BAB V SISTEM EKSITASI STATIS ES-202-C2F pada GENERATOR
5.2. Komponen – Komponen Sistem Eksitasi ES-202-C2F
Berdasarkan fungsinya, sistem eksitasi statis ini dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu:
Daya (power) yang berfungsi untuk menyearahkan arus bolak-balik, men- discharge energi dari induktor ketika catu energi dilepas, dan memproteksi jembatan penyearah dari over voltage.
Regulasi (regulation) yang berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus suplai ke kumparan medan sehingga tegangan keluaran generator dapat diatur, mengatur kontribusi daya reaktif ketika tersambung ke jaringan, mengantar generator sampai pada kondisi operasi secepat mungkin sebelum terjadinya gangguan dan menjaga integritas generator dan sistem itu sendiri ketika terjadi kegagalan atau pemadaman sistem.
.2.1. Komponen Daya
Komponen daya sistem eksitasi terdiri dari dua bagian utama, yaitu power rectifier cbinet dan static de-exciter cabinet. Kedua bagian tersebut akan dijelaskan secara rinci berikut ini:
a. Power Rectifier Cabinet (Lemari Penyearah)
Komponen dasar dari bagian ini terdiri dari rangkaian rectifier 3 yang
mempunyai ventilasi untuk pendingin, proteksi R-C dan fuse. Pada kabinet ini juga terdapat exitation switch sisi arus bolak-balik. Rectifier yang terdapat pada kabinet ini memiliki 6 buah thyristor yang disusun menjadi jembatan penyearah 3, sehingga terdapat 12 buah thyristor untuk jembatan penyearah
otomatis dan manual. Pada masing-masing rectifierdilengkapi dengan sistem pendinginan dan alat untuk memonitoring suhu dari disipator panas thyristor.
(a) (b) (c)
Gambar 5.56 Thyristor tampak depan (a), samping (b), kipas pendingin (c)
b. Static De-exciter Cabinet (Lemari de-exciter statis)
Pada saat terjadi pemadaman atau kegagalan operasi, generator sinkron membutuhkan alat yang digunakan untuk memastikan pemutusan catu daya rangkaian kumparan medan secara cepat. Kumparan medan pada generator sinkron merepresntasikan sebuah beban induktif, yang pada saat terjadi pemutusan catu daya secara tiba-tiba akan mengakibatkan terjadinya over voltagepada terminal beban. Untuk mencegah kejadian yang dapat merusak kumparan medan dan sistem eksitasi tersebut, jalur khusus yang paralel terhadap kumparan medan harus dibuat agar arus dapat mengalir melalui jalur khusus tersebut sehingga daya yang terakumulasi dapat segera di- discharge.
Untuk melakukan fungsi tersebut, digunakanlah sistem de-exciter statis yang menggunakan komponen statis yang dapat dengan segera mengatasi masalah yang berkaitan dengan discharge, sehingga dapat memproteksi rangkaian kumparan medan dan rangkaian eksitasi dari fenomena over voltage pada saat terjadi kegagalan operasi. Selain itu pada sistem de-exciter terdapat juga komponen lain, yaitu:
Field discharge resistor, yang terbuat dari besi dengan komposisi kimia tertentu dan mempunyai ukuran yang disesuaikan untuk kondisi terburuk.
(a) (b)
Gambar 5.57Field discharge resistor (a), Control Panel Transducer (b)
.2.2. Komponen Regulasi
Voltage Regulatorberfungsi untuk menjaga tegangan keluaran generator agar bernilai konstan pada kondisi operasi yang diizinkan yaitu sesuai dengan tegangan dari jala-jala listrik PLN. Variasi arus eksitasi yang dibutuhkan untuk menjaga kondisi tersebut dilakukan dengan cara mengatur sudut penyalaan dari jembatan penyearah silicon-controlled rectifier / thyristor.
Komponen komponen regulasi / pengatur ES-202-C2F diantaranya: Untuk Auto Voltage Regulatoryaitu voltage and compound sesing, over excitation limiter, under exitation limiter, static voltage reference, voltage regulator and stabilizer, signal mixer, ceiling setting adaptor, gate pulse generator, dan manual-automatic follower. Sedangkan untuk Manual Voltage Regulatoryaitu static reference, current regulator, dan gate pulse generator. Komponen-komponen tersebut akan dijelaskan secara rinci berikut ini:
a. Voltage and Compound Sesing
Fungsi bagian ini adalah untuk membangkitkan sinyal yang proporsional dengan tegangan generator untuk dibandingkan dengan tegangan referensi statis. Fungsi kompensasi juga tersedia untuk memodifikasi sinyal tegangan generator dengan nilai yang proporsional dengan arus reaktif generator
Fungsi bagian ini adalah untuk membatasi intensitas dan durasi rotor current overload sehingga dapat mencegah generator beroperasi pada kondisi yang berbahaya
c. Under Exitation Limiter
Fungsi pembatas ini adalah untuk menjaga agar arus eksitasi berada di atas nilai minimum selama operasi underexcitation. Penurunan arus di bawah nilai yang ditentukan dapat mengakibatkan overheating yang berbahaya bagi stator karena dapat berakibat pada hilangnya sinkronisasi.
d. Static Voltage Reference
Static voltage referencemelengkapi bagian regulator dengan voltage reference signal set yang dioperasikan dengan menggunakan perintah increase / decrease. Rentang operasi pengaturan dapat dilakukan dari 80% sampai 110% tegangan ranting generator.
e. Voltage Regulator and Stabilizer
Voltage regulator menerima sinyal dari TA dan TV generator dan memperbesar perbedaan antara tegangan referensi dengan tegangan rata- rata 3 pada terminal generator. Sinyal keluaran ini merupakan sinyal
galat yang proporsional terhadap perbedaan antara kondisi yang dibutuhkan dengan kondisi operasi yang sebenarnya.
Selain itu, regulator juga menerima stabilization signal pada sisi inputnya untuk mengkompensasi delay yang dikarenakan adanya konstanta waktu generator dan konstanta waktu pengaturan.
f. Signal Mixer
Alat ini berfungsi untuk mencampur sinyal dari voltage regulator dan rangkaian limiter tertentu. Mixer ini memiliki 3 jenis rangkaian yang berbeda untuk mendiferensiasikan campuran sinyal input, yaitu:
Adding circuit, menjumlahkan sinyal input dan membangkitkan sinyal output yang sama dengan jumlah negatif inputnya.
Selecting circuit, membangkitkan sinyal output yang sama dengan sinyal input yang paling besar. Sinyal tersebut dapat bernilai negatif atau positif, dan output akan sama dengan sinyal yang paling tinggi yang mungkin.
Sebuah rangkaian dengan fungsi pembatas yang mengurangi output mixer ketika beberapa sinyal pembatas bernilai negatif.
g. Ceiling Signal Adaptor
Alat ini berfungsi untuk mengonversi sinyal pengaturan menjadi nilai per-unit parameter medan generator.
h. Gate Pulse Generator
GPG mengonversi sinyal pengaturan menjadi deretan pulsa untuk menyalakan thyristor. GPG juga dilengkapi dengan sisi input untuk sinyal yang berasal dari transformator sinkronisasi, sehingga generator dapat mengendalikan penyalaan thyristor berdasarkan urutan yang melibatkan fasa. Deretan pulsa keluaran tersebut mempunyai kemampuan untuk memastikan penyalaan thyristor secara optimal, meskipun tegangan pada sisi arus bolak-balik turun sebesar 20% dari tegangan ranting.
i. Manual-Automatic Follower
Fungsi bagian ini adalah untuk memastikan tidak ada masalah yang muncul ketika terjadi switching dari AVR ke MVR. Switching dari satu regulasi ke regulasi yang lain tidak akan terjadi jika kondisi referensi tidak cocok dengan status GPG. Oleh karena itu, sebuah zero-voltmeter yang dipasang pada panel dapat digunakan sehingga memungkinkan operator untuk melihat status kecocokan dari dua rangkaian ini. Follower merupakan satu-satunya rangkaian regulator yang mendapat catu daya dari bagian logic. Hal ini dimaksudkan agar operasinya tidak akan terpengaruh bila terjadi kegagalan pada catu daya rangkaian regulasi.
j. Independent Manual Regulator
Rangkaian ini dibuat sebagai backup dari AVR dan digunakan terbatas hanya saat terjadi kegagalan untuk mencegah padamnya generator. Rangkaian manual terdiri dari catu daya, static reference, regulator arus, dan sebuah GPG dengan trafo sinkronisasinya yang identik dengan AVR.
