnya pada hubungan terbuka dalam rangkaian medan,

hingga Rf tidak berhingga atau tahanan kontak sikat terlalu besar atau

komutator kotor.

2). Generator Seri

Pada generator ini kumparan medan diseri dengan kimparan

jangkarnya,sehingga medannya mendapat pengautan jika arus bebannya ada, itu

sebabnya generator seri selalau terkopel dengan bebannya,kalau tidak demikian

maka tegangan terminal tidak akan muncul. Untuk generator seri berlaku

hubungan:

Vt = IaRa

Ea = Ia(Ra + Rf) + Vf

PUTU RUSDI ARIAWAN

Kelemahan generator seri adalah teganagn output (terminal) tidak stabil karen

arus beban IL berubah-ubah sesuai dengan beban yang dipikul. Hal ini

menyebabkan fluks magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan seri tidak

stabil. Keuntungan generator seri adalah daya output menjadi besar.

3). Generator Kompon

Generator kompon merupakan gabungan dari generator shunt dan generator

seri, yang dilengkapi dengan kumparan shunt dan seri dengan sifat yang dimiliki

merupakan gabungan dari keduanya. Generator kompon bisa dihubungkan sebagai

kompon pendek atau dalam kompon panjang. Perbedaan dari kedua hubungan ini

hampir tidak ada, karena tahanan kumparan seri kecil, sehingga tegangan drop

pada kumparan ini ditinjau dari dari tegangan terminal kecil sekali dan

terpengaruh.

Biasanya kumparan seri dihubungkan sedemikian rupa, sehingga kumparan

seri ini membantu kumparan shunt, yakni MMF-nya searah. Bila generator ini

dihubungkan seperti itu, maka dikatakan generator itu mempunyai kumparan

kompon bantu. Mesin yang mempunyai kumparan seri melawan medan shunt

disebut kompon lawan dan ini biasanya digunakan untuk motor atau generator-

generator khusus seperti untuk mesin las. Dalam hubungan kompon bantu yang

mempunyai peranan utama ialah kumparan shunt dan kumparan seri dirancang

untuk kompensasi MMF akibat reaksi jangkar dan juga tegangan drop di jangkar

pada range beban tertentu. Ini mengakibatkan tegangan generator akan diatur

secara otomatis pasa satu range beban tertentu.

(a) Kompon panjang

Ia = If1 = IL + If2

PUTU RUSDI ARIAWAN

Ea = Vt + Ia(Ra + Rf1) + <Vsi

(b) Kompon pendek

Ia = If1 + If2 = IL + If2

Ea = Vt + ILRf1 + IaRa + <Vsi

4.4 Karakteristik Generator Arus Searah

Karakteristik adalah sebuah gambar grafik yang menyatakan hubungan antara

dua nilai listrik yang menentukan sifat sebuah mesin. Karakteristik-karakteristik

generator searah yang penting seperti dijelaskan di bawah ini:

Karaktreistik Beban Nol

Yang menyatakan tegangan jepit sebagai fugsi arus medan pada mesin tak

berbeban dan jumlah putaran tetap. Pada beban nol, tegangan jeputan

sama dengan GGL. Apabila dinyatakan dalam fungsi, maka karakteristik

beban nol adalah:

V0 = f (Tm)

Karakteristik Berbeban

Yang menyatakan tegangan jepitan sebagai arus medan pada pembebanan

yang tetap dan jumlah putaran yang tetap.

VT = f (Im)

Karakteristik Luar

Yang menuliskan tegangan jepitan sebagai fungsi arus sebab pada arus

medan tetap dan jumlah putaran tetap.

VT = f (Ia)

Karakteristik Pengatur

Yang melukiskan arus medan sebagai fungsi arus beban pada tegangan

jepitan dan putaran tetap

PUTU RUSDI ARIAWAN

Im = f (Ia)

Karakteristik Hubung Singkat

Yang menggambarkan arus jangkar sebagai fungsi arus medan pada mesin

yang dihubungkan singkat dan putaran yang tetap.

Ia = f (Im)

4.5 Pembangkitan Tegangan Induksi Pada Generator Berpenguatan Sendiri

Disini akan diterangkan pembangkitan tegangan induksi generator shunt

dalam keadaan tanpa beban. Pada saat mesin dihidupkan (S tutup), timbul suatu

fluks residu yang memang sudah terdapat pada kutub. Dengan memutarkan rotor,

akan dibangkitkan tegangan induksi yang kecil pada sikat. Akibat adanya

tegangan induksi ini mengalirlah arus pada kumparan medan. Arus ini akan

menimbulkan fluks yang memperkuat fluks yang telah ada sebelumnya. Proses

terus berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil. Jika tahanan medan

diperbesar, tegangan induksi yang dibangkitkan menjadi lebih kecil. Berarti makin

besar tahanan kumparan medan, makin buruk generator tersebut.

4.6 Reaksi Jangkar

Fluks yang menembus konduktor jangkar pada keadaan generator tak

berbeban merupakan fluks utama. Jika generator dibebani, timbullah arus jangkar.

Adanya arus jangkar ini menyebabkan timbulnya fluks pada konduktor tersebut.

Dengan mengnggap tidak ada arus medan yang mengalir dalam kumparan medan,

fluks ini seperti digambarkan pada gambar dibawah ini.

Perhatian pada konduktor yang terletak pada daerah ac, ternyata fluks yang

ditimbulkan arus jangkar dengan fluks utamanya saling memperkecil, sehingga

fluks yang terjadi disini menjadi berkurang. Perhatikanlah kemudian konduktor

pada daerah bd, ternyata fluks yang ditimbulkan oleh arus jangkar dengan fluks

utamanya saling memperkuat, sehingga fluks yang terjadi disini bertambah. Fluks

total saat generator dalam keadaan berbeban adalah penjumlahan vector kedua

PUTU RUSDI ARIAWAN

fluks. Pengaruh adanya interaksi ini disebut reaksi jangkar. Interaksi kedua fluks

tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Karena operasi suatu generator arus searah selalu pada daerah jenuh,

pengurangan suatu fluks pada konduktor dibandingkan dengan pertambahan fluks

pada konduktor lain lebih besar. Hal tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:

Misalnya fluks sebesar Ox adalah fluks yang dihasilkan tanpa dipengaruhi oleh

reaksi jangkar. Misalkan pula dengan adanya pengaruh reaksi jangkar

pertambahan dan pengurangan kuat medan magnet (ggm) yang terjadi pada

konduktor jangkar ac dan bd masing-masing sebesar B ampere-turn. Dengan

demikian seperti terlihat pada gambar di bawah ini, pertambahan fluks pada

konduktor bd hanyalah sebesar xy, sedangkan berkurangnya fluks pada konduktor

jangkar ac sebesar xz, dimana harga xz lebih besar daripada xy. Oleh karena itu,

fluks keseluruhan yang dihasilkan oleh konduktor jangkar akibat adanya reaktansi

jangkar akan selalu berkurang harganya. Berkurangnya fluks ini dinamakan

pendemagnetan.

Bentuk resultan gaya gerak magnet (ggm) akibat mengalirnya arus pada

kumparan jangkar (NCIC) dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Tampak ggm

arus jangkar mengubah bentuk ggm medan utama pada kumparan stator.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Akibat-akibat buruk dari adanya Reaksi Jangkar:

1). Terjadi distorsi medan

2). Terjadi loncatan bunga api karena bertambah besarnya tegangan

3). Pada tiap perubahan beban daerah netral magnetik bergeser

4). Terjadi demagnetisasi

Cara-cara untuk membatasi reaksi jangkar:

1. Kutub Antara ( Kutub Komutasi)

Bentuknya: Lebih kecil dari kutub-kutub utama

Tujuan : Menempatkan daerah netral magnetic pada tempatnya

sehingga tidak dipengaruhi keadaan beban dan

menentang efek induksi sendiri.

2. Kumparan Kompensasi

Bentuknya : Konsentrasi, ditempatkan pada kutub-kutub utama

Tujuan : Untk mencegah distorsi (perubahan bentuk) medan karena

reaksi jangkar

4.7 Pengukuran Pendemagnetan

Pendemagnetan terjadi akibat adanya reaksi jangkar menyebabkan turunnya

fluks. Sedangkan fluks merupakan fungsi arus medan. Dan reaksi jangkar timbul

akibat adanya arus yang mengalir dalam konduktor jangkar. Jadi besarnya

pendemagnetan bergantung pada besarnya arus jangkar dan pengaruhnya terlihat

pada arus medannya. Penentuan pendemagnetan dapat dilakukan dengan membaut

grafik If sebagai fungsi Ia pada tegangan hasil pengukuran atau perhitungan.

Grafik yang didapatkan dari perhitungan merupakan grafik dengan pengaruh

pendemagnetan diabaikan. Untuk mendapatkannya, harga Ia dihitung harga Ea.

Dari harga Ea yang didapat ini dan dengan menggunakan kurva pendemagnetan

didapatkan harga If. Perhitungan dilakukan untuk beberapa harga Ia. Dari Ia dan If

PUTU RUSDI ARIAWAN

yang berpasangan ini dihasilkan suatu grafik seperti terlihat pada gambar di

bawah ini yang bertuliskan tanda ’hit’.

Grafik yang didapatkan dari pengukuran grafik dengan pengaruh

pendemagnetan diikutsertakan. Caranya adalah dengan memasangkan

amperemeter pada kumparan medan dan kumparan jangkarnya. Dengan membaca

kedua amperemeter ini diperoleh suatu grafik seperti terlihat pada gambar diatas

yang bertuliskan tanda ’test’.

Harga arus If dihasilkan dari pengukuran lebih besar daripada yang didapatkan

dengan perhitungan untuk Ia yang sama. Selisih antara kedua grafik di atas

menunjukkan besarnya pemagnetan = Fa (dalam ampere). Untuk menyatakan

ggm-nya, tinggal mengalikannya dengan jumlah belitan jangkar. Harga efektif

arus medan didefinisikan sebagai If – Fa. Kenudian jika pendemagnetan dan

tahanan jangkar diabaikan didapat grafik yang merupakan garis mendatar (garis

putus-putus).

4.8 Kerja Paralel Generator Arus Searah

Untuk memberi tenaga pada suatu beban kadang-kadang diperlukan kerja

paralel dari dua atau lebih generator. Pada penggunaan beberapa buah mesin perlu

dihindari terjadinya beban lebih pada salah satu mesin. Kerja paralel generator

juga diperlukan untuk meningkatkan efisiensi yang besar pada perusahaan listrik

umum yang senantiasa memerlukan tegangan yang konstan. Untuk hal-hal yang

khusus sering dinamo dikerjakan paralel dengan aki, sehingga secara teratur dapat

mengisi aki tersebut.

Tujuan kerja paralel dari generator adalah :

- Untuk membantu mengatasi beban untuk menjaga jangan sampai mesin

dibebani lebih.

- Jika satu mesin dihentikan akan diperbaiki karena ada kerusakan, maka

harus ada mesin lain yang meneruskan pekerjaan. Jadi untuk menjamin

kontinuitas dari penyediaan tenaga listrik.

4.9 Hubungan Paralel Generator

PUTU RUSDI ARIAWAN

Pembagian beban antara generator-generator yang dihubungkan paralel

tergantung pada tegangan sumber masing-masing generator.

Gambar di atas memperlihatkan dua generator shunt yang dihubungkan

paralel. Tegangan jaringnya ditentukan oleh:

U = E1 – I1 Ra1 = E2 – I2 Ra2

Kalau pada suatu saat arus jaringnya (I1 - I2 ) sangat kecil, tegangan

terminalnya akan hampir sama dengan tegangan sumbernya. Situasi ini

menimbulkan keadaan yang sangat labil. Kalau tegangan sumber salah satu

generator berubah sedikit, ada kemungkinan generator yang tegangan sumbernya

lebih rendah akan bekerja sebagai motor. Mesin shunt sebagai motor maupun

generator memiliki arah putar yang sama.

Supaya generator ini tidak bekerja sebagai motor, biasanya digunakan saklar

dengan otomat arus balik. Otomat ini memiliki sebuah kumparan tegangan dan

sebuah kumparan arus. Medan kedua kumparan ini saling berlawanan. Kalau

kumparan-kumparannya dipilih secara tepat, otomatnya bisa berfungsi sebagai

pengaman arus maksimum maupun pengaman arus balik. Menambahkan sebuah

generator pada jaringan harus dilakukan sebagai berikut:

a. Generator yang akan ditambahkan dijalankan hingga mencapai kecepatan

putar nominalnya.

b. Tahanan pengatur medannya diatur sedemikian hingga tegangan

generatornya menjadi sedikit lebih tinggi daripada tegangan jaring.

Tegangannya dapat diperiksa dengan menggunakan saklar pilih voltmeter.

c. Generator tadi kemudian dihubungkan dengan jaringan. Karena

tegangannya sedikit lebih tinggi daripada tegangan jaring, generator ini

tidak akan bekerja sebagai motor.

d. Selanjutnya tahanan pengatur medannya diatur sedemikian hingga

generator tersebut memikul sebagian dari beban jaring. Besar beban

generator ini dapat dilihat dari penunjukan amperemeternya.

3.3. Alat Pembagi Beban Generator

PUTU RUSDI ARIAWAN

Prinsip Alat Pembagi Beban Generator

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.

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 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

PUTU RUSDI ARIAWAN

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 Gambar 1.

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 persen kemampuan maksimum generator).

Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi beban,

umumnya dengan tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu adapter untuk keperluan

tegangan DC. 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.

Elektric actuator berfunsi untuk mengubah sinyal masukan dari keluaran

arus generator yang berupa elektris ke mekanis.yang nantinya akan digunakan

oleh governor

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

PUTU RUSDI ARIAWAN

akuratnya pengaturan kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual,

biasanya terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer pengatur kasar.

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

Gangguan Pada Generator

Dalam instalasi yang dijaga oleh operator seperti Pusat Listrik dan Gardu

Induk ada gangguan yang tidak atau belum dilihat oleh Relai, tapi dilihat oleh

operator yang kemudian berinisiatif men-trip Pemutus Tenaga (PMT) demi

keselamatan instalasi, maka dalam hal ini operator bertindak sebagai relai.

Ganguan Pada Sirkit Listrik Generator yang menyebabkan tripnya PMT, pada

umumnya disebabkan oleh :

a. Gangguan diluar seksi generator tetapi PMT generator ikut trip sebagai

akibat kurang selektifnya relai generator

b. Ada gangguan dalam seksi generator yang disebabkan karena : " Kerusakan

generator atau lat bantu generator " Binatang yang menimbulkan arus

hubung singkat " Kontak-kontak listrik yang belum sempurna

c. Ada gangguan dalam sistem eksitasi generator, biasanya menyangkut

pengatur tegangan otomatis.

d. Ada gangguan pada sistem arus searah khususnya yang diperlukan untuk

mentripkan PMT. Gangguan pada sirkit listrik tersebut di atas berlaku

untuk semua macam Pusat Listrik.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Gangguan Pada Mesin Penggerak Generator (prime mover) merupakan

gangguan yang paling sering terjadi pada semua Pusat Listrik. Hal-hal yang

menyebabkan gangguan mesin penggerak generator secara singkat adalah :

a. Kerusakan pada bagian-bagian yang berputar atau bergeser, seperti

bantalan, batang penggerak, katup-katup khususnya yang jarang bergerak

pada waktu diperlukan malah macet.

b. Kerusakan pada bagian-bagian dimana terdapat pertemuan antara zat-zat

yang berbeda suhunya seperti kondensor PLTU, pemanas udara PLTU.

Hal serupa bisa pula terjadi pada alat-alat pendingin di PLTA atau PLTD.

c. Kerusakan pada pengabut yang bertugas mengubah bahan bakar minyak

menjadi kabut gas. Pengabut semacam ini terdapat pada PLTU, PLTG dan

PLTD dan seringkali merupakan sumber gangguan karena tersumbat.

d. Kebocoran pada perapat dari bagian yang mengandung zat cair atau gas

yang bertekanan tinggi. Kebocoran semacam ini dapat menyebabkan

gangguan operasi dari Pusat Listrik yang bersangkutan. Gangguan Pada

Instalasi Yang Berhubungan Dengan Lingkungan. Pada PLTU gangguan

ini misalnya karena air laut yang berfungsi sebagai pendingin mengandung

binatang laut dan kotoran yang menyumbat instalasi air pendingin atau

menyumbat kondensor.

Pada PLTA sering kali terjadi air sungai banyak mengandung kotoran,

sehingga saringan air masuk tersumbat dan mengganggu operasi Pusat Listrik

yang bersangkutan. Masalah kotoran yang dibawa sungai dapat menimbulkan

gangguan pada PLTD yaitu apabila kotoran tersebut menyumbat instalasi air

pendingin. Gangguan Pada Sirkit Kontrol Dalam setiap Pusat LIstrik selalu

terdapat sirkit kontrol yang mengatur baik sirkit listrik generator, mesin penggerak

generator maupun alat-alat bantu. sirkit kontrol dapat berupa sirkit listrik, sirkit

mekanik, sirkit pneumatik ataupun sirkit hidrolik. Dapat pula merupakan

kombinasi dari beberapa macam sirkit kontrol. Seringkali gangguan timbul karena

adanya bagian dari sirkit kontrol yang tidak berfungsi dengan baik. Sebagai

contoh kegagalan start dari unit PLTG sering disebabkan oleh adanya bagian dari

sirkit kontrol yang kurang baik kerjanya. Pengamanan Sistem Tenaga Listrik

PUTU RUSDI ARIAWAN

Dalam sistem tenaga listrik banyak sekali terjadi gangguan yang dapat merusak

peralatan pembangkit listrik.

Untuk melindungi peralatan listrik terhadap gangguan yang terjadi dalam

sistem diperlukan alat-alat pengaman. Khusus alat pengaman yang berbentuk relai

mempunyai 2 fungsi, yaitu :

a. Melindungi peralatan terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem,

jangan sampai mengalami kerusakan

b. Melokalisir akibat gangguan, jangan sampai meluas dalam sistem.

Untuk memenuhi fungsi butir a. alat pengaman harus bekerja cepat agar

pengaruh gangguan dapat segera dihilangkan sehingga pemanasan berlebihan

akibat hubung singkat dapat segera dihentikan. Untuk memenuhi fungsi butir b.

alat pengaman dalam system harus dapat dikoordinir satu sama lain, sehingga

hanya alat-alat pengaman yang terdekat dengan tempat gangguan saja yang

bekerja.

Ditinjau dari letaknya dalam system ketenagalistrikan ada 5 kategori pengamanan,

yaitu :

a. Pengaman generator

b. Pengaman saluran transmisi

c. Pengaman transformator dalam GI

d. Pengaman system distribusi.

e. Pengaman penggerak mula (PLTA,PLTD,PLTP,PLTG,PLTU) Pengaman

Generator

Pengamanan Generator

Generator sebagai sumber energi listrik dalam system ketenaga listrikan,

perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan, karena kerusakan

generator akan sangat mengganggu jalannya operasi system tenaga listrik. Oleh

karenanya generator perlu dilindungi terhadap semua gangguan yang dapat

merusak generator.

Pengamanan generator secara garis besar terdiri dari :

a. Pengamanan terhadap gangguan diluar generator,

PUTU RUSDI ARIAWAN

Gangguan diluar generator yang belum diamankan adalah gangguan di

rel, pengamanan yang dibutuhkan bersifat back-up. Oleh karena itu

untuk gangguan di rel yang langsung berhubungan dengan generator

pengamanan yang terpenting adalah relai arus lebih. Untuk generator

yang besar perlu ditambah relai arus urutan negatif

b. Pengamanan terhadap gangguan yang terjadi didalam

generator.Gangguan dalam generator secara garis besar ada 5 macam,

yaitu : Hubung singkat antara fasa , hubung singkat fasa ke tanah ,

Suhu tinggi , Penguatan hilang , Hubung singkat dalam sirkit rotor

c. Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak yang

memerlukan pelepasan PMT generator.Gangguan dalam mesin

penggerak ada kalanya memerlukan trip dari PMT generator, misalnya

apabila tekanan minyak terlalu rendah maka mesin penggerak perlu

segera dihentikan karena tekanan minyak terlalu rendah dapat

menimbulkan kerusakan bantalan. Untuk menghindarkan tetap

berputarnya generator sebagai akibat daya balik yang merubah

generator menjadi motor, maka PMT generator perlu ditripkan. Begitu

pula apabila suhu air pendingin pada mesin PLTD atau PLTU menjadi

terlalu tinggi maka mesin PLTD atau PLTU tersebut perlu segera

dihentikan dan PMT generator harus juga di trip-kan. Trip dari PMT

generator karena tekanan minyak pelumas terlalu rendah, atau karena

suhu air pendingin terlalu tinggi dilakukan oleh relai mekanik.

Pengaman Saluran Transmisi Saluran transmisi adalah bagian dari

sistem ketenaga listrikan yang paling sering mengalami gangguan.

Oleh karena itu pengamanan saluran transmisi ini merupakan masalah

paling sulit dalam pengamanan system tenaga listrik.' Pengaman Transformator

Pengaman transformator terdiri dari :

a. Pengaman terhadap ganggua diluar transformator

b. Pengaman terhadap ganggua di dalam transformator Untuk pengaman

transformator terhadap gangguan luar dipakai relai arus lebih atau relai

hubung tanah. Untuk pengaman transformator terhadap gangguan

PUTU RUSDI ARIAWAN

didalam trafo, seperti halnya pada generator dipakai relai differensial.

Sedangkan untuk gangguan hubung tanah dipakai Restricted earth fault

relay. Disamping itu untuk transformator tegangan tinggi umumnyaa

ada relai Bucholz yang bekerja atas dasar timbulnya gelembung-

gelembung gas dari minyak trafo. Transformator distribusi yang daya

terpasangnya relatif kecil, sering hanya diamankan dengan sekering

lebur atau memakai Load Break Switch.

Pengaman sistem distribusi Pengaman jaringan distribusi, untuk

mengamankan feeder distribusi yang keluar dari GI yang terpenting adalah :

a. Relai arus lebih

b. Relai arus hubung tanah. Pada kondisi diujung feeder distribusi ada

Pusat Listrik, maka relai arus lebih dan relai arus hubung tanah

tersebut harus bersifat power directional. Karena jumlah gangguan per

km jaringan per tahun pada jaringan tegangan menengah adalah tinggi,

maka untuk dapat melokalisir gangguan secepat mungkin sering kali

jaringan tegangan menengah dibagi atas beberapa seksi, gangguan

tidak akan merembet pada seksi didepannya. Pengaman Penggerak

Mula Peralatan pengaman untuk mesin penggerak mula

(PLTD,PLTA,PLTG,PLTU, dll) berbeda antara satu dengan yang lain.

Oleh karena banyaknya variasi, dan masih berkaitan dengan

Komisioning Pusat Listrik maka sengaja tidak dibahas disini.

Komisioning Pusat Listrik Sebelum Pusat-pusat Listrik dioperasikan

masuk ke dalam Jaringan Sistem Tenaga Listrik, peralatan pengaman

yang dipasang perlu di uji untuk membuktikan telah sesuai dengan

perencanaannya. Pada masa-masa pengujian peralatan pengaman Unit

Pembangkit Listrik yang baru, dilakukan juga uji unjuk kerja Unit

Pembangkit Listrik dan uji unjuk kerja alat-alat bantunya. Serangkaian

uji-uji dari uji peralatan pengaman Pusat Listrik sampai uji unjuk kerja

Unit Pembangkit Tenaga Listrik biasa disebut Komisioning. Jadi jelas

bahwa Komisioning Pusat Listrik merupakan inti daripada Keamanan

Peralatan Ketenagalistrikan. Seperti sudah sering dilaksanakan di PT

PUTU RUSDI ARIAWAN

PLN (Persero), Komisioning Pusat Listrik sudah dijadikan syarat

kelaikan operasi unit Pembangkit Listrik yang baru untuk memasuki

jaringan Sistem Tenaga Listrik. Untuk dapat dinyatakan laik operasi

Unit Pembangkit Listrik yang baru setelah di uji hasilnya harus

memenuhi syarat-syarat/kriteria tertentu.

Tahapan Komisioning Komisioning Unit Pembangkit Listrik baru dilaksanakan

melalui tahapan sebagai berikut :

a. Pengujian individual peralatan, yaitu tahap pengujian karakteristik

untuk kerja dari masing-masing peralatan yang dapat dirujuk dari

SPLN, IEC, ASME, ISO atau standar lain yang sesuai dengan

pengalaman.

b. Pengujian subsistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi

kerja dari subsistem yang dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO

tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari

standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.

c. Pengujian sistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja

sistem-sistem di pembangkit, yang prosedurnya dapat dirujuk dari

SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau

bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan

pengalaman.

d. Pengujian unit, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui unjuk kerja

Pusat Listrik secara keseluruhan, yang prosedurnya dapat dirujuk dari

SPLN,IEC, ASME, ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau

bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan

pengalaman.

PUTU RUSDI ARIAWAN

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Adapun simpulan yang kami dapat dari karya tulis di depan yaitu:

1. Generator adalah mesin listrik yang mengubah daya mekanis menjadi daya

listrik.

2. Untuk mendapatkan arus searah dari arus bolak balik dengan menggunakan

saklar,komutator dan dioda.

3.Karakteristik-karakteristik generator searah yang penting misalnya:

karaktreistik beban nol, karakteristik berbeban, karakteristik luar,

karakteristik pengatur, karakteristik hubang singkat.

4.Alat pembagi beban generator merupakan peralatan otomatis yang

menyeragamkan operasi governor dalam menaikkan atau menurunkan

power mesin atau daya generator sesuai 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 tsb , 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).

5.2 Saran

Saran yang ingin disampaikan yaitu semoga karya tulis ini dapat dimanfaatkan

oleh masyarakat banyak. Dan dengan kemajuan IPTEK ini diharapkan dapat

PUTU RUSDI ARIAWAN

menemukan jenis-jenis maupun manfaat yang lain dari generator, sehingga

pemanfaatan dari generator tidak berhenti di sini saja.

PUTU RUSDI ARIAWAN

DAFTAR PUSTAKA

1. Dasar Teknik Tenaga Listrik, PT Gramedia Pustaka Utama,1995,Zuhal.

2. Instalasi Listrik Arus Kuat, CV Trimitra Mandiri,1995, P.van.Harten dan

Ir.E.Setiawan.

3.www.google.com ,pengaturan tegangan listrik pada generator.

4.www.altavista.com , pengaturan tegangan listrik pada generator.

5.Buku Berjudul “ Elektronika Industri “.

PUTU RUSDI ARIAWAN

BIODATA PENULIS

Nama : Putu Rusdi Ariawan

TTL : Denpasar. 19 April 1990

Agama : Hindu

Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana

Email : turusdi.info@gmail.com

www.facebook.com/turusdi