I - 16 dari generator untuk memasok alat-alat bantu unit pembangkit yang bersangkutan,
seperti: motor pompa pendingin, motor pompa minyak pelumas, dan lain-lain. c. Transformator pemakaian sendiri.
Transformator pemakaian sendiri mendapat pasokan daya dari rel pusat listrik kemudian memasok daya ke rel pemakaian sendiri. Rel pemakaian sendiri digunakan
untuk memasok instalasi penerangan, baterai aki, mesin-mesin bengkel, mesin pengangkat, dan alat-alat bantu unit pembangkit pada periode start sebagaimana
diuraikan dalam Subbab 1.6. d. Transformator antar-rel
Jika di dalam pusat listrik ada beberapa rel dengan tegangan operasi yang berbeda-beda, maka ada transformator antar-rel. Adanya rel-rel dengan tegangan yang
berbeda dapat disebabkan karena perkembangan sistem tenaga listrik dan juga dapat terjadi karena diperlukan rel tegangan menengah antara 6 kV sampai 40 kV untuk
keperluan distribusi di daerah sekitar pusat listrik selain rel tegangan tinggi di atas 60 kV untuk saluran transmisi jarak jauh.
1.8 Sistem Eksitasi
Gambar 1.10 menggambarkan rangkaian listrik eksitasi dari generator besar di atas 50 MVA dengan menggunakan 2 tingkat generator arus penguat exciter. Generator penguat
yang pertama adalah generator arus searah penguat shunt yang kemudian menghasilkan arus penguat bagi generator penguat yang kedua. Generator penguat kedua menghasilkan arus
eksitasi untuk generator sinkron 3 fasa yang merupakan generator utama .
Gambar 1.10 Pengaturan tegangan generator utama dengan mengatur potensiometer
Pengaturan tegangan dari generator utama dilakukan dengan mengatur besarnya arus eksitasi arus penguat dengan cara mengatur potensiometer seperti yang ditunjukkan Gambar
I - 17 1.10. Petensiometer ini mengatur arus penguat untuk generator penguat kedua yang
menghasilkan arus penguat untuk genarator utama. Dengan cara ini arus penguat yang diatur tidak terlalu besar nilainya dibandingkan dengan arus generator penguat kedua sehingga
kerugian daya dalam potensiometer tidak terlalu besar nilainya. PMT arus penguat generator utama harus dilengkapi tahanan yang menampung energi
medan magnet generator utama apabila dilakukan pemutusan arus penguat generator utama. Hal ini perlu mengingat besarnya energi yang terkandung dalam medan magnet generator
utama yang apabila tidak di buang ke dalam tahanan tersebut, maka akan menyulitkan proses pemutusan arus penguat generator utama.
Saat ini banyak digunakan generator arus bolak balik yang dilengkapi penyearah untuk menghasilkan arus searah bagi penguatan generator utama sehingga penyaluran arus searah
bagi penguatan generator utama oleh generator penguat kedua tidak memerlukan cincin geser karena penyearah ikut berputar bersama poros generator. Cincin geser hanya digunakan untuk
menyalurkan arus dari generator penguat pertama ke medan penguat generator penguat kedua. Nilai arus ini biasanya kecil sehingga penggunaan cincin geser tidak menimbulkan masalah.
Pengaturan besarnya arus penguat generator utama dilakukan oleh pengatur tegangan otomatis untuk menjaga agar nilai tegangan jepit generator konstan. Pengatur tegangan
otomatis ini mula-mula berdasarkan prinsip mekanis, tetapi sekarang sudah menjadi elektronik.
Perkembangan sistem eksitasi generator cenderung ke sistem eksitasi tanpa sikat, karena adanya sikat menimbulkan kesulitan, misalnya timbul loncatan api pada putaran tinggi
dan daya tinggi pada generator arus searah yang menghasilkan arus penguat. Untuk menghilangkan sikat digunakan dioda berputar .
Sistem pasokan arus penguat yang diuraikan di atas biasanya digunakan untuk pembangkitan yang besar diatas 100 MVA. Generator penguat pertama disebut pilot exciter
penguat pilot dan generator penguat kedua disebut main exciter penguat utama. Seperti terlihat pada gambar 1.11, main exciter adalah generator arus bolak-balik dengan
kutub yang ada pada statornya. Rotornya menghasilkan arus bolak-balik yang kemudian disearahkan oleh dioda-dioda yang berputar pada poros main exciter ini yang satu poros
dengan generator utama. Arus searah yang dihasilkan oleh dioda-dioda yang berputar ini menjadi arus penguat generator utama tersebut.
I - 18 Pilot exciter pada gambar 1.11 berupa generator arus bolak- balik dengan rotor berupa
kutub magnet permanen yang berputar dan mengimbas tegangan bolak-balik pada lilitan statornya. Tegangan bolak-balik kemudian disearahkan oleh penyearah yang terdiri dari
dioda-dioda, menghasilkan arus searah yang kemudian dialirkan ke kutub-kutub yang ada pada staror main exciter. Besarnya arus searah yang menuju ke kutub-kutub main exciter ini
diatur oleh pengatur tegangan otomatis automatic voltage regulatorAVR; karena besarnya arus ini mempengaruhi besarnya arus yang dihasilkan main exciter maka besarnya arus main
exciter juga akan mempengaruhi besarnya tegangan yang dihasilkan oleh generator utama.
Gambar 1.11 Sistem eksitasi bertingkat tanpa sikat. PE = Pilot Exiter; ME = Main Exciter; MG = Main Generator; AVR = Automatic Voltage
Regulator; V = Tegangan Generator; DS = Dioda Statis; DB = Dioda Berputar; AC = Arus Bolak-balik; DC = Arus Searah
Pada sistem eksitasi tanpa sikat seperti tersebut di atas, permasalahan timbul apabila terjadi gangguan hubung singkat atau gangguan hubungan tanah di rotor yakni bagaimana
mendeteksinya. Demikian juga apabila ada sekering lebur dari dioda berputar yang putus, hal ini harus bisa di deteksi. Kejadian-kejadian ini terjadi pada rotor yang berputar sehingga bisa
menimbulkan distorsi medan magnet pada generator utama yang selanjutnya menimbulkan vibrasi getaran berlebihan pada unit pembangkit.
Pendeteksian kejadian pada rotor yang berputar seperti tersebut di atas memerlukan teknik khusus, tergolong teknik baru, antara lain menggunakan efek Hall. Teknik ini sering
disebut sebagai teknik mentransmisikan dari sesuatu yang berputar Rotating Data Transmission. Dalam teknik ini rotor dilengkapi dengan pengirim sinyal elektronik yang
mewakili besaran tertentu, misalnya mewakili tahanan isolasi rotor. Sinyal - sinyal elektronik
I - 19 ini ditangkap oleh alat pengukur ditempat yang di inginkan dan sinyal-sinyal elektronik tadi
oleh alat pengukur in i “diterjemahkan” menjadi sinyal yang mudah dimengerti.
Sistem eksitasi generator utama main generator harus bisa dibuka oleh sebuah pemutus tenaga PMT. Hal ini berkaitan dengan sistem peroteksi generator, misalnya apabila
relai diferensial dari generator bekerja maka relai akan membuka PMT generator dan juga membuka PMT sistem eksitasi generator, lihat gambar 1.12.
PMT yang membuka sistem penguat generator melakukan pemutusan arus yang mengalir ke medan magnet generator. Energi yang tersimpan dalam medan magnet generator
adalah = ½ LI²
f
dimana L=koefisien induksi diri dari medan magnet generator dan I
f
arus medan magnetnya. Untuk dapat memutus arus medan magnet I
f
beserta energinya sebesar ½ LI²
f
diperlukan tahanan R untuk menampung energi tersebut sehingga busur listrik pada kontak-kontak PMT medan penguat bisa padam tanpa merusak kontak-kontak tersebut.
Gambar 1.12 PMT medan penguat beserta tahanan R penampung energi medan magnet dari generator ½ LI²
f
1.9 Sistem Proteksi
