1

1 BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangTegangan keluaran yang konstan pada sebuah generator adalah hal

yang sangat penting untuk menghasilkan suplai daya yang diharapkan. Perubahan tegangan keluaran sebuah generator dipengaruhi oleh berbagai macam faktor pengganggu, salah satunya beban yang berubah. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu peralatan regulator khusus untuk menjaga tegangan keluaran generator tetap konstan walaupun ketika generator dipengaruhi faktor-faktor pengganggu tersebut. Regulator tegangan ini dapat dikontrol baik secara manual maupun secara otomatis.

Kestabilan pada sistem pembangkit merupakan bagian yang dapat dipengaruhi oleh adanya gangguan besar maupun kecilnya beban. Untuk menjaga kestabilan pada sistem pembangkit diperlukan sistem kontrol yang tepat. Sistem kontrol ini diperlukan agar apabila sistem tenaga listrik mengalami gangguan, maka respon sistem dalam mengatasi gangguan akan cepat dan handal. Jika terdapat perubahan beban maka sangat berpengaruh pada frekuensi keluaran pada generator yang akan mengakibatkan tegangan keluaran juga berubah. Oleh karena itu dibutuhkan suatu sistem kontrol yang dapat mengendalikan keluaran tegangan pada generator agar stabil di set point yang diinginkan meskipun beban berubah – ubah. Sistem kontrol yang dibuat dapat menjaga nilai keluaran generator dengan frekuensi 50 Hz dan tegangan yang dapat diatur sesuai set point.

Pada tugas akhir ini akan dibahas mengenai perancangan penyetabil nilai tegangan terbangkit agar tetap dalam kondisi relatif konstan. Sistem yang digunakan yaitu simulator pembangkit listrik yang terdiri dari rangkaian kontrol, beban dan 1 buah unit pembangkit yaitu satu buah genset 1 KVA. Kontroler yang digunakan adalah PID Controller. Metode ini dipilih karena PID mempunyai perhitunagn yang cukup simpel dan dapat bekerja baik pada plan yang butuh respon cepat.

Sistem kontrol PID merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpanbalik pada sistem tesebut. Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu proportional, integratif dan derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang diinginkan terhadap suatu plant.

2

1.2 Perumusan MasalahPada Tugas Akhir ini yang menjadi permasalahan utama adalah

pengaturan tegangan keluaran generator set (genset) agar selalu berada di nilai tertentu meskipun beban berubah – ubah. Pada penelitian sebelumnya, pengaturan tegangan dilakukan di tegangan eksitasi dari luar. Pada genset yang bermerek Sumura ini, tidak mempunyai tegangan eksitasi dari luar sehinga pengaturan tegangan keluaran dilakukan dengan cara mengatur arus medan pada stator menggunakan swithcingdengan TRIAC.

1.3 Batasan MasalahRancangan kontroler PID didapat dari penurunan model

matematika plant pada keadaan beban nominal dan menggunakan beban resitif. Pengaturan tegangan dilakukan tanpa memperdulikan frekuensi tegangan terbangkit dengan set point 150 Volt.

1.4 TujuanPengerjaan tugas akhir ini bertujuan untuk merancang kontroler

PID yang diimplementasikan pada generator berkapasitas 1KVA untuk mengendalikan tegangan keluaran agar stabil pada nilai set point yang diinginkan.

1.5 MetodologiPenelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan metodologi,

yaitu, studi literatur, desain rangkaian switching, identifikasi sistem, desain kontroler, pengambilan data dari generator, analisis data, dan yang terakhir adalah penyusunan laporan berupa buku tugas akhir.

Tahap studi literatur dilakukan dengan mencari informasi/data mengenai sebagian/keseluruhan sistem dari buku teks, jurnal, internet dan lain-lain. Tahap selanjutnya merupakan tahap untuk mendesain rangkaian switching. Rangkaian ini berfungsi sebagai aktuator dari rangkaian kontroler. Aktuator disini bukan hanya terbatas pada rangkaian switching tetapi juga rangkaian pendukung lainnya. Setelah mendesain rangkaian switching, selanjutnya adalah tahap identifikasi sistem. Identifikasi sistem disini adalah berusaha mengetahui perilaku dari genset yang akan dianalisis termasuk rating dan konstruksi. Setelah itu tahap desain kontroler. Desain kontroler disini adalah melakukan tuning untuk mendapatkan parameter kontroler yang sesuai dengan model genset. Selanjutnya pengambilan data dari generator, pengambilan data bertujuan untuk mendapatkan gambaran secara menyeluruh dari genset yang akan dikontrol dimana data ini nantinya

3

akan diolah untuk mendapatkan karakteristik dari genset tersebut. Tahap selanjutnya merupakan merupakan tahap analisis data. Data yang telah didapatkan selanjutnya akan dianalisis. Data ini nantinya akan diolah agar dapat dihasilkan suatu persamaan matematis yang merepresentasikan sistem secara keseluruhan. Dari hasil analisis, akan ditarik kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan. Tahap terakhir adalah penulisan buku tugas akhir. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan metodologi, yaitu, studi literatur, desain rangkaian switching, identifikasi sistem, desain kontroler, pengambilan data dari generator, analisis data, dan yang terakhir adalah penyusunan laporan berupa buku tugas akhir.

Tahap studi literatur dilakukan dengan mencari informasi/data mengenai sebagian/keseluruhan sistem dari buku teks, jurnal, internet dan lain-lain. Tahap selanjutnya merupakan tahap untuk mendesain rangkaian switching. Rangkaian ini berfungsi sebagai aktuator dari rangkaian kontroler. Aktuator disini bukan hanya terbatas pada rangkaian switching tetapi juga rangkaian pendukung lainnya. Setelah mendesain rangkaian switching, selanjutnya adalah tahap identifikasi sistem. Identifikasi sistem disini adalah berusaha mengetahui perilaku dari genset yang akan dianalisis termasuk rating dan konstruksi. Setelah itu tahap desain kontroler. Desain kontroler disini adalah melakukan tuning untuk mendapatkan parameter kontroler yang sesuai dengan model genset. Selanjutnya pengambilan data dari generator, pengambilan data bertujuan untuk mendapatkan gambaran secara menyeluruh dari genset yang akan dikontrol dimana data ini nantinya akan diolah untuk mendapatkan karakteristik dari genset tersebut. Tahap selanjutnya merupakan merupakan tahap analisis data. Data yang telah didapatkan selanjutnya akan dianalisis. Data ini nantinya akan diolah agar dapat dihasilkan suatu persamaan matematis yang merepresentasikan sistem secara keseluruhan. Dari hasil analisis, akan ditarik kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan. Tahap terakhir adalah penulisan buku tugas akhir.

1.6 RelevansiHasil penelitian ini diharapkan mampu menjadi referensi

perancangan penyetabil pembangkit listrik skala kecil. Pembangkit listrik merupakan sistem yang cukup penting dan memiliki dinamika yang tinggi terutama dalam hal stabilisasi frekuensi dan tegangan terhadap perubahan beban.

4

1.7 Sistematika PenulisanPada Tugas akhir ini, pembuatan laporan akhir terbagi menjadi 5

bab dengan sistematika sebagai berikut:BAB 1 Pendahuluan

Merupakan pendahuluan yang membahas latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan, metodologi, sistematika penulisan Tugas Akhir dan relevansi.

BAB 2 Dasar TeoriBerisi penjelasan teori penunjang tentang generator, konstruksi dan prinsip kerjanya.

BAB 3 Perancangan Sistem Berisi tentang perancangan rangkaian Driver dan rangkaian pendukung lainnya.

BAB 4 Implementasi dan Pengujian SistemBerisi metode pengujian serta analisa dari perangkat keras dan implementasi kontroler yang dirancang.

BAB 5 PenutupBerisi kesimpulan serta saran yang dapat dijadikan pertimbangan pengembangan berdasarkan hasil pengerjaan Tugas Akhir ini.