Proses Pembangkitan Plta.docx

A. Proses Pembangkitan PLTA 1. Fungsi Generator Generator berfungsi untuk merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh generator berbanding lurus dengan output kecepatan putaran yang dihasilkan oleh turbin. Spesifikasi generator yang terdapat pada PLTA Lodoyo terdapat pada tabel 3.2.



Konstruksi Generator Generator memiliki konstruksi yang hampir sama dengan motor induksi). Generator terdiri dari dua bagian utama: 1. Rotor (bagian generator yang berputar) 2. Stator (bagian generator yang statis)



Rotor Generator Rotor generator berbeda dengan motor induksi, rotor pada generator memiliki kumparan (coil) yang kedua ujungnya terhubung pada slip ring yang nantinya akan dihubungkan pada rangkaian eksitasi (exciter) untuk membangkitkan medan magnet pada rotor generator. Sehingga rotor generator menjadi medan magnet yang berputar. Setidaknya ada beberapa metode eksitasi yang sering digunakan pada rotor generator: 1. Eksitasi dengan sikat arang (Brush) 2. Eksitasi tanpa sikat arang (Brushless) 3. Eksitasi dengan Permanent Magnet Generator (PMG) 4. Dan lain sebagainya

Prinsip kerja sistem eksitasi pada generator Eksitasi merupakan proses pembangkitan medan magnet pada rotor dengan cara mengaliri kumparan pada rotor yang terhubung pada slip ring dengan arus listrik, nanti akan dibahas secara lebih detil pada artikel selanjutnya.



Stator Generator Stator generator memiliki konstruksi yang hampir sama dengan stator pada motor. Hanya berbeda pada aplikasinya, jika pada motor induksi, stator adalah bagian yang dialiri arus listrik. Jika pada generator, stator adalah bagian yang membangkitkan tegangan listrik. Sesuai dengan Hukum Farday diatas.

Konstruksi bagian stator pada generator yang terdiri dari core tempat dimana kumparan stator ditempatkan

Stator generator terdiri dari beberapa core yang mengelilingi seluruh stator dan akan disisipkan kumparan pada tiap – tiap core pada stator. Kumparan inilah yang akan akan menghasilkan tegangan listrik ketika ada magnet yang berputar (rotasi) secara continue mengelilingi kumparan pada stator.



Prinsip Kerja Generator Secara prinsipal, prinsip kerja generator sesuai dengan Hukum Faraday. Mulanya kita aliri arus listrik pada slip ring rotor generator untuk membangkitkan medan magnet pada rotor (eksitasi). Setelah itu rotor yang berputar (diputar oleh turbin, diesel, dsb) akan membangkit tegangan listrik pada kumparan.

Tegangan keluaran pada generator 3 phasa Besarnya tegangan listrik yang dihasilkan, tergantung dari berapa jumlah lilitan yang belitkan pada kumparan dan berapa besar medan magnet yang kita bangkitkan pada rotor melalui sistem eksitasi, umumnya sistem eksitasi ini dikontrol secara otomatis oleh Auto Voltage Regulator / AVR (dalam artikel selanjutnya, belajarlistrik.com akan membahas secara detil mengenai AVR). Kalau besaran tegangan listrik bergantung pada kumparan dan medan magnet, maka frekuensi tegangan bergantung dari seberapa cepat putaran (speed) pada rotor yang berputar, sesuai dengan persamaan: F = (jumlah kutub * N / 120) Dimana: F = frekuensi (Hz) N = Speed (rpm)

Proses terbentuknya listrik pada generator

B. Pheriperal dari generator 

AVR (Automatic Voltage Regulator) berfungsi untuk menjaga agar tegangan generator tetap konstan dengan kata lain generator akan tetap mengeluarkan tegangan yang selalu stabil tidak terpengaruh pada perubahan beban yang selalu berubah-ubah, dikarenakan beban sangat mempengaruhi tegangan output generator.

Gambar 4.2 AVR (automatic voltage regulator) Prinsip kerja dari AVR adalah mengatur arus penguatan (Excitacy) pada exciter. Apabila tegangan generator dibawah tegangan nominal tegangan generator, maka AVR akan memperbesan arus penguatan (excitacy) pada exciter. Dengan demikian apabila terjadi perubahan tegangan output generator akan dapat di stabilkan oleh AVR secara otomatis dikarenkan dilengkapi dengan peralatan seperti alat yang digunakan untuk pembatasan penguat minimum ataupun maximum yang bekerja secara otomatis.

Gambar 4.3 Diagram sistem eksitasi AVR Dioperasikan dengan mendapat satu daya dari permanen magnet generator(PMG) sebagai contoh AVR dengan tegangan 110V, 20 A, 400Hz. Serta mendapat sensor dari potencial transformer (PT) dan Current Transformer (CT).

Gambar 4.4 Diagram AVR Berikut adalah penjelasan secara mendetail dari sistem kerja AVR: 1. Sensing Circuit Tegangan 3 phase generator diberikan pada sensing circuit melewati PT dan 90R (Setting Tegangan) terlebih dahulu, dan tegangan 3 phase keluaran dari 90R diturunkan kemudian disarhkan dengan rangkaian dioda, dan diratakan oleh rangkaian kapasitor dan resistor dan tegangan ini dapat diatur dengan VR (Variable Resistance). Keuntungan dari sensing circuit adalah mempunyai respon tang cepat terhadap tegangan output generator. Outuput tegangan respon berbanding lurus dengan output tegangan generator

Gambar 4.5 grafik hubungan sensing tegangn terhadap output of generator 2. Comparative Amplifier Rangkaian Comparative Amplifier digunakan sebagai pembamding antara sensing circuit dengan set voltage. Besar sensing voltage dengan set voltage tidak mampunyai nilai yang sama sehingga selisih/rentang besar tegangan tersebut. Selisih tegangan disebut dengan error voltage. Ini akan dihilangkan dengan cara memasang VR(Variable Resistance) pada set Voltage dan sensing voltage. 3. Amplifier Circuit Aliran Arus Dari D11, D12, dan R34 adalah rangkaian penguat utama atau penguatan tingkat terendah. Keluaran dari comparative amplifier dan keluaran dari over excitation limited (OEL) adalah tegangan negative dan dari tegangan negative kemudian pada masukan OP201. Ketika over excitation limiter (OEL) atau minimum Excitation limiter (MEL) tidak operasi maka keluaran dari comparative amplifier dikuatkan oleh OP01 dan OP301, masukan dari OP301 dijumlahka dengan keluaran dari dumping circuit. OP401 adalah amplifier untuk balance meter hubugan antara tegangan masuk dan tegangan keluaran dari OP201 dan OP401 diperlihatkan pada gambar berikut

Gambar 4.6 Rangkaian Amplifier 4. Automatic Manual Change over and mixer circuit Rangkaian ini disusun secara Auto-manual pemindah hubungan dan sebuah rangkaian untuk mengontrol tegangan penguatan medan generator. Auto-manual change over and mixer circuit pada operasi manual pengaturan tegangan penguatan medan generator dilakukan oleh 70E, dan pada saat automatic manual change over and mixer circuit beroperasi manual maka AVR (Automatic Voltage Regulator) belum dapat beroperasi. Dan apabila rangkaian ini pada kondis auto maka AVR sudah dapat bekerja untuk mengatur besar arus medan generator. 5. Limited Circuit Limited circuit adalah untuk penentuan pembatasan lebih dan kurang penguatan (excitation) untuk pengaturan tegangan output pada sistem excitacy, VR125 untuk pembatas lebih dari keluaran terminal C6 dan VR126 untuk pembatas minimal dari keluaran terminal C6

6. Phase Syncrinizing Circuit Unit thyristor digunakan untuk mengontrol tegangan output thyristor dengan menggunakan sinyal kontrol yag diberikan pada gerbang thyristor. Rangkaian phase sinkronisasi berfungsi untuk mengubah sudut gerbang thyristor yang sesuai dengan tegangan output dari batas sinkronisasi dan juga sinya kontrol yang diberikan pada thyristor di bawah ini terdapat gambar sinkronisasi. 7. Thyristor firing Circuit Rangkaian ini sebagai pelengkap thyristor untuk memberikan sinyal kontrol pada gerbang thyristor. 8. Dumping Circuit Dumping circuit akan memberikan sensor besarnya penguatan tegangan dari AC exciter dan untuk diberikan ke amplifier circuit dengan dijadikan feed back masukan terminal OP301. 9. Unit Thyristor Merupakan sususan dari thyristor dan dioda. Dan juga menggunakan fuse (sekring) yang digunakan sebagai pengaman lebur dan juga dilengkapi dengan indikator untuk memantau kerja dari thyristor yang dipasang pada bagian depan thyristor untuk tiap phase diberikan dua fuse yang disusun paralel dan ketika terjadi kesalahan atau putus salah satunya masih dapat beroperasi. 10. MEL(Minimum Excitacy Limiter) MEL (Minimum Excitacy Limiter) yaitu untuk mencegah terjadinya output yang berlebihan pada generator dan adanya penambahan penguatan (excitacy) untuk meningkatkan tegangan terminal generator pada level konstan. Rangkaian ini digunkan untuk mendeteksi operasional dari generator yaitu mendeteksi keluaran tegangan dan arus pada generator. Rangkaian ini juga digunakan untuk membandingkan keluaran tegangan generator dengan eksitasi minimum yang telah disetting. Rangkaian ini akan memberikan batas sinyal pada rangkaian AVR apabila melebihi eksitasi minimum, kemudian output dari MEL dikuatkan oleh amplifier.

Gambar 4.7 Diagram Minimum Ecxitasi Limiter 11. Automatic Follower Prinsip kerja dari alat ini adalah untuk melengkapi manual oleh 70E. Untuk menyesuaikan pengoperasian generator dalam pembandingan fluktuasi dari tegangan terminal oleh sinyal error. Hal tersebut digunakan untuk menjaga kestabilan tegangan pada generator. Pengoperasian ini digunakan untuk pengaturan manual (70E) untuk ketepatan tingkatan excitacy yang telah disesuaikan. Kondisi pengoperasian generator dan pembandingan fluktuasi dari tegangan terminal oleh sinyal tegangan error. Hal tersebut dijadikan pegangan untuk menjaga kestabilan tegangan pada generator dengan adanya perubahan beban. Automatis Follower digunakan untuk mendeteksi keluaran regulator dari sinyal tegangan error dan pengoperasian otomatis manual adjuster dengan membuat nilai nol. Rangkaian ini untuk menaikkan sinyal dan menurunkan sinyal yang dikendalikan oleh 70E. Dengan cara memutar 70E untuk mengendalikan sinya pada rangkaian ini.

Gambar 4.8 Diagram Automatic Follower a. HUB, untuk jaringan internet dan intranet yang berfungsi untuk meneruskan data dari server yang nantinya akan ditampilkan pada layar komputer operator. b. Koneksi Internet, Seperti yang kita ketahui bahwa sistem remote adalah sistem yang dikendalikan secara jarak jauh , maka sistem ini tentunya membutuhkan jaringan atau koneksi internet yang nantinya akan membantu mempermudah berjalannya sistem remote tersebut karena tanpa adanya jaringan internet maka data-data yang diambil dari lapangan tidak doat ditampikan ataupun dikirimkan ke ROC.