bab iv pengoperasian generator

7/23/2019 BAB IV Pengoperasian Generator

http://slidepdf.com/reader/full/bab-iv-pengoperasian-generator 1/38

UNIT BISNIS PEMBANGKITAN SURALAYA

BAB IV

SISTEM GENERATOR

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

4.1 Umum

Sebuah mesin sinkron dapat dipakai baik sebagai motor ataupun sebagain

generator, tanpa mengalami perbedaan yang berarti dalam desain atau konstruksi.

Sebagi motor, mesin sinkron bekerja sebagai suatu alat sinkron yang berputar

dengan suatu putaran tetap yang ditentukan oleh frekuensi dan jumlah pasang

kutub.

Sebagai generator, mesin sinkron dapat dioperasikan sebagain mesin

tunggal, akan tetapi bisaanya mesin ini akan tergabung dalam suatu sistem

interkoneksi, sehingga bekerja sejajar sinkron dengan generator – generator

sinkron yang lainnya. Generator yang digunakan pada PLTU Suralaya Unit 1 –

adalah generator sinkron, mengingat generator sinkron dapat dibuat dalam ukuran

daya yang besar. Sehingga kon!ersi energi mekanik menjadi energi listrik se"ara besar – besaran praktis dilakukan hanya dengan generator sinkron #alaupun

seperti mesin magnetohidrodinamika dan sel bahan bakar.

Generator sinkron mempunyai kumparan medan di rotor dan kumparan

jangkar di stator. $umparan medan diberi suplai tegangan d" sehingga mengalir

arus d" pada kumparan medan dan timbul fluks magnet yang besarnya konstan

terhadap #aktu. %luks konstan &fluks d"' ini menembus kumparan jangkar.

$umparan medan diputar oleh turbin sehingga fluks magnet ini turut berputar dan

memotong – motong kumparan jangkar. Sesuai dengan hokum faraday, maka

kumparan jangkar ini akan menghasilkan ggl induksi. Ggl induksi bolak – balik

&a"' pada kumparan jangkar ini sebagai tegangan keluaran generator dan bila pada

kumparan jangkar dihubungkan beban, maka akan mengalir arus bolak – balik ke

beban.

Generator unit 1 – menggunakan merk (itsubishi dengan kapasitas ))

(* yang dilengkapi dengan eksitasi tanpa menggunakan sikat &brushless

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

30




exciter '. Tegangan keluaran masng – masing generator unit 1 – adalah sebesar

56.))) !olt. 7erikut ini spesifikasi generator unit 1 – 8

Tabel .1 Spesifikasi Generator Unit 1 9

ari data spesifikasi diatas, kita dapat mengetahui bah#a kumparan stator

generator PLTU Suralaya Unit 1 – terhubung bintang &: "onne"tion'. Sehingga

data tersebut diatas dapat diolah lagi sebagai berikut 8

1. 7esar daya semu total ; <1.))) k3- dengan pf maksimum ; ).=

(aka, 7esar daya total aktif ; <1.))) > ).=? ; )).6?) k*

7esar daya aktif tiap phasa ;400.350

3=133.450

k*

5. 7esar tegangan antar phasa ; 56.))) 3olt

(aka, besar tegangan phasa ke netral &tegangan phasa' adalah

3 phasa ;23.000

√ 3 ; 16.5<@,1 k3

6. $e"epatan putaran rotor generator dnegan frekuensi ?) 2A dan jumlah

kutub 5 &double pole' adalah 8

n &putaran' ;120 f

p =

120×50

2 ; 6.))) rpm &rotation per – minute'

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

31

<1))) k3- Type (794 +ating Bont

))6?) k* Serial =)B5)5)1 C=10%1)1

56))) 3 25 Pressure kgC"m.g

11=56 - Stator #inding :

).=? P% 0>"iter 3oltage ?)) 3

6 Phasa %ield Burent )@) -

?) 2A Gas 3olume =) m6

6))) rpm ate 4une 1@=5

2 Pole




4.2 Konstruksi

Se"ara umum generator sinkron terdiri atas stator, rotor dan "elah udara.

Stator merupakan bagian dari generator sinkron yang diam sedangkan rotor

adalah bagian yang berputar dimana diletakkan kuparan medan yang disuplai oleh

arus searah dari eksiter. Belah udara adalah ruang antara stator dan rotor.

Gambar .1 $onstruksi Generator Sinkron Tampak epan

$onstruksi generator sinkron 5 kutub rotor silinder dengan eksitasi medan

tanpa sikat &brushless' pada unit 1 – PLTU Suralaya se"ara umum terdiri dari 8

1. +angka Stator &Stator Frame'

+angka stator merupakan rumah &kerangka' yang menyangga inti

jangkar generator sebagai penutup bertekanan yang diran"ang khusus untuk

dapat menahan tekanan sebesar 1) kgC"m5, dua kali tekanan gas maksimum

yaitu ? kgC"m5. 7ahan yang digunakan adalah baja silinder &rolled steel' o.1

Sm 1 -P dari 4/S G 61)D untuk suatu konstruksi yang dilas &#elded

"onstru"tion' atau sejenisnya, yang diberikan suatu pengujian supersoni"

untuk membuktikan bah#a ia terbebas dari keretakan oleh karena

pelaminasian dan sebagaiknya.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

32




+angka stator dibentuk oleh bahan – bahan berukuran besar untuk

memperke"il bagian – bagian terluar dengan maksud untuk memberikan

perlindung yang rapat agar aman dari ledakan gas.

Gambar .5 +angka Stator

5. Laminasi Stator

Untuk membentuk inti stator, digunakan lembaran – lembaran baja

sili"on berkualitas tinggi dan disatukan dengan kuat dalam beberapa semen.

Setelah dilakukan pelapisan dengan !arnish, laminasi – laminasi tersebut

dipan"angkan di dalam rangka stator. Pada segmen – segmen tersebut pada

bagian ujungnya, dibuat belahan – belahan seperti gerigi untuk men"egah

pertambahan rugi – rugi beban stray di ujungnya.

Gambar .6 Laminasi Stator

6. Ujung /nti Stator

Pada generator yang memiliki pendingin di bagian dalamnya dan

memiliki beban beban listrik yang besar, diperlukan "ara untuk megurangi

rugi beban stray9nya sebesar mungkin. 2al tersebut dapat diperoleh dengan

menggunakan suatu plat non9magnetik pada bagian ujung inti statornya.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

33




Struktur akhir ujungnya ditempatkan pada plat baja sili"on yang dimaksudkan

untuk membentengi fluks akhir. Untuk menompang kumparan yang paling

sering digunakan adalah material nonlogam untuk mengurangi rugi 9 rugi

Eddy Current .

Gambar . Ujung /nti Stator

. Penopang %leksibel

Pada generator, tarikan magnetik yang disebabkan oleh fluksi stator

dan rotor menimbulkan gaya antara pusat kutub dan jalur tengahnya, yang

menghasilkan getaran frekuensi ganda sehingga menyebabkan inti statornya

menjadi o!al. 7erbagai upaya dilakukan untuk meran"ang inti dan rangka

stator agar dapat memperke"il getaran ini. leh karena itu, suatu penompang

fleksibel diberikan untuk men"egah perpindahan getaran dari inti ke rangka

stator.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

34




Gambar .? Fleksible Support

Untuk menahan seluruh inti stator dari rangka stator digunakan suatu

plat pegas yang banyak, yang ditempatkan di bagian dalam arah lingkaran

& peripheral) begitu juga dalam arah aksial, dan inti stator pada dasarnya

ditopang oleh rangka stator dalam arah gra!itasi, tetapi bisa jadi berubah

dalam arah radial. an dengan demikian akan men"egah perpindahan

frekuensi ganda ke ruang stator.

?. $umparan Stator &Stator Winding '

Sama halnya dengan mesin pendingin kon!ensional dalam hal

transposisi roebel yang diberlakukan pada suatu lilitan kumparan, 5 perbedaan

berikut dapat ditemukan 8

1' -da dua kelompok strand yang membentuk satu konduktor dan sebuah

tabung !entilasi yang diletakkan pada jalur tengah dari kedua

kelompok.

5' i kedua ujung kumparan, ada bukaan sebagai jalan keluar gas

pendingin.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

35




&a' Coil Cross Section

(b) Roebel Transposition

Gambar .D Stator Coil

Saluran !entilasi terbuat dari tabung – tabung metalik dengan resistansi

yang tinggi yang dipan"angkan dalam arah !erti"al dan diisolasi untuk

mengurangi rugi – rugi Eddy current . Setelah menyusun satu strand, diberikan

suatu isolasi yang disebut isolasi dialastik yang diberikan di sekelilingnya.

D. /solasi ialastik

/solasi dialastik merupakan pita mika yang telah diimpregnasi dengan

pemanasaan resin epoxy &diaresin' sehingga seluruhnya terisi dengan resin

sampai ke bagian luarnya sehingga tidak ada yang tersisa. $arena diaresin

merupakan resin epo>y, ia dapat menahan tegangan tinggi, selain itu resin ini

juga memiliki kekuatan regang yang tinggi, elastisitas dan koefesien

pemuaian yang mendekati koefisian muai tembaga sehingga dapat terbebas

dari keretakan akibat dari pemuaian dan kontraksi konduktor selama #aktu

pengoperasian.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

36




Gambar .< /solasi ialastik

<. $onstruksi -khir $umparan Stator

Untuk melindungi ujung kumparan stator dari kerusakan atau

keretakan karena tekanan yang berat pada saat hubung singkat yang tiba –

tiba dan getaran elektromagnet selama pengoperasian normal, ujung – ujung

kumparan yang diken"angkan dan disusun ke dalan sebuah unit conical

tunggal dengan pintalan – pintalan ka"a & glass cords', "in"in – "in"in resin

yang terbuat dari iber glass yang diimpregnasi dengan epoxy, spacer , pita

fasa dan lain – lain.

Gambar .= Coil End Construction

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

37




Untuk men"egah akti!is korona, filter – filter semikonduktor

disisipkan ke dalam alur stator menutupi kumparan untuk menghindari

pengosongan alur. Pada kedua bagian ujung alur disemprotkan "at dengan

resistansi yang tinggi sedemikian rupa sehingga resistansinya meningkat

se"ara bertahap sampai menutupi seluruh bagian ujungnya, sehingga

memberikan suatu konstruksi yang menjamin gradient potensial yang

seragam. Bat isolasi anti korona akan disemprotkan ke atas bagian – bagian

yang terbungus dengan "at bertahanan tinggi sampai ke bagian 9 bagian

ujungnya.

=. Poros +otor & Rotor Shat '

Sebagai material poros, digunakan tempaan padat dari baja i9(o93.

alur – alur yang menampung kumparan dihubungkan paralel pada bagian

geriginya, dan alur – alur tersebut memiliki trapeAoid yang lebar pada sisi

terluarnya. Pada permukaan kutub, alur – alur melintang dibuat agar memiliki

kepaduan yang seragam dan alur yang berbentuk U untuk pengujian

supersonic yang juga disediakan sehingga dengan demikian keandalan

material poros dapat diuji bahan setelah penyisipan kumparan – kumparan

rotor.

Gambar .@ Rotor Shat

@. $umparan +otor & Rotor Winding '

Terbuat dari tembaga berlapis perak yang dibuat dengan rapi.

$onduktor rotor tersebut merupakan suatu susunan di dalam dua buah strand

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

38




berbentuk U yang tersusun untuk memiliki saluran !entilasi di tengahnya.

alam hal kumparan rotor yang berpendingin di bagian dalamnya, yang

berada di dalam alur – alur yang berbentuk trape!oid dimaksudkan untuk

meningkatkan kapasitas pengeksitasian. alam hal ini tidak mungkin bagi

kumparan yang berbentuk persegi sebagaimana pada mesin – mesin

kon!ensional dan memungkinkan kumparan – kumparan tersebut untuk dapat

disisipkan satu persatu dalam alur – alur tersebut.

leh karena itu, kumparan – kumparan tersebut diproduksi

perbagiannya, sehingga dengan demikian dapat diatur ke dalam alur – alur

tersebut untuk dapat disambungkan dengan "ara dilas satu persatu dengan

bantuan pemanasan induksi frekuensi tinggi. Pada bagian paling atas dari

kumparan medan diberikan kumparan peredam yang terdiri dari "ampuran

tembaga dengan kekuatan regangan yang tinggi, tembaga dan "in"in pengikat

&rectaining ring ' untuk dapat menyerap arus urutan negatif.

1). $umparan +etaining +ing

Untuk menopang ujung kumparan rotor, "in"in – "in"in silindris tipis

pengikat kumparan ditempatkan di kedua ujung badan rotor. Bin"in pengikat

kumparan tersebut ditempatkan pada beberapa posisi yang diperkirakan dapat

menerima tekanan putar yang besar selama #katu operasi dan juga perubahan

bentuk eliptis berulang dalam arah radial serta dapat memusatkan fluksi

akhirnya. Untuk itu digunakan baja austenite non9magnetik yang mempunyai

koefisien regangan yang tinggi.

Gambar .1) Coil Rectaining Ring

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

39




Selanjutnya, untuk men"egah turunnya kekuatan mekanis yang disebabkan

oleh takikan &not"hes', digunakanlah sistem !entilasi khusus yang tidak

membutuhkan saluran !entilasi dalam arah radial.

alam pemasangan "in"in ini ke badan rotor, harus dilakukan dengan tepat

dan benar untuk men"egah "in"in terlepas pada kondisi ke"epatan lebih dan "in"in

– "in"in disisipkan sebagai pengun"ian untuk men"egah setiap pergeseran dalam

arah aksial.

4.3 Sistm Kr!" Gnr"tor

$on!ersi energi elektromagnetik yaitu perubahan energi dari bentuk

mekanik ke bentuk listrik dan bentuk listrik ke bentuk mekanik. Generator sinkron

&alternator ' merupakan jenis mesin listrik yang berfungsi untuk menghasilkan

teganan bolak – balik dengan "ara mengubah energi mekanis menjadi energi

listrik. 0nergi mekanis diperoleh dari putaran rotor yang digerakkan oleh

penggerak mula & prime mo"er)# sedangkan energi listrik diperoleh dari proses

induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan stator dan rotornya.

Generator sinkron dengan definisi sinkronnya, mempunyai makna bah#a

frekuensi listrik yang dihasilkannya sinkron dengan putaran mekanis generator

tersebut. +otor generator sinkron yang diputar dengan penggerak mula & prime

mo"er ' yang terdiri dari belitar medan dengan suplai arus searah akan

menghasilkan medan magnet putar dengan ke"epatan dan arah putar yang sama

dengan putaran rotor tersebut. 2ubungan antara medan magnet pada mesin

dengan frekuensi listrik pada stator ditunjukan pada persamaan diba#ah ini 8

F =n. p

120

imana 8 % ; %rekuensi Listrik &2ertA'

n ; $e"epatan putaran rotor generator &rpm ; Rotation $er%&inute'

p ; 4umlah $utub

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

40




-dapun prinsip kerja dari generator sinkron se"ara umum adalah sebagai

berikut 8

1. $umparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber

eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan

medan. engan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan

medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap #aktu

adalah tetap.

5. Penggerak mula & $rime &o"er ' yang sudah terkopel dengan rotor segera

dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada ke"epatan nominalnya.

6. Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang

dihasilkan oleh kumparan medan. (edan putar yang dihasilkan pada rotor,

akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan

jangkar yang terletak distator akan dihasilkan fluks magneti" yang

berubah9ubah besarnya terhadap #aktu. -dapun perubahan fluks magneti"

yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi padaujung9ujung kumparan tersebut hal tersebut ssuai dengan persamaan

berikut 8

E=− N d ∅

dt

E=− N d ∅max sinω

dt

E=− N ω∅max cosω

7ilaω=2πf

E=− N 2πf ∅maxcosω

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

41




7ilaf =

np

120

(aka E= – N (2π

np

120)

∅max cosω

imana 8 0 ; ggl induksi maksimum &!olt'

; 4umlah lilitan

% ; %rekuensi &2A'

n ; Putaran rotor &rpm'∅max ; %luks magnetik maksimum &#eber'

Gambar .11 'ne ine iagram *enerator System

Untuk generator sinkron tiga phasa, digunkan tiga kumparan jangkar yang

ditempatkan di stator yang disusun dalam bentuk tertentu, sehingga susunan

kumparan jangkar yang sedemikian akan membangkitkan tegangan induksi pada

ketiga kumparan jangkar yang besarnya sama tapi berbeda phasa 15)) satu sama

lain. Setelah itu ketiga terminal kumparan jangkar siap dioperasikan untuk

menghasilkan energi listrik.

.6.1 perasi Generator

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

42




Generator yang diputar pada ke"epatan nominal dan diberi eksitasi, akan

menghasilkan energi listrik sesuai dengan konsumen. alam pengoperasiannya,

"ara pengiriman energi dari generator ke konsumen ada 5 ma"am, yaitu 8

1. Generator 7erdiri sendiri & +ouse oad '

Generator dapat dioperasikan sendiri terpisah dari sistem jaringan

atau dari generator lain dan dibebani, misalnya pada saat terjadi gangguan

didalam sistem transmisi attau #ilayah beban tertentu. alam kondisi ini,

setiap perubahan beban atau tegangan akan sangat terasa pada

pengoperasian generator. Generator yang dioperasikan se"ara +ouse load

sangat rentan dan mudah berubah – ubah.

Peranan operator dalam kondisi operasi seperti ini sangat penting,

karena generator akan mudah tergelin"ir sehingga beroperasi ke daerah

tidak stabil bila penendalinya tidak benar. leh karena itu generator yang

beroperasi se"ara +ouse load dengan beban yang rendah dibatasi #aktu

pengoperasiannya. $arena hal ini berpengaruh terhadap pengoperasian

turbin, sehingga begitu sistem terlambat pulih generator harus segera

kembali paralel dengan sistem.

5. Generator sinkron dengan sistem jaringan &interkoneksi'

Sistem jaringan terdiri dari banyak unit pembangkit atau generator,

sehingga kapasitasnya sangat besar dan stabil. -pabila generator

dioperasikan paralel dengan sistem jaringan, maka pengoperasiannya

relati!e stabil. Perubahan frekuensi atau tegangan akan dirasakan ke"il

oleh generator. $arena perubahan beban di dalam sistem jaringan tegangan

generator dijaga agar konstan, sedangkan nilai yang selalu berubah – ubah

&"ariable' adalah daya reaktif dan faktor daya. -pabila kita mengubah arus

eksitasi, maka yang berubah adalah daya reaktifnya.

.6.5 Sinkronisasi Generator

Untuk menyalurkan energi listrik yang dihasilkan dari generator, maka

generator harus dihubungkan ke sistem jaringan &saluran transmisi'.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

43




Penyambungan keluaran generator ke sistem jaringan disebut sinkronisasi.

Sedangan generator yang beroperasi dengan terhubung ke sistem jaringan disebut

operasi paralel.

Gambar .15 +angkaian ki!alen Generator Sinkron 1 %asa

-pabila dua buah sistem tegangan bolak – balik akan diparalel

&sinkronisasi', maka ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yaitu 8

1. Tegangan harus sama

-ntara generator yang akan diparalel dengan sistem jaringan harus

memiliki nlai tegangan yang sama. untuk menyamakannya, maka tegangan

generator harus diatur dengan "ara mengubah arus eksitasinya, apabila

tegangan generator lebih tinggi dari tegangan sistem jaringan, maka generator

akan mengalami sentakan beban (3-r lagging &induktif'. alan hal ini

generator mengirim daya reaktif ke sistem jaringan, maka generator akan

mengalami sentakan beban (3-r leading &kapasitif'. alam hal ini generator

menyerap daya reaktif dari sistem jaringan.

5. %rekuensi harus sama

%rekuensi generator dan frekuensi sistem jaringan harus memiliki nilai

yang sama. frekuensi generator dapat diatur dengan "ara mengatur pembukaan

katup Go!ernor &*o"ernor ,al"e'. -pabila frekuensi generator lebih tinggi

dari frekuensi sistem jaringan, maka sistem akan mengalami sentakan beban

(* dari generator. Pada kasus ini, generator berperan sebagai pembangkit

beban (*. Sebaliknya, apabila frekuensi generator lebih rendah dari

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

44




frekuensi sistem jaringan, maka generator akan mengalami sentakan beban

(*.

6. Sudut fasa harus sama

Sudut fasa antara generator dan sistem jaringan harus sama, apabila

terjadi perbedaan sudut fasa antara generator dan sistem jaringan, maka akan

mengakibatkan sentakan perpindahan daya antara generator dan sistem

jaringan.

. Urutan fasa harus sama

-ntara generator dan sistem aringan harus memiliki urutan fasa yang

sama. apabila sistem jaringan memiliki urutas fasa +, S, dan T, maka urutan

fasa generator adalah U, 3, dan *. urutan fasa merupakan konstanta yang

berkaitan dengan ran"ang bangun dan operasinya tidak dapat dikontrol.

alam hal sinkronisasi, tegangan, frekuensi dan sudut fasa dari kedua

sistem tegangan bolak – balik harus sampai men"apai nilai yang sama sebelum

dihubungkan. -pabila terjadi gangguan pada sistem. Tingkat gangguan ini

tergangtung dari perbedaan kondisi antara keduanya &generator dan sistem

jaringan'.

.6.6 Pengaruh Sifat 7eban Terhadap Generator

Pembebanan generator dengan sifat beban yang berbeda – beda akan

menimbulkan pengaruh yang berbeda pula terhadap kerja generator. 7erikut

adalah jenis – jenis beban dan pengaruh yang ditimbulkan terhadap generator.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

45




Gambar .16 iagram %asor Generator Sinkron

&a' /a tertinggal terhadap , - &/nduktif', &b' /a berimpit terhadap , - &+esistif',

&"' /a mendahului terhadap , - &$apasitif'

1. 7eban resistif

Pengaruh beban resistif pada generator akan menimbulkan reaksi

jangkar pada stator, sehingga timbul medan magnet yang akan mengakibatkan

pemanasan C kenaikan temepratur pada inti kumparan stator. (edan magnet

yang ditimbulkan oleh pengaruh beban resistif memiliki arah yang berla#anan

dengan arah medan magnet rotor sehingga menyebabkan putaran rotor akan

turun. Penurunan putaran rotor akan mengakibatkan penurunan nilai frekuensi

dan tegangan. Untuk menormalkan kondisi, maka aliran uap &steam flo#'

harus ditambah.

5. 7eban induktif

Pengaruh beban induktif terhadap generator adalah pemanasan pada

kumparan rotor. 7eban induktidf akan menyebabkan tegangan dan faktor

menjadi rendah, sehingga arus generator naik akibat reaksi jangkar pada stator.

Untuk mengembalikan tegangan ke harga normal, maka arus eksitasi harus

ditambah, penambahan arus eksitasi ini yang akan menyebabkan pemanasan

pada kumparan rotor.

6. 7eban kapasitif

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

46




Pengaruh beban kapasitif terhadap generator adalah meningkatnya

temperatur pada kumparan stator. 7eban kapasitif menimbulkan penguatan

medan magnet dari luar &sistem'. Penambahan eksitasi dari luar menyebabkan

tegangan "enderung naik. -kibatnya kumparan stator menjadi panas dan arus

eksitasi ke rotor menjadi lebih ke"il. Pada kondisi ini generator akan

beroperasi pada daerah tidak stabil.

.6. 7atas perasi Generator

perasi dari sebuah generator dibatasi oleh bebrapa faktor. %aktor – faktor

tersebut biasanya digambarkan dalam suatu diagram yang disebut kur!a kumparan

&Capability Cur"e', yang disediakan sesuai dengan harga sesungguhnya yang

diberikan pada generator tersebut.

-da faktor yang membatasi operasi dari sebuah generator adalah 8

1. -rus eksitasi minimum

5. -rus eksitasi maksimum

6. 7eban maksimum

. Suhu start maksimum

?. Suhu kumparan rotor maksimum

D. Suhu pendingin maksimum

7atas titik operasi generator dinyatakan dan di!isualisasikan dalam bentuk

kur!a kapabilitas generator. $ur!a kapabilitas generator memuat karakteristik dan

kemampuan operasi kerja generator yang meliputi daya akatir &(*', daya reaktif

&(3-r' dan daya rating &(3-'. imana kur!a kapabilitas digambarkan dalam

sumbu PE.

$ur!a kapabilitas generator dibentuk berdasarkan diagram fasor seperti

pada gambar .16. dengan asumsi tegangan terminal &, -' konstan dan resistansi

stator diabaikan. Tegangan terminal generator sebagai referensi fasor.

$ur!a kapabilitas generator dibentuk berdasarkan langkah – langkah

berikut.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

47




1. iagram fasor dari gambar .16&a' di plot ke dalam sumbu x dan y

, dimana sumbu x dan y

menyatakan sumbu teganganC!olt. 2asil

plot ditunjukan pada gambar .1.

5. Sumbu x dan y dari diagram fasor gambar .1 diubah kedalam

bentuk daya aktif dan reaktif yaitu sumbu x

menjadi daya reaktif

&(3-r', sumbu y menjadi daya aktif &(*', hasilnya ditunjukkan pada

gambar .1?. imana untuk mengubah skala dari unit tegangan ke unit

daya dikalikan dengan

3VФ

X s .

Gambar .1 Plot diagram fasor dalam sumbu tegangan

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

48




Gambar .1? Plot diagram fasor dalam sumbu daya

6. Se"ara teori, kur!a kapabilitas generator terbentuk dengan daya aktif

&(*' pada sumbu x dan daya reaktif &(3-r' berada pada sumbu

y. leh karena itu, diagram fasor dari gambar .1? diputar @)) terhadap

sumbu berla#anan arah jarum jam, menghasilkan diagram fasor dengan

daya aktif &(*' pada sumbu x dam daya rekatif &(3-r' pada sumbu

y yang ditunjukkan pada gambar .1D.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

49




Gambar .1D iagram fasor Gambar .1? setelah diputar @))

berla#anan -rah 4arum 4am

. 7erdasarkan diagram daya dari mesin sinkron, daerah kerja generator

berada pada sumbu x

negatif. leh karena itu diagram fasor dari

gambar .1D di"erminkan terhadap sumbu y , menghasilkan diagram

fasor gambar .1< yang menyatarakan daerah kerja generator pada sumbu

x positif.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

50




Gambar .1< iagram fasor gambar .1D setelah di"erminkan terhadap

sumbu y

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

51




G

ambar .1= $ur!a kapabilitas akhir dibentuk dari diagram fasor

generator

$eterangan gambar .1= 8

3V Ф I a cosθ8 7atas daya aktif &(*'

3V Ф I a sinθ 8 7atas daya reaktif &(3-r'

3V Ф I a 8 7atas arus stator &-'

3 Ei V Ф

X s 8 7atas arus rotor &-'

Titikb 8 rating generator &(3-'

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

52




Gambar .1@ $ur!a kapabilitas dengan batas kestabilan keadaan tunak

7atas kemampuan operasi generator dalam mengirim daya ke sistem

digambarkan seperti pada gambar .1= dan gamabar .1@ yang menunjukkan

batas – batas berikut 8

.6..1 7atas aya Generator

aya aktif &P' generator dihasilkan dengan mengatur ke"epatan

penggerak mula generator & prime mo"er '. 7atas daya aktif generator

dinyatakan oleh 8

P=3V Ф I acosθ

Se"ara !isual batas daya aktif generator ditunjukkan pada gambar .1= 8

a. dengan menarik garis !ertikal dari titik b ke p yang sejajar terhadap

sumbuQ

.

b. 4arak titik operasi sumbu daya aktif P &(*' dinyatakan oleh

3V Ф I acosθ.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

53




aya reaktif generator dihasilkan dengn mengatur sistem eksitasi

generator, yakni arus penguat medan & I f '. 7atas daya reaktif & Q '

generator dinyatakan oleh 8

Q=3V Ф I a sinθ

Se"ara !isual batas daya reaktif generator ditunjukkan pda gambar .1= 8

a. engan menarik garis horiAontal dari titik b ke F yang sejajar terhadap

sumpu P.

b. 4arak titik operasi sumbu daya reaktifQ

&(3-r' dinyatakan oleh

3V Ф I a sinθ.

7atas daya kompleks atau daya rating generator dinyatakan oleh 8

S=3V Ф I a

Se"ara !isual batas daya kompleks generator ditunjukkan pada gambar .1= 8

a. Titik b merupakan titik rating generator &(3-'

b. 4arak rating generator dinyatakan oleh3V Ф I a

.6..5 7atas arus stator & .rmaure Current imit '

-rus jangkar C armature & I a ' yang mengalir pada beitan stator

mengakibatkan rugi daya & I 2 R '. +ugi daya ini dapat mengakibatkan

peningkatan suhu konduktor dan lingkungan terdekat. 4ika dibiarkan,

peningkatan suhu ini dapat terjadi se"ara terus – menerus. leh karena itu,

salah satu batasan dalam kerja generator yaitu besar arus maksimum yang

dapat diba#a oleh jangkar tanpa melebihi batas pemanasan yang diiAinkan.

Se"ara !isual batas arus stator ditunjukkan pada gambar .1= 8

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

54




a. igambarkan sebagai lingkaran3V Ф I a

b. Pusat titik lingkaran 8 pada titik a &),)'

". Panjang jari – jari lingkaran 8 panjang garis a9b ;3V Ф I a ,

merupakan generator

.6..6 7atas arus rotor & Field Current imit '

-kibat adanya pemanasan yang dihasilkan dari rugi – rugi tembaga

pada belitan rotor, maka arus rotor juga menentukan batas dalam operasi

generator. 7atas arus rotor dipengaruhi oleh arus eksitasi. imana arus eksitasi

dapat dipertahankan konstan dengan mempertahankan arus searah I f

dibelitan medan konstan. Se"ara !isual batas arus rotor ditunjukkan pada

gambar .1= 8

a. igambarkan sebagai lingkaran

3 Ei V Ф

X s

b. Pusat titik lingkaran 8

Pada titik " 8 (0,−3V Ф2

X s )". Panjang jari – jari lingkaran 8

Panjang garis " – b 8 (3 E iV

Ф

X s

)

.6.. 7atas pemanasan ujung inti stator &Stator – End Region +eating

imit '

Pemanasan ujung inti stator menetukan batas perasi generator dalam

daerah eksitasi lemah & daerah diba#ah sumbu P '. Pemanasan ujung inti

stator disebabkan oleh fluks bo"or di "elah udara. %luks bo"or tersebut

merupakan hasil penjumlahan !ektor fluks arus beban di belitan stator dan

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

55




fluks arus searah pada belitan rotor. Sebagian besar fluks bo"or mele#ati

"elah udara antara belitan stator dan rotor dan sebagian ke"il fluks bo"or tetap

berada pada bagian akhir dari belitan stator. Skema dari daerah pemanasan

ujung inti stator generator ditunjukkan pada gambar .5).

Gambar .5) aerah pemanasan ujung inti stator generator

Pada saat generator beroperasi dalam kondisi eksitasi lebih maka arus

medan tinggi, sehingga di "in"in penahan &retaining ring ' akan mengalami

saturasi dan menghasilkan fluks bo"or yang ke"il. Pada saat beroperasi dalam

kondisi eksitasi lemah maka arus medan ke"il, sehingga di "in"in penahan

tidak mengalami saturasi dan menghasilkan fluks bo"or yang tinggi. 7atas

pemanasan ujung inti stator & stator%end region heating limit ' digambarkan

sebagai lingkaran B9 pada gambar .1@ 8

a. Pusat lingkaran 8 (0, 1V Ф

2

X s )

b. 4ari – jari lingkaran8 ( 2 V Ф X d)

imana 8

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

56




N a2+ N f

2−2 N a N f ¿

1=−( N a N f − N f 2 )

¿

1=√

!T

t ( N f 2+ N a2−2 N a N f )

$eterangan 8

N a danN f 8 4umlah belitan stator dan rotor

!T 8 Suhu maksimum yang diijinkan pada bagian ujung inti

stator dan rotor &end core region'

t 8 $onstanta penghubung pemanasan dengan fluks magneti"

7atas lain dalam penyaluran daya oleh unit pembangkit adalah

kestabilan keadaan tunak. Saat beroperasi dalam daerah leading, yaitu daerah

yang menyerap daya reaktif dari sistem. alam kondisi ini, generator harus

dioperasikan se"ara hati 9 hati, sehingga ditambahkan batas kestabilan keadaan

tunak dalam daerah operasi generator.

$ondisi operasi keadaan tunak ter"apai jika daya output mekanik &

Pm ' seimbang dengan daya keluaran listrik & P" '. 2ubungan

Pm dan

P" ditunjukkan pada gambar .51, dimana garis horiAontal sebagai daya

output mekanik yang dihasilkan olehpenggerak mula generator. -pabila beban

pada generator meningkat maka putaran rotor akan melambat, dan sebaliknya

akan semakin "epat apabila beban menurun.

aya maksimum generator yang dikirim ke sistem berdasarkan kur!a

sudut daya pada gambar .51 dinyatakan sebagai berikut 8

P"=3 E i V Ф

X ssin #

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

57




$eterangan 8

P" 8 aya keluaran listrik generator

# 8 Sudut daya antara tegangan Ei dan

V Ф &sudut torsi mesin'

Persamaan diatas merupakan batas kestabilan saat # =900

. imana

daya maksimum yang dapat disuplai generator terjadi saat # =900

. Se"ara

!isual, batas kestabilan keadaan tunak diplot kedalam sumbu PE yang

digambarkan seperti gambar .55 8

a. 7erpusat pda titik 8 ),

V Ф2

2 ( 1 X s

−1

X d )

b. engan jari – jari 8

V Ф2

2 ( 1 X s

+1

X d )

Gambar .51 $ur!a sudut daya

$eterangan 8

4ika P

"> P

mata$# >#

0 8 rotor mengalami perlambatan

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

58




4ika P"= Pm ata$# =#

0 8 titik operasi stabil

4ika P"< Pmata$# <# 0 8 rotor mengalami per"epatan

Gambar .55 7atas kestabilan keadaan tunak &Steady state'

4.4 Sistm Pn#in$in Gnr"tor

Generator PLTU Suralaya Unit 1 – menggunakan sistem pendingin tipe

inner cooling yang merupakan sistem pendingin dengan "ara mengalirkan media

pendingin melalui bagian dalam generator. -dapun media pendingin yang

digunakan adalah media gas. Gas yang digunakan untuk pendingin adalah gas

2idrogen.

Sistem pendingin inner cooling mengalirkan gas 2idrogen ke dalamkumparan stator. Pada kumparan stator terdapat "ent tube yang merupakan tempat

saluran gas hidrogen.

Pada generator dengan kapasitas besar umumnya digunakan pendingin

dengan menggunakan media gas yaitu 2idrogen atau 2elium. $arena 2elium

sulit didapat dan kurang ekonomis maka digunakan 2idrogen tetapi 2idrogen

mempunyai kelemahan yaitu pada "ampuran tertentu dengan udara yaitu antara

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

59




9 =) 2idrogen tersebut bersifat eksplosif. 7erikut ini adalah ilustrasi sistem

pendingin dari generator.

Gambar .56 -liran 2idrogen di dalam generator

Tekanan untuk hidrogen untuk setiap unit berbeda, dimana unit 195 harus

bertekanan sebesar kgC"m.g dan unit 6) sebesar 6 kgC"m.g dan unit ?9< sebesar

? kgC"m.g. 2idrogen dihasilkan oleh 25 plant dimana proses yang terjadi adalah

proses elektrolisa 25. gas yang dihasilkan adalah 5 dan 25. Gas 25 tersebutkemudian dialirkan menuju unit 1 9<. alam operasinya diperlukan oil seal

dimana tujuannya adalah men"egah ber"ampurnya udara dengan 25. :ang perlu

diperhatikan adalah tekanan .ir side dengan tekanan 25 Side, dimana tekanan 25

Side harus lebih besar. $euntungan dari sistem pendinginan inner – cooling

adalah 8

1. (engurangi !olume dan berat rotor dengan syarat meningkatkan

keandalan poros generator.

5. 7erat total generator berkurang, jadi kapasitas pondasi generator dan

crane berkurang sehinga lebih ekonomis.

6. +otor generator lebih pendek, sehingga dibutuhkan ruangan yang lebih

ke"il.

+eaktansi transient dan subtransient besar sehingga arus hubung singkat

menjadi lebih ke"il. engan demikian mengurangi burden dari pemutus daya.

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

60




4.% Sistm Protksi Gnr"tor

.?.1 asar pengamanan pada generator

Perkembangan teknologi yang berkaitan dengan desain, teknik isolasi, dan

sistem proteksi pada generator yang semakin baik diharapkan mampu

meminimalisasi ganguan pada mesin pembangkit.

amun gangguan pada mesin pembangkit tetap tidak bisa dihindari,

sehingga dapat mengganggu keandalan unit, stabilitas pasokan daya, dan

mempengaruhi umur pembangkit. Untuk menghindari hal – hal di atas, maka

setiap gangguan harus diketahui sesegera mungkin sehingga dapat diambil

tindakan pen"egahan agar gangguan tidak meluas dan kerusakan yang

ditimbulkannya dapat dikurangi.

Proteksi yang dilakukan pada generator harus memiliki kriteria dan

pertimbangan yang teliti. 2al ini bertujuan agar sistem proteksi tersebut dapat

bekerja sesuai dengan fungsinya, ekonomis dan memiliki keandalan yang tinggi.

7eberapa hal penting yang harus diperhatikan dalam meran"ang sistem

pengamanan pada generator antara lain 8

1. $eandalan sistem proteksi generator

Sistem proteksi yang digunakan harus mampu bekerja sesuai fungsinya

sehingga, apabila terjadi gangguan maka relay – relay proteksi tersebut harus

mampu merasakan dan bekerja sesuai dengan urutannya.

5. 0ffesiensi sistem proteksi generator

Pemasangan sistem proteksi tersebut disesuaikan dengan kapasitas

generator, sistem penguatan, dan sistem penggerak sehingga jumlah pengaman

yang dipasang tidak berlebihan atau dengan kata lain relatif lebih ekonomis.

6. Selekti!itas pengaman generator

Sistem proteksi harus dengan tepat memisahkan ataupun memadamkan

bagian jaringan yang terganggu agar tidak turut mengganggu bagian jaringan

lainnya yang masih sehat. +elay tidak boleh salah kerja, yaitu harus

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

61




dikoordinasi sedemikian rupa sehingga relay bagian jaringan yang masih sehat

tidak turut kerja.

Pada setiap relay yang dipasang dituntut untuk mampu bekerja sesuai

dengan fungsi dan daerah kerjanya, sehingga daerah yang terganggua dapat

dilokalisir seminimal mungkin.

. $e"epatan pengaman generator

+elay proteksi yang merupakan bagian penting dari sistem proteksi

yang diran"ang harus mampu member sinyal gangguan dengan "epat sesuai

dengan settingannya begitu terjadi gangguan sehingga tidak terjadi gangguan

yang fatal pada generator.

?. Sensiti!itas pada pengaman generator

Sistem proteksi harus peka mendeteksi setiap gangguan dalam bentuk

besaran &seperti 8 tegangan, arus, frekuensi, dan lain – lain' dalam nilai terke"il

sekalipun dengan respon #aktu yang relatif singkat.

.?.5 4enis Gangguan Pada Generator

4ika ditinjau dari sifat dan penyebabnya jenis gangguan dapat

dikelompokkan sebagai berikut 8

No. &nis G"n$$u"n Aki'"t ("n$ )itim'u*k"n+"* ("n$ +"rus

)i*"kukk"n

1-rus 7eban Lebih

&+elay 5< H ?1 3'

1. stabilitas sistem terganggu

5. isolasi kumparan start generator akan rusak

karena panas yang berlebihan

1. memeriksa suhu

belitan stator

5. memeriksa relay

yang bekerja

6. men"atat indikator

relay sebelum direset

. memeriksa sistem

eksitasi5

7eroperasi engan

Tegangan Lebih &relay

?@'

1. isolasi kumparan stator generator

mengalami pemanasan lebih

5. inti stator mengalami pemanasan lebih

6. terjadi o!er flu>ing pada generator

6 0ksitasi 7erlebih Pada

Generator &relay ?@ C

1. o!er flu>ing pada generator

5. pemanasan lebih pada kumparan stator

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

62




=1' 6. rusaknya bantalan rotor generator karena

!ibrasi tinggi

2ubungan Singkat di

Terminal Stator

Generator &relay =<'

1. isolasi kumparan stator generator

mengalami pemanasan lebih

5. kerusakan pada kopling generator dan

turbin karena !ibrasi besar dikumparan stator 1. men"atat relay yang

bekerja

5. mengumpulkan data

– data operasi unit

tersebut

6. generator tidak

boleh dioperasikansampai selesai

pemeriksaan dan

dinyatakan siap

. melakukan usaha

untuk mengurangi

tingkat kerusakan

seminimal mungkin

?. mengutamakan

keselamatan personil

?

Generator 7eroperasi

pada 7eban Tidak

Simetris

1. pemanasan pada bagian ujung kumparan

rotor alur dan ring penahan

D

Syarat Sinkron

Generator Tidak

Terpenuhi &relay D'

1. kerusakan pada kopling turbin dan

generator karena momen putar

5.kemungkinan P(7 menjadi rusak

6. pemanasan lebih pada kumparan stator

karena tegangan fasa sesaat naik

. terjadi gangguan mekanis pada generator

transformer

<

$umparan Stator

2ubung Tanah &+elay

DG H?@'

1. isolasi kumparan stator generator rusak

5. rusaknya luminasi inti besi stator

=

Generator $ehilangan

(edan Penguat &relay

)'

1. stabilitas sistem terganggu

5.pemanasan lebih pada ujung ujung

kumparan

@

Generator 7eroperasi

Sebagai (otor &relay

65'

1. pemanasan pada sudu – sudu turbin PLTU

5. ka!itasi pada sudu – sudu turbin $aplan

dan %ran"is di PLT-

6. kerusakan hebat pada PLT

.gangguan stabilitas sistem pada PLTG

D. menyiapkan sinkron

kembali khusus untuk

PLTG

1)

(otor Generator

2ubung Tanah &relay

D%'

1. pemanasan lebih pada kumparan rotor

5. rusaknya bantalan rotor generator karena

!ibrasi tinggi

1. segera mematikan

unit

5. tidak

mengoperasikan

generator sampai

selesai pemeriksaan

dan dinyatakan siap

Tabel .5 (a"am – ma"am gangguan generator sinkron

Pada arus beban lebih &relay 5< H ?1 3' ini terjadi gangguan pada sistem

yang menyebabkan tegangan sistem turun sangat rendah, gangguan saat generator

berupaya kembali normal setelah terjadi triping pada generator. Pada saat

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

63




ganggguan generator beroperasi pada beban tidak simetris salah satu konduktor

putus atau satu kutub P(7 tidak menutup gangguan tidak simetri pada beban atau

generator. $etika gangguan generator beroperasi sebagai motor &relay 65' hal

tersebut disebabkan karena daya $rime &o"er hilang ataupun kurang sedangkan

P(7 masih dan arus eksitasi masih ada. an pada saat gangguan dimana

kumparan stator hubung tanah &+elay DG H?@' dapat juga terjadi pada busbar

penghubung generator dan generator transformer.

.?.6 Sistem Proteksi Generator PLTU Suralaya

PLTU Suralaya banyak menggunakan relay 9 relay elektromekanik untuk

memproteksi generatornya dari berbagai gangguan yang mungkin terjadi. +elay

elektromekanik merupakan relay yang sistem kerjanya berhubungan dengan

beberapa kontak dan gerakan &mo"ement '. +elay jenis ini menggunakan aAas

kemagnetan. 7eberapa jenis relay elektromekanik yang banyak digunakan dalam

peralatan – peralatan pengaman jaringan sistem tenaga listrik, antara lain jenis

armature berengsel &hinged armature', piringan induksi &induction disc unit ',

mangkok induksi &induction cup', dan torak & plunger)/

$edua jenis relay yang disebut pertama termasuk dalam relay jenis

magnetic attraction yang dapat menggunakan besaran searah &B'. Sedangkan

kedua jenis relay terakhir termasuk dalam relay jenis magnetic induction, dimama

torsi yang digunakan untuk menggerakkan rotor sebagaimana halnya pada motor

induksi. alam hal ini yang digunakan hanya besaran bolak – balik &-B'.

+elay – relay yang banyak digunakan untuk memproteksi generator ada

beberapa ma"am sesuai dengan fungsi dan "ara kerjanya yang antara lain terdiri

dari 8

1. +elay ifferensial &=<'

ierential relay yaitu relay yang berfungsi untuk membandingkan

dua besaran arus dan fasa antara dua titik atau lebih pada batas – batas

daerah pengamanan. +elay ini digunakan sebagai proteksi utama untuk

mengamankan generator dari gangguan hubung singkat antar fasa atau

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

64




hubung singkat lapisan &layer short circuit ', yang bekerja dengan

ke"epatan tinggi agar tidak terjadi kerusakan yang lebih parah.

Prinsip kerja ierential relay adalah membandingkan arus – arus

dari transformator arus &BT' yang terpasang pada terminal – terminal

peralatan C instalasi listrik yang terproteksi.

5. 0egati $hase Se1uence Relay &D'

+elay urutan phasa negatif adalah relay yang dipakai sebagai

pengaman utama generator untuk mendeteksi arus urutan negatif yang

disebabkan oleh ketidakseimbangan beban pada batas – batas ruang

diiAinkan.

6. Re"erse $o2er Relay &65'

Re"erse po2er relay merupakan relay yang berfungsi apabila

terjadi daya balik yang masuk ke generator, sehingga men"egah generator

bekerja sebagai motor.

. oss o Excitation Relay &)'

oss o excitation relay merupakan pengaman generator yang

melindungi ujung – ujung belitan stator generator sebagai akibat hilangnya

penguatan generator. Penguatan generator juga dapat menyebabkan

generator lepas sinkron dari sistem sehingga bergantung kepada

kemampuan lilitan peredam generator untuk mengatasi keadaan asinkron.

?. 'ut Step Relay &<='

'ut step relay merupakan relay yang berfungsi memisahkan

generator dari sistem jika terjadi gangguan lepas sinkron pada generator

tersebut. 2al ini berkaitan erat dengan peristi#a ayunan ketika sistem

berada dalam kondisi transien akibat adanya gangguan.

-yunan pada sistem dapat terjadi akibat pengaruh beberapa mesin

sinkron lainnya, adanya perubahan beban, perubahan posisi P(T, dan

gangguan – gangguan lain pada sistem.

D. Stator *round Fault Relay &D'

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

65




Gangguan stator hubung tanah seperti halnya gangguan antar lilitan

stator generator dapat menimbulkan bahaya kebakaran dan juga kerusakan

laminasi alur generator sehingga gangguan ini perlu segera dihentikan

dengan membuka P(T generator dan juga P(T arus penguat medan serta

menghentikan mesin penggerak.

<. 3mpedance Relay &51'

3mpedance relay merupakan salah satu pengaman utama generator

untuk memproteksi antara rel daya generator dnegan penghantar fasa dari

gangguan tanah maupun hubung singkat. +elay akan berfungsi jika

admitansi, impedansi dan resistansi suatu rangkaian atau jaringan berubah

di luar batas yang diijinkan.

=. '"er Excitation Relay &?@C=1'

'"er Excitation relay merupakan pengaman utama generator yang

merasakan adanya kelebihan penguatan pada rotor. Sebab – sebab terjadi

o"er excitation &o"er lux' 8

• -danya pelepasan C pengurangan beban yang besar se"ara tiba

– tiba,

• $eadaan pada beban nol ataupun beban ringan.

@. 4nder Fre1uency Relay &=1'

4nder re1uency relay merupakan pengaman bantu generator untuk

mendeteksi adanya perubahan frekuensi di luar harga yang diijinkan.

Penurunan frekuensi dapat disebabkan oleh adanya hubung singkat

ataupun penambahan beban yang terlalu besar sehingga go!ernor tidak

bisa lagi menaikkan koper penggerak mula.

1). .ccidental Energi!a!tion Relay &?)C5<'

(erupakan gabungan antara relay under!oltage dengan o!er

"urrent relay akibat adanya penurunan tegangan ketika mesin dihentikan

atau akan distart atau saat mesin akan sinkron dengan sistem. -danya

perbedaan tegangan atau frekuensi generator dengan sistem akan

P+G+-( /PL(- T0$/$ 0L0$T+S0$L-2 3$-S/

U/30+S/T-S G-4-2 (--

66




menyebabkan stress mekanik pada bearing atau poros rotor, dan stress

elektrik pada belitan akibat adanya momen puntir.

11. '"ercurrent 3nstantaneous relay &?)'

'"ercurrent instantaneous relay merupakan arus lebih sesaat

&o"ercurrent instantaneous' yang digunakan untuk mendeteksi besaran

arus yang mengalir pada sistem yang melebihi batas setting arus yang

ditentukan dalam #aktu singkat &sesaat'.

15. ,oltage Restraned '"ercurrent Relay &?13'

,oltage restrained o"ercureent relay merupakan relay arus lebih

yang dihasilkan kumparan arus. +elay ini bekerja jika kenaikan arus pada

sistem diikuti juga dengan terjadinya penurunan tegangan sistem.

bab iv pengoperasian generator

Documents