Job Power System Simulator 2 D3 [PDF]

Citation preview

Program Studi DIII Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang



2 OPERASI PARALEL GENERATOR 3 FASA 2.1 Tujuan Percobaan 1. Mengerti dan memahami teknik memparalelkan 2 atau lebih generator AC 3 fasa 2. Mengerti dan memahami pengaruh dari berbagai macam beban terhadap generator 3 fasa. 2.2 Dasar Teori Ada dua metode sistem pembangkitan energi listrik, yaitu : a. Sistem pembangkitan tunggal. Kelemahan dari sistem ini adalah -



Generator akan terus memproduksi energi listrik sepanjang waktu bahkan ketika sistem daya memikul beban yang ringan



-



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



-



Jika suatu saat beban bertambah, sistem pembangkita energi listrik secara keseluruhan harus di-upgrade.



Karena kelemahan-kelemahan di atas, sistem ini tidak banyak dipakai. b. Sistem pembangkitan dengan cara memparalelkan dua generator atau lebih melalui sistem transmisi tegangan tinggi, yang disebut grid. Walaupun demikian timbul masalah-masalah, yaitu : -



Tegangan, frekuensi dan sinkronnya fasa dari masing-masing generator harus sama



-



Pengamanan grid dan stasiun pembangkitan dari gangguan pada generator maupun saluran transmisi juga harus mendapat perhatian



-



Harus diperhitungkan masalah produksi energi dan pemeliharaan berkala untuk operasi ekonomis sistem daya yang berkelanjutan.



Memparalelkan generator AC jauh lebih rumit dari pada generator DC. Persyaratan utama untuk memparalelkan generator DC hanyalah pada tegangan dan polaritasnya saja. Sedangkan untuk generator AC harus dipertimbangkan masalah Laboratorium Sistem Tenaga



7



Program Studi DIII Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang tegangan, bentuk gelombang, perputaran fasa (phase rotation) dan sinkronisasi fasa (phase sinchonization). Dalam sistem utilitas, bentuk gelombang dan rotasi fasa dirancang konstan sehingga perhatian ditujukan pada tegangan, frekuensi dan sinkronisasi fasa (power factor dan daya juga harus diperhatikan untuk memonitor efisiensi daya dan masalah ekonomi). Untuk mengukur tegangan dan frekuensi sistem digunakan volt meter dan frekuensi meter. Sinkronisasi fasa dapat dimonitor dengan synchroscope atau dengan lampu fasa (phasing lamps). Pada dasarnya synchroscope adalah sebuah motor dengan statornya dicatu oleh generator yang akan diparalelkan (incoming generator) sedangkan rotornya dicatu oleh generator yang sedang berjalan (running generator). Kecepatan putar dari motor (synchroscope) tersebut ditentukan oleh perbedaan frekuensi antara kedua generator itu. Apabila kedua generator mempunyai frekuensi yang sama, maka synchroscope akan berhenti berputar. Untuk sinkronisasi fasa dengan lampu fasa (phasing lamps) pada prinsipnya juga sama. Lampu fasa (phasing lamps) dipasang seri di antara 3 saluran (fasa R, S dan T) dua generator untuk fasa – fasa yang sama. Apabila kedua generator mempunyai frekuensi yang berbeda, maka lampu fasa (phasing lamps) akan berkedip-kedip. Apabila telah memiliki frekuensi yang sama, maka lampu fasa (phasing lamps) tidak menyala (untuk lampu sinkronisasi fasa hubungan gelap). Langkah-langkah yang perlu diperhatikan dalam memparalelkan generator 3 fasa dengan bus (jala-jala PLN) adalah sebagai berikut : a. Tegangan efektif saluran generator disesuaikan dengan tegangan efektif saluran dari



bus.



Kecepatan rotor



generator



dibuat



sedemikian



rupa sehingga



frekuensinya sama dengan frekuensi bus. b. Urutan fasa dicek dengan menggunakan indikator urutaan fasa atau dengan menggunakan lampu. c. Frekuensi generator dibandingkan dengan frekuensi bus dengan menggunakan synchrosacope atau lampu fasa (phasing lamps). Apabila frekuensinya lebih tinggi maka kecepatan putar prime mover diturunkan. Dan begitu sebaliknya, apabila frekuensi generator lebih rendah daripada frekuensi bus, maka kecepatan putar prime mover dinaikkan. d. Apabila telah diketahui bahwa tegangan dan frekuensinya benar-benar sama maka generator siap untuk bekerja paralel. Apabila dua generator telah bekerja paralel, maka



Laboratorium Sistem Tenaga



8



Program Studi DIII Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang -



Frekuensi sistem secara keseluruhan dapat dinaikkan atau diturunkan dengan menambah atau mengurangi kecepatan prime mover masing-masing generator secara serentak (simultan).



-



Tegangan sistem secara keseluruhan dapat dinaikkan atau diturunkan dengan menaikkan atau menurunkan tegangan pengeksitasi medan masing-masing generator.



2.3 Peralatan yang Digunakan Hampden Power System Simulator



2.4 Prosedur Percobaan 1. Hidupkan generator 3 sesuai dengan prosedur yang telah dijelaskan sebelumnya. Sesuaikan tegangan keluaran generator sebesar 300 V 50 Hz. 2. Alirkan daya dari generator 3 ke stasiun #1 dan tambahkan beban station service dan beban agricultural. Pertahankan tegangan keluaran dan frekuensinya. 3. Catat penunjukan meter pada tabel 2.1 4. Putar saklar synchroscope dari generator 3 ke posisi running. Dan putar saklar synchroscope dari generator 2 ke posisi incomming. 5. Putar saklar lampu sinkronisasi ke posisi generator 2. Putar saklar frekuensi meter ke posisi generator 2. 6. Pastikan bahwa saklar isolasi saluran generator dalam konsisi off. 7. Nyalakan CB pencatu DC utama untuk generator 2. 8. Hidupkan generator 2 sesuai dengan prosedur yang telah dijelaskan sebelumnya. Set tegangan keluaran sebesar 380 V dan frekuensi 50 Hz. 9. Amati lampu sinkronisasi. 3 lampu sinkronisasi akan berkedip-kedip dengan frekuensi sebesar selisih antara frekuensi kedua generator. Berkedip-kedipnya lampu-lampu tersebut menunjukkan bahwa tegangan keluaran generator belum mempunyai frekuensi yang sama. Jangan memparalelkan dua generator pada kondisi ini! 10. Amati synchroscope. Kecepatan putar jarum penunjuk sama dengan selisih antara kedua frekuensi kedua generator. Arah rotasi (SLOW/FAST) menunjukkan generator incomming mempunyai kecepatan relatif terhadap generator running. Sebagai contoh, jika rotasi mengarah ke posisi SLOW pada perputaran 1 putaran per detik, maka generator 2 mempunyai frekuensi 1 Hz lebih lambat daripada generator 3. Ingat bahwa synchroscope tidak dapat digunakan untuk mengetahui bahwa fasa kesua sumber dalam keadaan tidak sefasa. Laboratorium Sistem Tenaga



9



Program Studi DIII Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang 11. Sesuaikan generator 2 sehingga jarum synchroscope



berhenti berputar. Jaga



tegangan keluaran kedua generator. Jika jarum synchroscope sudah tidak berputar dan lampu sinkronisasi sudah tidak berkedip maka kedua generator siap diparalelkan dengan menutup saklar isolasi saluran. 12. Synchroscope harus tetap tidak berputar. Jika tidak, bukalah saklar isolasi saluran dan ulangi langkah ke 11. 13. Aturlah generator 2 sehingga generator tersebut mensuplai 50% dari daya beban. Tetap pertahankan tegangan keluaran dan aturlah power factor untuk tetap dalam kondisi lagging. Isikan data tegangan, arus, daya dan power factor kedua generator pada tabel 2.1. 14. Arahkan aliran daya ke beban industri dan tambahkan daya industri. Jaga stasiun #1 pada keluaran yang sesuai. Aturlah kedua generator sehingga kedua generator sama-sama memikul beban tersebut. Gunakan regulator untuk menjaga tegangan tetap 380 V pada beban industrial. Isikan data tegangan, arus, daya dan power factor kedua generator pada tabel 2.1. 15. Hilangkan beban station service. Jaga kedua generator tetap memikul beban yang tersisa. Isikan data tegangan, arus, daya dan power factor kedua generator pada tabel 2.1. 16. Kemudian ambil alihkan semua beban ke generator 2. Pertahankan tegangan dan frekuensi stasiun #1 tetap konstan. Juga pertahankan power factor-nya tetap lagging. Ketika generator 3 tidak lagi menghasilkan daya watt, buka saklar isolasi saluran. Dan matikan generator 3. Isikan data tegangan, arus, daya dan power factor kedua generator pada tabel 2.1. 17. Hilangkan beban dari sistem. Atur kembali generator 2 tetap mempunyai tegangan 380V, 50 Hz. Matikan generator 2.



2.5 Data Hasil Percobaan Tabel 2.1 Data pengukuran tegangan, arus, power factor dan daya Beban



Laboratorium Sistem Tenaga



Generator



Tegangan (V)



Arus (A)



Power Factor



Daya (W)



10



Program Studi DIII Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang 2.6 Analisa Data dan Pembahasan Dari tabel 2.1, bandingkan dan berikan analisa tentang data-data yang telah diperoleh. ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 2.7 Pertanyaan 1. Bagaimana pengaruh perubahan beban terhadap generator? ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 2. Pada operasi paralel generator, apa yang terjadi apabila salah satu dari prime mover tidak berputar ? ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 3. Jelaskan secara singkat metode penyinkronan fasa dengan lampu fasa (phasing lamps)? ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ Laboratorium Sistem Tenaga



11



Program Studi DIII Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Malang 4. Jelaskan apa yang terjadi apabila putaran dari prime mover ditambah/dikurangi? ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 5. Jelaskan apa yang terjadi apabila eksitasi generator diubah-ubah? ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ 2.8 Kesimpulan ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................



Laboratorium Sistem Tenaga



12