19
Tabel 2.2 Spesifikasi Turbin Uap
2.5.3 Kondensor
[8]
Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap bekas dari turbin uap yang telah digunakan untuk memutar turbin.Proses perubahannya dilakukan
dengan cara mengalirkan uap ke dalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa tubes. Uap mengalir di luar pipa-pipa shell side sedangkan air sebagai
pendingin mengalir di dalam pipa-pipa tube side. Kebutuhan air untuk pendingin di kondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah
diperhitungkan. Air pendingin diambil dari sumber yang cukup persediannya, yaitu dari danau, sungai atau laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah
turbin sehingga memudahkan aliran uap keluar turbin untuk masuk kondensor karena gravitasi.
Konstruksi Kondensor
Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan single pass atau dua lintasan double pass. Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water
box sisi air pendingin, dipasang venting pump atau priming pump.Udara dan non condensable gas
pada sisi uap dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau pompa vakum.
Universitas Sumatera Utara
20
Gambar 2.9 berikut ini menunnjukkan konstruksi dari kondensor yang digunakan di PLTU Pangkalan Susu.
Gambar 2.9 Konstruksi Kondensor
2.5.4 Generator Sinkron
[3] [8]
Tujuan utama dari kegiatan di PLTU adalah menghasilkan energi listrik.Produksi energi listrik merupakan target dari proses konversi energi di
PLTU. Generator yang dikopel langsung dengan turbin akan menghasilkan tegangan listrik ketika turbin berputar. Gambar 2.10 berikut ini merupakan
Generator PLTU dengan main exciter dan pilot exciter.
Gambar 2.10 Generator PLTU dengan Main Exciter dan Pilot Exciter
Universitas Sumatera Utara
21
Proses konversi energi didalam generator adalah dengan memutar medan magnet didalam kumparan. Rotor generator sebagai medan magnet menginduksi
kumparan yang dipasang pada stator sehingga timbul tegangan diantara kedua ujung kumparan generator. Untuk membuat rotor agar menjadi medan magnet,
maka dialirkan arus DC ke kumparan rotor. Spesifikasi utama dari generator yang digunakan di PLTU Pangkalan Susu akan dijelaskan pada tabel 2.3 berikut ini.
Tabel 2.3 Spesifikasi Generator
Konstruksi Generator Sinkron
Generator sinkron pada prinsipnya terdiri atas 2 bagian utama, yaitu: 1.
Rotor Rotor adalah bagian generator yang berputar. Pada rotor terdapat
kumparan konduktor sebagai pembangkit medan magnet utama. Medan magnet ini timbul karena adanya arus yang mengalir pada kumparan rotor
yang diperoleh dari exciter. Jika rotor berputar maka medan magnet akan memotong kumparan jangkar stator, sehingga timbul gaya gerak listrik
GGL yang kemudian disalurkan ke terminal generator. Rotor dari generator besar yang diputar dengan turbin uap biasanya tipe silinder dengan 2 atau 4
kutub magnet. Konstruksi rotor di PLTU Pangkalan Susu ditunjukkan pada gambar 2.11 di bawah ini:
Universitas Sumatera Utara
22
Gambar 2.11 Rotor Non- sailent dan penampang rotor pada generator
sinkron di PLTU Pangkalan Susu 2.
Stator Stator terdiri dari casing yang berisi kumparan dan rotor yang merupakan
medan magnet listrik terdiri dari inti yang berisi kumparan.Inti ini terbentuk dari susunan plat-plat baja silikon yang mempunyai sifat kemagnetan yang
baik. Plat-plat tersebut dikompres dengan rapat sekali, tetapi diisolasi satu sama lain dengan pernis atau kertas berisolasi. Susunan plat baja silikon yang
membentuk inti ini biasanya disebut laminasi. Laminasi-laminasi ini membentuk saluran yang baik sekali bagi flux magnet yang dihasilkan oleh
rotor. Isolasi pada laminasi mengurangi besarnya arus pusar, sehingga mengurangi rugi-rugi panas. Gambar 2.12 di bawah ini menunjukkan
konstruksi stator di Pangkalan Susu.
Universitas Sumatera Utara
23
Gambar 2.12 Stator Generator di Pangkalan Susu
Prinsip kerja generator adalah sebagai berikut: 1.
Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan
medan. Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap waktu
adalah tetap. 2.
Penggerak mula Prime Mover yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada kecepatan nominalnya.
= .
dimana : n = Kecepatan putar rotor rpm P
= Jumlah kutub rotor f
= frekuensi Hz 3.
Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan pada rotor akan
diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar yang terletak di stator akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah-ubah
Universitas Sumatera Utara
24
besarnya terhadap waktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan
tersebut, hal tersebut sesuai dengan persamaan :
= −� �
= −� �
��
� � = −� � �
��
cos � .
bila: � = �
= −� � �
��
cos � . bila:
=
�.
= −� . � . .
�
��
cos � .
��
= � . , . .
�
��
.
=
��
√ =
� . , . . �
��
√ =
, � �
��
.
bila: =
, � maka:
= . . �
��
.
Dimana: Eeff = ggl induksi Volt
n = Putaran rpm
N = Jumlah belitan f
= Frekuensi Hz
Universitas Sumatera Utara
25
C = Konstanta Φ
maks
= Fluks magnetik weber p = Jumlah kutub
Untuk generator sinkron tiga fasa, digunakan tiga kumparan jangkar yang ditempatkan di stator yang disusun dalam bentuk tertentu, sehingga susunan
kumparan jangkar yang sedemikian akan membangkitkan tegangan induksi pada ketiga kumparanjangkar yang besarnya sama tapi berbeda fasa 120
satu sama lain. Setelah itu ketiga terminal kumparan jangkar siap dioperasikan untuk
menghasilkan energi listrik. [12]
Reaksi Jangkar Generator Sinkron
[12]
Saat generator sinkron bekerja pada beban nol tidak ada arus yang mengalir melalui kumparan jangkar stator, sehingga yang ada pada celah udara hanya
fluksi arus medan rotor. Namun jika generator sinkron diberi beban, arus jangkar Ia akan mengalir dan membentuk fluksi jangkar. Fluksi jangkar ini kemudian
mempengaruhi fluksi arus medan dan akhirnya menyebabkan berubahnya harga tegangan terminal generator sinkron. Reaksi ini kemudian dikenal sebagai reaksi
jangkar seperti pada gambar 2.13 berikut :
Gambar 2.13 Model reaksi jangkar
Universitas Sumatera Utara
26
Keterangan gambar : a
Medan magnet yang berputar akan menghasilkan tegangan induksi E
Amax
b Tegangan resultan menghasilkan arus lagging saat generator berbeban
induktif c
Arus stator menghasilkan medan magnet sendiri B
S
dan tegangan E
stat
pada belitan stator
d Vektor penjumlahan B
S
dan B
R
yang menghasilkan B
net
dan penjumlahan E
stat
dan E
Amax
menghasilkan V
Φ
pada outputnya.
Perbedaan pengaruh yang ditimbulkan fluksi jangkar tergantung kepada beban dan faktor daya beban, yaitu:
1 Untuk beban resistif cosφ = 1
Pengaruh fluksi jangkar terhadap fluksi medan hanya sebatas mendistorsinya saja tanpa pengaruh kekuatannya cross magnetizing
2 Untuk beban induktif murni cosφ = 0 lag
Arus akan tertinggal 90 dari tegangan. Fluksi yang dihasilkan oleh arus
jangkar akan melawan fluksi arus medan. Dengan kata lain reaksi jangkar akan demagnetising artinya pengaruh reaksi jangkar akan melemahkan
fluksi arus medan. 3
Untuk beban kapasitif murni cosφ = 0 lead Arus akan mendahului tegangan sebesar 90
. Fluksi yang dihasilkan arus jangkar akan searah dengan fluksi arus medan sehingga reaksi jangkar
yang terjadi magnetizing artinya pengaruh reaksi jangkar akan menguatkan fluksi arus medan.
4 Untuk beban tidak murni induktifkapasitif
Pengaruh reaksi jangkar akan menjadi sebagaian magnetizing dan sebagaian demagnetizing. Saat beban adalah kapasitif, maka reaksi jangkar
akan sebagian distortif dan sebagian magnetizing. Sementara itu saat beban adalah induktif, maka reaksi jangkar akan sebagaian distortif dan sebagaian
demagnetizing. Namun pada prakteknya beban umumnya adalah induktif.
Universitas Sumatera Utara
27
2.6 Pengaturan Frekuensi dan Daya Aktif
Kategori