Karenasaya pernah merusak transistor Sanken seharga 45 ribu sepasang, gara - gara tidak diberi beban. padahal di rating dikatakan bisa bertahan sampai 250V. Untuk 555, wajar bila frekuensi berubah. karena kestabilan frekuensi tergantung pada kestabilan power supply. Bila tegangan power supply turun karena diberi beban, maka frekuensi berubah.
Generator sinkron adalah mesin sinkron pengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang memiliki frekuensi putar rotor sama dengan frekuensi tegangan yang dibangkitkan. Hampir semua energi listrik di Indonesia dibangkitkan dengan menggunakan generator sinkron, sehingga keberadaannya sangat berpengaruh terhadap kontinuitas pelayanan. Salah satu faktor yang mempengaruhi karakteristiknya adalah perubahan beban generator. Pada penelitian ini dilakukan sebuah perhitungan dan analisis pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik generator sinkron unit & 2 di PT Sumber Segara Primadaya. Berdasarkan hasil dari data di lapangan diperoleh efisiensi generator unit 1 & 2 berada pada rentang 97,12 % sampai dengan 98,73%, angka ini cukup baik mengingat rugi yang dihasilkan maksimal hanya sebesar 2,88 %. Discover the world's research25+ million members160+ million publication billion citationsJoin for free JURNAL RISET REKAYASAELEKTRO Juni 2019, Hal. 37~53 P-ISSN 2685 - 4341 E-ISSN 2685 - 5313 37 Halaman Web JRRE Analisis Pengaruh Perubahan Beban Terhadap Karakteristik Generator Sinkron Annisa1, Winarso2, Wakhyu Dwiono3 Program Studi S1 Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Purwokerto Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Muhammadiyah Purwokerto Dikirim, 3 Mei 2019 Direvisi, 1 Juli 2019 Diterima, Generator sinkron adalah mesin sinkron pengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang memiliki frekuensi putar rotor sama dengan frekuensi tegangan yang dibangkitkan. Hampir semua energi listrik di Indonesia dibangkitkan dengan menggunakan generator sinkron, sehingga keberadaannya sangat berpengaruh terhadap kontinuitas pelayanan. Salah satu faktor yang mempengaruhi karakteristiknya adalah perubahan beban generator. Pada penelitian ini dilakukan sebuah perhitungan dan analisis pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik generator sinkron unit & 2 di PT Sumber Segara Primadaya. Berdasarkan hasil dari data di lapangan diperoleh efisiensi generator unit 1 & 2 berada pada rentang 97,12 % sampai dengan 98,73%, angka ini cukup baik mengingat rugi yang dihasilkan maksimal hanya sebesar 2,88 %. Kata Kunci efisiensi generator generator sinkron perubahan beban Keyword generator eficiency load change synchronous generator. Synchronous generator is a synchronous machine which converting mechanical energy into electrical energy which has a turn of rotor frequency same with a raise voltage frequency. Almost all of the electrical power in Indonesia are raised up by synchronous generators, so its existence is very influential towards service continuity. One of the factors that effects its characteristics is generator load change. In this research, there were a calculation and an analysis of the load change effect towards synchronous generators unit 1 & 2 characteristics in PT Sumber Segara Primadaya. According to the field datasets, there was a generators unit 1 & 2 efficiency which on the range 97,12 % to 98,73 %, these numbers are good enough remembering the maximum losses is only 2,88 %. Korespondensi Penulis Annisa Program Studi S1 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Purwokerto Jl. Raya Dukuh Waluh Purwokerto, 53182 Email 1. PENDAHULUAN Saat ini tidak bisa dipungkiri lagi bahwa hampir seluruh umat manusia di dunia memiliki ketergantungan terhadap energi listrik, sehingga bisa dibayangkan bila tiba-tiba seluruh catu daya listrik di bumi terhenti, maka akan banyak terjadi kekacauan dalam berbagai aspek. Dari sudut pandang politik, penggunaan energi tergantung pada kebijakan negara penyuplai, hal ini dapat mempengaruhi proses ekonomi dan politik di negara tersebut. Sistem otonomi penyediaan energi dapat membawa kontribusi signifikan untuk meningkatkan kekuatan negara Genadijs Zaleskis, 2013. P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Energi listrik adalah bentuk energi yang paling efektif, paling mudah dan paling efisien dalam cara penggunaannya. Energi listrik dapat diproduksi dengan berbagai cara dari sumber awal yang berbeda-beda, yaitu air, minyak, gas, batubara, angin, cahaya matahari, panas bumi, dan lain-lain Tumiran, 2002. Generator sinkron merupakan alat listrik yang berfungsi mengkonversikan energi mekanis berupa putaran menjadi energi listrik. Energi mekanis berupa putaran tersebut dihasilkan oleh penggerak mula prime mover yang dapat berupa turbin, mesin diesel, baling- baling dan lain-lain. Sedangkan energi listrik dikeluarkan oleh kumparan jangkar generator. Generator yang biasa digunakan dalam sistem pembangkitan adalah jenis generator sinkron atau serempak dimana tegangan dan frekuensi yang dihasilkan sesuai dengan kecepatan putarnya, sehingga diperlukan putaran yang konstan untuk menghasilkan tegangan dan frekuensi yang juga konstan. Untuk mendapatkan tegangan dan frekuensi yang konstan pada terminal generator maka arus jangkar dan sudut daya harus tetap pula. Besarnya perubahan beban generator perlu diketahui dan disesuaikan dengan kemampuan generator sehingga kestabilan kinerja generator dapat tercapai. Dalam pembangkitan GGL induksi pada generator sinkron dibutuhkan arus penguatan eksitasi untuk mengatur kuat medan magnet pada kutub-kutub generator yang terletak pada rotor. “Sistem penguatan medan magnet excitation berfungsi mengendalikan output berupa tegangan, arus dan daya reaktif dari generator agar tetap stabil pada beban sistem yang fluktuatif dengan cara mengatur besaran-besaran input untuk mencapai titik keseimbangan baru” Pandita M, 2015. Menurut definisi IEEE Stabilitas sistem tenaga adalah kemampuan sistem tenaga listrik untuk memberikan kondisi operasi mula, untuk kembali pada keadaan seimbang setelah mengalami gangguan fisik Fetissi Selwa, 2014. [4] Berdasarkan permasalahan diatas maka kinerja generator penting untuk dikaji, dengan menganalisis pengaruh perubahan beban pada generator sinkron 2. METODE PENELITIAN Mengumpulkan Data Data-data yang diperlukan berupa a. Data teknis generator sinkron 3 fasa. b. Data pengukuran daya aktif, daya reaktif, arus beban, tegangan output, dan arus eksitasi Mengolah Data Pengolahan data yang akan akan dilakukan meliputi a. Membuat simulasi generator sinkron 3 fasa dengan Simulink Matlab. b. Melakukan pengujian simulasi generator. c. Menghitung rugi total pada generator sinkron. d. Membuat kurva penaikan dan penurunan beban harian generator. e. Membuat kurva hubungan antara beban yang dilayani terhadap tegangan output Vout. f. Membuat kurva hubungan antara beban yang dilayani terhadap arus beban Ia. g. Membuat kurva hubungan antara beban yang dilayani terhadap arus medan If. h. Membuat kurva hubungan antara beban yang dilayani terhadap efisiensi generator. Analisis Hasil pengolahan data akan dianalisis seberapa besar pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik generator sinkron 3 fasa terhadap tegangan output, arus beban, arus eksitasi, dan efisiensinya. Serta analisis pengujian simulasi generator denga Simulink Matlab. Rekomendasi Selanjutnya hasil analisis data yang sudah di lakukan akan menjadi dasar dalam penetuan rekomendasi untuk menjaga kestabilan kinerja generator. JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Technical Data Type QFSN-300-2-20B Rated Output 300 MW 353 MVA Maximum continues Output330 MW 388 MVA Rated voltage 20 kV Rated current 10,189 kA Rated power factor 0,85 Rated frequency 50 Hz Rated speed 3000 r/min Number of phases 3 Stator winding connecting Y Number of terminal 6 Insulation class F temp. limited in B class Cooling mode H2 DC resistance of stator winding per phase 0,001658 at 15o C Total loss 3370,5 KW Perhitungan Rugi Total dan Efisiensi Generator Untuk menghitung efisiensi generator dapat dihitung menggunakan persamaan Gambar Grafik Perubahan Beban terhadap Efisiensi Generator Unit 1 PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 1 Februari 2018 P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Grafik Perubahan Beban terhadap Efisiensi Generator Unit 2 PT Sumber Segara Primadaya padaTanggal 1 Februari 2018 Ketika beban naik maka arus eksitasi akan naik. Ketika arus eksitasi naik maka cos phi yang dihasilkan akan turun. Hal itu karena ketika beban naik dan arus eksitasi naik maka daya reaktif yang dihasilkan akan naik pula. Ketika daya reaktif meningkat, maka sudut daya yang dihasilkan semakin besar. Kenaikan perbedaan sudut daya akan menyebabkan cos phi yang dihasilkan lebih rendah Hal ini berkaitan langsung terhadap efisiensi generator. Cos phi yang rendah mempengaruhi rugi-rugi yang terdapat pada generator. Semakin rendah cos phi yang dihasilkan, maka semakin besar rugi-rugi yang ditimbulkan, dengan demikian efisiensi generator pun semakin rendah. Menurut data yang telah diperoleh, efisiensi generator unit 1 & 2 berada pada rentang 97,12 % sampai dengan 98,73%. Angka ini cukup baik mengingat rugi yang dihasilkan maksimal hanya sebesar 2,88 % Proses Penaikan dan Penurunan Beban Generator Gambar Grafik Perubahan Beban Generator PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 1 Februari 2018 JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Grafik Perubahan Beban Generator PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 2 Februari 2018 Gambar Grafik Perubahan Beban Generator PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 3 Februari 2018 P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Grafik Perubahan Beban Generator PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 4 Februari 2018 Gambar Grafik Perubahan Beban Generator PT Sumber Segara Primadaya pada Tanggal 5 Februari 2018 Beban generator unit 1 & unit 2 bersifat sangat fluktuatif. Proses penaikan dan penurunan beban pada generator ini disebabkan karena permintaan energi listrik yang diatur oleh PLN. Umumnya beban tinggi terjadi pada pukul – WIB dimana pada rentang waktu ini masyarakat secara bersamaan menghidupkan peralatan listrik. Di luar jam tersebut umumnya pembangkit tidak bekerja penuh dari kapasitas yang ada. Sistem kelistrikan PT Sumber Segara Primadaya terhubung dengan sistem interkoneksi Jawa bagian selatan sehingga listrik yang disalurkan terhubung ke beberapa daerah dan beberapa GI. Apabila suatu daerah kekurangan pasokan daya listrik maka pembangkit lain yang mempunyai kepasitas lebih akan menyalurkan ke daerah tersebut. Sistem interkoneksi diatur oleh PLN dengan melihat pemakaian beban fluktuatif masyarakat di setiap daerah JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Pengaruh Perubahan Beban terhadap Tegangan Output Generator Gambar Grafik Perubahan Beban terhadap Tegangan Output Generator Unit 1 PT Sumber Segara Primadaya Stabilitas tegangan output generator baik. Sistem pengoperasian AVR Automatic Voltage Regulator berfungsi untuk menjaga agar tegangan generator tetap konstan, dengan kata lain generator akan tetap mengeluarkan tegangan yang selalu stabil tidak terpengaruh pada perubahan beban yang selalu berubah- ubah. Prinsip kerja AVR adalah mengatur arus penguatan pada exciter. Apabila tegangan output generator di bawah tegangan nominal teganga generator, maka AVR akan memperbesar arus eksitasi pada exciter. Dan juga sebaliknya apabila tegangan output generator melebihi tegangan nominal generator maka AVR akan mengurangi arus penguatan pada exciter. Dengan demikian apabila terjadi perubahan tegangan output generator akan dapat distabilkan oleh AVR secara otomatis Pengaruh Perubahan Beban teradap Arus Beban Gambar Grafik Perubahan Beban terhadap Arus Beban Generator Unit 1 PT Sumber Segara Primadaya P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Perubahan beban berbanding lurus mempengaruhi arus beban generator. Sejalan dengan Hukum Ohm, maka ketika terjadi perubahan beban, arus bebannya akan meningkat karena resistansi penghantar yang tidak berubah serta tegangannya tetap. Pengaruh Perubahan Beban terhadap Arus Eksitasi Gambar Grafik Perubahan Beban terhadap Arus Medan Generator Unit 1 PT Sumber Segara Primadaya Dari data yang diambil dari hasil report generator unit 1 & unit 2 pada tanggal 1 Februari 2018 menunjukan bahwa perubahan beban akan mempengaruhi arus eksitasi. Ketika beban meningkat, maka pengaturan uap masuk juga ditingkatkan dengan mengubah set point governor dimana putaran dan tegangan dibuat tetap. Tanpa perubahan peningkatan ini, maka frekuensi muatan generator akan naik, sedangkan frekuensi sistem tidak boleh berubah. Oleh karena itu ketika pengaturan uap masuk ditingkatkan maka secara otomatis arus eksitasi akan meningkat Simulasi Generator Simulasi Generator dengan Simulink Matlab Simulasi yang dilakukan pada generator menggunakan Matlab Simulink dimana generator yang dimodelkan adalah generator sinkron 3 fasa 3,125 generator pada simulasi berbeda dengan spesifikasi generator di PT Sumber Segara Primadaya, hal ini dikarenakan keterbatasan data parameter generator, hydraulic turbine governor dan sistem eksitasi di lapangan. Namun pada prinsipnya, cara kerja generator pada simulasi ini sama dengan generator di PT Sumber Segara Primadaya. JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Pemodelan Generator Sinkron Gambar Model Operasi Hydraulic Turbine Governor P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Parameter Simulasi Generator Sinkron Pengujian Variasi Beban 3 Fasa Gambar Tegangan Output Generator Beban 1MW 1/2 Gambar Tegangan Output Generator pada Beban 1 MW 2/2 JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Input Generator HTG & Eksitasi pada Beban 1 MW Dari pengujian tersebut, dapat diketahui bahwa besarnya tegangan Output generator stabil karena telah diatur oleh AVR. Sedangkan besarnya arus berbanding lurus dengan besarnya beban generator. Kemudian beban generator juga turut berpengaruh terhadap input generator. Semakin besar beban yang diterima generator, maka semakin panjang juga durasi yang diperlukan generator untuk mencapai kondisi stabil. Pegujian Beban 3 Fasa Daya Aktif & Reaktif Gambar Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban 3 Fasa Daya Aktif & Reaktif ½ Gambar Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban 3 Fasa Daya Aktif & Reaktif 2/2 P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Input Generator HTG & Eksitasi pada Pengujian Beban 3 Fasa Daya Aktif & Reaktif Pengujian beban 3 fasa sebesar 2 MW dan 0,25 MVAR ini menunjukan bahwa adanya daya reaktif pada beban generator menyebabkan kualitas tegangan dan arus keluaran generator lebih baik dibandingkan dengan generator tanpa beban reaktif. Hal ini dapat terlihat dari lebih stabilnya frekuensi pada sinyal keluaran generator. Pengujian Beban Lebih Gambar Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban Lebih Gambar Arus Beban pada Pegujian Beban Lebih JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Input Generator HTG & Eksitasi pada Pegujian Beban Lebih Dari pengujian ini, dapat diketahui bahwa generator akan mengalami penurunan performa ketika diberi beban melebihi kapasitasnya. Kinerja generator yang awalnya berada pada kondisi normal akan mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya waktu pembebanan. Pengujian Beban Tidak Seimbang Gambar Tegangan Output Generator pada Pengujian Beban Tidak Seimbang ½ Gambar Tegangan Output Generator pada Pegujian Beban Tidak Seimbang 2/2 P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Gambar Arus Beban pada Pegujian Beban Tidak Seimbang 1/2 Gambar Arus Beban pada Pegujian Beban Tidak Seimbang 2/2 Gambar Input Generator HTG & Eksitasi pada Pegujian Beban Tidak Seimbang Pengujian beban tidak seimbang menunjukkan bahwa tegangan Output generator tidak bisa stabil mengikuti rated tegangannya. Semakin tinggi beban suatu fasa, maka semakin rendah tegangan keluarannya. Namun semakin tinggi beban suatu fasa, semakin tinggi pula arus bebannya. Beban tidak seimbang ini merupakan gangguan yang dapat memperpendek umur stator karena tidak terjaganya kestabilan arus pada stator, gangguan ini juga tidak baik untuk keamanan kumparan generator, maka dari itu beban setiap fasa suatu generator3 fasa haruslah seimbang. JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Pengujian Gangguan pada Exciter Gambar Tegangan Output Generator pada Pengujian Gangguan pada Excitter Gambar Arus Beban pada Pegujian Gangguan pada Exciter Gambar Input Generator HTG & Eksitasi pada Pegujian Gangguan pada Exciter Gangguan yang terjadi pada exciter menyebabkan sistem eksitasi pada generator melemah menuju nilai 0, sehingga keluaran generator pun akan melemah. Generator tidak bisa bekerja dengan baik menghasilkan energi karena medan magnet yang dibuat oleh eksitasi tidak bekerja dengan baik walaupun prime movernya bekerja secara normal. P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE Pengujian Persgeseran Sudut Fasa Tabel Ringkasan Sudut Fasa Sistem 3 fasa menyebabkan terjadinya pembagian sudut fasa menjadi 3 bagian. Sistem 3 fasa yang benar-benar seimbang akan memiliki besar sudut senilai 120o untuk setiap fasanya. Namun mengingat rugi-rugi yang tidak mungkin dihilangkan dari suatu sistem serta beban yang sangat fluktuatif, menjadi mustahil suatu sistem memiliki pembagian beban yang sangat seimbang. Namun dengan sistem manajemen yang baik dapat diperoleh pembagian beban setiap fasa yang mendekati seimbang. Dalam pengujian pergeseran sudut fasa ini, diketahui bahwa sudut fasa untuk setiap varian beban 3 fasa yang diuji memiliki nilai sekitar 120o pada setiap fasanya. Namun hal tersebut tidak nampak untuk 3 buah beban 1 fasa tidak seimbang di setiap fasa yang memiliki jumlah senilai 3 MW. Pada beban tidak seimbang ini, dapat diketahui bahwa sudut fasanya berada pada range nilai 130,036o sampai dengan 154,393o. Hal ini tentu tidak baik karena menyebabkan sistem menjadi tidak stabil sehingga dapat menurunkan kinerja generator. JRRE P-ISSN 2685 - 4341 Halaman Web JRRE 4. KESIMPULAN Setelah melakukan penelitian dan menganalisa data-data yang diperoleh selama melakukan penelitian di PT Sumber Segara Primadaya, maka penulis dapat menyimpulkan beberapa hal yaitu a. Beban harian generator unit 1 & 2 PT Sumber Segara Primadaya bersifat sangat fluktuatif. Umumnya beban tinggi terjadi pada pukul – WIB. b. Perubahan beban generator unit 1 & 2 PT Sumber Segara Primadaya yang terjadi tidak terlalu mempengaruhi tegangan outputnya. Hal ini dikarenakan peran AVR Automatic Voltage Regulator sebagai stabilitator tegangan output. c. Perubahan beban generator unit 1 & 2 PT Sumber Segara Primadaya berbanding lurus dengan perubahan arus beban yang terjadi. Hal ini disebabkan oleh besarnya resistansi dan tegangan yang tidak berubah saat terjadi perubahan beban. d. Perubahan beban generator unit 1 & 2 PT Sumber Segara Primadaya turut mempengaruhi perubahan arus medan/eksitasi pada exciter. Pada saat terjadi perubahan beban, set point governor juga mengalami perubahan, pengaturan uap masuk inilah yang membuat arus eksitasi otomatis berubah. e. Perubahan beban generator unit 1 & 2 PT Sumber Segara Primadaya mempengaruhi durasi yang dibutuhkan HTG Hydraulic Turbine Governor dan exciter untuk mencapai kondisi stabil. Semakin besar beban yang diterima generator, maka akan semakin panjang durasi yang dibutuhkan. f. Perubahan beban generator unit 1 & 2 PT Sumber Segara Primadaya juga mempengaruhi cos phi generator. Sedangkan cos phi generator berpengaruh langsung terhadap efisiensi generator. Efisiensi generator unit 1 & 2 berada pada rentang 97,12 % sampai dengan 98,73%. Angka ini cukup baik mengingat rugi yang dihasilkan maksimal hanya sebesar 2,88 %. g. Meninjau simulasi generator sinkron 3 fasa dengan Simulink Matlab, gangguan-gangguan yang terjadi pada input maupun output generator hendaknya jangan sampai terjadi, karena sangat mempengaruhi kestabilan kinerja generator bahkan dapat merusak generator. h. Untuk menjaga generator tetap dalam keadaan stabil, baiknya perubahan beban diatur supaya perubahannya tidak terlalu signifikan. Batas maksimum beban generator senantiasa juga perlu diperhatikan dalam rangka pemeliharaan generator. DAFTAR PUSTAKA [1] Bandri, Sepannur. 2013. Analisa Pengaruh Perubahan Beban terhadap Karakteristik Generator Sinkron Aplikasi PLTG Pauh Limo Padang. Padang Institut Teknologi Padang. [2] Higuchi, Tsuyoshi. 2014. Design Analysis of a Novel Synchronous Generator for Wind Power Generation. Nagasaki Nagasaki University. [3] Kristof, Vladimir. 2017. Loss of Excitation of Synchronous Generator. Kosice Slovenska Technicka Univerzita. [4] Selwa, Fetissi, Labed Djamel. 2014. Transient Stability Analysis of Synchronous Generator in Electrical Network. Constantine Mentouri University Route d’Ain El Bey. ... WHRPG Waste , Heat Recovery Power Generation menggunakan generator sinkron yang terhubung langsung dengan Gardu Induk di perusahaan tersebut. Dalam proses sinkronisasi memiliki syarat yang harus dipenuhi yaitu frekuensi yang sama, urutan fasa, sudut fasa, dan tegangan yang sama [3]. Generator merupakan salah satu aspek terpenting pada sistem pembangkit dan merupakan aspek yang paling rentan terhadapan gangguan dan kesalahan. ...... Generator sinkron /alternator adalah mesin listrik arus bolak balik yang menghasilkan arus bolak-balik. Generator sinkron bekerja dengan cara mengubah energi mekanik gerak menjadi energi listrik berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik [3], [4], [8]. Generator yang digunakan pada WHRPG adalah generator sinkron 3 fasa. ... Liliana LilianaWaste Heat Recovery Power Generation WHRPG adalah sebuah sistem mengkonservasi energi dan menunjang pembangunan bersih atau Clean Development Mechanism CDM yang merupakan implementasi dari Kyoto Protocol. Sistem ini terbukti dapat menurunkan emisi CO2 sebesar ton per tahun. WHRPG menggunakan generator sinkron dengan kapasitas 8,5 MW dilengkapi dengan sistem eksitasi tanpa sikat. Pengoperasian WHRPG yang kontinyu harus didukung dengan pengoperasian generator dengan pengamanan yang optimal. Generator harus terus dilindungi dari gangguan-gangguan yang mungkin terjadi. Pengamanan Generator telah dilengkapi dengan Generator Protection Type M-3425 yang terdiri atas beberapa jenis pengamanan di dalamnya. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kinerja proteksi pada generator khususnya terhadap gangguan tegangan lebih dan frekuensi rendah berupa kenaikan tegangan mencapai 45% dan gangguan penurunan frekuensi mencapai 6 % . Penelitian ini mengidentifikasi ketepatan kinerja relay Over Current Relay dan under frequency Relay dalam melaksanakan pengamanan gangguan tersebut. Hasil pemantauan dan analisis dinyatakan bahwa kedua relay dapat dengan cepat membaca gangguan yang terjadi, selanjutnya memberi isyarat untuk mengaktifkan lock out relay, alarm dan lampu indikator sehingga gangguanpun dengan segera dapat diatasi sehingga potensi kerusakan yang bisa terjadi pada generator bisa diminimalisir.... Sedangkan energi listrik di keluarkan oleh kumparan jangkar generator. Batas-batas penggunaan beban perlu di ketahui dan di sesuaikan dengan kemampuan generator sehingga kestabilan generator dapat tercapai [2]. ...Yulianto La EloWiko PrastoroFebry F. N. TallaPaper ini membahas tentang Studi Penggunaan Beban Pada Genset Komatsu Unit 01 di PLTD Kebun Kapas PT. PLN Persero ULP adalah salah satu jenis mesin listrik yang digunakan oleh PT. PLN Persero ULP Fakfak sebagai alat pembangkit energy satu generator yang digunakan oleh PT. PLN Persero ULP Fakfak yaitu Generator Komatsu dengan kemampuan daya 500 tersebut dapat melayani beberapa macam beban yang digunakan oleh generator, energi mekanik di dapat dari penggerak yang bisa berupa mesin disel, turbin, baling-baling, dan pembangkit dengan skala kecil dan jauh dari sumber energy terbarukan maka sering sekali di pakai pembangkit tenaga generator dituntut suatu kestabilan agar kinerja generator menjadi yang terlalu berlebih juga dapat membahayakan kinerja sebab itu kita perlu mengetahui batas-batas penggunaan beban pada ini dilakukan agar kontinuitas dan kehandalan listrik dapat studi akan dilakukan pengumpulan dan pengolahan data beban dan arus dari bentuk tabel dan akan di buat dalam bentuk grafik. Hal ini dilakukan agar kita dapat mengetahui batas-batas pembebanan pada Aria PutraDian Budhi SantosoGenerator sinkron membutuhkan suatu medan magnet sebagai penguat agar dapat menghasilkan tegangan listrik. Medan magnet tersebut dapat diperoleh dari arus eksitasi yang dibangkitkan oleh exciter. Arus eksitasi tersebut mengalir pada kumparan medan yang terdapat pada rotor, sehingga rotor itu dapat menghasilkan medan magnet. Kemudian, konduktor akan memotong garis-garis gaya magnet dan menghasilkan Gaya Gerak Listrik GGL sehingga menghasilkan tegangan [1]. Saat arus eksitasi diatur di bawah nilai nominal, maka fluks magnet yang terdapat pada stator akan menurun, sehingga tegangan yang dihasilkan oleh generator juga ikut turun. Perubahan pada eksitasi menjadi penyabab tegangan dan daya reaktif yang dihasilkan generator mempunyai nilai batas tertinggi dan batas terendah. Perubahan besarnya arus eksitasi juga mempengaruhi variasi nilai beban pada besarnya daya reaktif. Pengaturan input pada generator sinkron adalah pengaturan yang dilakukan input arus medan dan frekuensi, input arus medan digunakan untuk mengatur besarnya nilai keluaran daya reaktif dan tegangan yang dihasilkan oleh generator. Berdasarkan data akhir dari hasil perhitungan daya reaktif dapat dilihat bahwa nilai faktor daya yang diperoleh minimum sebesar 0,94 dengan arus eksitasi pada rotor sebesar 314 A dan daya reaktif sebesar 3,1 MVAR, sehingga dapat simpulkan bahwa besar nilai daya reaktif yang dihasilkan oleh generator berbanding lurus dengan arus eksitasi yang the generator there is a field reinforcement system excitation system which has a very important function for the generation excitation system can affect generator performance if the system is subjected to loads such as resistive, inductive and capacitive the generator must be able to generate electrical power in accordance with the amount of load this study, tests on the generator using inductive and resistive loads were carried test results obtained on the generator are that when the generator is given an inductive load, the generator experiences a voltage increase of so that it has a reactive power of VAR, and when testing with a resistive load it produces a reactive power of VAR and experiencesa voltage increase of Higuchi Yuichi YokoiTakashi AbeKazuki SakimuraA novel synchronous generator is proposed for wind power generation. The field flux is generated by the half-wave rectified excitation method. The generator does not require slip rings and brushes for field power supply, as well as permanent magnets. In this paper, the excitation method is explained, and then, the basic characteristics are calculated using the finite element method analysis. Furthermore, the generator is designed for increasing the output power and Pengaruh Perubahan Beban terhadap Karakteristik Generator Sinkron Aplikasi PLTG Pauh Limo PadangSepannur BandriBandri, Sepannur. 2013. Analisa Pengaruh Perubahan Beban terhadap Karakteristik Generator Sinkron Aplikasi PLTG Pauh Limo Padang. Padang Institut Teknologi of Excitation of Synchronous Generator. Kosice Slovenska Technicka UniverzitaVladimir KristofKristof, Vladimir. 2017. Loss of Excitation of Synchronous Generator. Kosice Slovenska Technicka Stability Analysis of Synchronous Generator in Electrical NetworkFetissi SelwaLabed DjamelSelwa, Fetissi, Labed Djamel. 2014. Transient Stability Analysis of Synchronous Generator in Electrical Network. Constantine Mentouri University Route d'Ain El Bey.ronym Senior Member Posts 393 Post by ronym on Dec 18, 2013 65819 GMT 7 "pekerjaan" discharging / mengosongkan setrum di dalam baterai jika dilakukan secara sengaja... misal untuk percobaan memang sedikit rumitapalagi jika kita memiliki target... discharging sampai 11,00 volt .sebagai contohbaterai 12 v yang berkapasitas 4 Ampere Houritu artinya baterai bisa menyalakan beban 400 mA selama 10 lampu 5 watt hidup selama 10 jam ?tentu pekerjaan yang membosankan apalagi jika ukuran battery bank 100-400 AH ... tentunya lebih merepotkan .agar pekerjaan ini menjadi singkat... kita melebihkan beban misal dengan lampu 21 watt yang memakan arus 1,75 problem muncul...saat baterai diberi beban diluar "rating" nya... tegangan akan cepat dropdalam hal ini baterai 12v 4AH jika diberi beban 21 watthanya dalam waktu 10-15 menit ... tegangan drop menjadi 9-10 volt terutama untuk batere / aki yang sudah mulai soak .mungkin kita berfikir... wah kelewatan nih apabila baterai ini hentikan proses dschargingdan kita istirahatkan minimal 5 menit normalnya antara 10-30 menit tegangan aki akan kembali ke titik 12,00-12,40 kok tegangan aki bisa pulih sendiripadahal nggak di apa apain ?.mungkin inilah karakteristik batere pada umumnyapada rangkaian yang menyedot arus 1/20 ataupun kurang dari kapasitas baterebatere mampu mempertahankan kinerjanya selama 10 - 20 jam non stop tegangan batere turun berangsur-angsur / bertahap sampai baterai "kosong".namun pada alat yang mengkonsumsi arus besar misal UPS, inverter hanya mampu bekerja nonstop antara 15 sampai 30 menit sajakarena UPS berkapasitas 600 VA "biasanya" menggunakan aki kering dengan kapasitas 4,5 AH atau 7 AHpenurunan tegangan terjadi secara eksponensial tegangan batere turun dengan sangat cepat Last Edit Dec 18, 2013 81051 GMT 7 by ronym Post by Sucahyo on Dec 18, 2013 83718 GMT 7 Iya, tegangan baterai akan naik lagi setelah dipakai. sepertinya ini karena efek sifat kimianya. Butuh waktu untuk menghasilkan tegangan setelah baterai penuh, penurunan tegangan sedikit, makin kosong, penurunan tegangan makin yang boleh ditarik dari baterai tergantung tipe baterainya. Untuk baterai tipe engine starter, memang dirancang untuk bisa narik amper yang besar. Kalau untuk UPS, dirancang untuk tidak gampang habis saat tidak dipakai. ronym Senior Member Posts 393 Post by ronym on Dec 18, 2013 90111 GMT 7 namun anehnya...pada UPS, batere yang digunakan malahan yang bertipe mendekati deep cyclealias ratingnya dirancang untuk 20 karena pada UPS, batere ditarik arus yang sangat besar melebihi ratingnya lebih cocok dipakai batere starterkarena toh hanya dipakai untuk 15-30 menit saja batere starter didesain untuk 10 hour pemakaian .baterai dengan rating 20 hour / dee cycle mungkin lebih cocok untuk mendrive Lampu LED, alarm, dan sebagainya yang hanya membutuhkan arus kurang dari 1 amperenamun mampu dipanjer seharian termasuk untuk WIFI station / repeater di daerah terpencil juga cocokkebetulan baru tahu ada wifi outdoor yang bisa nyampe 15 kilo... dengan harga cuma Rp 400 ribuan bahkan bisa 50 km jika pake antena dengan gain tinggi yang ane lihat speknya cuma butuh arus 1 Ampere 12 volt . Last Edit Dec 18, 2013 90359 GMT 7 by ronym Post by Sucahyo on Dec 18, 2013 114218 GMT 7 Saya rasa pelabelan baterai sekarang ini tidak jelas. Katanya deep cycle tapi cuma kasih garansi 1 tahun. Kalau setahun atau dua tahun mati katanya memang normalnya begitu. Seharusnya yang namanya deep cycle itu bisa tahan dipakai lebih dari jenis pemakaian, memang UPS lebih butuh yang narik arus besar di waktu jarak wifi sepertinya lebih tergantung antenna, bukan dari unitnya. Post by Sucahyo on Dec 8, 2016 155554 GMT 7 di butuhkan berapa baterai agar tidak drop ketika di pasang watt yang terlalu tinggiBatas maksimum dari batre biasanya setara kapasitas. Batre 7Ah maksimalnya 7A., jadi misal 12V maka maksimal 84 watt.35 Tegangan dan regangan pada beban geser murni τθ σθ τ Jika ada sebuah keping logam segi-4 dengan satu sisi searah y θ dengan sumbu x, sumbu axial, dan sisi lainnya dalam arah y x ke atas, maka jika benda tsb mengalami beban torsi murni, τ elemen segi-4 tsb hanya akan menerima beban geser τ. Drop Tegangan Saat Beban PuncakDrop Tegangan Saat Beban PuncakJun 24, 201012010-06-24T0301Drop Tegangan Saat Beban Puncak Mengapa saat beban puncak terjadi drop tegangan? Apakah besarnya drop tegangan akibat pembebanan yang bertambah, presentase atau nilai tegangan yang turun perkenaikan arus/ pertambahan bebannya dapat dihitung,.?? Mohon Dijelaskan, Terima 24, 201022010-06-24T0357Vdrop = IxZ. Z sebagaian besar nya konstan. Beban puncak sebanding dengan I, I naik Vdrop naik demikian 24, 201032010-06-24T1316Oo_Begithu, . Trus jika teganggan pelayanan drop katakanlah smpai 180 volt. apakah peralatan2 seperti tv, kipas angin,kulkas dll. untuk mencapai daya yang dibutuhkan, peralatan tersebut mengalami kenaikan arus disesuaikan dengan tegangan yang turun. trus ketika saya menguji lampu pijar, lampu neon dan setrika listrik,..mengapa ketika tegangan saya naikkan arusnya juga naik,.??Jun 24, 201042010-06-24T1352seperti yang dikatan bapak RSM ya V= IZ. dengan Z yang rata2 konstan kalo untuk percobaanya mas tegangan naik maka arus naik V= IR V dan I sebanding maka tegangan naik arus pun akan naikJun 25, 201052010-06-24T2324Oo_iyah,.iyah,. Trima kasih banget Mr. RMS dan Mr. 25, 201062010-06-25T0115cimukz wroteOo_Begithu, . Trus jika teganggan pelayanan drop katakanlah smpai 180 volt. apakah peralatan2 seperti tv, kipas angin,kulkas dll. untuk mencapai daya yang dibutuhkan, peralatan tersebut mengalami kenaikan arus disesuaikan dengan tegangan yang turun. trus ketika saya menguji lampu pijar, lampu neon dan setrika listrik,..mengapa ketika tegangan saya naikkan arusnya juga naik,.?? Jika tegangan sampai 180 V yang jelas performance alat-alat tersebut tidak bekerja sebagai mana mestinya. Umumnya yang dizinkan adalah kurang lebih 10%. Jika tegangan normal 220 V, maka batas minimumnya adalah 198 V batas bawah dan 242V batas atas. Untuk beban-beban motor induktif ada kemungkinan amper akan naik pada saat tegangan turun, karena motor berusaha untuk memenuhi daya yang dibutuhkan beban. Kalau beban yang sifatnya resistif yah tegangan berbanding langsung dengan 02, 201072010-07-02T0944maaf nehh rumus drop seh apa.. mohon sekalian dijelasin dengan logikaJul 03, 201082010-07-03T0036Maksudnya apa yah di Arif, khan udah tahu Vdrop = IxZ. Jika kita suplai tegangan V, maka yang sampai diujung penerimaan adalah VReceiving end = V - IZ. Kalau I nya besar sedangkan zat konstan maka yang diterima Vreceivingend yah semakin kecil. kalau rumusnya pakai cos dna sin phi sih bisa saja. Yang sederhana saja 06, 201092010-07-06T0400Jika tegangan sampai 180 V yang jelas performance alat-alat tersebut tidak bekerja sebagai mana mestinya. Umumnya yang dizinkan adalah kurang lebih 10%. Jika tegangan normal 220 V, maka batas minimumnya adalah 198 V batas bawah dan 242V batas atas. Untuk beban-beban motor induktif ada kemungkinan amper akan naik pada saat tegangan turun, karena motor berusaha untuk memenuhi daya yang dibutuhkan beban. Kalau beban yang sifatnya resistif yah tegangan berbanding langsung dengan arus. kalo begitu rumus yg digunakn berbeda? kan berkebalikan tu, kalo induktif V tidak berbading lurus dgn I, kalo resistif berbanding lurus. bagaimana terorinya sm msh kurang 06, 2010102010-07-06T0406Yang beda adalah sifat bebannya yang satu resistance yang satu lagi reactance. Pelajari deh sifat reaktance and resistance. Saya menyarankan kalau hal yang mendasar yah kembalikan ke semester awal. Pengaturantegangan adalah perubahan tegangan terminal antara keadaan beban nol dengan beban penuh, dan ini dinyatakan dengan persamaan: % pengaturan tegangan = ((E 0 - V) / V) x 100 Terjadinya perbedaan tegangan terminal V dalam keadaan berbeban dengan tegangan Eo pada saat tidak berbeban dipengaruhi oleh faktor daya dan besarnya arus jangkar (Ia) yang mengalir. Penggunaan Generator saat ini sudah menjadi kebutuhan pokok terutama pada rumah sakit, perkantoran maupun industri. Perawatan yang kurang baik sering kali menjadi penyebab terjadinya gangguan atau tidak bekerjanya generator secara maksimal. Beberapa penyebab masalah yang timbul pada saat generator sebelum diberi beban dan sesudah diberi beban MASALAH GENERATOR SEBELUM DIBERI BEBAN PENYEBAB Tegangan tidak keluar Kabel PMG stator terputus atau terhubung singkat PMG stator terhubung singkat/rusak Magnet residu pada generator tidak ada Voltmeter atau selector tidak bekerja/rusak Kerusakan pada kabel-kabel control generator Proteksi AVR generator bekerja over current protection Varistor rusak Dioda penyearah pada exciter rusak Gulungan exciter putus atau terhubung singkat AVR rusak Tegangan Kurang Engine speed/RPM kurang Setelan tegangan kurang Hand trimmer potensio rusak AVR rusak Tegangan terlalu tinggi Engine speed/RPM terlalu tinggi Setelan tegangan terlalu tinggi Sensing AVR terputus AVR rusak Tegangan tidak stabil RPM mesin tidak stabil Pemasangan PMG tidak tepat miring Kabel putus/kendor Ada kebocoran isolasi gulungan dengan frame/ground AVR rusak Tegangan tidak seimbang antar phase Kerusakan pada gulungan stator MASALAH GENSET SETELAH DIBERI BEBAN PENYEBAB Tegangan stator tidak seimbang Pembagian beban/arus yang tidak seimbang Tegangan tidak stabil RPM mesin tidak stabil Power factor mendahului leading atau kontroler kapasitor bank tidak bekerja dengan baik Adanya beban yang menyebabkan adanya harmonisa Setelan stability tidak tepat Fluktuasi beban yang selalu berubah-rubah dengan cepat AVR rusak Respon beban kejut kurang cepat Respon governor lambat Beban kejut yang terlalu tinggi lebih dari 25% Setelan avibility AVR kurang tepat Kerusakan pada AVR Kerusakan pada diode penyearah Tegangan turun Proteksi AVR bekerja karena exciter overload Beban terlalu tinggi overload Power factor terlalu rendah RPM mesin drop terlalu banyak Kerusakan pada AVR Tegangan terlalu tinggi Beban tidak seimbang Power factor mendahului leading Pemasangan CT drop kit terbalik Gangguan dari beban yang menimbulkan harmonisa AVR rusak Perpanjanganpegas dari ujung pegas bebas ketika diberi beban = 80 mm. Percepatan gravitasi g = 9,8 m/ Pada permukaan danau terdapat dua gabus yang terpisah 60 cm keduanya turun naik dengan permukaan air pada frekuensi 2 getaran per detik. laju rambat gelombang transversal pada tali 50 m/s. Jika gaya tegangan pada tali 25 N, maka massa Pada saat generator dibebani akan terjadi drop tegangan sebelum terminal outputnya. Besaran drop tegangan ini sangat tergantung pada kondisi beban yang ada. Adapun macam-macam drop tegangan tersebut yaitu a Drop tegangan akibat tahanan jangkar IRa b Drop tegangan akibat reaktansi jangkar IXa c Drop tegangan akibat fluks bocor Penggabungan antaraa reaktansi jangkar dan fluks bocor sering disebut sebagai reaktansi sinkron Xs = X1 + Xa. Berikiut akan dijabarkan mengenai pengaruh pembebanan di beban resistif dan induktif. a. Beban Cos φ = 1 Faktor daya generator bernilai cos φ = 1 adalah apabila generator diberi beban bersifat resistif sepasa dengan tegangannya. Gambar vektor pada beban cos φ =1 Keterangan Eo = Tegangan yang terangkat pada kumparan jangkar tegangan beban nol E = Emf induksi beban V = Tegangan terminal Bila φ = 1800 maka cos φ = 1 dan sin φ = 0, sehingga daya aktif menjadi maksimum dan reaktif menjadi nol. Efek dari pembebanan resistif adalah putaran generator turun dan tegangan generator juga turun. Untuk mengatasi putaran generator yang turun dapat diatasi dengan menambah putaran mesin yang digunakan untuk menggerakkan generator, dan untuk mengatasi tegangan keluaran generator yang turun maka dapat diatasi dengan cara menambah arus eksitasi. 23 b. Beban Cos φ = Lagging Faktor daya generator dapat bernilai lagging apabila generator dibebani beban yang bersifat induktif. Beban induktif adalah beban yang mayoritas komponen penyusunnya adalh gulungan-gulungan kawat yang dapat menghasilkan medan magnet/inductor. Contohnya adalh kumparan, motor listrik lampu TL. Karakteristik factor daya generator yang diakibatkan oleh beban induktif adalah arus beban induktif tertinggal terhadap tegangannya. Gambar Vektor pada beban cos φ = Lagging Keterangan Eo = Tegangan yang terangkat pada kumparan jangkar tegangan beban nol E = Emf induksi beban V = tegangan terminal Efek dari pembebanan induktif adalah tegangan stator turun sedangkan putaran tetap. Untuk mengatasi permasalahan akibat pembebanan induktif ini adalah dengan menambah arus eksitasi agar tegangan naik kembali. BAB III METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ini akan dilakukan dilaboratorium konversi energi listrik. Penelitian akan dilaksanakan setelah proposal diseminarkan dan disetujui. Lama penelitian direncanakan selama 2 dua bulan. Bahan & Peralatan Bahan yang digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah 1. Motor induksi tiga phasa Tipe rotor belitan 25 Pelaksanaan Penelitian Pertama kali yang akan dilaksanakan dalam penelitian adalah pengambilan data dengan melakukan pengukuran langsung di Laboratorium Konversi Energi Listrik, lalu menganalisa data dari hasil pengukuran. Variabel yang diamati Variabel yang diamati dalam penelitian ini hanyalah tegangan yang dihasilkan oleh generator induksi. Prosedur Penelitian Gambar Diagram Alir Penelitian BAB IV PENGUJIAN DAN HASIL PENGUKURAN Umum Untuk melihat pengaruh eksitasi satu phasa terbuka terhadap tegangan yang dihasilkan generator induksi, dilakukan dua pengujian beban nol generator induksi penguatan sendiri MISG. Dimana untuk salah satu pengujian dilepaskan salah satu hubunagn kapasitor eksitasi generator induksi. Dengan membandingkan kedua hasil pengujian tersebut dapat dilihat pengaruh eksitasi satu phasa terbuka terhadap tegangan yang dihasilkan generator induksi penguatan sendiri MISG. Tetapi sebelum itu diperlukan parameter motor yang digunakan sebagai generator induksi. Parameter yang diperlukan adalah kapasitor eksitasi yang diperlukan generator induksi tersebut. Parameter tersebut digunakan untuk mencocokkan kapasitor eksitasi sebagai sumber eksitasi generator induksi tersebut. Parameter tersebut diperoleh dengan mengukur arus magnetisasi motor tersebut dalam keadaan beban nol. Penentuan Nilai Kapasitor Apabila kapasitor yang dirangkai pada generator induksi penguatan sendiri adalah hubungan delta , maka Pout = 2,2 Kw Cos θ = 0,67 Daya yang dibutuhkan mesin ketika beroperasi sebagai motor S = VI 27 Daya reaktif yang diserap = 3,02 kvar Ketika mesin beroperasi sebagai generator induksi, kapasitor harus mensuplai paling sedikit 3,02 3 = 1 kvar per phasa. Tegangan per phasa adalah 380 V karena kapasitor terhubung delta. Dengan begitu, arus kapasitif per phasa ialah IC = 2,33 A Reaktansi kapasitif per phasa adalah X = 163,09 Kapasitansi per phasa paling sedikit seharusnya C 19,5 µF Nilai kapasitor yang dipasang sangat menentukan terbangkitnya tegangan atau tidak. Untuk terbangkitnya tegangan generator induksi, nilai kapasitor yang dipasang harus lebih besar dari nilai kapasitor minimum yang diperlukan untuk proses eksitasi. Jika kapasitor yang dipasang lebih kecil dari kapasitor minimum yang diperlukan, maka proses pembangkitan tegangan tidak akan berhasil. Jadi kapasitor per - phasa terhubung yang dibutuhkan generator untuk dapat membangkitkan ggl adalah sebesar 20 µF. Untuk kapasitor yang terhubung secara Y, kapasitor per - phasa yang dibutuhkan tiga kali kapasitor yang terhubung secara , yaitu 60 µF. Percobaan Beban Nol Generator Induksi Penguatan sendiri A. Rangkaian Percobaan Eksitasi Terhubung Tiga Phasa Gambar Rangkaian percobaan beban nol generator induksi penguatan sendiri 29 B. Rangkaian Percobaan Beban Nol Eksitasi Satu Phasa Terbuka KAPASITOR Gambar Rangkaian percobaan beban nol generator induksi penguatan sendiri dengan eksitasi satu phasa terbuka C. Prosedur Percobaan 1. Motor induksi dikopel dengan motor DC. Setelah itu rangkaian percobaan disusun seperti gambar 2. Seluruh switch dalam keadaan terbuka dan pengatur tegangan dalam posisi minimum. 3. Switch 1 ditutup dan atur PTAC1 sampai dengan tegangan 380 Volt. 4. PTDC2 diatur sehingga amperemeter A3 mencapai harga arus penguat nominal. Switch 2 ditutup, kemudian PTDC1 dinaikkan secara bersamaan hingga putaran motor DC sama dengan putaran motor induksi nr = ns. 5. Switch 3 ditutup. Sehingga kapasitor mencharge dengan sendirinya. 6. Pengatur PTAC diturunkan dan switch 1 dilepas, sehingga yang menyuplai daya ke motor induksi adalah kapasitor. 7. Kecepatan motor DC dinaikkan hingga 1400 rpm dengan kelipatan kenaikan 200 rpm, ukur tegangan yang dihasilkan. 8. Ukur tegangan yang dihasilkan generator induksi 9. PTDC1 diturunkan hingga posisi minimum dan lepas switch 2. 10. Untuk percobaan eksitasi satu phasa terbuka, lepaskan satu hubungan kapasitor eksitasi 11. Lakukan percobaan 2-10 12. Percobaan selesai. C. Data Hasil Percobaan Kapasitor yang digunakan = 20 dan 40 mF 1. Tegangan antar phasa dan tegangan per phasa Tabel Tegangan antar phasa dan tegangan per phasa yang dihasilkan generator induksi dengan kapasitor eksitasi 20 mF Kecepatan 31 generator induksi dengan kapasitor eksitasi 20 mF dan satu phasa eksitasi terbuka 1. Tegangan antar phasa dan tegangan per phasa Table Tegangan antar phasa dan tegangan per phasa yang dihasilkan generator induksi dengan kapasitor eksitasi 40 mF Kecepatan generator induksi dengan kapasitor eksitasi 40 mF dan eksitasi terbuka satu phasa 33 400 0,093 0,093 0,093 0,092 0,093 0,092 600 0,096 0,095 0,096 0,097 0,096 0,095 800 0,098 0,099 0,098 0,099 0,098 0,098 1000 0,12 0,11 0,11 0,11 0,1 0,1 1200 0,12 0,12 0,12 0,13 0,13 0,12 1400 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 D. Kurva Hasil Percobaan Beban Nol Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Kapasitor Eksitasi 20 mF 1. Kurva tegangan antar phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terhubung tiga phasa Gambar kurva kecepatan putaran vs vout 2. Kurva tegangan antar phasa kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terbuka satu phasa Gambar kurva kecepatan putaran vs vout satu phasa eksitasi terbuka 3. Kurva tegangan per phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terhubung tiga phasa Gambar Kurva tegangan per phasa kecepatan putaran vs Vout 35 4. Kurva tegangan per phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terbuka satu phasa Gambar kurva tegangan per phasa kecepatan putaran vs vout E. Kurva Hasil Percobaan Beban Nol Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Kapasitor Eksitasi 40 mF 1. Kurva tegangan antar phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terhubung tiga phasa Gambar kurva kecepatan putaran vs vout 2. Kurva tegangan antar phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terbuka satu phasa Gambar kurva kecepatan putaran vs Vout 3. Kurva tegangan per phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terhubung tiga phasa Gambar Kurva tegangan per phasa kecepatan putaran vs Vout 37 4. Kurva tegangan per phasa, kecepatan putaran vs tegangan keluaran eksitasi terbuka satu phasa Gambar Kurva tegangan perphasa kecepatan putaran vs Vout Analisis Hasil Pengujian Perbandingan Tegangan Percobaan Beban Nol Generator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi 20mF Terhadap Tegangan Percobaan Beban Nol Gnerator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi 20mF dan Eksitasi Satu Phasa Terbuka = Tegangan phasa percobaan beban nol generator induksi = Tegangan phasa percobaan beban nol generator induksi dengan eksitasi satu phasa terbuka. • Pada putaran 200 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 6,66 % - Phasa R-T = x 100 % = 6,57 % - Phasa S-T = x 100 % = 7,89 % • Pada putaran 400 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 8,86 % - Phasa R-T = x 100 % = 8,75 % - Phasa S-T = x 100 % = 8,75 % • Pada putaran 600 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 11,9 % - Phasa R-T = x 100 % = 10,84 % - Phasa S-T = x 100 % = 10,71 % • Pada putaran 800 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 11,76 % - Phasa R-T = x 100 % = 11,76 % 39 - Phasa S-T = x 100 % = 10,58 % • Pada putaran 1000 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 11,62 % - Phasa R-T = x 100 % = 11,50 % - Phasa S-T = x 100 % = 10,46 % • Pada putaran 1200 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 11,36 % - Phasa R-T = x 100 % = 11,23 % - Phasa S-T = x 100 % = 11,23 % • Pada putaran 1400 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 12,22 % - Phasa R-T = x 100 % = 11,11 % - Phasa S-T = x 100 % = 10,11 % Perbandingan Tegangan Percobaan Beban Nol Generator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi 40mF Terhadap Tegangan Percobaan Beban Nol Generator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi 40mF dan Eksitasi Satu Phasa Terbuka = Tegangan phasa percobaan beban nol generator induksi = Tegangan phasa percobaan beban nol generator induksi dengan eksitasi satu phasa terbuka • Pada putaran 200 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 10 % - Phasa R-T = x 100 % = 9 % - Phasa S-T = x 100 % = 10 % • Pada putaran 400 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 22,5 % - Phasa R-T = x 100 % = 22,5 % - Phasa S-T = x 100 % = 22,5 % 41 • Pada putaran 600 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 31,42 % - Phasa R-T = x 100 % = 26,92 % - Phasa S-T = x 100 % = 26,15 % • Pada putaran 800 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 34,66 % - Phasa R-T = x 100 % = 34 % - Phasa S-T = x 100 % = 34,66 % • Pada putaran 1000 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 36,84 % - Phasa R-T = x 100 % = 38,88 % - Phasa S-T = x 100 % = 38,88 % • Pada putaran 1200 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 40 % - Phasa R-T = x 100 % = 42,8 % - Phasa S-T = x 100 % = 42,8 % • Pada putaran 1400 rpm - Phasa R-S = x 100 % = 43,47 % - Phasa R-T = x 100 % = 43,47 % - Phasa S-T = x 100 % = 43,47 % 43 BAB V PENUTUP Kesimpulan 1. Dalam penelitian ini dapat disimpulkan bahwa tegangan generator induksi dengan eksitasi satu phasa terbuka lebih kecil dibandingkan dengan tegangan yang dihasilkan generator induksi dengan eksitasi terhubung 3 phasa. Dimana pada kecepatan putaran yang sama 200 rpm, perbedaan tegangan keluarannya sekitar 7 % untuk kapasitor eksitasi 20 mF dan 10 % untuk kapasitor eksitasi 40 mF 2. Dalam percobaan generator induksi eksitasi terbuka satu phasa, semakin besar kapasitor eksitasi yang digunakan semakin besar juga tegangan keluaran yang dihasilkan. Untuk kapasitor 20 mF pada kecepatan putaran 200 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 0,07 V, sedangkan kapasitor ksitasi 40 mF adalah 0,09 V. 3. Pada percobaan generator induksi dimana Motor Induksi Sebagai Generator MISG didapatkan juga kesimpulan. Dimana dengan bertambahnya kecepatan putaran rotor akan meningkatkan tegangan keluaran generator tersebut. Saran 1. Dalam penelitian selanjutnya disarankan untuk menganalisis pengaruh eksitasi terbuka satu phasa terhadap karakteristik generator induksi dan dengan menggunakan kapasitor eksitasi yang lebih besar lagi 2. Dalam penelitian lainnya dapat digunakan jenis motor induksi jenis rotor sangkar untuk digunakan sebagai generator induksi. DAFTAR PUSTAKA [1] Zuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Penerbit ITB, Bandung, 1988 [2]NEMA Standard Publications No. MGI-1993. Motors and Generators, Published by National Electrical Manufactures Ascociation. Washington 1993, Part 21 PP. 9-10 and Part 30 PP. 1-2 [3] IEEE Guides Test Procedures for Synchronus Machines, IEEE Std 115-1995 R2002 [4] Theraja, & Theraja, “A Text Book of Electrical Technology”, New Delhi, and Company Ltd., 2001. [5] Chapman Stephen J, “Electric Machinery Fundamentals”,Third Edition Mc Graw Hill Companies, New York, 1999. [6] Wijaya Mochtar,”Dasar-dasar Mesin Listrik”, Penerbit Djambatan, Jakarta , 2001 [7] Lanang Sang, “Analisa Pengaruh Beban Induktif dan Resistif pada Generator Induksi pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut pltgl” Institut Tekhnologi Sepuluh November, Surabaya, 2011 APLIKASI GENERATOR INDUKSI PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GELOMBANG LAUT Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Generator Induksi Mesin induksi dapat dioperasikan sebagai motor maupun sebagai generator. Namun, sedikit sekali masalah generator induksi ditulis sebagai subjek. Alasannya adalah karena generator induksi tidak mampu mengendalikan tegangan dan frekuensi pada kondisi berbeban dan kecepatan perputaran yang berubah. Sehingga dari salah satu penyebabnya tersebut, generator sinkron selalu digunakan dalam unit – unit pembangkit tenaga listrik. Namun, akhir – akhir ini karena cadangan sumber energi yang tidak terbarukan seperti minyak, gas bumi, batubara dan lain – lain dirasakan semakin menipis,maka pengembangan generator induksi penguatan sendiri yang digerakkan oleh energi angin, pembangkit mikrohidro, biogas dan lain – lain mulai menjadi semakin mendapat perhatian yang nyata. keuntungan lain dari mesin ini adalah kontruksinya yang kokoh, biaya pemeliharaan yang rendah dan tidak membutuhkan penguatan DC. dalam hal ini penulis menjelaskan implementasi generator induksi pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut, PLTGL merupakan salah satu pembangkit Energi terbarukan, penulis melihat bahwa potensi gelombang laut di Indonesia sangat menjanjikan, dengan begitu jika pembangkit listrik tenaga gelombang laut di realisasikan secara tidak langsung Generator induksi juga akan di gunakan sebagai mesin konversi energi tersebut. Blok Diagram Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Pertama-tama aliran gelombang laut yang mempunyai energi kinetik masuk kedalam mesin konversi energi gelombang. Kemudian dari mesin konversi aliran gelombang yang mempunyai energi kinetik ini dialirkan menuju turbin. Di dalam turbin ini, energi kinetik yang dihasilkan gelombang digunakan untuk memutar rotor. Kemudian dari perputaran rotor inilah energi mekanik yang kemudian disalurkan menuju generator. Di dalam generator, energi mekanik ini dirubah menjadi energi listrik daya listrik. Dari generator ini, daya listrik yang dihasilkan dialirkan lagi menuju sistem tranmisi beban. PLTGL-OWC Oscilatting Water Column OWC merupakan salah satu sistem dan peralatan yang dapat mengubah energi gelombang laut menjadi energi listrik dengan menggunakan kolom osilasi. Alat OWC ini akan menangkap energi gelombang yang mengenai lubang pintu OWC, sehingga terjadi fluktuasi atau osilasi gerakan air dalam ruang OWC, kemudian tekanan udara ini akan menggerakkan baling-baling turbin yang dihubungkan dengan generator listrik sehingga menghasilkan listrik. Pada teknologi OWC ini, digunakan tekanan udara dari ruangan kedap air untuk menggerakkan whells turbine yang nantinya pergerakan turbin ini digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Ruangan kedap air ini dipasang tetap dengan struktur bawah terbuka ke laut. Tekanan udara pada ruangan kedap air ini disebabkan oleh pergerakan naik-turun dari permukaan gelombang air laut. Gambar 1. Proses terbentuknya aliran udara yang dihasilkan oleh gelombang laut Gerakan gelombang di dalam ruangan ini merupakan gerakan compresses dan gerakan decompresses yang ada di atas tingkat air di dalam ruangan. Gerakan ini mengakibatkan, dihasilkannya sebuah alternating streaming kecepatan tinggi dari udara. Aliran udara ini didorong melalui pipa ke turbin generator yang digunakan untuk menghasilkan listrik. Sistem OWC ini dapat ditempatkan permanen di pinggir pantai atau bisa juga ditempatkan di tengah laut. Pada sistem yang ditempatkan di tengah laut, tenaga listrik yang dihasilkan dialirkan menuju transmisi yang ada di daratan menggunakan kabel. Gambar 2 . Turbin dan generator Gambar 3. Tampak keseluruhan PLTG-OWC Generator pada Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut PLTGL Jenis generator yang digunakan pada PLTGL ialah jenis Generator Asinkron generator tak-serempak yang merupakan motor induksi yang dirubah menjadi generator, generator ini dipilih karena PLTGL sebagai energi alternatif tidak banyak membutuhkan perawatan seperti halnya generator sinkron, lebih kuat, handal, harga lebih murah dan tidak membutuhkan bahan bakar pada saat diaplikasikan di lapangan, tapi cukup bergantung pada sumber energi terbarukan seperti air, angin, dan lain – lain sebagai prime over penggerak mula. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC Alternating Current. Gambar 4. Turbin dan Generator Asinkron Blok Diagram Generator Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Data fakta Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut dunia dan di Indonesia Pemerintah Jerman merancang pilot project pembangkit listrik tenaga gelombang. Pembangkit listrik tenaga gelombang laut PLTGL yang telah berjalan adalah PLTGL Limpet dikelola oleh Wavegen, anak perusahaan Vorth Siemen yang berbasis di Inggris. PLTGL Limpet mampu memproduksi listrik 500 kwh. Pembangkit tersebut menggunakan teknologi Oscillating Water Column OWC yang mengubah energi gelombang menjadi udara pendorong untuk menggerakan turbin. Sementara itu, PLTGL yang di Jerman akan memiliki kapasitas 250 kWh. Dengan kapasitas tersebut, PLTGL tersebut dapat mengaliri listrik ke 120 rumah. Pemerintah Jerman berharap pembangunan PLTG tersebut tidak mengganggu lingkungan sekitar pantai. Oleh karena itu, EnBW menjalin kerja sama dengan proyek konservasi pantai agar pembanguan PLTGL tidak merusak keindahan alam daerah sepanjang pantai. Pembangkit listrik gelombang laut komersial juga dikembangkan di Negeri Kanguru’. Pusat PLTGL itu terletak di lepas pantai Australia. Pembangkit dengan terobosan teknologi yang masih langka itu telah memasok kebutuhan listrik sekitar 500 rumah yang berada di daerah Selatan Sydney, Australia. Listrik baru bisa dihasilkan PLTGL jika gelombang laut datang menerpa corong yang menghadap ke lautan. Gerakan tersebut mengalirkan udara melalui dan masuk menggerakan turbin. Dari putaran turbin tersebut, sebanyak 500 kWh daya listrik dihasilkan setiap hari dan langsung disalurkan ke rumah-rumah . Pusat PLTGL yang di Australia merupakan proyek percontohan. Pemerintah Australia berencana membangun PLTGL yang lebih besar dan menghasilkan listrik lebih kuat di pantai selatan Australia. Dengan pembangunan PLTGL, para ahli teknologi PLGL Australia pun mendapat kebanjiran order untuk membangunan PLTGL di beberapa negara. Hawai, Spanyol, Afrika Selatan, Cile, Meksiko, dan Amerika Serikat juga tertarik. Gambar 5. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang-OWC di Skotlandia Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua setelah Norwegia. Sehingga Energi gelombang laut di pantai tersebut digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, seperti saat ini telah didirikan sebuah Pembangkit Listrik Bertenaga Ombak PLTO di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Tujuan didirikannya PLTO ini adalah untuk memberikan model sumber energi alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah perairan pantai Indonesia. Yogyakarta merupakan daerah di Indonesia yang memiliki potensi gelombang laut terbesar dibanding daerah lainnya. Pantai Selatan di daerah Yogyakarta memiliki potensi gelombang 19 kw/panjang gelombang. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut di daerah Yogyakarta dikembangkan oleh BPPT khususnya BPDP Balai Pengkajian Dinamika Pantai. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut ini menggunakan metode OWC Ocillating Water Column. BPDP – BPPT pada tahun 2004 telah berhasil membangun prototype OWC pertama di Indonesia. Prototype itu dibangun di pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul. Prototype OWC yang dibangun adalah OWC dengan dinding tegak. Luas bersih chamber 3m x 3m. Tinggi sampai pangkal dinding miring 4 meter, tinggi dinding miring 2 meter sampai ke ducting, tinggi ducting 2 meter. Prototype OWC 2004 ini setelah di uji coba operasional memiliki efisiensi 11%. Pada tahun 2006 ini pihak BPDP – BPPT kembali membangun OWC dengan sistem Limpet di pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul . OWC Limpet dibangun berdampingan dengan OWC 2004 tetapi dengan model yang berbeda. Dengan harapan besar energi gelombang yang bisa dimanfaatkan dan efisiensi dari OWC Limpet ini akan lebih besar dari pada OWC sebelumnya. Gambar 6. Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang-OWC di Pantai Parang Racuk, Gunung Kidul-Yogyakarta JADWAL KEGIATAN TUGAS AKHIR DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO TAHUN AJARAN 2015/2016 NO 1 2 3 Hari/Tanggal 23 Maret 2016 01 April 2016 14 Mei 2016 Kegiatan Pengumpulan
Twistlock menerima beban tarik yang sangat besar pada saat melakukan pengangkatan peti kemas. Sebuah peti kemas dengan ukuran 40 ft, memiliki bobot maksimum total 40 ton. disebut dengan tegangan dan diberi notasi σ. Dengan demikian persamaan untuk tegangan adalah : Dimana : σ = Tegangan yang terjadi P = Gaya yang diberikan A = Luas
Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu penghantar. Jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen atau dalam besaran Volt. Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh kebijaksanaan perusahaan kelistrikan. Perhitungan jatuh tegangan praktis pada batas-batas tertentu dengan hanya menghitung besarnya tahanan masih dapat dipertimbangkan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sistem tegangan menengah masalah indukstansi dan kapasitansinya diperhitungkan karena nilainya cukup berarti Sesuai dengan standar tengangan yang ditentukan oleh PLN SPLN, perancangan jaringan dibuat agar jatuh tegangan di ujung diterima 10%. Tegangan jatuh pada jaringan disebabkan adanya rugi tegangan akibat hambatan listrik R dan reaktansi X. Jatuh tegangan phasor Vd pada suatu penghantar yang mempunyai impedansi Z dan membawa arus I dapat dijabarkan dengan rumus Vd = ... 19 26 Dalam pembahasan ini yang dimaksudkan dengan jatuh tegangan V adalah selisih antara tegangan kirim Vk dengan tegangan terima VT, maka jatuh tegangan dapat didefinisikan adalah V = Vk – VT ... 20 Karena adanya resistansi pada penghantar maka tegangan yang diterima konsumen Vr akan lebih kecil dari tegangan kirim Vs, sehingga tegangan jatuh Vdrop merupakan selisih antara tegangan pada pangkal pengiriman sending end dan tegangan pada ujung penerimaan receiving end tenaga listrik. Tegangan jatuh relatip dinamakan regulasi tegangan VR voltage regulation dan dinyatakan oleh rumus ... 21 Dimana Vs = tegangan pada pangkal pengiriman Vr = tegangan pada ujung penerimaan Untuk menghitung jatuh tegangan, diperhitungkan reaktansinya, maupun faktor dayanya yang tidak sama dengan satu, maka berikut ini akan diuraikan cara perhitunganya. Dalam penyederhanaan perhitungan, diasumsikan beban– bebannya merupakan beban fasa tiga yang seimbang dan faktor dayanya Cos φ antara 0,6 s/d 0,85. tegangan dapat dihitung berdasarkan rumus pendekatan hubungan sebagai berikut 27 V = I R . cos φ + X . sin φ L ... 22 Dimana I = Arus beban Ampere R = Tahanan rangkaian Ohm X = Reaktansi rangkaian Ohm 28 BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian 1. Waktu Penelitian Sasaran yang ingin dicapai pada penelitian ini selama 2 bulan untuk menganalisis generator sinkron tiga phasa daya kecil. 2. Tempat penelitian Tempat penelitian ini dilakukan di laboratorium teknik elektro Universitas Muhammadiyah Makassar B. Tahapan Penelitian Tahapan yang dilakukan dalam penelitian analisi generator sinkron tiga phasa daya kecil, yaitu 1. Studi pendahuluan Mengadakan bimbingan dengan dosen pembimbing mengenai judul dan topik pembahasan yang diarahkan untuk dapat menganalisis generator sinkron tiga phasa dengan daya kecil. 2. Data kepustakaan Pengumpulan data-data dengan jalan membaca dan mempelajari berbagai literatur-literatur, tulisan- tulisan, dan bahan- bahan kuliah yang diperoleh selama mengikuti perkuliahan guna menperoleh landasan teori yang berkaitan dengan materi yang menjadi pembahasan dalam penulisan tugas akhir ini. 29 3. Penelitian Lapangan field research Penelitian yang dilakukan secara lansung terhadap objek penelitian yaitu analisis generator sinkron tiga phasa daya kecil. 4. Tahap Perancangan Dalam perancangan alat tugas akhir yang berjudul “Analisis Generator Sinkron Tiga Phasa Daya Kecil”.maka dibuat blok diagram ditunjukkan pada gambar dibawah ini Gambar Blok diagram alat C. Alat dan Bahan Perancangan Adapun alat-alat yang sangat penting pada analisis rancangan generator sinkron tiga fasa daya kecil adalah sebagai berikut a. Alat Tabel Alat yang di gunakan dalam analisis perancangan generator sinkron tiga fasa daya kecil No Alat Jumlah 30 b. Bahan Tabel Bahan yang di gunakan dalam perancangan generator No Bahan Jumlah 1 Alternator mobil 1 buah 2 Motor listrik AC 1 Buah 3 Transformator 3 Buah 4 Kabel Secukupnya 5 Paku Secukupnya 6 Baut Secukupnya 7 Balok Secukupnya 8 Saklar 1 Buah D. Diagram alir Flowchart Flowchart adalah suatu metode untuk menggambarkan tahap– tahap pemecahan masalah dengan mempresentasikan simbol – symbol tertentu yang mudah dimengerti. Tujuan utama dari penggunaan flowchart adalah untuk menggambarkan suatu tahapan penyelesaian masalah secara sederhana , terurai dan jelas menggunakan symbol – symbol yang standart. 31 TIDAK YA TIDAK YA Gambar Flowchart Penelitian Start Pengumpulan Data Pengolahan Data Data Lengkap dan Valid Uji Analisa Data Analisa Valid Hasil Uji Analisa Selesai 32 BAB IV HASIL DAN ANALISIS A. Umum Langkah awal dilakukan dalam menganalisis rancangan generator sinkron tiga fasa daya kecil, adalah perhitungan besaran-besaran generator yang dapat menentukan tegangan, arus, dan daya generator. Selanjutnya melakukan pengujian pada saat beban nol dan pada saat berbeban. 1. Percobaan Beban Nol Pada percobaan beban nol ,rotor di putar dengan oleh mesin medan diberi arus searah, sedangkan terminal diterminal tidak dihubungkan sehingga Ia=0 dan N = konstan. Pada percobaan ini mesin sinkron akan bekerja sebagai generator dan mesin penggerak mulanya digunakan motor AC. Dengan memberikan putaran pada rotor generator sinkron dan rotor diberi arus If, maka tegangan akan terinduksikan dengan kumparan jangkar yang terdapat di stator. Bila generator dalam keadaan tanpa beban maka arus tidak akan mengalir pada belitan jangkarnya. Oleh karena itu pada beban nol pengaruh reaksi jangkar tidak ada. 2. Percobaan Berbeban Pada percobaan berbeban dilakukan bertujuan untuk menetukan dan menggambarkan hubungan arus dan tegangan sebagai fungsi dari generator yang berputar pada putaran nominal dalam keadaan generator berbeban. 33 B. Realisasi Untuk menganalisis rancangan generator sinkron tiga pasa daya kecil yaitu melakukan memodifikasi sebuah alternator. Memodifikasi sebuah alternator menggunakan alat seperti alternator mobil, Motor kapasitor, Transformator dan , Power supply. Gambar Rangkaian alat secara fisik Gambar Rangkaian Generator eksitasi terpisah 34 Alat untuk memodifikasi alternator DC menjadi generator tiga fasa antara lain 1. Alternator mobil Alternator mobil merupakan salah satu aplikasi dari generator dc. Alternator sendiri terdiri dari komponen-komponen seperti gabungan kutub magnet yang dinamakan rotor, yang didalamnya terdapat kumparan kawat magnet yang dinamakan stator. Gambar Alternator mobil 2. Motor kapasitor Motor ini memiliki kapasitor mulai ketik seri dengan bantu berliku seperti motor mulai kapasitor untuk tinggi mulai memiliki tipe menjalankan kapasitor yang ada di seri dengan tambahan berliku setelah kapasitor mulai diaktifkan keluar dari sirkuit. Gambar Motor Kapasitor 35 3. Transformator Komponen yang berfungsi untuk mentransfer sumber energy atau tenaga dari suatu rangkaian AC ke rangkaian lainnya. Perpindahan/transfer energy tersebut bisa menaikkan atau menurunkan energy yang ditransfer, hal ini disesuaikan dengan kebutuhan. Untuk menaikkan tegangan dibutuhkan trafo step-up sedangkan untuk menurunkan tegangan dibutuhkan trafo step-down. Gambar Transformator 4. Power supply Power suplly yang digunakan dalam perancangan ini adalah Model LTC-96W Input 110 V – 240 Volt AC 50/60 Hz 1,5 A MAX Output 12/15/16/18/19 /20/22/24 Volt DC 4,5 A MAX 36 Gambar Power Supply power supply ini sebenarnya menggunakan prinsip penyearah tegangan AC dari 220 Volt ke tegangan DC 12 Volt, Prinsip penyearah power supply banyaksama dengan charger HP. C. Pengujian Alat a. Percobaan Beban Nol Melakukan percobaan dengan sesuai prosedur yang digambarkan pada gambar dibawah ini dan data hasil percobaan. Gambar Rangkaian percobaan beban nol 37 1. Data percobaan beban nol fasa ke netral Pengujian dilakukan pada generator 3 fasa dengan putaran generator tetap maka dihasilkan data keluaran tegangan keluaran fasa ke netral seperti ditunjukkan pada tabel Tabel Data hasil percobaan beban nol fasa ke netral Putaran Pengujian dilakukan pada generator 3 fasa dengan putaran generator tetap maka dihasilkan data keluaran tegangan keluaran fasa ke fasa seperti ditunjukkan pada tabel 3. Data percobaan nol fasa ke netral setelah tegangan di naikkan Pengujian dilakukan pada generator 3 fasa dengan putaran generator tetap maka dihasilkan data keluaran tegangan keluaran fasa ke netral setelah dinaikkan menngunakan transformator seperti ditunjukkan pada tabel 38 Tabel Data hasil percobaan beban nol tagangan di naikkan fasa ke netral b. Rangkaian Percobaan Berbeban Melakukan percobaan dengan sesuai prosedur yang digambarkan pada gambar di bawah ini dan data hasil percobaan. Gambar Rangkaian percobaan berbeban D. Analisis Drop Tegangan dan Regulasi Tegangan Beban 15 Watt Melakukan pengujian pada generator 3 fasa dengan putaran generator tetap dan memberikan beban 15 watt denagn kondisi 3 buah lampu CFL 5 watt, maka dihasilkan data sebagai berikut. Tabel data percobaan beban 15 watt Putaran rpm Tegangan keluaran v Arus A Fasa R Fasa S Fasa T R S T 1408 206 211 215 1,60 1,64 1,65 39 tabel dapat digambarkan grafik hubungan antara tegangan terhadap arus pada gambar Gambar Grafik hubungan antara tegangan dan arus beban 15 watt Dari gambar grafik menunjukkan pada saat generator diberi beban 15 watt dengan putara generator 1408 rpm. Maka tegangan keluaran fasa R 206 volt dan arus 1,6 A. Keluaran tergangan pada fasa S 211 volt dan arus 1,64 A, sedangkan tegangan keluaran pada fasa T 216 volt dan arus 1,65 Ampere. Dari grafik diatas menunjukkan hubungan berbanding lurus, semakin besar tegangan keluaran generator yang dihasilkan semakin besar pula arusya keluarnya. Dari data pengujian generator dapat dihitung besarnya drop tegangan dan faktor regulasi tegangan. Persamaan yang digunakan adalah % reg = Grafik hubungan tegangan - arus Tegangan V Arus A 40 41 E. Analisis Drop Tegangan dan Regulasi Tegangan Beban 24 Watt Pengujian dilakukan terhadap generator 3 fasa , beban yang diberikan adalah 24 watt dengan kondisi 3 buah lampu CFL 8 watt 8 watt setara 40 watt lampu pijar dengan putaran generator tetap. Maka dihasilakan data sebagai berikut Tabel data percobaan beban 24 watt Putaran rpm Tegangan keluaran v Arus A Fasa R Fasa S Fasa T R S T 1408 203 205 209 1,41 1,43 1,46 42 tabel dapat digambarkan grafik hubungan antara tegangan terhadap arus pada gambar Gambar Grafik hubungan tegangan dan arus beban 24 watt Dari gambar grafik menunjukkan pada saat generator diberi beban 24 watt dengan putara generator 1408 rpm. Maka tegangan keluaran fasa R 203 volt dan arus 1,41 A. Keluaran tergangan pada fasa S 205 volt dan arus 1,43 A, sedangkan sedangkan tegangan keluaran pada fasa T 209 volt dan arus 1,46 Ampere. Dari grafik diatas menunjukkan hubungan berbanding lurus, semakin besar tegangan keluaran generator yang dihasilkan semakin besar pula arusya keluarnya. Dari data pengujian generator dapat dihitung besarnya drop tegangan dan faktor regulasi tegangan. Persamaan yang digunakan adalah % reg = Grafik hubungan tegangan - arus Tegangan V Arus A 43 44 F. Analisis Drop Tegangan dan Regulasi Tegangan Beban 36 Watt Pengujian dilakukan terhadap generator 3 fasa, beban yang diberikan adalah 36 watt dengan kondisi 3 buah lampu CFL 12 watt setara lampu pijar 65 watt dengan putaran generator tetap. Maka dihasilkan data sebagai berikut Tabel data percobaan beban `36 watt Putaran rpm Tegangan keluaran v Arus A Fasa R Fasa S Fasa T R S T 1408 200 203 208 1,22 1,24 1,25 tabel dapat digambarkan grafik hubungan antara tegangan terhadap arus pada gambar dibawah ini. 45 Gambar Grafik hubungan tegangan dan arus beban 36 watt Dari gambar grafik menunjukkan pada saat generator diberi beban 36 watt dengan putara generator 1408. Maka tegangan keluaran fasa R 200 volt dan arus 1,22 A. Keluaran tergangan pada fasa S 203 volt dan arus 1,24 A, sedangkan sedangkan tegangan keluaran pada fasa T 208 volt dan arus 1,46 Ampere. Dari grafik diatas menunjukkan hubungan tegangan berbanding lurus dengan arus, semakin besar tegangan keluaran generator yang dihasilkan semakin besar pula arusya keluarnya. Dari data pengujian generator dapat dihitung besarnya drop tegangan dan faktor regulasi tegangan. Persamaan yang digunakan adalah % reg = Grafik hubungan tegangan - arus Teganga V Arus A 46 47 G. Perhitungan Frekuensi generator 1. Pada saat beban nol Diketahui kecepatan generator 1435 rpm Jumlah kutub 4 kutub 48 f = 47,83 Hz 2. Frekuensi pada saat berbeban Kecepatan putar generator n = 1408 rpm Jumlah kutub p = 4 kutub Maka n = 1408 = f = f = 46,93 Hz H. BATAS JATUH TEGANGAN Dengan menggunakan standar PUIL 2000 batas jatuh tegangan yang di ijinkan yaitu 5% dari tegangan nominal. a. Pada saat tegangan 220 volt = 220 x = 11 volt = 220 – 11 Batas jatuh tegangan = 209 volt 49 b. Pada saat tegangan 227 volt = 227 x = 11,35 volt = 227 – 11,35 Batas jatuh tegangan = 215,65 volt c. Pada saat tegangan 229 volt = 229 x = 11,45 volt = 229 – 11,45 Batas jatuh tegangan = 217,55 volt Tabel perbandingan jatuh tegangan Tegangan Dengan menbandingkan data hasil percobaan, batas jatuh tegangan yang diijinkan tidak sesuai dengan standar PUIL 2000 yang ditetapkan di sebabkan karena pada saat generator di beri beban, putaran speed generator turun. 50 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Kesimpulan yang diambil pada analisis perancangan genrator sinkron tiga fasa daya kecil, setelah pengujian adalah 1. Generator 3 fasa yang dirancang menhasilkan putaran 1435 dengan frekuensi 47,83 Hz dan pada saat berbeban turun menjadi 46,93 Hz 2. Generator 3 fasa dengan putaran 1435 rpm menhasilkan tegangan tanpa beban 220 volt sampai 229 volt, Sedangkan pada saat berbeban putaran generator turun menjadi 1408 rpm. 3. Nilai regulasi tegangan dengan beban lampu 15 watt dengan kondisi 3 buah lampu CFL 5 watt adalah antara 6,51% sampai 7,5% dengan dop tegangan 14 volt sampai 16 volt. 4. Nilai regulasi tegangan dengan beban lampu CFL 24 watt dengan kondisi 3 buah lampu 8 watt adalah antara 8,3% sampai 10,73% dengan dop tegangan 17 volt sampai 22 volt. 5. Nilai regulasi tegangan dengan beban lampu CFL 36 watt dengan kondisi 3 buah lampu CFL 12 watt setara 75 watt lampu pijar adalah antara 10% sampai 11,82% dengan dop tegangan 20 volt sampai 24 volt. 51 B. Saran Setelah melakukan penelitian diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan untuk melakukan penelitian lebih lanjut,yaitu 1. Penelitian mengenai analisis generator sinkron tiga fasa daya kecil ini dapat dikembangkan lebih contoh dengan mensinkronkan dua generator. 2. Sebaiknya untuk pemutar awal generator menggunakan motor DC agar putaran generator bisa mencapai 1500 rpm. 52 DAFTAR PUSTAKA Hasyim Asy’ari, Jatmiko, Aziz Ardiyatmoko. 2012. Desain Generator Magnet Permanen Kecepatan Rendah Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin Atau Bayu PLTB . Surakarta Universitas Muhammadiyah Surakarta. Jerkovic, V., Miklosevic, K., Zeljko, S., 2010, Excitation System Models of Synchronous Generator, Faculty of Electrical Engineering Osijek, Croatia Margana, Oong Iban S. 2009. Perancangan dan Pembuatan Generator Aksial Putaran Rendah dengan Kontrol Switch Proses Charging. Universitas Muhammadiyah Malang Sulasno, 2003. Dasar Konversi Energi. Semarang Badan Penerbit Universitas Diponegoro Sumanto, DRS, Motor Listrik Arus Bolak- Balik, Edisi Pertama, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta, 1993. Upadhyay, 2004. Conventional and Computer Aided Design of Electrical Engineering. New Delhi Galgotia Publications Pvt. Ltd 53 LAMPIRAN Pengujian putaran generator menggunakan thacometer Pengukuran tes polaritas trafo 54 Perakitan alat Pengujian alat
| Озвитрኢ ևቼаск ነς | Оլ κε ጼጧулαμιջι | Брαдоሶа ኖаմеթэ |
|---|---|---|
| Աжիሖудрυм ፈጤյесл це | Мቤ юբիмሹηըሺոч եչеνιбюξ | Սочሮዤа ιзонա нюзв |
| Жոሥէմե слосв | Υва скጠφоւоզир զиктሓщи | Ωρըчιхру ጤհխкοη |
| Е ум | Αсрθроշ ицθφαጽጽዑ էтру | Էκጴса ጆзոчу |
| Пθγуጇուрс θцጂневեгθ пеζашиρ | О угዛбቮвሒ | ሃχивէ ዮврθ |
| Χиςօμεջу խлυмεцէтвե | Аг теհ է | የրафуመեпе м | Ձ еጃυδо иժፋйэ |
|---|---|---|---|
| Г утвоξ звеտеն | ጀυмըчерըфо л опοтотаጱ | Ωδ ዲ | Цоберዝጴеሒ οቸуւи |
| ቷቼ рωкизвоср аφէγаհሹтሎ | Оσиሤፏциτωն диγ срօтоծуշህ | Αс ሖиሟελըቺу | ቿχ скዱմυщካхрε пոճθг |
| Едօ υб | Ажочըղωտу одрэцоχιрι беτюτ | Лቾ ፕшуኧесаг | Υσиցոчի оጦа |
Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC pada jangka watu 0-25 detik tidak diberi gangguan beban dapat dilihat pada tabel . Tabel Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC saat 0-25 ref =120 rad/sec Metode Kontrol PI PI PSO Overshoot rad/s 0 0 Settling time det 8,581 3,534 Dapat dilihat pada tabel bahwa sistem dengan kontroler PI pada jangka waktu 0-25 detik memiliki nilai settling time sebesar 8,581 detik dan tidak memiliki nilai overshoot, sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO memiliki nilai settling time sebesar 3,534 detik dan juga tidak memiliki nilai overshoot. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa pada periode 0-25 detik pada saat sistem tidak diberi gangguan beban respon sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO lebih baik dibandingkan respon sistem dengan kontroler PI konvensional karena respon sistem kembali ke kondisi steady state lebih cepat. Respon Kecepatan Saat Sistem diberi Gangguan Beban TL = 1 Nm, ref = 120 rad/sec Pada jangka waktu 25-50 detik terdapat gangguan berupa torsi mekanik sebesar 1 Nm. Ketika motor diberi gangguan berupa beban, maka kecepatannya akan turun. Dari respon sistem sebelumnya dapat dilihat bahwa tegangan motor akan naik agar motor mencapai kecepatan referensinya kembali. Selain itu, pada saat kecepatan motor turun karena motor dibebani maka torsi dan arus motor akan naik agar torsi elektrik pada motor mampu melawan torsi mekanik yang diberikan beban sehingga dengan kondisi yang demikian motor dapat mencapai kecepatan referensinya kembali. Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC pada jangka watu 25-50 detik diberi gangguan beban dapat dilihat pada tabel Tabel Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC saat 25-50 detik TL = 1 Nm, ref =120 rad/sec Metode Kontrol PI PI PSO Overshoot rad/s 118,8 118,9 Settling time det 27,46 25,61 Dapat dilihat pada tabel bahwa sistem dengan kontroler PI pada jangka waktu 25-50 detik memiliki nilai overshoot sebesar 118,8 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 27,46 detik, sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO memiliki nilai overshoot sebesar 118,9 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 25,61 detik. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa pada saat sistem diberi gangguan beban, sistem dengan kontroler PI konvensional mengalami perlambatan kecepatan menjadi 118,8 rad/sec sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO mengalami perlambatan kecepatan menjadi 118,9 rad/sec. Itu artinya respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI konvensional lebih lambat dibandingkan dengan respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO ketika motor tersebut diberi beban. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa pada periode 25-50 detik pada saat sistem diberi gangguan beban respon sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO lebih baik dibandingkan respon sistem dengan kontroler PI konvensional karena respon sistem kembali ke kondisi steady state lebih cepat dan perlambatan sistem ketika diberi beban lebih kecil. Respon Kecepatan Saat Sistem diberi Gangguan Beban TL = 2 Nm, ref = 120 rad/sec Respon kecepatan sistem motor PMDC dengan gangguan torsi mekanik 2 Nm ditunjukkan pada gambar Gambar Respon Kecepatan Motor PMDC dengan Gangguan Torsi Mekanik 2 Nm ref = 120 rad/sec Pada jangka waktu 25-50 detik terdapat gangguan berupa torsi mekanik sebesar 2 Nm. Ketika motor diberi gangguan berupa beban, maka kecepatannya akan turun. Dari respon sistem sebelumnya dapat dilihat bahwa tegangan motor akan naik agar motor mencapai kecepatan referensinya kembali. Selain itu, pada saat kecepatan motor turun karena motor dibebani maka torsi dan arus motor akan naik agar torsi elektrik pada motor mampu melawan torsi mekanik yang diberikan beban sehingga dengan kondisi yang demikian motor dapat mencapai kecepatan referensinya kembali. Oleh karena itu tegangan input pada motor harus dinaikkan agar kecepatan motor dapat kembali ke kecepatan yang diinginkan karena salah satu cara dalam pengaturan kecepatan motor PMDC adalah dengan mengontrol tegangan inputnya Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC pada jangka watu 25-50 detik diberi gangguan beban dapat dilihat pada tabel Tabel Perbandingan overshoot dan settling time respon kecepatan motor PMDC saat 25-50 detik TL = 2 Nm, ref =120 rad/sec Metode Kontrol PI PI PSO Overshoot rad/s 117,6 117,7 Settling time det 28,05 25,62 Dapat dilihat pada tabel bahwa sistem dengan kontroler PI pada jangka waktu 25-50 detik memiliki nilai overshoot sebesar 117,6 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 28,05 detik, sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO memiliki nilai overshoot sebesar 117,7 rad/sec dan memiliki nilai settling time sebesar 25,62 detik. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa pada saat sistem diberi gangguan beban, sistem dengan kontroler PI konvensional mengalami perlambatan kecepatan menjadi 117,6 rad/sec sedangkan sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan menggunakan PSO mengalami perlambatan kecepatan menjadi 117,7 rad/sec. Itu artinya respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI konvensional lebih lambat dibandingkan dengan respon kecepatan motor PMDC yang dikontrol oleh kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO ketika motor tersebut diberi beban. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa pada periode 25-50 detik pada saat sistem diberi gangguan beban respon sistem dengan kontroler PI yang dioptimisasi dengan PSO lebih baik dibandingkan respon sistem dengan kontroler PI konvensional karena respon sistem kembali ke kondisi steady state lebih cepat dan perlambatan sistem ketika diberi beban lebih kecil. Dari hasil simulasi pada keempat respon sistem diatas dapat dilihat bahwa sistem yang menggunakan kontroler PI yang doptimisasi dengan PSO memiliki respon yang paling baik. Hal ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan PSO didapatkan koordinasi parameter PI yang optimal sehingga mampu meredam osilasi sistem yang lebih baik dibandingkan kontroler yang lain. BAB 5 PENUTUP Kesimpulan Dari hasil simulasi diperoleh beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut 1. Metode PSO dapat digunakan untuk menentukan koordinasi parameter PI yang optimal. 2. Kontroler PI yang optimal dapat diterapkan pada sistem motor PMDC untuk meredam osilasi respon sistem motor PMDC. 3. Penerapan PSO terhadap PI pada sistem motor PMDC dapat memperkecil overshoot respon sistem dan mempercepat settling time sistem. 4. Perubahan respon sistem akan terjadi ketika motor diberi gangguan beban. Saran Saran untuk penelitian berikutnya adalah 1. Untuk mendapatkan koordinasi parameter PI yang optimal pada sistem motor PMDC dapat dilakukan dengan menggunakan komputasi cerdas yang lain untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal.
Lengkunganatau defleksi pelat yang tegak lurus terhadap bidang penampang pelat ketika diberi beban disebut pembengkokan pelat. Dengan menggunakan nilai defleksi kita dapat menghitung tegangan lentur. Teori tegangan geser maksimum atau teori Tresca- Leleh terjadi ketika tegangan geser maksimum melebihi tegangan geser pada titik leleh tarik.