PEMBEBANAN DAN PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA SISTEM

YANG DI SUPLAI 2 GENERATOR

A. TUJUAN PERCOBAAN

1. Mengerti dan memahami operasi MG - set (Motor Generator – Set).

2. Menentukan regulasi tegangan alternator 3 fasa di bawah kondisi berbagai macam

beban.

3. Mengerti dan memahami teknik memparalelkan 2 atau lebih generator AC 3 fasa

4. Mengerti dan memahami pengaruh dari berbagai macam beban terhadap generator

3 fasa.

B. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

Hampden Power System Simulator

C. DASAR TEORI

Power System Simulator menggunakan 3 MG – set untuk mensuplai daya ke

beban. Oleh karena itu, penting sekali untuk mengerti dan memahami operasi dan

karakteristik alternator 3 fasa tersebut. Di sini, tidak di bahas tentang teori motor

listrik dan generator. Akan tetapi perhatian kita tertuju pada mempelajari operasi dan

karakteristik alternator 3 fasa dengan Power System Simulator.

Penggerak utama (prime mover) dari masing-masing MG – set adalah motor

DC. Alternator 3 fasa dari MG – set adalah generator sinkron penguatan medan

terpisah. Kontrol dari MG – set terdiri dari :

Sumber DC 125 Volt, untuk mencatu jangkar motor DC.

Rheostat, yang terhubung seri dengan belitan medan motor DC.

Sumber tegangan DC 0 – 18 Volt, untuk mencatu belitan medan generator.

Saklar pemutus medan generator untuk masing-masing MG – set.

Kecepatan putar motor DC dapat di ubah-ubah melalui rheostat. Semakin

cepat putaran motor DC, frekuensi gelombang tegangan keluaran generator semakin

besar dan tegangan keluaran juga semakin besar. Begitu pula sebaliknya. Sumber

tegangan DC 0 – 18 Volt digunakan untuk mencatu belitan medan generator sinkron.

1

Jika tegangan penguatan semakin besar, maka tegangan keluaran generator bertambah

besar.

Generator

Ada 3 hal yang menyebabkan drop tegangan pada generator sinkron

penguatan medan terpisah, yaitu :

a. Resistansi jangkar ( Ra )

Resistansi jangkar / fasa Ra menyebabkan terjadinya tegangan jatuh ( kerugian

tegangan )/ fasa I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar.

b. Reaktansi Bocor Jangkar

Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar , sebagian fluks yang terjadi

tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan. Hal seperti ini disebut

Flukbocor.

c. Reaksi Jangkar

Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat alternator dibebani

akan menimbulkan fluks jangkar ( фA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang

dihasilkan pada kumparan medan rotor ( фF ), sehingga akan dihasilkan suatu

fluksi resultan sebesar : фR = фF . фA

Interaksi antara kedua fluksi ini disebut reaksi jangkar.

Poin a dan b adalah dua faktor yang selalu menyebabkan drop tegangan.

Sedangkan poin c, reaksi jangkar, dapat menyebabkan tegangan keluaran naik

atau turun, tergantung pada power faktor beban. Drop tegangan adalah fungsi dari

arus beban. Hal ini akan membawa dampak pada pengaturan tegangan, yaitu :

2

Dengan power factor leading, tegangan akan naik dari kondisi tanpa beban ke

beban penuh

Dengan power factor lagging, tegangan akan turun dari kondisi tanpa beban ke

beban penuh

Pengaturan tegangan (dalam %) ditentukan dengan rumus :

Pengaturan tegangan (%) =

Keterangan : VNL = tegangan tanpa beban

VFL = tegangan beban penuh

Paralel Generator

Ada dua metode sistem pembangkitan energi listrik, yaitu :

a. Sistem pembangkitan tunggal. Kelemahan dari sistem ini adalah

Generator akan terus memproduksi energi listrik sepanjang waktu bahkan

ketika sistem daya memikul beban yang ringan

Apabila generator gagal dalam bekerja, tidak ada daya cadangan yang dapat

diberikan

Jika suatu saat beban bertambah, sistem pembangkita energi listrik secara

keseluruhan harus di-upgrade.

Karena kelemahan-kelemahan di atas, sistem ini tidak banyak dipakai.

b. Sistem pembangkitan dengan cara memparalelkan dua generator atau lebih

melalui sistem transmisi tegangan tinggi, yang disebut grid. Walaupun

demikian timbul masalah-masalah, yaitu :

Tegangan, frekuensi dan sinkronnya fasa dari masing-masing generator

harus sama

Pengamanan grid dan stasiun pembangkitan dari gangguan pada generator

maupun saluran transmisi juga harus mendapat perhatian

Harus diperhitungkan masalah produksi energi dan pemeliharaan berkala

untuk operasi ekonomis sistem daya yang berkelanjutan.

Yang dimaksud dengan kerja pararel adalah pengoperasian beberapa buah

generator secara bersama-sama, dimana output dari genset yang sedang

3

beroperasi tersebut disalurkan ke beban melalui rel yang sama (common busbar

sistem). Sedangkan yang dimaksud dengan sinkronisasi adalah memasukkan satu

generator untuk kerja pararel yang lain. Seringkali sistem dimana generator yang

akan dihubungkan sudah mempunyai begitu banyak generator dan beban yang

terpasang, sehingga berapapun juga daya yang diberikan oleh generator yang baru

masuk tidak mempengaruhi tegangan dan frekuensi dari sistem. Hal ini yang

disebut generator terhubung pada sistem yang kuat sekali.

Adapun tujuan utama dari pelaksanaan kerja pararel ini adalah sebagai berikut :

a. Penambahan daya, jika genset yang terpasang tidak mampu menanggung

pertambahan beban listrik. dengan kerja pararel dapat diatasi.

b. Kontuinitas. jika ada gangguan dari sumber listrik PLN. maka beban akan

tetap mendapatkan suplai listrik

c. Efisiensi, efisiensi maksimum dari generator dapat tercapai jika generator

mengirim beban puncak. generator dapat dioperasikan pararel dengan

Generator yang lain.

Memparalelkan generator AC jauh lebih rumit dari pada generator DC.

Persyaratan utama untuk memparalelkan generator DC hanyalah pada tegangan

dan polaritasnya saja. Sedangkan untuk generator AC harus dipertimbangkan

masalah tegangan, bentuk gelombang, perputaran fasa (phase rotation) dan

sinkronisasi fasa (phase sinchonization). Dalam sistem utilitas, bentuk gelombang

dan rotasi fasa dirancang konstan sehingga perhatian ditujukan pada tegangan,

frekuensi dan sinkronisasi fasa (power factor dan daya juga harus diperhatikan

untuk memonitor efisiensi daya dan masalah ekonomi).

Untuk mengukur tegangan dan frekuensi sistem digunakan volt meter dan

frekuensi meter. Sinkronisasi fasa dapat dimonitor dengan synchroscope atau

dengan lampu fasa (phasing lamps). Pada dasarnya synchroscope adalah sebuah

motor dengan statornya dicatu oleh generator yang akan diparalelkan (incoming

generator) sedangkan rotornya dicatu oleh generator yang sedang berjalan

(running generator).

4

Kecepatan putar dari motor (synchroscope) tersebut ditentukan oleh

perbedaan frekuensi antara kedua generator itu. Apabila kedua generator

mempunyai frekuensi yang sama, maka synchroscope akan berhenti berputar.

Untuk sinkronisasi fasa dengan lampu fasa (phasing lamps) pada prinsipnya

juga sama. Lampu fasa (phasing lamps) dipasang seri di antara 3 saluran (fasa R,

S dan T) dua generator untuk fasa – fasa yang sama. Apabila kedua generator

mempunyai frekuensi yang berbeda, maka lampu fasa (phasing lamps) akan

berkedip-kedip.

Apabila telah memiliki frekuensi yang sama, maka lampu fasa (phasing

lamps) tidak menyala (untuk lampu sinkronisasi fasa hubungan gelap). Langkah-

langkah yang perlu diperhatikan dalam memparalelkan generator 3 fasa dengan

bus (jala-jala PLN) adalah sebagai berikut :

Tegangan efektif saluran generator disesuaikan dengan tegangan efektif

saluran dari bus.

Kecepatan rotor generator dibuat sedemikian rupa sehingga frekuensinya sama

dengan frekuensi bus.

Urutan fasa dicek dengan menggunakan indikator urutaan fasa atau dengan

menggunakan lampu.

Frekuensi generator dibandingkan dengan frekuensi bus dengan menggunakan

synchrosacope atau lampu fasa (phasing lamps). Apabila frekuensinya lebih

tinggi maka kecepatan putar prime mover diturunkan. Dan begitu sebaliknya,

apabila frekuensi generator lebih rendah daripada frekuensi bus, maka

kecepatan putar prime mover dinaikkan.

Apabila telah diketahui bahwa tegangan dan frekuensinya benar-benar sama

maka generator siap untuk bekerja paralel.

Apabila dua generator telah bekerja paralel, maka

Frekuensi sistem secara keseluruhan dapat dinaikkan atau diturunkan dengan

menambah atau mengurangi kecepatan prime mover masing-masing generator

secara serentak (simultan).

5

Tegangan sistem secara keseluruhan dapat dinaikkan atau diturunkan dengan

menaikkan atau menurunkan tegangan pengeksitasi medan masing-masing

generator.

Perbaikan Faktor Daya

Sebagian besar masalah faktor daya disebabkan oleh beban induktif,seperti

motor dan transformer induksi.salah satu metode yang digunakkan untuk

meningkatkan faktor daya dari rangkaian jenis ini adalah dengan menghubungkan

kapasitor secara parallel dengan beban.(lihat gambar).

Gambar Menghubungkan Kapasitor untuk meningkatkan faktor daya.

Dengan cara ini IL tetap sama dan setiap beban bekerja pada faktor dayanya

sendiri, tetapi faktor daya keseluruhan pada rangkaian yang dikombinasikan akan

meningkat. Kapasitor murni merupakan beban yang bekerja pada faktor daya

yang mendahului dan ketika dihubungkan ke beban induktif,cenderung melawan

efek ketertinggalan induktansi tetapi tanpa menghabiskan daya apapun.

D. PROSEDUR PERCOBAAN

Persiapan

1. Hidupkan (ON) CB catu daya peralatan Hampden Power System Simulator.

2. Hidupkan (ON) generator 2 sebagai generator referensi.

3. Masukkan prime mover generator 2 sebagai pemanasan dengan langkah di

bawah ini :

Hidupkan CB prime mover.

Hidupkan switch control generator 2.

6

Masukkan prime mover selama 3 detik.

4. Masukkan eksitasi generator 2 dengan langkah di bawah ini :

Hidupkan CB eksitasi.

Naikkan eksitasi hingga mencapai tegangan sebesar 320 V.

Naikkan prim mover hingga frekuensi 50 Hz.

5. Masukkan beban Station Service (SS) pada generator 1 dengan menghidupkan

(ON) DS pada jalur yang dipilih terlebih dahulu baru menghidupkan (ON) CB

beban SS.

6. Cek tegangan dan frekuensi pada generator 1 dengan melihat voltmeter dan

frekuensimeter yang terdapat pada simulator.

7. Atur tegangan dan frekuensi generator 2 dengan nilai 320 V dan 50 Hz apabila

nilainya berubah, jaga konstan pada nilai tersebut.

8. Putar saklar synchronouscope dari generator 2 ke posisi running dan putar

saklar synchronouscope dari generator 1 ke posisi incoming.

9. Arahkan selector switch frekuensimeter dan voltmeter ke generator 1.

10.Hidupkan (ON) generator 1.

11.Masukkan prime mover generator 1 sebagai pemanasan dengan langkah di

bawah ini :

Hidupkan CB prime mover.

Hidupkan switch control generator 1.

Masukkan prime mover selama 3 detik.

12.Masukkan eksitasi generator 1 dengan langkah di bawah ini :

Hidupkan CB eksitasi.

Naikkan eksitasi hingga mencapai tegangan sebesar 320 V.

Naikkan prim mover hingga frekuensi 50 Hz.

Paralel Generator

1. Setelah generator 1 dimasukkan, amati lampu sinkronisasi dan jarum

synchronouscope. Apabila lampu sinkronisasi masih berkedip-kedip dan jarum

synchronouscope masih berputar, maka kedua generator belum sinkron.

2. Atur generator 1 hingga lampu sinkronisasi tidak berkedip dan jarum

synchronouscope berhenti berputar. Jaga konstan tegangan dan frekuensi

7

kedua generator, maka kedua generator siap diparalelkan dengan menutup

saklar isolasi saluran.

3. Tetap pertahankan tegangan keluaran dan aturlah power factor untuk tetap

dalam kondisi lagging. Isikan data tegangan, arus, daya, frekuensi dan power

factor kedua generator pada table 1.

4. Masukkan beban agricultural dan residential secara bergantian atau bersamaan

sesuai dengan tabel dan catat hasilnya pada tabel 1.

Perbaikan Faktor Daya

1. Jika percobaan paralel generator telah selesai dibebani dengan beban

agricultural dan residential sesuai dengan tabel 1, maka sekarang paralel

generator akan dibebani dengan beban industrial.

2. Lepaskan beban residential dan agricultural, namun beban station service tetap

terpasang.

3. Masukkan beban industrial sesuai dengan tabel.

4. Tetap pertahankan tegangan keluaran dan aturlah power factor untuk tetap

dalam kondisi lagging. Isikan data pengukuran pada table 2.

5. Kemudian ambil alihkan semua beban ke generator 2. Pertahankan tegangan

dan frekuensi tetap konstan. Juga pertahankan power factor-nya tetap lagging.

Ketika generator 1 tidak lagi menghasilkan daya watt, buka saklar isolasi

saluran. Dan matikan generator 1.

6. Hilangkan beban dari sistem. Atur kembali generator tetap mempunyai

tegangan 320V, 50 Hz. Matikan generator 2.

7. Untuk mematikan generator :

Lepaskan semua beban dan matikan saklar isolasi saluran

Turunkan tegangan pengeksitasi medan generator sampai 0 volt. Matikan

saklar pemutus medan.

Turunkan kecepatan putar motor DC. Matikan motor DC dengan

mematikan CB pencatu tegangan DC 125 V.

8

E. DATA HASIL PERCOBAAN

a. Beban Station Service dan Agriculture, Resindential

BebanTegangan (V) Arus (A) Frekuensi (Hz)

G1 G2 G1 G2 G1 G2

SS 325 325 0,03 0,12 50 50

SS+AG 325 325 0,13 0,25 50 50

SS+RS1 325 325 0,2 0,36 50 50

SS+RS1+RS2 325 325 0,22 0,36 50 50

SS+AG+RS1 325 325 0,32 0,46 50 50

SS+AG+RS1+RS2 325 325 0,32 0,48 50 50

SS+AG+RS1+RS2+RS3 325 325 0,32 0,48 50 50

BEBANDaya (kW) Power Faktor

G1 G2 G1 G2

SS 0 0,09 1 (UP) 0,99 (Lag)

SS+AG 0,05 0,15 0,99 (Lag) 0,99 (Lag)

SS+RS1 0,05 0,16 0,92 (Lag) 0,89 (Lag)

SS+RS1+RS2 0,1 0,22 0,91 (Lag) 0,91 (Lag)

SS+AG+RS1 0,11 0,22 0,92 (Lag) 0,96 (Lag)

SS+AG+RS1+RS2 0,17 0,28 0,96 (Lag) 0,94 (Lag)

SS+AG+RS1+RS2+RS3 0,22 0,33 0,96 (Lag) 0,96 (Lag)

b. Beban Industrial

Beban Tegangan (V) Arus (A) Power Faktor

R1 + XL1 172 0,25 0,93 (Lag)

R2 + XL2 171 0,5 0,84 (Lag)

R3 + XL3 165 1 0,83 (Lag)

R1 + XL1 + XC1 174 0,21 1 (UP)

R2 + XL2 + XC2 171 0,45 1 (UP)

R3 + XL3 + XC3 168 0,97 0,96 (Lag)

Keterangan : R1 = 1000 ohm

9

R2 = 500 ohm

R3 = 250 ohm

XL1 = 600 ohm

XL2 = 300 ohm

XL3 = 150 ohm

XC1 = 2650 ohm

XC2 = 1325 ohm

XC3 = 1325 ohm

F. ANALISA DAN PEMBAHASAN

a. Beban Station Service dan Agriculture, Resindential

Dari tabel percobaan diatas dapat dilihat nilai tegangan (V) dan nilai

frekuensi (f) adalah konstan yaitu masing – masing 325 V dan 50 Hz. Batas atas

dan batas bawah untuk nilai kesalahan dari tegangan dan frekuensi adalah ±5%,

jika melebihi batasan generator bisa dikatakan tidak memenuhi persyaratan

paralel lagi. Nilai tegangan dan frekuensi dibuat konstan dikarenakan keduanya

merupakan syarat dari paralel generator seperti yang telah dijelaskan di bab III.

Dasar teori yang menyatakan bahwa syarat paralel generator adalah kedua

generator harus memiliki nilai tegangan dan frekuensi yang sama yang harus

dijaga konstan selama paralel generator berlangsung. Jika tidak, paralel generator

akan gagal.

Pada tabel arus bisa dilihat kalau nilainya semakin meningkat, seiring

penambahan beban hal ini terjadi sesuai dengan rumus P = V x I dengan tegangan

konstan (325 V) dan frekuensi konstan (50 hertz) yaitu semakin bertambahnya

beban maka nilai arus juga akan semakin bertambah. Sebagai contohnya pada

pembebanan Station Service nilai arus pada generator 1 dan 2 masing – masing

adalah 0,03 A dan 0,12 A, dengan penambahan beban Agriculture maka nilai

arusnya meningkat yaitu 0,13 A dan 0,25 A. Nilai untuk daya juga sama dengan

arus yaitu semakin meningkat, sesuai dengan rumus diatas dengan semakin

meningkatnya nilai arus maka nilai daya juga semakin meningkat dengan nilai

tegangan yang konstan. Sebagai contoh dapat dilihat nilai untuk generator 1 dan 2

pada pembebanan Station Service, Residential 1, Residential 2 adalah 0,17 kW

dan 0,28 kW yang meningkat dengan penambahan beban Residential 3 menjadi

0,22 kW dan 0,33 kW. Nilai arus dan daya cenderung lebih besar nilainya pada

10

generator 2 karena generator 2 merupakan generator referensi atau generator

utama yang diparalelkan dengan generator 1, selain itu generator 2 sudah

dibebani terlebih dahulu sebelum diparalelkan dengan generator 1.

Untuk nilai power faktor adalah lagging, hal ini disebabkan karena beban

memerlukan supply VAR, maka dari itu generator mensupply VAR ke beban dan

menjadikan power faktor bernilai lagging. Power faktor generator 1 dan generator

2 cenderung berimpitan karena kedua generator saling menyeimbangkan

dikarenakan kedua generator sudah disinkronkan.

b. Beban Industrial

Pada tabel percobaan kedua ini, kita bisa melihat nilai percobaan pada tabel

tersebut yaitu perbedaan sebelum dimasukkan kapasitor dan sesudah dimasukkan

kapasitor. Dari tabel percobaan tersebut diatas dapat kita lihat bahwa sebelum

dimasukkan kapasitor tegangan semakin menurun dan berakibat nilai power

faktornya menurun sedangkan nilai arus menjadi naik. Setelah dimasukkan

kapasitor dengan tegangan yang hampir sama membuat nilai power faktornya

meningkat dan arus menjadi turun. Terlihat bahwa sebelum penambahan

kapasitor, sistem tidak terlalu jelek, tetapi setelah penambahan kapasitor

menjadikan sistem lebih baik dari sebelumnya. Sebagai contohnya dari tabel

diatas nilai arus, tegangan dan power faktor sebelum dimasukkan kapasitor

adalah 0,25 A, 172 V dan 0,93 lagging, sedangkan setelah dimasukkan kapasitor

nilai arus turun menjadi 0,21 A yang menyebabkan nilai tegangan dan power

faktor meningkat yaitu 174 V dan 1 Unity Power Faktor.

G. PERTANYAAN DAN JAWABAN

Pertanyaan

1. Bagaimana pengaruh perubahan beban terhadap generator? Gambar grafik

fungsi I dari tabel percobaan pertama!

2. Jelaskan pengaruh perubahan eksitasi terhadap Pf, Frekuensi, Arus, Kw, dan V

generator, buktikan dengan rumus!

3. Jelaskan secara singkat metode penyingkronan fasa dengan lampu phasa

(phasing lamp) dengan menggambar rangkaian!

4. Jelaskan bagaimana memperbaiki jatuh tegangan pada sistem tenaga listrik!

11

5. Jelaskan pengaruh power factor terhadap tegangan sistem!

Jawaban

1. Perubahan beban berpengaruh pada nilai arus, daya dan tegangan, yaitu

apabila beban bertambah maka nilai arus akan meningkat dan nilai daya juga

akan meningkat, sedangkan untuk tegangan disini dibuat konstan sebagai

syarat paralel generator yaitu 325V.

2. Pengaruh perubahan arus medan eksitasi terhadap arus pembangkitan

generator

Perubahan di dalam arus medan dc yang mengalir melalui lilitan

medan pada rotor dari generator sinkron menyebabkan perubahan pada faktor

daya ketika generator bekerja. Kemampuan untuk berubah faktor daya oleh

sebab pengubahan keadaan eksitasi ini merupakan karakteristik yang sangat

penting dari generator sinkron.

Pengoperasian generator sinkron pada kecepatan rotasi putar yang

konstan akan membutuhkan resultan fluksi yang konstan supaya tegangan

yang dihasilkan cenderung konstan. Baik sumber dc dan dan putaran rotor

bekerja sama untuk menghasilkan resultan fluks yang konstan ini.

Berikut ini yang merupakan diagram fasor dari arus dan tegangan yang

terjadi ketika generator sinkron beroperasi.

12

Tegangan

Arus

Daya yang dicatu oleh generator akan bernilai konstan jika (E2 /Xt) sin

δ tetap konstan, sehingga perubahan pada E maka sin δ harus berubah sejauh

menjaga (E2 /Xt) sin δ tetap konstan, sehingga daerah dari fasor-fasor

‘keluarga’ E (E1, E2, E3) harus berada pada jalur garis yang terputus-putus.

Lebih jauh, proyeksi fasor I pada fasor E’ harus tetap konstan.

Keadaan eksitasi berlebih (over excitation)

Ketika tegangan eksitasi sebesar E1 , maka arus medan eksitasi

menghasilkan terlalu banyak fluks /over-excitation. Fasor arus

mengasumsikan posisi I1 yang sedemikian sehingga ketika fasor j

I1 Xt ditambahkan kepada fasor E1 akan memberikan tegangan

terminal E’. Hal ini menjadikan arus reaktif yang ‘mendahului

E1’/leading dialirkan dan berlaku untuk mengurangi kemagnetan

(demagnetisasi) medan fluks untuk menambah kebutuhan tegangan

terminal.

Keadaan setimbang (balanced excitation)

Jika eksitasi dikurangi sedemikian hingga tegangan eksitasi menjadi

E2 , maka tidak terjadi kelebihan fluks yang dihasilkan oleh lilitan

medan, sehingga arus keluaran ac dari generator tidak memiliki

komponen reaktif , faktor daya adalah satu dan arus keluaran adalah I2 .

13

Keadaan eksitasi rendah (under excitation)

Ketika tegangan eksitasi adalah E3 maka motor berada pada keadaan

eksitasi-rendah (under-excitation) . Arus keluaran pada keadaan ini

diasumsikan pada posisi I3 dan faktor daya adalah ‘lagging’ atau ‘arus

tertinggal dari tegangan’. Keadaan arus I3 yang tertinggal ini

mempunyai efek magnetisasi yang membantu membentuk fluks celah-

udara seperti yang dibutuhkan oleh tegangan terminal E’.

Hubungan kualitatif antara arus dc lilitan medan terhadap

eksitasi generator sinkron.

Arus eksitasi generator dipengaruhi pula oleh arus lilitan medan dc

dari jangkar rotor.

Berikut rumus untuk pembuktian bahwa perubahan arus eksitasi terhadap pf, f,

I, kW, dan V generator :

E = -N

E = 4,44 f.N. ϕ

E = 4,44 . N. Φ

= C.n. ϕ

Ea = Ia(Ra +jXs) + Va

Va = Ea – Ia(Ra +jXs)

Va = C.n. ϕ – Ia(Ra +jXs)

3. Pada saat proses penyinkronan generator apabila terjadi beda arah sudut fasa

maka lampu phasa akan berkedip terus menerus yang menandakan dua

14

generator belum pada posisi sinkron dan generator tidak boleh disinkronkan

pada kondisi ini karena syarat-syarat pemaralelannya belum terpenuhi.

Sedangkan lampu phasa akan mati atau hidup terus menerus ketika kondisi

kedua generator beda arah sudut fasanya sama, dimana hal tersebut

menandakan kedua generator sudah pada posisi siap untuk disinkronkan.

Gambar Rangkaian Phasing Lamps

4. Ada beberapa cara yang bisa dilakukan untuk memperbaiki jatuh tegangan

pada sistem tenaga listrik, yaitu :

Perubahan tap changer transformator

Kita dapat menggunakkan tap changer transformer untuk memperoleh

out put tegangan yang tetap, dan bisa mengurangi jatuh tegangan pada

sistem tenaga listrik

Memperbesar nilai out put daya reaktif pada generator

Ini dilakukan jika tidak terdapat tap changer, untuk itu pola

perbaikkannya adalah dengan memperbesar nilai out put daya reaktif

generator pembangkit yang ada agar saat penyaluran daya jatuh

tegangannya dapat dikurangi.

Penambahan kapasitor bank

Kapasitor bank adalah komponen yang dapat memebantu untuk

menambahkan daya reaktif pada sistem, dimana dengan menambahkan

daya reaktif ke sistem dapat memperbaiki (menurunkan) nilai arus

15

pada sistem sehingga dengan turunnya nilai arus dapat meningkatkan

nilai tegangan dan dapat membantu mengurangi jatuh tegangan.

5. Pengaruh Power Faktor disini ada dua, yaitu

a. Pengaruh Power Faktor Generator terhadap tegangan sistem :

Jika Power Faktor lagging maka generator akan menyuplai VAR ke

sistem

Jika Power Faktor generator leading maka generator akan menyerap

VAR dari sistem

Jika Power Faktor generator unity maka generator tidak akan

mensuplai atau menyerap VAR, kondisi ini yang tidak boleh terjadi

b. Pengaruh Power Faktor beban terhadap tegangan sistem :

Jika Power Faktor beban unity maka menunjukkan beban seimbang

atau daya aktif sama dengan daya reaktif

Jika Power Faktor beban lagging maka menunjukkan beban bersifat

induktif sehingga terjadi drop pada nilai tegangan

Jika Power Faktor beban leading maka menunjukkan beban bersifat

kapasitif sehingga terjadi peningkatan pada nilai tegangan

H. KESIMPULAN

Dari analisa hasil percobaan diatas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Dengan nilai tegangan (325 V) dan frekuensi (50 Hz) yang konstan ketika ada

penambahan beban pada sistem maka :

a. Nilai arus juga meningkat sebanding dengan penambahan beban

b. Nilai daya juga meningkat karena nilai arus meningkat, sesuai rumus :

P = V x I

c. Nilai faktor daya akan lagging, karena sistem menyuplai VAR ke beban

menyebabkan nilai faktor daya lagging.

2. Dengan penambahan kapasitor ke sistem dapat membuat :

a. Nilai arus semakin menurun dari nilai sebelumnya tanpa adanya kapasitor

b. Nilai tegangan semakin meningkat karena nilai arus menurun, sesuai dengan

rumus : P = V x I

c. Nilai faktor daya meningkat mendekati unity power faktor

16

I. SIMULASI

1. Tugas simulasi 1, Beban yang disimulasikan :

SS : 5 MW / 3 MVAR

AG : 15 MW / 10 MVAR

RS1 : 25 MW / 15 MVAR

RS2 : 30 MW / 20 MVAR

RS3 : 40 MW / 20 MVAR

R1 : 1000 Ω ; XL : 600 Ω = 30 MW / 15 MVAR

R2 : 500 Ω ; XL : 300 Ω = 32 MW / 18 MVAR

R3 : 250 Ω ; XL : 150 Ω = 35 MW / 20 MVAR

XC1 : 2650 Ω ( 11,55 MVAR)

XC2 : 1325 Ω (23,11 MVAR)

XC3 : 1325 Ω (23,11 MVAR)

2. Hasil dari simulasi dengan menggunakan Power World sebagai berikut :

a. Beban Station Service, Agriculture dan Residential

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR

17

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR ; AG (Agriculture) : 15 MW / 10 MVAR

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR ; RS1 (Residential) : 25 MW / 15 MVAR

18

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR ; RS1 (Residential) : 25 MW / 15 MVAR ; RS2 (Residential) : 30 MW / 20 MVAR

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR ; AG (Agriculture) : 15 MW / 10 MVAR ; RS1 (Residential) : 25 MW / 15 MVAR

19

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR ; AG (Agriculture) : 15 MW / 10 MVAR ; RS1 (Residential) : 25 MW / 15 MVAR ; RS2 (Residential) : 30 MW / 20 MVAR

Beban SS (Station Service) : 5 MW / 3 MVAR ; AG (Agriculture) : 15 MW / 10 MVAR ; RS1 (Residential) : 25 MW / 15 MVAR ; RS2 (Residential) : 30 MW / 20 MVAR ; RS3 (Residential) : 40 MW / 20 MVAR

20

Tabel hasil simulasi untuk beban Station Service, Agriculture dan Residential

BEBANARUS (A) TEGANGAN (Kv)

G1 G2 G1 G2

SS 0.8503 0.8604 325 325

SS+AG 16.9725 15.5717 325 325

SS+RS1 27.2664 25.8145 325 325

SS+RS1+RS2 62.2593 60.9022 325 325

SS+AG+RS1 43.7797 42.3687 325 325

SS+AG+RS1+RS2 79.2752 77.9219 325 325

SS+AG+RS1+RS2+RS3 127.3496 126.0302 325 325

PF DAYA (MW)

G1 G2 G1 G2

1 1 0.48 0.48

0.8356 Lag 0.8004 Lag 7.98 7.02

0.8461 Lag 0.8272 Lag 12.98 12.02

0.798 Lag 0.7885 Lag 27.97 27.03

0.8307 Lag 0.8184 Lag 20.47 19.52

0.7947 Lag 0.7872 Lag 35.47 34.53

0.7736 Lag 0.7688 Lag 55.46 54.54

21

b. Beban Industrial

Kapasitor 1 = 11.55 MVAR

Kapasitor 2/3 = 23.11 MVAR

Beban Industrial : R1 / XL1 (30 MW / 15 MVAR)

Beban Industrial : R2 / XL2 (32 MW / 18 MVAR)

22

Beban Industrial : R3 / XL3 (35 MW / 20 MVAR)

Beban Industrial R1/ XL1 (30 MW / 15 MVAR) ; XC1 (11.55 MVAR)

23

Beban Industrial : R2 / XL2 (32 MW / 18 MVAR) ; XC2 (23.11 MVAR)

Beban Industrial : R3 / XL3 (35 MW / 20 MVAR) ; XC3 (23.11 MVAR)

Tabel hasil simulasi untuk beban Industrial

BEBAN TEGANGAN (KV) ARUS (A) POWER FAKTOR

R1+XL1 171.5 61.0497 0.8802 Lag

R2+XL2 169.75 67.1613 0.8549 Lag

R3+XL3 169.75 74.0074 0.8490 Lag

R1+XL1+XC1 173.25 54.0401 0.9884 Lag

R2+XL2+XC2 176.75 57.2121 0.9919 Lag

R3+XL3+XC3 175 62.2129 0.9985 Lag

24