Karakteristik dan Penentuan Parameter – Parameter Generator Sinkron

26

2.9 Karakteristik dan Penentuan Parameter – Parameter Generator Sinkron

Tiga Fasa Karakteristik dan Penentuan Parameter Tanpa Beban : � � = � � � � Karakteristik tanpa beban beban nol pada generator sinkron dapat ditentukan dengan melakukan test beban nol open circuit yang memiliki langkah-langkah sebagai berikut : a Generator diputar pada kecepatan nominal n. b Tidak ada baban yang terhubung pada terminal. c Arus medan � � dinaikkan dari nol hingga maksimum secara bertahap. d Catat harga tegangan terminal pada setiap harga arus medan � � Dari gambar dapat diperoleh persamaan umum generator : 2.10 Pada hubungan generator terbuka beban nol, � � = 0. Maka : 2.11 Karena tidak ada beban yang terpasang, maka ф yang dihasilkan ф . Sehingga: 2.12 2.13 Gambar 2.10 Rangkaian Test Tanpa Beban � � = ф + � � � + � � = ф = � ф � � = ф � � = � Universitas Sumatera Utara 27 Nilai cn adalah konstan sehingga persamaan menjadi : 2.14 Dimana : � � = Tegangan beban nol Volt � = Arus medan Ampere k = konstanta Berikut diperlihatkan gambar grafik hubungan VΦ vs If yang disebut juga dengan karakteristik hubung terbuka dari generator atau OCC Open - Circuit Characteristic. Dari Gambar 11 di atas terlihat bahwa pada awalnya kur va berbentuk hampir benar – benar linear. Hingga pada harga – harga arus medan yang tinggi, bentuk kurva mulai terlihat saturasi. Inti besi yang tidak jenuh dalam bingkai mesin sinkron memiliki reluktansi beberapa ratus kali lebih rendah daripada reluktansi air gap. Sehingga pertama – tama hampir seluruh MMF melewati celah udara dan peningkatan fluksi yang terjadi linear. Ketika inti besi mengalami saturasi, reluktansi besi meningkat secara drastis dan fluksi meningkat lebih lambat dengan peningkatan nilai MMF. Bentuk linear dari grafik OCC disebut karakteristik air gap line. � � = � Gambar 2.11 Karakteristik Hubung Terbuka Universitas Sumatera Utara 28 Karakteristik dan Penentuan Parameter Generator Sinkron Hubung Singkat : � �� = � �� � � Untuk menentukan karakteristik dan parameter generator sinkron yang dihubungkan singkat tersebut beberapa langkah yang harus dilakukan antara lain: a Generator diputar pada kecepatan nominal b Atur arus medan � � pada nol c Hubung singkat terminal. d Ukur arus armatur � � pada setiap peningkatan arus medan � � Dimana rangkaian test hubung singkat pada generator sinkron akan diperlihatkan pada Gambar 11 berikut : Dari gambar, persamaan umum generator sinkron dihubung singkat adalah sama dengan Persamaan 2.10 Pada saat generator sinkron dihubung singkat, ф = 0 dan � � = � � 2.15 2.16 Karena cn dan � + bernilai konstan, maka : 2.17 2.18 Sehingga persamaan menjadi : � � = � � � + ф = � � � + = � + = � = � � . Gambar 2.12 Rangkaian Hubung Singkat Universitas Sumatera Utara 29 2.19 2.20 Pada karakteristik generator hubung singkat bentuk kurva adalah linear. Hal ini disebabkan oleh medan magnet yang terjadi sangat kecil sehingga inti besi tidak mengalami saturasi. Gambar 13 berikut ini akan memperlihatkan karakteristik hubung singkat pada generator sinkron. Ketika generator dihubung singkat, arus armatur : 2.21 Dari kedua test tersebut di atas diperoleh : - Ea dari test beban nol Open Circuit - Ia dari test hubung singkat Short Circuit Diperoleh impedansi sinkron : = √ � + = � � � Karena Ra XS, maka impedansi sinkron menjadi : ZS ≈ XS ≈ � � � Dimana : � = Tegangan beban nol volt � � = Arus Jangkar ampere � � = Arus hubung singkat Ampere � � = . � Gambar 2.13 Karakterisik Hubung Singkat � � = � � = � √ � + Universitas Sumatera Utara 30 � = Tahanan jangkar Ohm = Impedansi sinkron ohm Karakteristik dan Penentuan Parameter Generator Berbeban V = VIf Beberapa langkah untuk menentukan parameter generator sinkron berbeban antara lain sebagai berikut: a Generator diputar pada kecepatan nominal n. b Beban ZL terpasang pada terminal generator sinkron. c Arus medan If dinaikkan dari nol hingga maksimum secara bertahap. d Catat tegangan terminal Vt pada setiap peningkatan arus medan If. Dari gambar 13 diperoleh persamaan umum generator sinkron berbeban : 2.22 2.23 Karakteristik Luar Generator Sinkron : � ф = f � � Karakteristik ini memperlihatkan pengaruh dari perubahan arus beban � � terhadap tegangan terminal generator sinkron ф . Dalam penentuan karakteristik luar generator sinkron, beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut: a Kecepatan putar generator sinkron n tetap. b Arus medan If konstan. � � = ф + � � � + ф = � � − � � � + Gambar 2.14 Rangkaian Generator Sinkron Berbeban Universitas Sumatera Utara 31 c Faktor daya Cos θ tetap. Dari gambar rangkaian generator sinkron berbeban yang telah diperlihatkan pada Gambar 14 sebelumnya, diperoleh persamaan seperti Persamaan 2.22 dan Persamaan 2.23. Dalam hal ini, arus yang mengalir pada stator sama dengan arus yang mengalir pada beban atau : 2.24 Maka : 2.25 2.26 2.27 Karena c, n, dan If konstan : 2.28 Nilai Zs tetap, sehingga : 2.29 Jika arus beban � � = 0 beban nol, maka : 2.30 Jika tegangan terminal ф = 0 hubung singkat, maka : 2.31 Karakteristik Pengaturan Generator Sinkron : If = f IL Karakteristik ini menunjukkan hubungan antara perubahan arus beban IL terhadap arus medan � generator sinkron. Dimana, dalam karakterisik ini perlu diperhatikan hal – hal berikut : � � = � � ф = � � − � � � + ф = ф − � � ф = � − � � ф = − � � ф = − � � ф = � = ф + � � Universitas Sumatera Utara 32 a Tegangan terminal ф dijaga konstan. b Putaran tetap. c Faktor daya Cos θ tetap. Persamaan untuk generator berbeban sama dengan persamaan 2.22 dan arus pada beban sama dengan persamaan 2.23 sehingga didapat persamaan : 2.32 2.33 Karena c,n, ф , dan konstan maka : Sehingga diperoleh : 2. 34 ф = � � + � � � + ф = ф + � � � = ф + � � � = ф − � � = ф = = � = − � � Universitas Sumatera Utara 1

BAB I PENDAHULUAN