7/15/2019 Makalah Sinkronisasi Generator pada Tegangan PLN (Nadia Listrik 2A).docx

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-sinkronisasi-generator-pada-tegangan-pln-nadia-listrik-2adocx 1/5

 

SINKRONISASI GENERATOR DENGAN

TEGANGAN PLN Nadia Rizqiati Anisa

nadiarizqiatianisa@gmail.com Jurusan Teknik Elektro Polines

 Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA

Intisari 

Pada sebagian besar energi listrik yang digunakan oleh

konsumen untuk kebutuhan sehari-hari dihasilkan oleh

generator sinkron phasa banyak yang ada di pusat pembangkit

tenaga listrik. Mesin sinkron bekerja pada kecepatan dan

frekuensi konstan dibawah kondisi “steady state”. Mesin sinkron

dapat dioperasikan sebagai generator maupun motor. Sebagai

generator, mesin sinkron dioperasikan secara paralel untuk menambah daya pasokan dari pembangkit yang dibebankan

pada masing-masing generator yang dikirimkan ke beban.

 Keywords —  Generator ac, generator sinkron, tegangan PLN 3

phasa, sinkronisasi generator dengan tegangan PLN.

I.  PENDAHULUAN 

Generator AC atau alternator biasanya bertipe mesin

sinkron. Mesin sinkron dapat beroperasi sebagai generator 

sinkron, motor sinkron dan kondensator sinkron. Generator 

sinkron yaitu mengubah energi mekanis penggerak mulamenjadi energi listrik. Sinkronisasi adalah salah satu

carauntuk menghubungkan dua sumber atau beban arus bolak-

 balik (AC). Sumber AC tersebut antara lain generator dan

 beban adalah transformer yang akan diparalel dengan tujuan

meningkatkan kendala dan kapasitas sistem tenaga listrik.

Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya

sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator.

Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan yang sama

dengan medan putar pada stator. Mesin ini tidak dapat

dijalankan sendiri karena kutub-kutub rotor tidak dapat tiba-

tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu saklar terhubung dengan jala-jala.

Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

a.  Generator arus bolak-balik 1 fasa

 b.  Generator arus bolak-balik 3 fasa

Generator set (genset) adalah seperangkat alat yang terdiri

dari prime over (penggerak) yang berupa mesin disel atau

semacamnya serta dilengkapi generator sebagai pengubahenergi mekanik ke energi potensial.

Pada dunia industri, genset menjadi bagian yang sangat

 penting karena sangat membantu proses produksi apabila

terjadi pemadaman bergilir yang dilakukan oleh PLN. Genset

digunakan sebagai pengganti suplai tegangan dan menambah

daya apabila terjadi kekurangan daya listrik pada perusahaan,yaitu dengan cara memparalelkan genset dengan tegangan

PLN.

II.  KONSTRUKSI GENERATOR AC 

Konstruksi generator arus bolak-balik terdiri dari dua bagian, yaitu :

1.  Stator adalah bagian yang diam yang mengeluarkan

tegangan bolak-balik.

2.  Rotor adalah bagian yang bergerak yang

menghasilkan medan magnet dan menginduksikan ke

stator.

3.  Rangka stator terbuat dari besi tuang, rangka stator 

merupakan rumah dari bagian-bagian generator lain.

4.  Cincin geser terbuat dari bahan kuningan atautembaga yang dipasang pada poros dengan memakai

 bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama

dengan poros dan rotor.

5.  Generator penguat merupakan generator arus searah

yang dipakai sebagai sumber arus Tachometer 

ditempelkan langsung pada poros sebuah motor dan

dibaca putarannya pada skala yang ada.

Gambar 2.1 Konstruksi Generator arus bolak-balik 

7/15/2019 Makalah Sinkronisasi Generator pada Tegangan PLN (Nadia Listrik 2A).docx

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-sinkronisasi-generator-pada-tegangan-pln-nadia-listrik-2adocx 2/5

 

III. PRINSIP K ERJA GENERATOR  

Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan

hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar 

 berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada

 penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.Prinsip kerja generator arus bolak-balik tiga fasa

(alternator) pada dasarnya sama dengan generator arus bolak-

 balik satu fasa, akan tetapi pada generator tiga fasa memiliki

tiga lilitan yang sama dan tiga tegangan outputnya berbeda

fasa 1200 pada masing-masing fasa.

Besar tegangan generator bergantung pada :

1. Kecepatan putaran (N)

2.Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk 

(Z)

3.Banyaknya fluk magnet yang dibangkitkan oleh

medan magnet (f)

4. Jumlah KutubJumlah kutub generator arus bolak-balik tergantung

dari kecepatan rotor dan frekuensi dari ggl yang

dibangkitkan. Hubungan tersebut dapat ditentukan

dengan persamaan :

 

 

dimana : f = frekuensi tegangan (Hz)

 p = jumlah kutub pada rotor 

n = kecepatan rotor (Rpm)

Fase mempunyai sistem tegangan yang masing-masing

fase berbeda sebesar 1200. Tinggi tegangan dipengaruhi oleh

kecepatan putar generator dan besar fluksi magnet generator.

Fluksi magnet dihasilkan oleh arus magnetisasi atau biasa

disebut dengan arus penguatan (Iex). Hubungan antara

tegangan dan kedua variabel tersebut dituliskan dengan

rumus:

Tegangan keluaran generator berupa kawat yang diberi

inisial R, S, T, dan N. Hubungan belitan kawat dan vektor 

tegangan 3 fase dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

VNR = VNS = VN = Vf = tegangan fase

VRS = VST = VTR = VL = tegangan antar fase

VL = 31/2 x Vf 

Kerja Paralel Generator Sinkron Dengan Jaringan PLN

PLN mengaplikasikan sistem 3-phase dalam keseluruhan

sistem kelistrikannya, mulai dari pembangkitan, transmisi

daya hingga sistem distribusi. Oh iya, agar lebih jelas, sistem

kelistrikan PLN secara umum dibagi dalam 3 bagian besar 

yaitu :

1.  Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik 

Terdiri dari pembangkit-pembangkit listrik yang

tersebar di berbagai tempat, dengan jenis-jenisnya

antara lain yang cukup banyak adalah PLTA, PLTU,

PLTG dan PLTGU. Pembangkit-pembangkit tersebut

mengubah sumber-sumber alam tadi menjadi energi

listrik.

2.  Sistem Transmisi Daya

Energi listrik yang dihasilkan dari berbagai

 pembangkit tadi harus langsung disalurkan. Karena

energi listrik sebesar itu tidak bisa disimpan dalam

 baterai. Karena akan butuh baterai kapasitas besar 

untuk menyimpan energi sebesar itu dan menjadi

sangat tidak ekonomis. Sebagai gambaran, accu

7/15/2019 Makalah Sinkronisasi Generator pada Tegangan PLN (Nadia Listrik 2A).docx

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-sinkronisasi-generator-pada-tegangan-pln-nadia-listrik-2adocx 3/5

 

12Vdc dengan kapasitas 50Ah akan menyimpan

energi listrik maksimal kira-kira 600 Watt untuk 

 pemakaian penuh selama 1 jam.

3.  Sistem Distribusi Daya Listrik 

Dari sistem transmisi daya tadi, listrik akan

sampai ke pelanggan-pelanggannya (terutama

 perumahan) dengan terlebih dahulu melalui Gardu

Induk dan kemudian Gardu Distribusi. Gardu Induk 

mengambil daya listrik dari sistem transmisi dan

menyalurkan ke Gardu-gardu distribusi yang tersebar 

ke berbagai daerah perumahan. Dan di dalam gardu

distribusi, terdapat trafo distribusi yang menyalurkan

listrik langsung ke rumah-rumah dengan melewati

JTR (Jaringan Tegangan Rendah), yang biasanya

ditopang oleh tiang listrik.

Pembangkit listrik berskala besar kebanyakan digunakan

untuk mendukung daya jaringan listrik dengan cara

menyambung/memparalelkan dengan sisten jaringan tersebut.

Pada jaringan PLN sudah terdapat banyak pembangkit yang

telah tersambung, sehingga jaringan PLN mempunyai

kapasitas daya yang sangat besar (infinite bus) akibatnya

tegangan dan frekuensi jaringan sangat kuat dan konstan

sepanjang waktu.

Generator dapat digunakan secara bersama yaitu

menggunakan 2 generator atau lebih pada sebuah industriataupun generator juga dapat beroperasi secara bersamaan

dengan tegangan jala-jala PLN 3 Fasa. Hal tersebut dapat

dilakukan melalui sebuah proses untuk eger generator dapat

 bekerja secara bersama-sama ataupun generator bekerja secara

 bersama dengan tegangan jala-jala PLN 3 Fasa, proses

tersebut disebut proses memparalelkan generator ( proses

sinkronasi generator.

Generator 3 Fasa

Generator sinkron tiga fasa, harus ada tiga belitan yang

masing-masing terpisah sebesar 120 derajat listrik dalamruang sekitar keliling celah udara seperti diperlihatkan pada

kumparan a  –  a’, b –   b’ dan c –   c’ pada gambar 2. Masing-

masing lilitan akan menghasilkan gelombang Fluksi sinus satu

dengan lainnya berbeda 120 derajat listrik.Sehingga tegangan

yang dibangkitkan mempunyai beda sudut 120 derajat listrik.

Besarnya tegangan listrik antar fasa adalah 380 volt, dan besarnya tegangan antar fasa dan netral adalah 220 volt.

Gambar 1 Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub 

IV. JENIS SINKRONISASI 

1.  Foward Synchronization (sinkronisasi maju)

Sinkronisasi maju adalah proses sinkronisasikedalam sistem atau busbar.

Gambar 4.1 Sinkronisasi Maju

2.  Reverse Synchronization atau backward (sinkronisasi

terbalik)

Terjadi pada sistem tenaga listrik disuatu pabrik,

dimana suatu jaringan suplai akan digabungkan

kedalam suatu jaringan sistem atau busbar yang ada.

Pada kondisi ini tidak dimungkinkan untuk mengatur 

 parameter sinkron pada sisi incoming (jaringan yang

akan disinkronkan), yang terpenting CB (PMT) dari

 beban-beban pada jaringan suplai (grid supply) dalam

keadaan terbuka.

Gambar 4.2 Sinkronisasi Terbalik 

7/15/2019 Makalah Sinkronisasi Generator pada Tegangan PLN (Nadia Listrik 2A).docx

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-sinkronisasi-generator-pada-tegangan-pln-nadia-listrik-2adocx 4/5

 

V.  GAMBAR R ANGKAIAN 

Gambar 5.1 One Line Sinkronisasi Generator dengan Tegangan

PLN

Gambar 5.2 Rangkaian sinkronisasi generator dengan PLN pada DLORENZO

VI. PROSEDUR SINKRONISASI GENERATOR DENGAN

TEGANGAN PLN

Pada percobaan sinkronisasi generator dengan tegangan

PLN harus dipersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan

terlebih dahulu. Dalam percobaan ini menggunakan alat yang bernama DLORENZO. Untuk prosedur percobaannya sebagai

 berikut :

1)  Hubungkan rangkaian sesuai dengan gambar 

rangkaian 5.2.

2)  Pada saat sinkronisasi cek tegangan PLN sampai

dengan 380 Volt atau minimal 350 Volt antar 

linenya. Kecepatan motor mencapai 1500 rpm.

3)  Periksa frekuensi sampai dengan 50 Hz atau

toleransi 48 Hz.

4)  Untuk memutarkan generator sinkron, jalankan

motor DC.

5)  Generator sinkron menghasilkan tegangan

eksitasi dengan menaikkan tegangan sampai

dengan 380 Volt.

6)  Kemudian tegangan PLN dimasukkan dan akan

terlihat unit sinkronisasi ke kanan atau ke kiri.

Apabila ke kanan maka akan semakin pelan

 putaran lampunya.

7)  Periksa frekuensi yang dihasilkan generator 50

Hz dan frekuensi PLN 50 Hz.

8)  Periksa arah sequence dari generator. Apabila

arahnya ke kanan maka dengan cara menambah

kecepatan motor dan mengurangi sampai putaran

lampu LED pelan.

9)  Tunggu sampai lampu LED berwarna hijau,

apabila sudah berwarna hijau maka tekan tombol

ON pada tegangan PLN (Tombol Hijau/ON).

Maka generator sudah sinkron.

7/15/2019 Makalah Sinkronisasi Generator pada Tegangan PLN (Nadia Listrik 2A).docx

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-sinkronisasi-generator-pada-tegangan-pln-nadia-listrik-2adocx 5/5

 

10)  Apabila ingin mengubah generator sinkron

menjadi motor sinkron, caranya mematikan

saklar ELCB.

11)  Dengan cara memberikan beban serta eksitasi

dinaikkan, maka torsi motor bertambah, arus berubah tetapi tegangan tetap.

VII.  A NALISA 

Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor 

dc pada satu sumbu. Ketika motor mencapai kecepatan

sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc

saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan

eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh

diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali

dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai

( squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor 

kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga

mencapai  – 95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah

diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang

diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi

disebut pull-in torque.

Motor sinkron tidak dapat bekerja sendiri, kita harus

menggerakkan seperti yang telah kita praktikkan pada gambar 

rengkaian. Pada kecepatan 3000 rpm dan tegangan anta fasa

380 Volt. Untuk mensinkronisasikan generator, frekuensiyang dihasilkan generator dan frekuensi dari PLN harus sama-

sama menunjuk 50 Hz. Apabila lampu LED kekanan maka

sistem keseluruhan bersifat induktif, sedangkan apabila kekiri

maka sistem keseluruhan bersifat kapasitif. Untuk 

mensinkronisasi keadaan lampu LED tidak pada saat induktif 

maupun kapasitif, tetapi pada saat keadaan 0 atau berhenti

yaitu pada saat keadaan lampu dari yang warnanya merah

menjadi hijau. Maka generator tersebut sudah sinkron. Dan

dengan demikiaan generator sinkron dapat diubah menjadi

motor sinkron dengan memberikan beban dan eksitasi

dinaikkan maka torsi motor bertambah.

VIII.  KESIMPULAN

Untuk mensinkronisasikan generator frekuensi yang

dihasilkan generator dan frekuensi dari PLN harus sama yaitumenunjukkan 50 Hz. Selain itu, beda fasa dan besar 

tegangannya juga harus sama. Pada kecepatan motor dc 1500

Rpm (prime over) dan tegangan antar fasa 380 Volt.

Untuk mengubah generator sinkron menjadi motor sinkron,kita harus mensinkronisasikan terlebih dahulu tegangan

generator dengan tegangan pada PLN. Kemudian rotor 

generator dilepas. Dengan demikian sudah menjadi motor 

sinkron, apabila sudah menjadi motor sinkron kita tidak bisa

menjadikan generator sinkron lagi.

IX. SARAN

Kebutuhan akan energi sangatlah banyak, dikarenakan

setiap manusia di muka bumi sangat bergantung pada listik.

Untuk itu alangkah baiknya dalam memenuhi kebutuhanenergi ini diharapkan manusia juga memikirkan untuk 

mencari energi alternatif sebagai cadangan dari energi yang

ada saat ini.

Dalam pemakaian energi listrik supaya lebih hemat, karena

untuk ketersediaan kembali membutuhkan waktu yang lama.

X.  PENUTUP 

Demikian makalah mengenai sinkronisasi generator genga

tegangan PLN dari kami, apabila terdapat kesalahan penulisan

atau terdapat kalimat yang kurang. Penulis mohon maaf,

semoga bermanfaat bagi pembacanya.

R EFERENSI 

[1] Siswoyo, Teknik Industri Jilid 2. Jakarta: Direktorat Sekolah

Menengah Kejuruan, 2008.

[2]  Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya.Jakarta:Gramedia,1988.

[3] DE LORENZO.2011. Electrical Power Enggineering .

[4] http://teknik_dasar_generator.pdf  

[5] http://www.omfuad.com/2012/12/sinkronisasi-menghubungkangenerator.html 

[6] http://andrians07.wordpress.com/2012/05/01/sinkronisasi-

generator-ac/ [7] http://mediabanten.blogspot.com/2012/12/sinkronisasi.html

[8] http://papersyncchronousmotor.pdf  

[9] http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/11/sinkronisasi.html