Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit Listrik Tenaga
Biomassa Pada PT Listrindo Kencana 1 x 6 MWe
Dedisukma
Jurusan Teknik Elektro FT UBB
Abstrak
Penelitian ini bersifat deskriptif yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban
listrik terpakai terhadap arus eksitasi pada generator sinkron 6 megawatt pada PT.
Listrindo Kencana serta mengetahui bagaiaman sistem penggerak mula pada
generator 6 megawatt yang digunakan. Berdasarkan data yang didapat bahwa
dengan terjadinya penurunan daya yang dihasilkan oleh generator dengan besar
arus eksitasi yang sama maka cos phi yang diturunkan, begitu juga sebaliknya jika
terjadi kenaikan beban dan daya yang bertambah maka nilai arus eksitasi dapat
diperbesar dengan nilai cos phi yang besar ataupun rendah karena perubahan
tegangan dipengaruhi selain oleh faktor kerja juga oleh besarnya arus jangkar
sehingga perubahan arus jangkar dilakukan dengan mengubah faktor kerja.
Kata Kunci : beban generator, sistem eksitasi, faktor kerja
Latar Belakang
Listrik merupakan salah satu
sandang, pangan dan papan. Hal
kebutuhan utama kehidupan modern
inipun tidak menutup kemungkinan
dan ketersediaannya dalam jumlah
munculnya energi Pembangkit Listrik
dan mutu yang cukup, menjadi
yang mampu menghasilkan energi
syarat bagi suatu masyarakat yang
listrik dalam jumlah yang cukup besar
memiliki taraf kehidupan yang baik
adalah
dan perkembangan industri yang
tersebut.
maju. Kebutuhan masyarakat akan
Pembangkit
energi listrik sudah mencapai taraf
(PLTU) dengan bahan bakar cangkang
adictif (ketergantungan), sehingga
sawit pada PT Sawindo Kencana dan
bisa dikatakan listrik juga termasuk
PT Listrindo Kencana. Berdasarkan
kebutuhan primer manusia selain
dari Departemen Pertanian Direktorat
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
solusi
Salah
dari
permasalahan
satunya
Listrik
Tenaga
adalah
Uap
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
Bagian Statistik Perkebunan Indonesia
2009-2011 yaitu Jumlah Produksi
DASAR TEORI
2.1 Generator Sinkron
Perkebunan Kelapa sawit di Bangka
Belitung
cenderung
Perkebunan
meningkat
Swasta
tahun
2009
Sebesar 462.318 Ton dan 473.414
Ton. Kencana Agri Site Tempilang
merupakan sebuah perusahaan yang
bergerak dibidang produksi minyak
kelapa sawit, minyak yang dihasilkan
bukan berupa barang jadi tetapi barang
setengah
jadi.
bertempat
di
Perusahaan
ini
Desa
Tempilang,
Kecamatan Tempilang,
Kabupaten
Bangka Barat Provinsi Kepulauan
Bangka Belitung. Pada PT Sawindo
Kencana memiliki Pembangkit Listrik
Konversi energi elektromagnetik
yaitu perubahan energi dari bentuk
mekanik ke bentuk listrik dan bentuk
listrik ke bentuk mekanik. Generator
sinkron (altenator ) merupakan jenis
mesin listrik yang berfungsi untuk
menghasilkan tegangan bolak-balik
dengan cara mengubah energi mekanis
menjadi energi listrik. Energi mekanis
diperoleh dari putaran rotor yang
digerakkan
(prime
oleh
mover ),
penggerak
sedangkan
mula
energi
listrik diperoleh dari proses dari proses
induksi elektromagnetik yang terjadi
pada kumparan stator dan rotornya.
Tenaga Uap sendiri dengan kapasitas
1250 kW dan 2160 kW sedangkan
pada PT Listrindo Kencana memiliki
kapasitas
6000
kW
dimana
pembangkit ini yang pertama kalinya
di Bangka yang mensuplai dayanya
2.2 Prinsip
sekitar.
Adapun
ini
mendukung
ketersediaan listrik di Bangka Belitung
seiring
bertambahnya
kerja
dari
suatu
a. Kumparan medan yang terdapat
Pengembangan
untuk
prinsip
generator sinkron adalah
energi terbarukan tenaga listrik ramah
lingkungan
Generator
Sinkron
kepada PLN untuk kepentingan warga
penduduk
Kerja
kepadatan
penduduk dan supply listrik yang
terbatas.
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
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.
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
b. Penggerak mula (Prime Mover )
∅R
yang sudah terkopel dengan rotor
∅F
segera dioperasikan sehingga rotor
akan
berputar
pada
kecepatan
∅A
F
a
FR
FF
Sumbu
fasa a
Sumbu Medan
nominalnya.
n=
120.�
�
Sumbu fasa a
.. ......................... ( 2.1 )
Ia
dengan:
∅R
n = Kecepatan putar rotor (rpm)
FR
∅F
P = Jumlah kutub rotor
FF
∅A
Fa
Sumbu Medan
f = frekuensi (Hz)
Sumbu fasa a
Ia
∅
2.2 Reaksi Jangkar Generator
Sinkron
F
a
∅F F
Saat generator sinkron bekerja
∅
Sumbu
Medan
pada beban nol tidak ada arus yang
mengalir melalui kumparan jangkar
F
Gambar 2.1 Model Reaksi Jangkar
(stator), sehingga yang ada pada celah
udara hanya fluksi arus medan rotor.
Namun jika generator sinkron diberi
beban, arus jangkar Ia akan mengalir
2.3
Generator
Bertambahnya
dan membentuk fluksi jangkar. Fluksi
jangkar ini kemudian mempengaruhi
fluksi
arus
menyebabkan
medan
dan
berubahnya
akhirnya
harga
tegangan terminal generator sinkron.
Reaksi ini kemudian dikenal sebagai
reaksi jangkar seperti pada gambar
2.1.
Efek Perubahan Beban Pada
dilayani
beban
yang
generator identik dengan
bertambahnya daya nyata atau daya
reaktif yang mengalir dari generator.
Maka
pertambahan
beban
akan
menambah arus saluran yang mengalir
dari
generator,
pertambahan
arus
saluran ini akan mempengaruhi nilai
tegangan
terminal
Vt.
hal
yang
berpengaruh terutama oleh faktor daya
beban, seperti pada Gambar 2.2 ,
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
diperlihatkan diagram fasor untuk
kapasitif ditambahkan, maka tegangan
penambahan beban dengan faktor daya
terminal cenderung membesar. Pada
tertinggal, faktor daya satu, dan faktor
kondisi
daya terdahulu, dimana Vt' adalah
tegangan terminal agar tetap konstan
tegangan
beban
meskipun beban berubah maka dapat
sama
dilakukan dengan mengatur nilai Ea,
ditambahkan, dan Vt menyatakan
karena Ea=K.∅. �, maka Ea dapat
dengan
terminal
faktor
setelah
daya
yang
tegangan terminal pada saat awal.
normal,
untuk
menjaga
dijaga konstan dengan mengatur nilai
fluksi. Nilai fluksi tentu dipengaruhi
oleh arus medan If. bertambahnya If
akan menambah fluksi, begitu juga
sebaliknya.
Gambar 2.2 a Beban Induktif
Beban
yang
dilayani
generator selalu berubah-ubah. Selain
besarnya juga faktor dayanya, ini
menuntut penentuan arus eksitasi yang
sesuai dengan faktor dayanya untuk
menghasilkan
Gambar 2.2 b Beban Resistif
tegangan
terminal
generator yang stabil.
Dapat disimpulkan untuk generator
yang bekerja sendiri:
1. Daya yang disuplai generator sesuai
kebutuhan beban.
Gambar 2.2 c Beban Kapasitif
2. Pengaturan
Gambar 2.2 Perubahan Fasor Untuk
Berbagai Beban yang Berubah
generator
3. Pengaturan
pertambahan beban akan mengurangi
tegangan terminal akan mengecil.
juga
jika
beban
resistif
ditambahkan maka tegangan terminal
juga
akan
mengecil.
Jika
akan
mempengaruhi
frekuensi daya yang dihasilkan.
Terlihat bahwa untuk beban induktif,
Begitu
pada
governor
beban
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
arus
mempengaruhi
terminal.
medan
nilai
akan
tegangan
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
HASIL DAN PEMBAHASAN
3010
3005
yang
dibutuhkan
merupakan data kecepatan generator
(rpm), frekuensi, arus eksitasi, daya
3000
RPM
Parameter
2995
2990
2985
yang
dihasilkan
oleh
generator,
2980
tegangan terminal generator, cos phi
pada generator 6 Megawatt pada PT
hari pada bulan agustus
Listrindo Kencana dan data yang akan
Gambar 4.1 Perubahan RPM
Generator /Hari
dianalisa adalah sebagai berikut:
1. Rata-rata kecepatan putar (rpm) dan
frekuensi generator
kamis tanggal 2 sampai hari jumat
2. Rata-rata tegangan pada terminal
generator
3. Pengaruh
Pada gambar 4.1 terlihat pada hari
tanggal 3 agustus , rata-rata besar
kecepatan generator yang paling tinggi
daya
output
pada
generator 6 megawatt terhadap arus
eksitasi (ampere) dan cos phi.
dan sampai pada tanggal 5 agustus
terjadi penurunan kecepatan (rpm)
pada generator. Terjadi penurunan
kecepatan
4.1
Perubahan
Kecepatan
dan
Frekuensi Generator
Perubahaan
yang
cukup
terlihat besar pada tanggal 7 sampai 8
agustus dengan nilai 15 rpm, dan
Kecepatan
(rpm)
Pada Generator
Perubahan
generator
seterusnya terjadi perubahan yang
tidak konstan sampai hari rabu tanggal
kecepatan
(rpm)
15 agustus.
generator diakibatkan oleh beban
yang ditanggung pada generator
yang berubah-ubah sehingga terjadi
kenaikan
generator
dan
penurunan
dengan
Perubahan
kecepatan (rpm) generator maka
nilai frekuensi juga akan ikut
menurun. Tertera pada gambar 4.1
Pada
Generator
Perubahan frekuensi pada generator
rpm
perubahan
Frekuensi
sama
halnya
dengan
perubahan
kecepatan (RPM) akan selalu berubahubah,
saat
kecepatan
generator
meningkat maka frekuensi juga akan
meningkat, demikian sebaliknyajika
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
kecepatan generator menurun maka
kecelakaan yang fatal baik pada
frekuensi yang timbul pada genrator
jaringan sitem tenaga maupun pada
akan
generator itu sendiri.
ikut
menurun.
yang
frekuensi
pada
mempengaruhi
generator yaitu kecepatan putar pada
Perubahan
rotor yang memiliki medan magnet
Pada Generator
Tegangan
Terminal
yang timbul karena adanya arus yang
Perubahan beban pada generator
mengalir pada kumparan rotor yang
membuat tegangan terminal dapat
diinduksikan pada kumparan jangkar.
berubah karena dengan bertambahnya
Perubahan frekuensi
beban pada suatu generator membuat
terlihat
pada
putaran generator semakin lambat
namun untuk mengantisipasi putaran
50,15
50,1
50,05
50
49,95
49,9
49,85
49,8
49,75
49,7
49,65
generator
yang
mempengaruhi
frekuensi menjadi menurun sampai
batas yang diizinkan maka dibutuhkan
Rabu tgl 15
Senin tgl 13
Selasa tgl 14
Minggu tgl 12
Jumat tgl 10
Sabtu tgl 11
Rabu tgl 8
Kamis tgl 9
Selasa tgl 7
Sabtu tgl 4
Minggu tgl 5
Kamis tgl 2
arus eksitasi yang diperbesar. Agar
Jumat tgl 3
frekuensi (hertz)
gambar 4.2
tegangan
dibutuhkan
tetap
arus
konstan
eksitasi
maka
yang
hari pada bulan agustus
Dari grafik diatas bahwa frekuensi
diperbesar untuk mendapatkan nilai
tegangan
tertinggi pada generator yaitu pada
hari kamis tanggal 2 sama halnya
dengan
kecepatan
tetap
walaupun
dalam
gambar 4.3 tegangannya tidak konstan
maksimum
generator yang terjadi pada hari yang
5,8
tegangan (kV)
Gambar 4.2 Perubahan Frekuensi/
Hari
5,75
5,7
5,65
5,6
5,55
sama, demikian juga dengan frekuensi
terendah terjadi pada hari rabu tanggal
8 agustus, dengan standar frekuensi
yang digunakan sebesar 50 hertz,
perubahan frekuensi selama masih
dalam
toleransi
tidak
terjadi
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
hari pada bulan agustus
Gambar 4.3 Perubahan Tegangan
Terminal Pada Generator
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
Dari gambar 4.3 terlihat bahwa pada
generator dapat mencapai maksimum
hari kamis tanggal 2 sampai dengan
yaitu Automatic Voltage Regulator
hari selasa tanggal 7 agustus tegangan
(AVR) dengan memperbesar atau
berubah tetapi tidak terlalu signifikan,
mengecilkan
namun pada saat hari rabu tanggal 8
mendapatkan tegangan yang stabil.
sampai hari jumat tanggal 10 agustus
Pada gambar 4.4 di bawah akan
terjadi
yang
terlihat terjadi perubahan arus eksitasi
cukup besar yaitu sebesar 0,13 kV dan
yang diakibatkan oleh perubahan daya
terjadi tegangan tertinggi sebesar 5,77
yang dihasilkan yang dipengaruhi oleh
kV pada hari sabtu tanggal 11 agustus.
beban pada hari rabu tanggal 15
penurunan
tegangan
arus
eksitasi
untuk
agustus 2012.
Pengaruh
Perubahan
Terhadap
Arus
Daya
Eksitasi
5700
Pada
5600
daya (Watt)
1600
900
9090
Generator 6 Megawatt
5700
8002500
98
92105
cos phi
50
Perubahan daya pada generator
I eksitasi
(Ampere)
0,97 0,74
beban yang terpasang pada generator
tersebut
sehingga
pembesaran
arus
0,1
0,97
tegangan
terminal (Volt)
jam
Gambar 4.4 Pengaruh Perubahan Daya
Terhadap Arus Eksitasi Pada Generator 6
Megawatt PT Listrindo Kencana
dibutuhkan
eksitasi
0,88
0,73
07.00
08.00
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
diakibatkan semakin besar/kecilnya
untuk
mengimbangi medan elektromagnetik
yang timbul pada kumparan stator, hal
ini merupakan salah satu penyebab
penurunan kecepatan pada generator
tersebut.
umumnya
berfungsi
tegangan
Pada
generator
memiliki
untuk
output
alat
sinkron
yang
menstabilkan
pada
terminal
generator agar mendapatkan nilai yang
konstan sehingga sebesar apapun daya
yang terpasang pada generator (masih
dalam kapasitas generator) daya pada
Pada gambar 4.4 bahwa tegangan yang
timbul pada terminal generator tetap
konstan, walaupun ada perubahan
namun tidak signifikan, dikarenakan
arus eksitasi dan cos phi dapat
mempengaruhi tegangan output pada
generator sesuai dengan perubahan
daya yang dihasilkan, pada jam 07.00
– 08.00 terjadi penurunan daya yang
dihasilkan
akibat
beban
yang
berkurang dengan nilai daya 1600
menjadi 900 kilo watt dengan nilai
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
arus eksitasi yang tetap, namun nilai
eksitasi yang sama maka cos phi
cos phi menurun dan tidak banyak
yang
perubahan daya sampai pukul 17.00.
sebaliknya jika terjadi kenaikan
Pada saat beban puncak terjadi pada
beban dan daya yang bertambah
pukul 18.00 – 21.00 terjadi kenaikan
maka nilai arus eksitasi dapat
daya dari 800 kW menjadi 2500 kW,
diperbesar dengan nilai cos phi
peningkatan arus eksitasi hanya terjadi
yang besar ataupun rendah karena
pada
saja
perubahan tegangan dipengaruhi
selanjutnya tidak banyak peningkatan
selain oleh faktor kerja juga oleh
namun nilai cos phi yang dihasilkan
besarnya arus jangkar sehingga
semakin meningkat.
perubahan arus jangkar dilakukan
pukul
17.00-18.00
diturunkan,
begitu
juga
dengan mengubah faktor kerja.
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
1. Tegangan pada terminal generator
Diharapkan pada peneliti selanjutnya
dan frekuensi sangat dipengaruhi
untuk membahas lebih rinci lagi
oleh kecepatan (RPM) itu sendiri,
tentang pengaturan AVR (Automatic
namun perubahan kecepatan ini
Voltage
diakibatkan beban yang tanggung
mengetahui fungsi dan bagian-bagian
oleh generator tersebut. Semakin
dari AVR tersebut untuk mendapatkan
besar beban yang ditanggung maka
suatu
makin besar medan jangkar yang
pengontrolan
dihasilkan
terjadi
medan jangkar yang dihasilkan pada
penurunan kecepatan akibat medan
pembangkit serta mengetahui respon
pada
untuk
untuk mendeteksi suatu keadaan saat
mengantisipasi drop speed dan over
generator membutuhkan arus penguat
speed maka arus eksitasi yang
tambahan atau pengurangan
rotor
sehingga
yang
kecil.
harus diperbesar.
2. Bahwa
dengan
terjadinya
penurunan daya yang dihasilkan
oleh generator dengan besar arus
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Regulator )
kehandalan
,
agar
dalam
pasokan
arus
dapat
sistem
pada
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Data PT Listrindo Kencana,
Electricity
Generator
6
MW,
Tempilang. 2012
Astuti, Budi. 2011. Pengantar Teknik
Elektro, edisi pertama, Yogyakarta:
Graha Ilmu.
Petruzella,
D,F.
2001.
Elektronik
Industri, edisi pertama, Yogyakarta:
ANDI.
Stevenson,
Sistem
W.D.
Tenaga
1983.
Analisis
Listrik,
edisi
keempat, Jakarta: Erlangga.
Zuhal. 1991. Dasar Tenaga Listrik,
Bandung: ITB.
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit Listrik Tenaga
Biomassa Pada PT Listrindo Kencana 1 x 6 MWe
Dedisukma
Jurusan Teknik Elektro FT UBB
Abstrak
Penelitian ini bersifat deskriptif yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban
listrik terpakai terhadap arus eksitasi pada generator sinkron 6 megawatt pada PT.
Listrindo Kencana serta mengetahui bagaiaman sistem penggerak mula pada
generator 6 megawatt yang digunakan. Berdasarkan data yang didapat bahwa
dengan terjadinya penurunan daya yang dihasilkan oleh generator dengan besar
arus eksitasi yang sama maka cos phi yang diturunkan, begitu juga sebaliknya jika
terjadi kenaikan beban dan daya yang bertambah maka nilai arus eksitasi dapat
diperbesar dengan nilai cos phi yang besar ataupun rendah karena perubahan
tegangan dipengaruhi selain oleh faktor kerja juga oleh besarnya arus jangkar
sehingga perubahan arus jangkar dilakukan dengan mengubah faktor kerja.
Kata Kunci : beban generator, sistem eksitasi, faktor kerja
Latar Belakang
Listrik merupakan salah satu
sandang, pangan dan papan. Hal
kebutuhan utama kehidupan modern
inipun tidak menutup kemungkinan
dan ketersediaannya dalam jumlah
munculnya energi Pembangkit Listrik
dan mutu yang cukup, menjadi
yang mampu menghasilkan energi
syarat bagi suatu masyarakat yang
listrik dalam jumlah yang cukup besar
memiliki taraf kehidupan yang baik
adalah
dan perkembangan industri yang
tersebut.
maju. Kebutuhan masyarakat akan
Pembangkit
energi listrik sudah mencapai taraf
(PLTU) dengan bahan bakar cangkang
adictif (ketergantungan), sehingga
sawit pada PT Sawindo Kencana dan
bisa dikatakan listrik juga termasuk
PT Listrindo Kencana. Berdasarkan
kebutuhan primer manusia selain
dari Departemen Pertanian Direktorat
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
solusi
Salah
dari
permasalahan
satunya
Listrik
Tenaga
adalah
Uap
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
Bagian Statistik Perkebunan Indonesia
2009-2011 yaitu Jumlah Produksi
DASAR TEORI
2.1 Generator Sinkron
Perkebunan Kelapa sawit di Bangka
Belitung
cenderung
Perkebunan
meningkat
Swasta
tahun
2009
Sebesar 462.318 Ton dan 473.414
Ton. Kencana Agri Site Tempilang
merupakan sebuah perusahaan yang
bergerak dibidang produksi minyak
kelapa sawit, minyak yang dihasilkan
bukan berupa barang jadi tetapi barang
setengah
jadi.
bertempat
di
Perusahaan
ini
Desa
Tempilang,
Kecamatan Tempilang,
Kabupaten
Bangka Barat Provinsi Kepulauan
Bangka Belitung. Pada PT Sawindo
Kencana memiliki Pembangkit Listrik
Konversi energi elektromagnetik
yaitu perubahan energi dari bentuk
mekanik ke bentuk listrik dan bentuk
listrik ke bentuk mekanik. Generator
sinkron (altenator ) merupakan jenis
mesin listrik yang berfungsi untuk
menghasilkan tegangan bolak-balik
dengan cara mengubah energi mekanis
menjadi energi listrik. Energi mekanis
diperoleh dari putaran rotor yang
digerakkan
(prime
oleh
mover ),
penggerak
sedangkan
mula
energi
listrik diperoleh dari proses dari proses
induksi elektromagnetik yang terjadi
pada kumparan stator dan rotornya.
Tenaga Uap sendiri dengan kapasitas
1250 kW dan 2160 kW sedangkan
pada PT Listrindo Kencana memiliki
kapasitas
6000
kW
dimana
pembangkit ini yang pertama kalinya
di Bangka yang mensuplai dayanya
2.2 Prinsip
sekitar.
Adapun
ini
mendukung
ketersediaan listrik di Bangka Belitung
seiring
bertambahnya
kerja
dari
suatu
a. Kumparan medan yang terdapat
Pengembangan
untuk
prinsip
generator sinkron adalah
energi terbarukan tenaga listrik ramah
lingkungan
Generator
Sinkron
kepada PLN untuk kepentingan warga
penduduk
Kerja
kepadatan
penduduk dan supply listrik yang
terbatas.
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
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.
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
b. Penggerak mula (Prime Mover )
∅R
yang sudah terkopel dengan rotor
∅F
segera dioperasikan sehingga rotor
akan
berputar
pada
kecepatan
∅A
F
a
FR
FF
Sumbu
fasa a
Sumbu Medan
nominalnya.
n=
120.�
�
Sumbu fasa a
.. ......................... ( 2.1 )
Ia
dengan:
∅R
n = Kecepatan putar rotor (rpm)
FR
∅F
P = Jumlah kutub rotor
FF
∅A
Fa
Sumbu Medan
f = frekuensi (Hz)
Sumbu fasa a
Ia
∅
2.2 Reaksi Jangkar Generator
Sinkron
F
a
∅F F
Saat generator sinkron bekerja
∅
Sumbu
Medan
pada beban nol tidak ada arus yang
mengalir melalui kumparan jangkar
F
Gambar 2.1 Model Reaksi Jangkar
(stator), sehingga yang ada pada celah
udara hanya fluksi arus medan rotor.
Namun jika generator sinkron diberi
beban, arus jangkar Ia akan mengalir
2.3
Generator
Bertambahnya
dan membentuk fluksi jangkar. Fluksi
jangkar ini kemudian mempengaruhi
fluksi
arus
menyebabkan
medan
dan
berubahnya
akhirnya
harga
tegangan terminal generator sinkron.
Reaksi ini kemudian dikenal sebagai
reaksi jangkar seperti pada gambar
2.1.
Efek Perubahan Beban Pada
dilayani
beban
yang
generator identik dengan
bertambahnya daya nyata atau daya
reaktif yang mengalir dari generator.
Maka
pertambahan
beban
akan
menambah arus saluran yang mengalir
dari
generator,
pertambahan
arus
saluran ini akan mempengaruhi nilai
tegangan
terminal
Vt.
hal
yang
berpengaruh terutama oleh faktor daya
beban, seperti pada Gambar 2.2 ,
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
diperlihatkan diagram fasor untuk
kapasitif ditambahkan, maka tegangan
penambahan beban dengan faktor daya
terminal cenderung membesar. Pada
tertinggal, faktor daya satu, dan faktor
kondisi
daya terdahulu, dimana Vt' adalah
tegangan terminal agar tetap konstan
tegangan
beban
meskipun beban berubah maka dapat
sama
dilakukan dengan mengatur nilai Ea,
ditambahkan, dan Vt menyatakan
karena Ea=K.∅. �, maka Ea dapat
dengan
terminal
faktor
setelah
daya
yang
tegangan terminal pada saat awal.
normal,
untuk
menjaga
dijaga konstan dengan mengatur nilai
fluksi. Nilai fluksi tentu dipengaruhi
oleh arus medan If. bertambahnya If
akan menambah fluksi, begitu juga
sebaliknya.
Gambar 2.2 a Beban Induktif
Beban
yang
dilayani
generator selalu berubah-ubah. Selain
besarnya juga faktor dayanya, ini
menuntut penentuan arus eksitasi yang
sesuai dengan faktor dayanya untuk
menghasilkan
Gambar 2.2 b Beban Resistif
tegangan
terminal
generator yang stabil.
Dapat disimpulkan untuk generator
yang bekerja sendiri:
1. Daya yang disuplai generator sesuai
kebutuhan beban.
Gambar 2.2 c Beban Kapasitif
2. Pengaturan
Gambar 2.2 Perubahan Fasor Untuk
Berbagai Beban yang Berubah
generator
3. Pengaturan
pertambahan beban akan mengurangi
tegangan terminal akan mengecil.
juga
jika
beban
resistif
ditambahkan maka tegangan terminal
juga
akan
mengecil.
Jika
akan
mempengaruhi
frekuensi daya yang dihasilkan.
Terlihat bahwa untuk beban induktif,
Begitu
pada
governor
beban
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
arus
mempengaruhi
terminal.
medan
nilai
akan
tegangan
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
HASIL DAN PEMBAHASAN
3010
3005
yang
dibutuhkan
merupakan data kecepatan generator
(rpm), frekuensi, arus eksitasi, daya
3000
RPM
Parameter
2995
2990
2985
yang
dihasilkan
oleh
generator,
2980
tegangan terminal generator, cos phi
pada generator 6 Megawatt pada PT
hari pada bulan agustus
Listrindo Kencana dan data yang akan
Gambar 4.1 Perubahan RPM
Generator /Hari
dianalisa adalah sebagai berikut:
1. Rata-rata kecepatan putar (rpm) dan
frekuensi generator
kamis tanggal 2 sampai hari jumat
2. Rata-rata tegangan pada terminal
generator
3. Pengaruh
Pada gambar 4.1 terlihat pada hari
tanggal 3 agustus , rata-rata besar
kecepatan generator yang paling tinggi
daya
output
pada
generator 6 megawatt terhadap arus
eksitasi (ampere) dan cos phi.
dan sampai pada tanggal 5 agustus
terjadi penurunan kecepatan (rpm)
pada generator. Terjadi penurunan
kecepatan
4.1
Perubahan
Kecepatan
dan
Frekuensi Generator
Perubahaan
yang
cukup
terlihat besar pada tanggal 7 sampai 8
agustus dengan nilai 15 rpm, dan
Kecepatan
(rpm)
Pada Generator
Perubahan
generator
seterusnya terjadi perubahan yang
tidak konstan sampai hari rabu tanggal
kecepatan
(rpm)
15 agustus.
generator diakibatkan oleh beban
yang ditanggung pada generator
yang berubah-ubah sehingga terjadi
kenaikan
generator
dan
penurunan
dengan
Perubahan
kecepatan (rpm) generator maka
nilai frekuensi juga akan ikut
menurun. Tertera pada gambar 4.1
Pada
Generator
Perubahan frekuensi pada generator
rpm
perubahan
Frekuensi
sama
halnya
dengan
perubahan
kecepatan (RPM) akan selalu berubahubah,
saat
kecepatan
generator
meningkat maka frekuensi juga akan
meningkat, demikian sebaliknyajika
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
kecepatan generator menurun maka
kecelakaan yang fatal baik pada
frekuensi yang timbul pada genrator
jaringan sitem tenaga maupun pada
akan
generator itu sendiri.
ikut
menurun.
yang
frekuensi
pada
mempengaruhi
generator yaitu kecepatan putar pada
Perubahan
rotor yang memiliki medan magnet
Pada Generator
Tegangan
Terminal
yang timbul karena adanya arus yang
Perubahan beban pada generator
mengalir pada kumparan rotor yang
membuat tegangan terminal dapat
diinduksikan pada kumparan jangkar.
berubah karena dengan bertambahnya
Perubahan frekuensi
beban pada suatu generator membuat
terlihat
pada
putaran generator semakin lambat
namun untuk mengantisipasi putaran
50,15
50,1
50,05
50
49,95
49,9
49,85
49,8
49,75
49,7
49,65
generator
yang
mempengaruhi
frekuensi menjadi menurun sampai
batas yang diizinkan maka dibutuhkan
Rabu tgl 15
Senin tgl 13
Selasa tgl 14
Minggu tgl 12
Jumat tgl 10
Sabtu tgl 11
Rabu tgl 8
Kamis tgl 9
Selasa tgl 7
Sabtu tgl 4
Minggu tgl 5
Kamis tgl 2
arus eksitasi yang diperbesar. Agar
Jumat tgl 3
frekuensi (hertz)
gambar 4.2
tegangan
dibutuhkan
tetap
arus
konstan
eksitasi
maka
yang
hari pada bulan agustus
Dari grafik diatas bahwa frekuensi
diperbesar untuk mendapatkan nilai
tegangan
tertinggi pada generator yaitu pada
hari kamis tanggal 2 sama halnya
dengan
kecepatan
tetap
walaupun
dalam
gambar 4.3 tegangannya tidak konstan
maksimum
generator yang terjadi pada hari yang
5,8
tegangan (kV)
Gambar 4.2 Perubahan Frekuensi/
Hari
5,75
5,7
5,65
5,6
5,55
sama, demikian juga dengan frekuensi
terendah terjadi pada hari rabu tanggal
8 agustus, dengan standar frekuensi
yang digunakan sebesar 50 hertz,
perubahan frekuensi selama masih
dalam
toleransi
tidak
terjadi
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
hari pada bulan agustus
Gambar 4.3 Perubahan Tegangan
Terminal Pada Generator
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
Dari gambar 4.3 terlihat bahwa pada
generator dapat mencapai maksimum
hari kamis tanggal 2 sampai dengan
yaitu Automatic Voltage Regulator
hari selasa tanggal 7 agustus tegangan
(AVR) dengan memperbesar atau
berubah tetapi tidak terlalu signifikan,
mengecilkan
namun pada saat hari rabu tanggal 8
mendapatkan tegangan yang stabil.
sampai hari jumat tanggal 10 agustus
Pada gambar 4.4 di bawah akan
terjadi
yang
terlihat terjadi perubahan arus eksitasi
cukup besar yaitu sebesar 0,13 kV dan
yang diakibatkan oleh perubahan daya
terjadi tegangan tertinggi sebesar 5,77
yang dihasilkan yang dipengaruhi oleh
kV pada hari sabtu tanggal 11 agustus.
beban pada hari rabu tanggal 15
penurunan
tegangan
arus
eksitasi
untuk
agustus 2012.
Pengaruh
Perubahan
Terhadap
Arus
Daya
Eksitasi
5700
Pada
5600
daya (Watt)
1600
900
9090
Generator 6 Megawatt
5700
8002500
98
92105
cos phi
50
Perubahan daya pada generator
I eksitasi
(Ampere)
0,97 0,74
beban yang terpasang pada generator
tersebut
sehingga
pembesaran
arus
0,1
0,97
tegangan
terminal (Volt)
jam
Gambar 4.4 Pengaruh Perubahan Daya
Terhadap Arus Eksitasi Pada Generator 6
Megawatt PT Listrindo Kencana
dibutuhkan
eksitasi
0,88
0,73
07.00
08.00
09.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
diakibatkan semakin besar/kecilnya
untuk
mengimbangi medan elektromagnetik
yang timbul pada kumparan stator, hal
ini merupakan salah satu penyebab
penurunan kecepatan pada generator
tersebut.
umumnya
berfungsi
tegangan
Pada
generator
memiliki
untuk
output
alat
sinkron
yang
menstabilkan
pada
terminal
generator agar mendapatkan nilai yang
konstan sehingga sebesar apapun daya
yang terpasang pada generator (masih
dalam kapasitas generator) daya pada
Pada gambar 4.4 bahwa tegangan yang
timbul pada terminal generator tetap
konstan, walaupun ada perubahan
namun tidak signifikan, dikarenakan
arus eksitasi dan cos phi dapat
mempengaruhi tegangan output pada
generator sesuai dengan perubahan
daya yang dihasilkan, pada jam 07.00
– 08.00 terjadi penurunan daya yang
dihasilkan
akibat
beban
yang
berkurang dengan nilai daya 1600
menjadi 900 kilo watt dengan nilai
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
arus eksitasi yang tetap, namun nilai
eksitasi yang sama maka cos phi
cos phi menurun dan tidak banyak
yang
perubahan daya sampai pukul 17.00.
sebaliknya jika terjadi kenaikan
Pada saat beban puncak terjadi pada
beban dan daya yang bertambah
pukul 18.00 – 21.00 terjadi kenaikan
maka nilai arus eksitasi dapat
daya dari 800 kW menjadi 2500 kW,
diperbesar dengan nilai cos phi
peningkatan arus eksitasi hanya terjadi
yang besar ataupun rendah karena
pada
saja
perubahan tegangan dipengaruhi
selanjutnya tidak banyak peningkatan
selain oleh faktor kerja juga oleh
namun nilai cos phi yang dihasilkan
besarnya arus jangkar sehingga
semakin meningkat.
perubahan arus jangkar dilakukan
pukul
17.00-18.00
diturunkan,
begitu
juga
dengan mengubah faktor kerja.
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
1. Tegangan pada terminal generator
Diharapkan pada peneliti selanjutnya
dan frekuensi sangat dipengaruhi
untuk membahas lebih rinci lagi
oleh kecepatan (RPM) itu sendiri,
tentang pengaturan AVR (Automatic
namun perubahan kecepatan ini
Voltage
diakibatkan beban yang tanggung
mengetahui fungsi dan bagian-bagian
oleh generator tersebut. Semakin
dari AVR tersebut untuk mendapatkan
besar beban yang ditanggung maka
suatu
makin besar medan jangkar yang
pengontrolan
dihasilkan
terjadi
medan jangkar yang dihasilkan pada
penurunan kecepatan akibat medan
pembangkit serta mengetahui respon
pada
untuk
untuk mendeteksi suatu keadaan saat
mengantisipasi drop speed dan over
generator membutuhkan arus penguat
speed maka arus eksitasi yang
tambahan atau pengurangan
rotor
sehingga
yang
kecil.
harus diperbesar.
2. Bahwa
dengan
terjadinya
penurunan daya yang dihasilkan
oleh generator dengan besar arus
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung
Regulator )
kehandalan
,
agar
dalam
pasokan
arus
dapat
sistem
pada
Studi Pembangkit Pada Sistem Pembangkit.......
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Data PT Listrindo Kencana,
Electricity
Generator
6
MW,
Tempilang. 2012
Astuti, Budi. 2011. Pengantar Teknik
Elektro, edisi pertama, Yogyakarta:
Graha Ilmu.
Petruzella,
D,F.
2001.
Elektronik
Industri, edisi pertama, Yogyakarta:
ANDI.
Stevenson,
Sistem
W.D.
Tenaga
1983.
Analisis
Listrik,
edisi
keempat, Jakarta: Erlangga.
Zuhal. 1991. Dasar Tenaga Listrik,
Bandung: ITB.
Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung