Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Generator induksi merupakan motor induksi yang dioperasikan sebagai
generator induksi.Namun karena generator induksi tidak mampu mengendalikan
tegangan dan frekuensi pada kondisi berbeban dan kecepatan putaran yang
berubah, maka generator sinkron yang digunakan pada unit-unit pembangkit
listrik.Keuntungan dari mesin induksi ini adalah harganya lebih murah
konstruksinya yang kokoh, biaya pemeliharan yang rendah dan tidak
membutuhkan penguatan. Hal ini menjadi pertimbangan sehingga mulai
dikembangkan generator induksi penguatan sendiri sebagai pembangkit tenaga
listrik. Sekarang ini, generator induksi banyak digunakan sebagai pembangkit
mikro untuk membangkitkan daya yang mampu membantu ketersediaan
kekurangan daya untuk konsumen.
Eksitasi generator induksi penguatan sendiri dapat diperoleh dari kapasitor
yang dihubungkan dengan terminal stator generator. Kapasitor ini berfungsi untuk
membangkitkan daya reaktif untuk menghasilkan fluksi magnetisasi. Jadi tanpa
adanya daya reaktif untuk kebutuhan arus eksitasi, kerja mesin induksi sebagai
generator tidak mungkin terlaksana, sehingga digunakan kapasitor eksitasi sebagai
penguatan untuk memperbaiki daya reaktifnya.
Pembebanan
pada
generator
induksi
penguatan
sendiri
akan
mengakibatkan drop tegangan pada generator tersebut sehingga penyaluran
tegangan terhadap beban tidak sesuai dengan yang diharapkan. Dengan
penambahan kapasitor kompensasi diharapkan memperbaiki regulasi tegangan
pada generator induksi, namun hal ini tidak memperbaiki nilai harmonisa
tegangan dan arus yang disebabkan oleh kumparan generator induksi. Oleh karena
itu, penulis ingin melakukan penelitian pada generator induksi penguatan sendiri
dan menganalisa besarnya jatuh tegangan apabila menggunakan kapasitor
kompensasi dan membandingkannya apabila dilakukan penelitian dengan
1
Universitas Sumatera Utara
penambahan inductor kompensasi. Sehingga diketahui regulasi tegangan yang
terbaik.
1.2. Perumusan Masalah
Generator Induksi menghasilkan tegangan yang tidak stabil, sementara
generator induksi harus melayani beban dengan tegangan yang tetap. Untuk itu
perlu dilakukan pengaturan tegangan agar kualitas listriknya menjadi lebih stabil.
Ada beberapa cara untuk melakukan pengaturan tegangan pada generator induksi,
salah satunya ialah dengan penambahan kapasitor dan induktor.
Sebagaimana yang diketahui fungsi dari kapasitor ialah sebagai
penyimpan
tegangan
dan
induktor
sebagai
penyimpan
arus.
Dengan
menambahkan kapasitor dan induktor pada jaringan menuju beban, tegangan dari
generator induksi dapat di filter sehingga tegangan menuju beban lebih stabil.
Kapasitor akan membangkitkan daya reaktif ketika tegangan dari generator
induksi lebih rendah dari tegangan nominal, sedangkan Induktor akan menyerap
daya reaktif ketika tegangan dari generator induksi lebih tinggi dari tegangan
nominalnya.
1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk :
1. Untuk mengetahui pengaruh kapasitor kompensasi terhadap tegangan pada
generator induksi penguatan sendiri.
2. Untuk mengetahui pengaruh kapasitor kompensasi dengan penambahan
inductor terhadap tegangan pada generator induksi penguatan sendiri.
3. Mengetahui perbandingan regulasi tegangan yang terbaik diantara
penambahan 2 komponen tersebut.
Manfaat dari penulisan akhir ini ialah untuk dapat memperbaiki kualitas tegangan
yang dihasilkan oleh generator induksi.
1.4. Batasan Masalah
Agar pembahasan Tugas Akhir ini terfokus pada pembahasan judul yang telah
disebutkan di atas, maka penulis membatasi permasalahan yang akan dibahas.
Adapun batasan masalahnya adalah :
2
Universitas Sumatera Utara
1. Hanya menganalisa perbandingan regulasi tegangan generator induksi
penguatan sendiri dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan
penambahan induktor.
2. Analisa dilakukan pada keadaan steady state.
3. Rugi-rugi inti, gesek dan angin diabaikan.
4. Tidak membahas gangguan yang terjadi pada generator induksi.
5. Kapasitor eksitasi yang digunakan adalah hubungan delta (∆).
6. Kapasitor kompensasi yang dianalisa hanya menggunakan hubungan short
shunt.
7. Perhitungan dan analisa rugi-rugi harmonis tidak dibahas.
1.5..Metode Penulisan
Adapun metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan penelitian ini
diantaranya adalah:
1. Studi lapangan, yaitu pengambilan data spesifikasi dan data parameter
mesin induksi yang akan disimulasi.
2. Studi literatur, yaitu buku referensi, jurnal, artikel dari internet, dan bahan
kuliah yang berhubungan dengan penelitian ini.
3. Metode diskusi, yaitu berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing,
asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro
dan teman-teman sesama mahasiswa mengenai masalah-masalah yang
timbul selama penulisan tugas askhir ini berlangsung.
4. Menganalisa hasil perhitungan.
5. Membuat kesimpulan dari hasil analisa yang telah dilakukan.
3
Universitas Sumatera Utara
1.6.Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini ditulis dan disusun berdasarkan sistematika yang
benar. Adapun sistematika dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode
penulisan dan sistematika penulisan
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori umum dan prinsip kerja generator induksi
berpenguatan sendiri, penentuan kapasitansi kapasitor eksitasi,
dan teori umum tentang penggunaan kapasitor kompensasi serta
penambahan induktor
BAB III
: METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang metode yang digunakan serta
peralatan-peralatan yang digunakan dalam pengujian percobaan
pengaruh tahanan rotor tidak seimbang terhadap tegangan yang
dihasilkan generator induksi.
BAB IV
: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengukuran dan pembahasan dari hasil
pengukuran yang telah dilakukan serta analisa dari setiap
percobaan untuk menjawab tujuan penulisan.
BAB V
: PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil
simulasi dan dari analisa data yang telah dilakukan.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Generator induksi merupakan motor induksi yang dioperasikan sebagai
generator induksi.Namun karena generator induksi tidak mampu mengendalikan
tegangan dan frekuensi pada kondisi berbeban dan kecepatan putaran yang
berubah, maka generator sinkron yang digunakan pada unit-unit pembangkit
listrik.Keuntungan dari mesin induksi ini adalah harganya lebih murah
konstruksinya yang kokoh, biaya pemeliharan yang rendah dan tidak
membutuhkan penguatan. Hal ini menjadi pertimbangan sehingga mulai
dikembangkan generator induksi penguatan sendiri sebagai pembangkit tenaga
listrik. Sekarang ini, generator induksi banyak digunakan sebagai pembangkit
mikro untuk membangkitkan daya yang mampu membantu ketersediaan
kekurangan daya untuk konsumen.
Eksitasi generator induksi penguatan sendiri dapat diperoleh dari kapasitor
yang dihubungkan dengan terminal stator generator. Kapasitor ini berfungsi untuk
membangkitkan daya reaktif untuk menghasilkan fluksi magnetisasi. Jadi tanpa
adanya daya reaktif untuk kebutuhan arus eksitasi, kerja mesin induksi sebagai
generator tidak mungkin terlaksana, sehingga digunakan kapasitor eksitasi sebagai
penguatan untuk memperbaiki daya reaktifnya.
Pembebanan
pada
generator
induksi
penguatan
sendiri
akan
mengakibatkan drop tegangan pada generator tersebut sehingga penyaluran
tegangan terhadap beban tidak sesuai dengan yang diharapkan. Dengan
penambahan kapasitor kompensasi diharapkan memperbaiki regulasi tegangan
pada generator induksi, namun hal ini tidak memperbaiki nilai harmonisa
tegangan dan arus yang disebabkan oleh kumparan generator induksi. Oleh karena
itu, penulis ingin melakukan penelitian pada generator induksi penguatan sendiri
dan menganalisa besarnya jatuh tegangan apabila menggunakan kapasitor
kompensasi dan membandingkannya apabila dilakukan penelitian dengan
1
Universitas Sumatera Utara
penambahan inductor kompensasi. Sehingga diketahui regulasi tegangan yang
terbaik.
1.2. Perumusan Masalah
Generator Induksi menghasilkan tegangan yang tidak stabil, sementara
generator induksi harus melayani beban dengan tegangan yang tetap. Untuk itu
perlu dilakukan pengaturan tegangan agar kualitas listriknya menjadi lebih stabil.
Ada beberapa cara untuk melakukan pengaturan tegangan pada generator induksi,
salah satunya ialah dengan penambahan kapasitor dan induktor.
Sebagaimana yang diketahui fungsi dari kapasitor ialah sebagai
penyimpan
tegangan
dan
induktor
sebagai
penyimpan
arus.
Dengan
menambahkan kapasitor dan induktor pada jaringan menuju beban, tegangan dari
generator induksi dapat di filter sehingga tegangan menuju beban lebih stabil.
Kapasitor akan membangkitkan daya reaktif ketika tegangan dari generator
induksi lebih rendah dari tegangan nominal, sedangkan Induktor akan menyerap
daya reaktif ketika tegangan dari generator induksi lebih tinggi dari tegangan
nominalnya.
1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk :
1. Untuk mengetahui pengaruh kapasitor kompensasi terhadap tegangan pada
generator induksi penguatan sendiri.
2. Untuk mengetahui pengaruh kapasitor kompensasi dengan penambahan
inductor terhadap tegangan pada generator induksi penguatan sendiri.
3. Mengetahui perbandingan regulasi tegangan yang terbaik diantara
penambahan 2 komponen tersebut.
Manfaat dari penulisan akhir ini ialah untuk dapat memperbaiki kualitas tegangan
yang dihasilkan oleh generator induksi.
1.4. Batasan Masalah
Agar pembahasan Tugas Akhir ini terfokus pada pembahasan judul yang telah
disebutkan di atas, maka penulis membatasi permasalahan yang akan dibahas.
Adapun batasan masalahnya adalah :
2
Universitas Sumatera Utara
1. Hanya menganalisa perbandingan regulasi tegangan generator induksi
penguatan sendiri dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan
penambahan induktor.
2. Analisa dilakukan pada keadaan steady state.
3. Rugi-rugi inti, gesek dan angin diabaikan.
4. Tidak membahas gangguan yang terjadi pada generator induksi.
5. Kapasitor eksitasi yang digunakan adalah hubungan delta (∆).
6. Kapasitor kompensasi yang dianalisa hanya menggunakan hubungan short
shunt.
7. Perhitungan dan analisa rugi-rugi harmonis tidak dibahas.
1.5..Metode Penulisan
Adapun metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan penelitian ini
diantaranya adalah:
1. Studi lapangan, yaitu pengambilan data spesifikasi dan data parameter
mesin induksi yang akan disimulasi.
2. Studi literatur, yaitu buku referensi, jurnal, artikel dari internet, dan bahan
kuliah yang berhubungan dengan penelitian ini.
3. Metode diskusi, yaitu berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing,
asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro
dan teman-teman sesama mahasiswa mengenai masalah-masalah yang
timbul selama penulisan tugas askhir ini berlangsung.
4. Menganalisa hasil perhitungan.
5. Membuat kesimpulan dari hasil analisa yang telah dilakukan.
3
Universitas Sumatera Utara
1.6.Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini ditulis dan disusun berdasarkan sistematika yang
benar. Adapun sistematika dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode
penulisan dan sistematika penulisan
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori umum dan prinsip kerja generator induksi
berpenguatan sendiri, penentuan kapasitansi kapasitor eksitasi,
dan teori umum tentang penggunaan kapasitor kompensasi serta
penambahan induktor
BAB III
: METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang metode yang digunakan serta
peralatan-peralatan yang digunakan dalam pengujian percobaan
pengaruh tahanan rotor tidak seimbang terhadap tegangan yang
dihasilkan generator induksi.
BAB IV
: HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengukuran dan pembahasan dari hasil
pengukuran yang telah dilakukan serta analisa dari setiap
percobaan untuk menjawab tujuan penulisan.
BAB V
: PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil
simulasi dan dari analisa data yang telah dilakukan.
4
Universitas Sumatera Utara