Upload
galau
View
75
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
wr
Citation preview
udsrl/htt/an.op.gen 1
PRINSIP GGL INDUKSIGENERATOR AC
apa yang dimaksud frekuensi 50 Hz. ???
udsrl/htt/an.op.gen 2
Persyaratan terjadinya GGl Induksi� Medan Magnit� Penghantar� Gerakan Relatif /Putaran
Besarnya GGl Induksi yang dibangkitkan :
Voltdt
dNe
φ−=
α
maxφ
αφ cosmax
u S
tωα =αφφ cosmax=
fπω 2=
( )
190sin,90,sinmax.sin2
sin
cos
max
max
=°°=
=
−=
sudutjikadicapaiimumEvolttNf
dttdtN
dttdNe
αωφπ
ωωφ
ωφ
udsrl/htt/an.op.gen 3
Frekwensif)(sudutKecepatan�
Fluksi.lilitanBanyaknyaN
.efektifTeganganEmaximumTeganganE
.sesaatTegangan
eff
max
======
=
t
e
ωφ
:efektifHarga
.
2Nf�2effE
2EeffE
max
=
=
Nf�2=voltNf4,44= φ
φ
φ
:maximumHarga .voltNf�2E max = φ
udsrl/htt/an.op.gen 4
Harga Efektif : Nilai dari gelombang arus bolak-balik sinusoida dimanapada nilai tersebut tegangan/arus akan menyerap dayayang sama dengan daya yang diserap pada tegangan/arussearah.
( Root–Mean-Square )
Bagaimana besaran tegangan/arus yang terukur ??
� ��� ��� ��� ��
�� ��
������ ������
π π20
1 Cycle / 1 Periode
� �� �� �� � � � �� �� �� �� �� � � � �� �� �� �� �� � � � �� �� �� �� �� � � � �� �
udsrl/htt/an.op.gen 5
.max
maxmax2
2
0
max2
22
0
max2
0
2
707,022
4)2(
2)(
2
)(21
1
EE
EEE
tSintE
tdtSinE
dteT
E
eff
eff
T
eff
=
==
−=
=
=
�
�
π
π
ωωπ
ωωπ
Nilai Tegangan efektif :
Rumus tersebut berlaku juga untuk besaran Arus (
�� ��
)
udsrl/htt/an.op.gen 6
BESARAN FREKWENSI LISTRIK DITENTUKAN
Jumlah PutaranJumlah kutub Magnit
60pn
f =
f = frekwensi (Hz)
p = Jumlah pasang kutub
n = putaran (rpm)
Bagaimana bila frekwensi tetap 50 Hz, putaran Turbin 750 rpm ??
udsrl/htt/an.op.gen 7
DC
DAYA LISTRIK ARUS BOLAK-BALIK
���������������� ������������������������������������ ��� ������� ������� ������� ���������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ����
ZAC
WattIUP .= WattCosIUP ϕ..=
���������������� �������������������������������������������������������������������������������� ��������� ��������� ��������� �������������������������������������������������������������
( ) ( )( ) ( )
( ) ( )VARaktifAmperVoltSinIUQaktifDaya
WWattCosIUPAktifDaya
VAAmperVoltIUSSemuDaya
Re..Re..
.
ϕϕ
===
ϕP
QS
udsrl/htt/an.op.gen 8
GENERATOR SISTEM 3 PHASE
a
-a
-b
b
c
-c U
S
�������� �������������������
a b cV
120 120
a
cVb
V
V
= Vph
-Vc
Va-c = V line
3
.3pVp
Vph
VphphVph
−=
=−
Xs
Xs
Xs
Va
Vb
Vc
Ea
Eb
Ec
Ra
Ra
Ra
If
Rf
udsrl/htt/an.op.gen 9
P total = P1 + P2 + P3
= 3 Pph
= 3 Vph. Iph.Cos ϕ
)(..3
.3
3
WattCosIphVL
CosIphVL
ϕ
ϕ
=
=P(3ph)
Vp-n = Vp
N
va
vc
vb
P1
P2
P3
Ip1
Ip2
Ip3Vp-p = VL
Bagaimana Daya yang tertulis pada Generator ??
udsrl/htt/an.op.gen 10
Jenis Beban
����� ������
����� ��� ��
����� �������
�
�
�
udsrl/htt/an.op.gen 11
kondensator
udsrl/htt/an.op.gen 12
KOMPONEN UTAMA GENERATOR
� STATOR
� ������ ��� ����� �������� �� � � ����� ��� ��� ������� � ���������� ��� ���� ������� ��������� �� �� ����� ���� � � ����� �������������� ��� ���� ������ ������� �� �� � � ��� � � ������ �� ����� ����� ����� �������
KONSTRUKSI GENERATOR
udsrl/htt/an.op.gen 13
� ROTOR������ �� ����� ������ ��������� �������� ���� ���������� �������� � � ���� ��������������� ���� ������� ����� � � � ����� ������������ �� � �������
1. Jenis sepatu kutub (salient pole type)
�Jenis Silinder ( Cylindrical Type )
udsrl/htt/an.op.gen 14
SISTEM EKSITASI GENERATOR
Sistem Eksitasi Dinamik.
Adalah sistem eksitasi yang sumber suplai untuk arus eksitasidiambil dari mesin yang bergerak, dan mesin yang bergeraktersebut, disebut sebagai eksiter. Biasanya eksiter yang dipasangseporos dengan generator.
TURBIN GENERATOR EXCITER
Jenis-Jenis Sistem Eksitasi.� Sistem Eksitasi Dinamik
� Sistem Eksitasi Statik
udsrl/htt/an.op.gen 15
GENERATOREXCITER(GENERATOR DC)
STATOR
ROTOR(Kutub Magnit)
STATOR
ROTOR(Kumparan Jangkar)
SISTEM EKSITASI DENGAN SIKAT(EXCITER GENERATOR ARUS SEARAH)
SISTEM EKSITASI TANPA SIKAT
(BRUSHLEES EXCITATION)
US
RECTIFIER / AVR
GENERATOREXCITERPILOT
EXCITER
udsrl/htt/an.op.gen 16
Sistem eksitasi statik adalah sistem eksitasi generator tersebutdisuplai dari eksiter yang bukan mesin bergerak, yaitu dari sistempenyearah yang sumbernya disuplai dari output generator itu sendiriatau sumber lain dengan melalui transformator.
������������������������ ������������������������������������������� ��������� ��������� ��������� ��������������������������������������������������������������
Sistem Eksitasi Statik
RECTIFIER/AVR
SuplaiStart Awal
udsrl/htt/an.op.gen 17
POLA OPERASI GENERATOR
���� OPERASI GENERATOR TANPA BEBAN
�� ���� ��
φ
�� ���� ��
Ea
VEa
Ra XsR adj
Field Coil
�� ��
f
Vdc
Kondisi tanpa beban Ea = V
Ea = Tegangan Induksi yang dibangkitkan
V = Tegangan terminal
Ra = Tahanan dalam Jangkar / Angker
Xs = Reaktansi Sinkron ( Xa + X )
� � � Arus Eksitasi� Fluksi (Medan Magnit)φ
udsrl/htt/an.op.gen 18
� OPERASI GENERATOR BERBEBAN TERPISAH
Dalam keadaan Generator berbeban akan mengalir Arus jangkar (Ia) dantegangan Ea tidak sama dengan V kondisi ini depengaruhi oleh jenis bebanyang mempunyai power faktor berbeda dan besar Arus jangkar (Ia)
VEa
Ra XsR adj
Field Coil
�� ��
f
�� ��
a
v BEBAN
udsrl/htt/an.op.gen 19
���� �!�" # ��" �� $ ���!�% " �� !��!�" �" # � �&�" � � �# � '
Ia Ra
jIaXs
Ia
V
Ea
ϕδ
( )22 sin)cos( IaXsVRaIaVEa +++= ϕϕ
���� �!�" # ��" �� $ ���!�% " �(�)��&������� * '
Ea
Ia
jIaXs
Vϕ
22 )()( IaXsIaRaVEa ++=
udsrl/htt/an.op.gen 20
���� �!�" # ��" �� $ ���!�% " �+ !# , " - . �. ��&�!" , �# � '
22 )sin()cos( IaXsVIaRaVEa −++= ϕϕ
Regulasi Tegangan (VR) :
���������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������
jIaXs
IaRaVϕ
IaEa
%100xV
VEaVR
−=
udsrl/htt/an.op.gen 21
PERUBAHAN TEGANGAN AKIBAT PEMBEBANAN YANG BERBEDA POWER FAKTOR AKAN MENGAKIBATKAN TEGANGAN GENERATOR BERUBAH, MAKA KARAKTERISTIK TEGANGAN V TERHADAP ARUS JANGKAR
�� ��,
DIGAMBARKAN SBB :
FAKTOR KERJA MENDAHULUI (LEADING)
FAKTOR KERJA = 1
FAKTOR KERJA TERTINGGAL (LAGGING)
�� ����� ��
V
udsrl/htt/an.op.gen 22
KARAKTERISTIK GENERATOR TERHADAP BEBAN DAYA AKTIF DAN DAYA REAKTIF
0 0
n
P P
f
1P
1n 1f
1P( )MW
Beban daya aktif (P)
Beban daya reaktif (Q)
0 Q (MVAR)INDUKTIF
QKAPASITIF
Vt
Q1
V1
udsrl/htt/an.op.gen 23
KESIMPULAN : Apabila Generator beroperasi secara terpisah ( Isolated system )
� Daya aktif dan reaktif yang disuplai oleh Generator ditentukan oleh jumlahkebutuhan beban yang tersambung.
� Set point, governor dari Generator akan mengendalikan frekwensi operasi sistem daya.
� Arus medan (set point regulator medan ) mengendalikan tegangan terminal sistem daya.
udsrl/htt/an.op.gen 24
� OPERASI PARALEL GENERATOR
/��������� /������ � ��������0
���� Tegangan sama antara running dan incoming.
���� Frekwensi sama.
���� Sudut phase gelombang arus bolak-balik sama
���� Urutan phase sama.
udsrl/htt/an.op.gen 25
Oprerasi Paralel dua Generator dengan kapasitas sama.
G1
G2
BEBAN
GENERATOR BEROPERASI PARALEL, DENGAN MENAIKKAN SET POINT GOVERNOR DARI SALAH SATU GENERATOR (G2), MAKA FREKWENSI SISTEM NAIK DAN DAYA AKTIF YANG DISUPLAI OLEH GENERATOR NAIK,
SEMENTARA DAYA AKTIF YANG DISUPLAI GENERATOR LAINNYA (G1)TURUN.
udsrl/htt/an.op.gen 26
GENERATOR BEROPERASI PARALEL, DENGAN MENAIKKAN SALAH SATU ARUS MEDAN (G2), MAKA TEGANGAN SISTEM NAIK, DAN DAYA REAKTIF YANG DISUPLAI KE SISTEM NAIK, SEMENTARA DAYA
REAKTIF GENERATOR LAINNYA (G1)AKAN TURUN.
GENERATOR BEROPERASI PARALEL, DENGAN MENIKKAN SET PONIT GOVERNOR SALAH SATU GENERATOR (G2), TANPA MANAIKKAN FREKWENSI SISTEM ATAU KONSTAN, SEMENTARA GENERATOR
LAINNYA (G1) MENURUNKAN SET POINT GOVERNOR,
udsrl/htt/an.op.gen 27
Operasi Generator Paralel dengan jaringan yang sangat besar atauInfinite bus.
G
G
G
G
G
G
GGG
G G G
% " ��# � " # ��# ��# �� !��. 1 ��0
Adalah jaringan sistem daya yang sangat besar dan luas yang terhubungsecara interkoneksi dari unit-unit pembangkit.
udsrl/htt/an.op.gen 28
Apabila suatu Generator sudah tersambung/paralel dengan sistem infinite bus maka :
Pengaturan arus eksitasi/penguatan medan tidak berpengaruhpada perubahan tegangan sistem, melainkan berpengaruh pada“pengaturan aliran daya reaktif ke sistem”
ϕδ
aI
V
aE
sa XjI−
ARUS EKSITASI DIPERKUAT
Daya Reaktif (MVAR) lagging
Mengirim Daya Reaktif ke Sistem
Power Faktor rendah lagging
( If )
udsrl/htt/an.op.gen 29
V
aE
sa XjI−
aI
δϕ
Sudut pase antara Arus dan Tegangan.Tahanan jangkar (diabaikan).
Tegangan/ggl yang dibangkitkan.Tegangan terminal.
=aI Arus Jangkar. =aE=V=sX Reaktansi Sinkron.=Ra=ϕ=δ Sudut daya (power angle).
ARUS EKSITASI DIPERLEMAH
Daya Reaktif (MVAR) Leading
Menyerap Daya Reaktif dari Sistem
Power Faktor rendah leading
( If )
udsrl/htt/an.op.gen 30
udsrl/htt/an.op.gen 31
Turun/Reverse Power
PENGATURAN DAYA AKTIF ( P ) UNIT PEMBANGKIT YANG TERHUBUNG PADA SISTEN INFINTE BUS ADALAH DENGAN MENGATUR GOVERNOR, YANG BERARTI MENGATUR JUMLAH BAHAN BAKAR PADA PLTD, PLTG ATAU UAP PADA PLTU, PLTP.
Pengaturan Governor
Bahan bakar/Uap
TambahDaya Aktif
P = U.I cos ϕ
Kurang Daya Aktif
P = U.I cos ϕ
Naik
udsrl/htt/an.op.gen 32
Batasan daerah Operasi Generator :1. A-B pembatasan panas rotor (rotor heating limited)
2. B-C pembatasan panas stator (stator heating limited)
3. C-D pembatasan panas ujung inti stator (core end heating limited).