Tugas 5 Makalah Mesin Abb - Raihan Elga - 201971025 - A [PDF]

Citation preview

TUGAS MAKALAH MATA KULIAH MESIN ARUS BOLAK - BALIK DOSEN : CHRISTIONO, ST., MT. “ OPERASI GENERATOR DAN JENIS-JENIS PENGUJIAN PADA GENNERATOR “



Oleh : NAMA



: RAIHAN ELGA PANDU



SAPUTRO NIM201971025 KELAS



:A



JURUSAN : D3 – TEKNOLOGI LISTRIK



IT – PLN JAKARTA 2020



1. GENERATOR







Pengertian Generator Generator adalah mesin dengan energi gerak (mekanik) yang kemudian mampu mengubah menjadi energi listrik (elektrik).Sumber energi gerak dari generator bermacam-macam. Misalnya, pada pembengkit listrik tenaga angin, generator mampu bergerak karena adanya angin yang menggerakan kincir untuk berputar. Sama halnya dengan listrik pembangkit tenaga air yang memanfaatkan aliran air untuk menggerakan kincir sehingga bisa berputarSedangkan pada generator sumber tenaga untuk menggerakanya adalah dari proses pembakaran menggunakan disel sehingga menghasilkan listrik.Perlu dicatat bahwa generator tidak mampu memproduksi listrik, hanya mengubah bentuk energi ke bentuk lain. Prinsipnya ialah memanfaatkan energi gerak sesuai hukum faraday yaitu: Sebenarnya ada beberapa komponen lain juga yang mampu memanfaatkan perubahan magnet, misal cara kerja relay dan transformator.







Cara Kerja Generator Pada dasarnya gaya gerak listrik didapatkan dari memanfaatkan perubahan magnet. Sumber untuk mendapatkan energi kinetik tersebut bisa berasal dari kincir angin yang memanfaatkan hembusan angin, kincir air yang memanfaatkan aliran air hingga mesin yang menggunakan bahan bakar Diesel. Proses perubahan energi gerak menjadi energi listrik yaitu elektron diperoleh dengan adanya medan magnet dan mempunyai peran penting untuk merubah langsung menjadi energi listrik yaitu slip ring yang terdapat pada generator berbentuk cincin bulat dan terdapat 2 buah pada generator listrik. Pada generator AC slip ring mempunyai bentuk cincin full, sedangkan pada motor DC mempunyai Cincin belah.



2. Bagian – Bagian Generator Komponen utama generator yang diperlukan untuk mengubah energi kinetik menjadi listrik adalah sebagai berikut:  Rangka Stator



Rangka stator merupakan badan utama atau body generator yang terbuat dari baja kuat.  Stator



Stator adalah bagian yang menempel pada rangka generator dan terdapat lilitan stator yang mempunyai fungsi sebagai induksi gaya gerak listrik. Bahan stator terbuat dari fer-omagnetic yang disusun berlapis dan ada alur untuk lilitan stator. 



Rotor



Rotor adalah komponen generator yang berputar, terdapat kutub magnet dengan lilitan yang terbuat dari tembaga.







Slip Ring



Slip ring berbentuk menyerupai cincin terdapat 2 buah dan ikut berputar dengan rotor dan poros generator. Bahan utamanya terbuat daru tembaga atau kuningan. Komponen inilah yang mempunyai peran untuk mentransfer listrik dari motor.



3. Jenis – Jenis Generator 1. Jenis generator berdasarkan letak kutubnya dibagi menjadi : a. generator kutub dalam : generator kutub dalam mempunyai medan magnet yang terletak pada bagian yang berputar (rotor). b. generator kutub luar : generator kutub luar mempunyai medan magnet yang terletak pada bagian yang diam (stator) 2. Jenis generator berdasarkan putaran medan dibagi menjadi : a. generator sinkron b. generator asinkron 3. Jenis generator berdasarkan jenis arus yang dibangkitkan a. generator arus searah (DC) b. generator arus bolak balik (AC) 4. Jenis generator dilihat dari fasanya a. generator satu fasa b. generator tiga fasa 5. Jenis generator berdasarkan bentuk rotornya : a. generator rotor kutub menonjol biasa digunakan pada generator dengan rpm rendah seperti PLTA dan PLTD b. generator rotor kutub rata (silindris) biasa digunakan pada pembangkit listrik / generator dengan putaran rpm tinggi seperti PLTG dan PLTU



4. Manfaat / Fungsi Generator Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dengan cara mengubah gerak menjadi energi listrik sehingga bisa digunakan untuk berbagai keperluan.



5. Jenis – Jenis Pengujian Pada Generator 1. SNI 4-1077-1989 • •



Pengujian generator sinkron dengan tegangan pengenal hingga 6.300 V dan frekuensi 50 Hz, Cara uji mencakup – Pemeriksaan urutan fase, – Pengukuran lilitan rotor dan stator, – Pengukuran tahanan isolasi. • Cara uji lainnya mencakup pengujian – Bentuk gelombang tegangan, – Generator dengan beban tak seimbang – Beban lebih sesaat • Tujuan Pengujian – Agar memenuhi standar SNI sesuai dengan Badan Standar Nasional 2. Pengujian Sistem Isolasi Lilitan Pada Rotor dan Stator • • • •



•



•



Fungsi utama isolasi adalah menahan tegangan antar lilitan jika tegangan yang berlebihan diterapkan pada lilitan, stress tegangan mengakibatkan pemanasan dan dapat mengakibatkan kerusakan. level tegangan yang cukup tinggi akan menghasilkan breakdown dengan segera. Mempertahankan kualitas sistem isolasi sangat penting guna mencegah timbulnya pemanasan, kehampaan, kerusakan mekanis atau ketidaknormalan lain yang mengakibatkan kelemahan isolasi. Kelemahan isolasi akan meningkat secara berkelanjutan pada saat generator terus beroperasi pada tegangan kerja sehingga dapat mengakibatkan kerusakan yang terjadi pada komponen generator, ini dapat menjadi sangat serius karena akan membutuhkan rewinding atau pengantian lilitan. Tujuan Pengujian ini adalah untuk mengetahui kualitas dari sistem isolasi, mengetahui tingkat kelemahan yang dialami sistem isolasi pada lilitan rotor dan stator, mengetahui fungsi kerja dari sistem isolasi dapat bekerja dengan maksimal.



3. Pengujian Rotor dan Stator •



Secara garis besar pengujian rotor dan stator pada generator dibagi atas dua kategori : – Proof Test (Hipot Tes) • Pengujian menggunakan level tegangan yang lebih tinggi dari tegangan kerja • Tujuan : Mencari kelemahan, dan kemungkinan breakdown – Analytical Test • Tes Tahanan Isolasi / Megger Test • Kebocoran arus DC • Keseimbangan Tegangan Rotor Test • Tahanan Dalam (Rd) Rotor • Tujuan : Untuk mendeteksi kemungkinan adanya kinerja generator yang bekerja secara tidak wajar.



4. Pengujiann AC High Potensial • •



Pengujian dengan menggunakan tegangan normal 50/60hertz Tegangan yang diterapkan dalam pengujian AC Hi-Pot Test adalah sebesar satu setengah kali dari tegangan line-to-line RMS generator setelah penggantian kumparan



•



Tujuan Hi-Pot test adalah untuk mengetahui jika terdapat kebocoran arus pada saat test tegangan tinggi tersebut, untuk menguji isolasi pada generator agar dapat mengetahui standar dan daya ketahanan nya terhadap tegangan tinggi



5. Pengujian Very-Low Frequency Test Voltage • • •



Pengujian dengan menggunakan tegangan frekuensi 0.1 hertz Tegangan pada pengujian 0,1 hertz harus 15 % lebih besar daripada nilai RMS tegangan pada pengujian AC Hi-Pot Tes Tujuannya adalah untuk mengetahui kapasitansi serta sumber tegangan pada frekuensi yang rendah



6. Pengujian DC High Potensial • •



Tegangan pengujian DC seharusnya 70 % lebih besar daripada tegangan RMS pengujian AC Hi-Pot Test. Tujuannya adalah untuk mengetahui kekuatan dielektrik bahan, serta tahanan atau kemampu an isolasi bahan dari generator



7. Insulation Resistance Test / Megger Test



• • •



Peralatan yang digunakan untuk pengujian ini disebut MegaOhm Meter atau biasa disebut Megger Tester atau Megger saja Alat ini mengukur tahanan dengan menggunakan tegangan : 500 untuk mengukur rangkaian tegangan rendah sedangkan pada rangkaian tegangan tinggi digunakan 1000, 2000 atau 5000 volt Tujuannya adalah untuk menentukan kemampuan isolasi antara belitan dengan ground atau antara dua belitan



8. Spot Reading Test • • •



Pada pengujian ini, Meger dihubungkan langsung ke isolasi belitan mesin yang diuji Periode tegangan uji biasanya diberikan selama 60 detik Tujuannya adalah untuk menentukan kualitas insulasi, serta nilai kapasitansi pada generator



9. Step Voltage Test



• • •



Pada pengujian ini operator memberikan tegangan uji dua kali atau lebih secara bertahap Rasio tegangan uji diberikan 1 sampai 5 Tujuannya adalah untuk mengetahui jika terdapat kebocoran arus pada saat tes tegangan tersebut



10. Pengujian Rasio Index Polaritas • • • •



Pada pengujian ini, tegangan DC diberikan secara kontinyu selama 10 menit Polaritation index ratio dihitung dengan membagi hasil pembacaan pada menit ke 10 dengan menit ke 1 Nilai minimum PI yang direkomendasikan untuk semua komponen mesin dengan klas isolasi sesuai standard IEC 60085-01:1984 Tujuannya adalah untuk memastikann peralatan tersebut layak dioperasikan atau bahkan untuk dilakukan over voltage test



11. DC Leakage Test (Pengujian Arus Bocor) • • •



Tegangan dc maksimum yang diterapkan pada pengujian dc leakage dibatasi sampai dua kali nilai RMS tegangan kerja ac dari generator. Tegangan Pengujian dinaikkan secara bertahap dan arus pengujian dicatat Tujuannya adalah untuk mengetahui arus bocor yang terjadi pada rangkaian generator



12. Dissipation Faktor Test (Pengujian Faktor Kehilangan) • • • • •



Pengukuran ini juga biasa disebut power factor atau tan delta Merupakan parameter untuk memperlihatkan efisiensi isolasi. Pengujian tan delta dilakukan pada lilitan stator. Pengujian ini efektif untuk mendeteksi kontaminasi isolasi, kualitas semikonduktor, jumlah kandungan kehampaan, kerusakan parsial discharge, delamination isolasi . Tujuannya adalah untuk memperlihatkan tingkat efisiensi isolasi pada generator



13. Balancing Voltage Rotor Test ( Pengujiann Keseimbangan Tegangan Rotor) • • •



Balancing voltage rotor test adalah mengukur ketidak seimbangan tegangan (unbalance voltage) antara kutup A dan kutup B terhadap center pole pada rotor Caranya : injeksi tegangan AC 130 Volt pada kedua ujung kutup rotor, kemudian ukur tegangan kutup A dan kutup kutup B terhadap center pole Syarat seimbang adalah tegangan kutup terhadap center pole harus sama atau masih dalam batas toleransi (10 %)



6. Operasi Generator (Pengaturan Tegangann)



Dalam Pembangkit Listrik, generator merupakan peralatan vital yang mutlak diperlukan. Generator menghasilkan listrik yang akan disalurkan ke grid PLN (di Indonesia). Generator akan menghasilkan Watt (Energi aktif) dan VAR (Energi reaktif). Putaran adalah salah satu faktor yang penting yang memberi pengaruh besar terhadap tegangan yang timbul oleh arus bolak-balik (alternating current). Frekuensi listrik yang dihasilkan oleh



generator sinkron harus sebanding dengan kecepatan putar generator tersebut. Dalam hal ini, rotor sebagai bagian yang bergerak terdiri atas rangkaian-rangkaian elektromagnet dengan arus searah (DC) sebagai sumber arusnya. Medan magnet rotor akan bergerak sesuai dengan arah putaran rotor. Untuk menjaga putaran tetap konstan, maka pada penggerak mula (prime mover) dilengkapi governor. Governor itu sendiri adalah suatu alat yang berfungsi mengatur putaran tetap konstan pada keadaan yang bervariasi. Besar kecepatan putaran generator dapat dihitung melalui persamaan berikut: Ns=120.f/p dimana: Ns = kecepatan putaran (rpm) f = frekuensi (Hz) p = jumlah kutub Tegangan dan arus bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh generator umumnya mempunyai frekuensi diantara 50 Hz – 60 Hz. Untuk menentukan jumlah pasang kutub (p) atau kecepatan putar rpm (n), besarnya frekuensi harus sebanding dengan jumlah kutub dan kecepatan putarannya. Tegangan generator sinkron dalam keadaan berbeban akan lebih rendah nilainya daripada tegangan generator sinkron dalam keadaan tanpa beban. Nilai relatif, yaitu nilai selisih antara tegangan dalam keadaan berbeban penuh dengan keadaan tanpa beban biasanya disebut dengan regulasi tegangan atau voltage regulation (VR). Generator-generator sekarang dirancang dan dibuat untuk tegangan yang bervariasi akibat dari adanya variasi arus jangkar atau variasi beban yang menimbulkan turunnya tegangan (voltage drop) pada kumparan jangkar yang bervariasi pula. Jatuhnya tegangan impedansi tersebut tergantung kepada besar arus dan faktor daya beban. Dengan pengaturan arus eksitasi, tegangan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Untuk menaikkan tegangan, arus eksitasi dapat ditambah dan berlaku juga sebaliknya. Yang dimaksud dengan eksitasi atau biasa disebut sistem penguatan adalah suatu perangkat yang memberikan arus penguat (If) kepada kumparan medan generator arus bolak-balik (alternating current) yang dijalankan dengan cara membangkitkan medan magnetnya dengan bantuan arus searah. • Sistem penguatan dapat digolongkan berdasarakan cara penyediaan tenaganya, yaitu: 1. Sistem penguatan sendiri. 2. Sistem penguatan terpisah. Untuk generator berkapasitas besar umumnya digunakan sistem penguatan sendiri. Sistem penguatan ini digunakan pada generator tanpa sikat (brushless alternator). Generator tanpa sikat ini mempunyai exiter yang kumparan jangkarnya pada rotor dan kumparan medannya pada stator. Arus penguatan didapat dari induksi magnet sisa (remanensi) pada stator generator utama yang diberikan oleh stator generator penguat. Arus tersebut diatur terlebih dahulu oleh AVR (automatic voltage regulator) yang merupakan alat pengatur tegangan yang bekerja secara otomatis. AVR dalam hal ini melakukan pengaturan tegangan. Arus yang dihasilkan oleh rotor generator penguat akan disearahkan dengan menggunakan dioda putar (rotating diode) yang ikut berputar dengan kedua rotor generator yang berputar. Sistem penguatan sendiri dipasang pada ujung poros generator utamanya.



•



Untuk pengaturan kecepatan dapat dilakukan caranya yaitu prime mover, yang dibagi menhadi 3 yaitu: 1. Engine 2. Turbin 3. Motor



•



Sedangkan untuk pengaturan medan pada generator, prinsipnya hamper sama dengan pengaturan medan pada motor yaitu : 1. Mengatur arus 2. Mengatur kumparan



DAFTAR PUSTAKA [1] https://penyewaangensetgenerator.wordpress.com/2015/03/26/mengoperasikan-generator-



secara-paralel/ [2] https://www.powerkita.com/2017/01/29/operasi-generator-secara-umum/ [3] https://testguy.net/content/186-Insulation-Resistance-Test-Methods https://pdfslide.tips/documents/13-pengujian-generator.html http://dunia-listrik.com/2013/06/prosedur-melakukan-hv-test-hi-pot-untuk.html https://dokumen.tips/documents/presentasi-pengujian-rotor-dan-stator-generator-sinkron-50-mw.html https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fzulkarnain.wordpress.com %2F2016%2F07%2F09%2Fkamus-sederhana-pembangkit-listrik-tenaga-angin-wind-generator-untukpemula %2F&psig=AOvVaw3fYGR5f8xdvOs3_JZJCM9H&ust=1605361332360000&source=images&cd=vfe&ved =0CAIQjRxqFwoTCJiwtZTT_-wCFQAAAAAdAAAAABAD [8] https://ardra.biz/cara-kerja-generator-dan-transformator/ [4] [5] [6] [7]