Alat Pembagi Beban Generator

Alat Pembagi
Beban
Generator
Home
Halaman Muka
Sajian Utama
Informatika
Elektronika
Meningkatkan
Efisiensi PLTU
Batu Bara
Pendahuluan
Listrik seperti kita ketahui adalah bentuk energi sekunder yang paling
praktis penggunaannya oleh manusia, di mana listrik dihasilkan dari
proses konversi energi sumber energi primer seperti batu bara, minyak
bumi, gas, panas bumi, potensial air dan energi angin.
Sistem pembangkitan listrik yang sudah umum digunakan adalah mesin
generator tegangan AC, di mana penggerak utamanya bisa berjen is mesin
turbin, mesin diesel atau mesin baling -baling. Dalam pengoperasian
pembangkit listrik dengan generator, karena faktor keandalan dan
fluktuasi jumlah beban, maka disediakan dua atau lebih generator yang
dioperasikan dengan tugas terus -menerus, cadangan dan bergiliran untuk
generator-generator tersebut.
Penyediaan generator tunggal untuk pengoperasian terus menerus adalah
suatu hal yang riskan, kecuali bila bergilir dengan sumber PLN atau
peralatan UPS.
Untuk memenuhi peningkatan beban listrik ma ka generator-generator
tersebut dioperasikan secara paralel antar generator atau paralel generator
dengan sumber pasokan lain yang lebih besar misalnya dari PLN.
Sehingga diperlukan pula alat pembagi beban listrik untuk mencegah
adanya sumber tenaga list rik terutama generator yang bekerja paralel
mengalami beban lebih mendahului yang lainnya.
Operasi Generator Secara Paralel
Pasokan listrik ke beban dimulai dengan menghidupkan satu generator,
kemudian secara sedikit demi sedikit beban dimasukkan sampai dengan
kemampuan generator tersebut, selanjutnya menghidupkan lagi generator
berikutnya dan memparalelkan dengan generator pertama untuk memikul
beban yang lebih besar lagi. Saat generator kedua diparalelkan dengan
generator pertama yang sudah memikul b eban diharapkan terjadinya
pembagian beban yang semula ditanggung generator pertama, sehingga
terjadi kerjasama yang meringankan sebelum beban -beban selanjutnya
dimasukkan.
Seberapa besar pembagian beban yang ditanggung oleh masing -masing
generator yang bekerja paralel akan tergantung jumlah masukan bahan
bakar dan udara untuk pembakaran mesin diesel, bila mesin penggerak
utamanya diesel atau bila mesin-mesin penggeraknya lain maka
tergantung dari jumlah (debit) air ke turbin air, jumlah (entalpi) uap/ga s
ke turbin uap/gas atau debit aliran udara ke mesin baling -baling.
Jumlah masukan bahan bakar/ udara, uap air/ gas atau aliran udara ini
diatur oleh peralatan atau katup yang digerakkan governor yang menerima
sinyal dari perubahan frekuensi listrik yang stabil pada 50Hz,
yang ekivalen dengan perubahan putaran (rpm) mesin penggerak utama
generator listrik. Bila beban listrik naik maka frekuensi akan turun,
sehingga governor harus memperbesar masukan ( bahan bakar/udara, air,
uap/gas atau aliran udara) ke mesin penggerak utama untuk menaikkan
frekuensinya sampai dengan frekuensi listrik kembali ke normalnya.
Sebaliknya bila beban turun, governor mesin-mesin pembangkit harus
mengurangi masukan bahan bakar/udara, air, uap air/gas atau aliran udara
ke mesin-mesin penggerak sehingga putarannya turun sampai putaran
normalnya atau frekuensinya kembali normal pada 50 Hz. Bila tidak ada
governor maka mesin-mesin penggerak utama generator akan mengalami
overspeed bila beban turun mendadak atau akan mengalami overload
bila beban listrik naik.
Prinsip Alat Pembagi Beban Generator
Governor beroperasi pada mesin penggerak sehingga generator
menghasilkan keluaran arus yang dapat diatur dari 0 % sampai dengan
100% kemampuannya. Jadi masukan ke mesin penggera k sebanding
dengan keluaran arus generatornya atau dengan kata lain pengaturan
governor 0 % sampai dengan 100 % sebanding dengan arus generator 0%
sampai dengan 100 % pada tegangan dan frekuensi yang konstan.
Governor bekerja secara hidrolik/mekanis, seda ngkan sinyal masukan dari
keluaran arus generator berupa elektris, sehingga masukan ini perlu
diubah ke mekanis dengan menggunakan elektric actuator untuk
menggerakkan motor listrik yang menghasilkan gerakan mekanis yang
diperlukan oleh governor.
Pada beberapa generator yang beroperasi paralel, setelah sebelumnya
disamakan tegangan, frekuensi, beda phasa dan urutan phasanya,
perubahan beban listrik tidak akan dirasakan oleh masing -masing
generator pada besaran tegangan dan frekuensinya selama beban masih
dibawah kapasitas total paralelnya, sehingga tegangan dan frekuensi ini
tidak digunakan sebagai sumber sinyal bagi governor.
Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing -masing generator sebagai
sumber sinyal pembagian beban sistem paralel generator -generator
tersebut.
Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding
dengan kemampuan masing-masing generator. Alat pembagi beban
generator dipasangkan pada masing-masing rangkaian keluaran
generator, dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan
secara paralel satu dengan berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan
sinyal arus keluaran masing-masing generator dan menjumlahkan sinyal
kemampuan arus masing-masing generator.
Arus keluaran generator yang dideteksi oleh alat pembagi beban akan
merupakan petunjuk posisi governor berapa % , atau arus yang lewat
berapa % dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus
yang dideteksi alat-alat pembagi beban dengan jumlah arus kemampuan
generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 (%)
merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin
penggerak utama sehingga menghasilkan keluaran arus yang proprosional
dan sesuai dengan kemampuan masing -masing generator.
Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh
masing-masing alat pembagi beban dibagi jumlah generator merupakan
arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah governornya
diubah oleh electric actuator yang menerima sinyal dari alat pembagi
beban sesaat setelah generator diparalelkan .
Instalasi Teknis
Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan
komponen-komponen seperti berikut : trafo arus, trafo tegangan (sebagai
pencatu daya), electric actuator, potensiometer pengatur kecepatan dan
saklar-saklar bantu. Lihat diagram pengkabelannya dalam Gambar 1.
a. Trafo arus berfungsi sebagai transducer arus keluaran generator
sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi
beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100 %
kemampuan maksimum generator)
b. Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi
beban, umumnya dengan tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu
adapter untuk keperluan tegangan DC.
c. Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari
alat pembagi beban sehingga mampu menggerakkan motor DC di
governor sampai dengan arus keluaran generator mencapai yang
diharapkan.
d. Potensiometer pengatur kecepatan adalah alat utama untuk
mengatur frekuensi dan tegangan saat generator akan diparalelkan
atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur
oleh AVR, sehingga naik turunnya tegangan hanya dipengaruhi
oleh kecepatan putaran mesin penggerak. Setelah generator
dioperasikan paralelkan atau sudah sinkron dengan yang telah
beroperasi kemudian menutup Mccb generator, fungsi
potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh alat
pembagi beban generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan
kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual, biasanya
terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer pengatur
kasar.
e. Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat
dilakukan oleh SPM (modul pemaralel generator) dengan
mengatur tegangan dan frekuensi keluaran dari generator,
kemudian mencocokan dengan tegangan dan frekuensi sistem
yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok memberikan
sinyal penutupan ke Mccb generator sehingga bergabung dalam
operasi paralel. Untuk mencocokkan tegangan dan frekuensi dapat
dilihat dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk
beberapa generator dimana masing-masing panel generator
mempunyai saklar sinkron disamping SPM-nya.
Dalam Gambar 2 ditunjukkan penggunaan alat pembagi beban
generator dalam suatu sistem kontrol tenaga generator, kontrol mesin
penggerak dan managemen beban.(file power generation control).
f. Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi
sebagai alat manual proses pembagian (pelepasan & pengambilan) beban
oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem paralel. Misalnya
*saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti
melepaskan beban.* Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan
kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan beban dari generator
yang perlu diringankan beban listriknya.
Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan
alat pembagi bebannya selalu merespon secara aktif segala tindakan
penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing -masing
generator menanggung beban dengan prosentasi yang sama diukur dari
kemampuan masing-masing
Kesimpulan
1. Alat pembagi beban generator merupakan peralatan otomatis yang
menyeragamkan operasi governor dalam menaikkan atau
menurunkan power mesin atau daya generator sesuai perubahan
bebannya, dan sangat diperlukan bila memiliki lebih dari dua
generator dengan karakteristik yang berbeda yang beroperasi
secara paralel.
2. Dengan alat pembagi beban generator, maka setiap generator
mempunyai faktor penggunaan (beban maksimum dibagi kapasitas
generator) yang sama dan kecil yang berarti bagus.
3. Perubahan beban akibat pemasukan atau pengeluaran generator
dari sistem paralel generator-generator akan dirasakan sama oleh
setiap generator dalam sistem tsb , tanpa overload atau overspeed.
4. Alat pembagi beban generator hanya bisa diterapkan pada
generator set-engine yang mempunyai governor dan bisa
dikembangkan untuk sistem kontrol yang lebih lanjut seperti
kontrol dengan distributed control system (DCS). 
Daftar Pustaka
1. 300 KW SEBP1384, Caterpillar Parts, 3412 Genera tor Set Engine
2. Woodward Engine Control, USA 9704825811
3. Power station engineering and economy, Bernhardt G.A. Skrotzki
and William A Vopat
Ir. Kondang HADISASONO, IP
PENGAMAT TEKNOLGI
Koordinator Lembaga Konsumen Listrik Indonesia
Gambar 1 Connection diagram for load sharing and speed control pada
generator 393 KVA, 3ph, 380V,50Hz yang diparalelkan dengan panel
untuk 3 unit generator.
Gambar 2 Power generation control, Electro hydraulic governor for
multiple unit, total engine control and load mana gement.
| SAJIAN UTAMA |
| INFORMATIKA | ELEKTRONIKA |
Please send comments, suggestions, and criticisms about ELEKTRO INDONESIA.
Click here to send me email.