Eksitasi Brushless

Binanta pran seda tariganTeknik elektroUniversitas pendidikan indonesia

Brushless Excitation

GENERATOR SINKRONGenerator sinkron atau yang biasa disebut juga sebagai alternator adalah mesin sinkron yang digunakan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik di pembangkit-pembangkit energi listrik.

StatorRotorBagian dari generator yang selalu diam (tidak bergerak). Pada stator terdapat belitan jangkar dimana tegangan diinduksikan.

Bagian dari generator yang bergerak. Pada rotor terdapat belitan medan dimana medan magnetik dihasilkan.

Bagian Utama Generator

Prinsip Kerja GeneratorPrinsip kerja generator sinkron berdasarkan induksi elektromagnetik dan sesuai dengan hukum faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik. Setelah rotor diputar oleh penggerak mula (prime mover), dengan demikian kutub-kutub yang ada pada rotor akan berputar, dan jika kumparan kutub diberi arus DC (eksitasi) maka pada kutub rotor akan timbul medan magnet (garis-garis gaya fluks) berputar yang dimana kecepatannya sama dengan putaran kutub. Garis-garis gaya fluks tersebut akan memotong kumparan jangkar yang ada di stator sehingga pada kumparan jangkar tersebut akan timbul Gaya Gerak Listrik (GGL) atau tengan induksi. Generator sinkron menghasilkan arus listrik yang frekuensinya disinkronisasi dengan laju putaran mekanik.f = n.p/120dimana : f = frekuensi n = laju putaran mekanik p = jumlah kutub

Kurva Magnetisasi

EKSITASIPada sistem pengaturan modern, eksitasi memegang peranan penting dalam mengendalikan kestabilan suatu pembangkit karena apabila terjadi fluktuasi beban maka eksitasi sebagai pengendali akan berfungsi mengontrol keluaran generator seperti tegangan, arus dan faktor daya dengan cara mengatur kembali besaran-besaran input guna mencapai titik keseimbangan baru.Fungsi eksitasi pada generator adalah untuk :Membangkitkan tegangan pada stator generator dengan mensuplai arus DC pada rotor generator.Mengatur tegangan keluaran generator agar tetap konstan (stabil).Mengatur besarnya daya reaktif.Mempertinggi kapasitas daya pemuatan (charging capacity) saluran transmisi tanpa beban dengan mengendalikan eksitasi.Menekan kenaikan tegangan pada pelepasan beban (load rejection).

Jenis EksitasiSistem eksitasi dibagi dua :1.Sistem Eksitasi Statik2.Sistem Eksitasi Dinamik

Berdasarkan penyalurannya :1.Sistem Eksitasi Dengan Sikat 2. Sistem Eksitasi Tanpa Sikat

EKSITASI TANPA SIKAT (BRUSHLESS)Dengan sistem eksitasi brushless ini maka tidak diperlukan lagi slip ring, komutator dan sikat arang. Untuk memperoleh arus DC untuk eksitasi dipergunakan dioda berputar (rotating dioda). Sistem ini diharapkan mampu meningkatkan reliabilitas pada eksitasi dibandingkan dengan menggunakan eksitasi lain (sistem eksitasi dengan sikat). Oleh karena itu sistem eksitasi generator unit 1-4 PLTU Suralaya menggunakan sistem eksitasi tanpa sikat (brushless), artinya eksitasi diberikan secara langsung pada kumparan rotor tanpa melalui sikat.

Keuntungan menggunakan brushless excitation :Energi yang dibutuhkan untuk eksitasi diperoleh dari poros utama generator yang dikopel dengan turbin.Biaya perawatan lebih murah karena tidak adanya komutator, brush dan slip ring.Tidak diperlukan lagi pergantian brush dan jangka operasi untuk waktu yang lama.Tidak adanya percikan bunga api karena tidak adanya gesekan antara slip ring dan brush.

Komponen Penyusun EksitasiPada sistem eksitasi brushless terdapat beberapa komponen, diantaranya :1. Pilot Exciter3. AC Exciter2. Three Phase Rectifier4. Rotating Rectifier

Automatic Voltage Regulator (AVR) Automatic Voltage Regulator (AVR) adalah sebuah kesatuan sistem pengatur tegangan otomatis. AVR akan mengatur sudut penyulutan pada gate thyristor yang pada akhirnya akan mengatur besar kecilnya arus eksitasi yang akan dialirkan pada kumparan medan yang terletak di rotor generator utama.Output dari generator utama dibandingkan dengan voltage reference oleh AVR yang menentukan besarnya gelombang pulsa yang dikirim menuju thyristor gate yang akan mengatur besarnya tegangan pada sisi stator AC Exciter. Jadi besar kecilnya tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator tergantung dengan besar kecilnya arus eksitasi yang dialirkan.

Eksitasi Pada generator Yang Bekerja ParalelUntuk dapat bekerja paralel dengan sistem, generator harus sinkron dulu dengan sistem melalaui proses yang disebut sinkronisasi. Generator dikatakan sinkron dengan sistem apabila memenuhi 3 syarat, yaitu :Memiliki tegangan sama dengan sistemMemiliki sudut fasa sama dengan sistemMemiliki frekuensi sama dengan sistemMemiliki urutan fasa yang sama Apabila generator kita hubungkan dengan sistem jaringan yang kapasitasnya sangat besar (infinite bus). Maka dengan mengatur putaran dan arus eksitasi tidak akan mempengaruhi kondisi tegangan atau frekuensi pada jaringan tersebut. Pada kondisi tersebut pengaturan putaran adalah hanya akan mengatur pembebanan daya aktif dan pengaturan arus eksitasi hanya akan mengatur aliran daya reaktif.

Pada kondisi ini bila tegangan output kita ubah-ubah dengan tegangan penguatan, maka tegangan tidak akan berubah atau tidak terpengaruh. Jika generator dengan arus eksitasi diperkuat, maka berarti mencatu arus tertinggal ke sistem (lagging), yang berarti mesin dapat dipandang sebagai menarik arus mendahului dari sistem atau istilah lain mengirim MVAR ke sistem. Demikian pula jika arus eksitasi diperlemah atau dikurangi, maka generator dipandang mencatu arus mendahului ke sistem atau menarik arus tertinggal dari sistem.Generator yang diperlemah atau dikurangi arus eksitasinya berarti menarik daya reaktif (MVAR) dari sistem. Untuk memperlihatkan hubungan besaran arus jangkar (I) dan arus eksitasi (If) pada suatu beban (P) tertentu adalah menggunakan kurva yang berbentuk huruf V atau biasa disebut V curve.

Kurva Kapabilitas GeneratorA B adalah daerah dengan pembatas panas rotor (rotor heating limited).B C adalah daerah dengan pembatas panas stator (stator heating limited).C D adalah daerah dengan pembatas panas ujung inti (core end heating limited).

Cara Kerja Eksitasi Brushless Dengan AVR

TERIMA KASIH