BAB III PENGARUH BEBAN RESISTIF, KAPASITIF, DAN INDUKTIF
TERHADAP REGULASI TEGANGAN DAN EFISIENSI PADA GENERATOR SINKRON 3 PHASA
3.1 Faktor Daya
Tegangan yang dibangkitkan pada generator sinkron adalah arus bolak- balik, maka biasanya digambarkan dalam bentuk phasor. phasor ini mempunyai
dua besaran yaitu besaran saklar magnitude dan besaran sudut, dimana hubungan keduanya harus digambarkan dalam dua dimensi. Bila E
Φ
V
t
, jX
S
I
a
dan I
a
R
a
digambar dalam satu gambar yang menunjukkan hubungan antara besaran- besaran tersebut, maka hasil dari gambar ini dinamakan Diagram Phasor.
Gambar 3.1.a menunjukkan hubungan, dimana generator melayani beban dengan faktor daya satu beban resistif murni. Gambar 3.1, total tegangan E
a
berbeda dengan tegangan Phasa V
b
ini disebabkan tegangan drop pada elemen resistif dan induktif pada mesin. Semua tegangan dan arus dari Gambar 3.1.a ini
direferensikan terhadap V
t
, V
t
sebagai referensi, ∠
=
t t
V V
. Diagram phasor ini dapat dibandingkan dengan diagram phasor untuk
generator yang melayani beban induktif dan kapasitif lagging dan leading, dimana diagram phasor untuk kedua beban ini masing-masing diperlihatkan pada
Gambar 3.1.b dan Gambar 3.1.c. Perlu dicatat bahwa arus jangkar dan tegangan phasa yang diberikan, bahwa E
a
yang dibutuhkan untuk beban langging beban induktif lebih besar dibandingkan dengan E
a
yang dibutuhkan untuk beban
Universitas Sumatera Utara
kapasitif. Oleh karena itu, untuk beban lagging membutuhkan arus medan yang besar untuk mendapatkan tegangan terminal yang sama, karena:
E
a
= K Φω
Dimana dalam hal ini ω dijaga konstan untuk mendapatkan frekuensi konstan.
jX
s
.I
a
I
a
R
a
V
t
I
a
E
A
a
b E
A
I
a
I
a
R
a
V
t
jX
s
I
a
c
E
A
jX
s
I
a
I
a
R
a
V
t
I
a
Gambar 3.1 Diagram Phasor Generator Sinkron. a Berbeban Resistif, b Berbeban Induktif, c Berbeban Kapasitif
Universitas Sumatera Utara
3.2 Regulasi Tegangan Generatos Sinkron Dengan Metode Impedansi Sinkron
Dalam metode ini akan diperoleh nilai impedansi sinkron Zs kemudian reaktansi sinkron X
s
sebuah generator sinkron dari karakteristik beban nol OCC dan hubung singkat SCC. Oleh karena itu disebut metode impedansi sinkron.
Metode ini memiliki langkah-langkah sebagai berikut. -
Gambar karakteristik beban nol OCC dari data yang diberikan test beban nol gambar 3.2
- Gambar karakteristik hubung singkat SCC dari data yang diberikan oleh test
hubung singkat gambar 3.2. kedua kurva tersebut digambarkan pada dasar nilai arus medan yang sama.
Arus medan dilambangkan dengan I
f
. Tegangan beban nol hubung terbuka yang berpotongan dengan arus medan I
f
dilambangkan dengan E
1
. Ketika terminal-terminal jangkar dihubung singkat, tegangan terminal V
Φ
bernilai nol. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa seluruh tegangan E
1
digunakan untuk menggerakkan sirkulasi arus hubung singkat yang disimbolkan dengan
I
1
melawan impedansi sinkron Z
s
. Maka, E
1
= I
1
Z
s
1 1
circuit short
I circuit
open E
Z
s
= ..............................................3.1
Sebagai catatan, E
1
dan I
1
merupakan nilai phasa-phasa.
Universitas Sumatera Utara
OCC
SCC I
hs
E Z
s
I
f
A I
f
Arus Hubung Singkat
Tegangan Tanpa Beban
Gambar 3.2 Diagram Karakteristik Metode Impedansi Sinkron
- Karena R
a
diabaikan, maka Z
s
= X
s
- Dari vektor diagram seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.3 dapat dibuat
persamaan Ea untuk beban Resistif, induktif, dan kapasitif dan faktor dayanya.
Untuk beban resistif dari Gambar 3.3a diperoleh :
2 2
A S
A
I X
V E
+ =
ϕ
........................................................3.3
Untuk beban Induktif dari Gambar 3.3b diperoleh :
2 2
cos sin
θ θ
ϕ
A s
A S
A
I X
I X
V E
+ +
=
...........................3.4
Untuk beban Kapasitif dari Gambar 3.3c diperoleh :
2 2
cos sin
θ θ
ϕ A
s A
S A
I X
I X
V E
+ −
= ............................3.5
Maka regulasi tegangan adalah : regulasi tegangan
100 x
V V
E −
=
.................................3.6
Universitas Sumatera Utara
jX
s
I
a
δ I
a
E
A
a
b E
A
I
a XsIa Sin
θ
V
t
jX
s
I
a
c E
A
jX
s
I
a
I
a
δ
XsIa Cos θ
θ θ
XsIa Sin θ
XsIa Cos θ
θ
δ
θ
V
V
Gambar 3.3 Diagram Phasor Generator Sinkron Untuk Menggambarkan Regulasi Tegangan, a Beban Resistif, b Beban Induktif, c Beban Kapasitif
3.3 Efisiensi Generator Sinkron
Kategori