Analisis Pengaruh Perubahan Beban Terhadap Kinerja Generator Sinkron Tiga Fasa (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Ft - Usu) Chapter III V

(1)

3.2 Bahan dan Peralatan

Peralatan yang digunakan selama penelitian sebagai berikut :

1. Generator Sinkron tiga fasa Tipe 72SA

Daya = 5 KW

Cos ф = 0,8

Jumlah Kutub = 4

Belitan = Y (Wye)

Tegangan Terminal = 440 Volt

Arus = 9 Ampere

Kelas Isolasi : - Stator = E

- Rotor = E

Frekuensi = 50 Hz

N = 1500 rpm

2. Motor Induksi Tiga Fasa Tipe GF 130/170 (Penggerak Mula)

P = 5 KW

Cos ф = 0,8

Jumlah Kutub = 4

Kelas Rotor = D (Rotor Sangkar)

Belitan = ∆ (Delta)

Tegangan = 380 / 220 Volt

Arus = 16,5 / 28,5 Ampere

3. 1 Unit Power Suplai AC 4. 1 Unit Power Suplai DC 5. Multimeter

3.3 Variabel yang Diamati

Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah :

a) Tegangan terminal (Vt).

b) Daya keluaran (Pout).

c) Arus Beban (Ia)

(2)

3.4 Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data dalam suatu penelitian akan sangat menentukan

keberhasilan penelitian, oleh karena itu perlu direncanakan dengan tepat dalam

memilih metode untuk pengumpulan data. Sedangkan metode-metode tersebut

adalah sebagai berikut :

1. Metode Dokumentasi

Yang dimaksud metode dokumentasi adalah cara memperoleh data melalui

hal-hal atau variabel yang berupa catatan, transkrip, buku, surat kabar, majalah

dan lain-lain. Adapun dokumentasi yang akan peneliti gunakan adalah data-data

yang berhubungan dengan efisiensi dan regulasi tegangan.

2. Metode Observasi

Pengumpulan data dengan observasi langsung atau dengan pengamatan

langsung adalah cara pengambilan data ke tempat penelitian. Dalam hal ini

Universitas Sumatera Utara penulis langsung berada di lokasi penelitian yaitu di

Laboratorium Konversi Energi Listrik dan mengadakan penelitian mengenai

hal-hal yang perlu dicatat sebagai data dalam penelitian.

3.5 Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian adalah dengan melakukan percobaan rangkaian

generator sinkron yang dikopel dengan motor DC dengan menghubungkan

terminal output generator sinkron tersebut ke beban seimbang hubung wye dan

delta serta dihubungkan pada beban tidak seimbang hubung wye dan delta,

sehingga dapat dilihat besar karakteristik dan efisiensi generator sinkron tersebut.

Pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada diagram alur penelitian pada

(3)

3.6 Rangkaian Percobaan Percobaan Beban Nol 3.6.1

A. Rangkaian Percobaan

(4)

B. Prosedur Percobaan Beban Nol

1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.1, atur range alat ukur

sesuai dengan yang dibutuhkan.

2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2

untuk mengatur eksitasi generator sinkron.

4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan

(If=0).

5. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC 1.

Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat

generator, kemudian catat tegangan terminal.

6. Turunkan arus penguat generator (PTDC 1) lalu buka S2, minimumkan

PTAC 1, hingga nol kemudian buka S1.

7. Percobaan selesai

C. Data Hasil Percobaan

(5)

Data hasil percobaan tampak pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Data Hasil Percobaan Beban Nol

N = 1500 rpm

Ia = 0

V = 220 V

I (Ampere) V (Volt)

0,3 69

0,6 135

0,9 197

1,2 246

1,5 298

1,8 337

2,1 367

2,4 392

2,7 420

3,0 443

Dari gambar di bawah terlihat bahwa kurva ini mempunyai garis linear

sampai diperoleh harga saturasi dari arus medan. Dan ketika besi mencapai titik

saturasi, reluktansi besi akan bertambah secara drastis dan fluksi akan bertambah

besar secara lambat sesuai dengan perubahan– garis gaya magnet. Garis linear

(6)

Percobaan Hubung Singkat

Gambar 3.3 Grafik Karakteristik Beban Nol Generator Sinkron

G 3θ

(7)

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai alat percobaan seperti pada Gambar 3.2, PTAC dalam

keadaan minimum.

2. Tutup S1 dan atur putaran motor sinkron sampai pada putaran

nominal 1500 rpm.

3. Tutup S2, dan naikkan arus penguat generator (If) secara bertahap

dengan mengatur PTDC1.

4. Catat arus hubung singkat generator (If) untuk setiap tahapan arus

medan generator (If) dengan putaran generator dijaga konstan.

5. Turunkan arus medan generator (If) hingga nol, lalu buka S3 dan

turunkan PTAC hingga nol kemudian buka S1.

6. Percobaan selesai.

C. Data Percobaan Hubung Singkat

Data percobaan hubung singkat tampak pada Tabel 3.2 berikut

Tabel 3.2 Data Percobaan Hubung Singkat

n = 1500 rpm

If (A) Isc (A)

0,3 1,11

0,6 2,33

0,9 3,24

1,2 4,41

1,5 5,38

1,8 6,67

2,1 7,61

2,4 8,71

2,7 9,94

(8)

Dari data diatas dapat digambar karakteristik hubung singkat generator

sinkron seperti yang terlihat pada Gambar 3.5 :

Penentuan Parameter Generator Sinkron 3.6.3

Untuk menghitung parameter generator sinkron, maka dapat diketahui dari

karakteristik hubung singkat dan karakteristik beban nol seperti pada Gambar 3.4

dan Gambar 3.5.

A. Impedansi Sinkron

Besar nilai impedansi dapat ditentukan seperti persamaan berikut :

(Ohm) (3.1)

Maka nilai impedansi sinkron untuk kondisi saturasi seperti pada gambar

3.4 dapat dirumuskan sebagai berikut :

Zs

(Ohm) (3.2)

Dari gambar 3.4 nilai Enl adalah 220 Volt dan arus medan (If) sebesar 0,21

Amp, untuk arus medan yang sama maka arus hubung singkat Isc pada kurva

(9)

Zs

,

35,08 Ohm

B. Reaktansi Sinkron

Karena tahanan jangkar besarnya sangat kecil maka tahanan jangkar

diabaikan (Ra = 0) sehingga diperoleh reaktansi sinkron Zs = Xs = 35,08

Ohm.

Percobaan Berbeban Seimbang Hubung Wye 3.6.4

induksi berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

(If=0).

5. Catat arus IR, IS, dan IT, Cos θ, dan daya pada beban.

6. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC .

(10)

generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT,

dan daya pada beban.

7. Turunkan arus penguat generator (PTDC ) lalu buka S2, minimum kan

PTAC , hingga nol kemudian buka S1.

Tabel 3.3 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta 3.6.5

(11)

B. Prosedur Percobaan

2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor

(If=0).

5. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat

generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan

IT, Cos θ, dan daya pada beban.

7. Turunkan arus penguat generator (PTDC ) lalu buka S2, minimum kan

PTAC, hingga nol kemudian buka S1.

Tabel 3.4 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta

(12)

Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Wye

4. Atur besar impedansi masing – masing beban pada fasa R, S, dan T

(If=0).

Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat

generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan

IT, dan daya pada beban.

8. Turunkan arus penguat generator (PTDC) lalu buka S2, minimum kan

9. Percobaan selesai

(13)

Tabel 3.5 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubungan Wye n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Delta 3.6.7

(14)

2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

4. Atur besar impedansi masing – masing beban pada fasa R, S, dan T

(If=0).

7. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC. Dimana,

putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat generator,

kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT, dan daya

pada beban.

8. Turunkan arus penguat generator (PTDC) lalu buka S2, minimumkan

Tabel 3.6 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

(15)

10 55 35 10 23 32 55 1,11 1,47 2,11 25,53 47,04 116,1 188,6

BAB 4

PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN

4.1 Umum

Untuk dapat melihat bagaimana pengaruh perubahan beban terhadap

karakteristik dan efisiensi generator sinkron maka diperlukan beberapa percobaan

yaitu :

1. Percobaan generator beban seimbang.

2. Percobaan generator beban tidak seimbang

Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus

medan (If). Tegangan E0 akan terinduksi pada kumparan stator seperti pada

Persamaan 2.22.

Pada generator sinkron keadaan tanpa beban mengandung arti bahwa arus

armatur (Ia) = 0. Dengan demikian besar tegangan terminal adalah :

(4.1)

Oleh karena besar GGL armatur adalah merupakan fungsi dari fluks

magnetik, maka ggl armatur dapat ditulis :

(4.2)

Dari persamaan diatas, jika arus penguat medan diatur besarnya maka akan

diikuti kenaikan fluks dan akhirnya juga pada ggl armatur. Pengaturan arus pengat

medan pada keadaan tertentu besarnya akan didapatkan besar ggl armatur tanpa

beban dalam keadaan saturasi.

Dengan adanya beban yang terpasang pada output generator sinkron, maka

segera mengalir arus armatur (Ia); dengan adanya arus armature ini, pada

kumparan armatur atau kumparan jangkar timbul fluks putar jangkar. Fluks putar BAB IV

�

(16)

jangkar ini brsiat mengurangi atau menambah fluks putar yang dihasilkan oleh

kumparan rotor. Hal ini tergantung pada faktor daya beban.

Dengan adanya fluks putar armatur akibat timbulnya arus armatur, maka

pada kumparan timbul reaktansi pemagnit Xm. Reaktansi bersama – sama dengan

reaktansi bocor dikenal dengan reaktansi sinkron (Xs) dan secara matematis

ditulis:

(4.3)

4.2 Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang Hubung Wye Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron 4.2.1

Hubung Wye

Regulasi tegangan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut

(4.4)

Sebelum mendapatkan berapa besar voltage regulation (VR) maka terlebih

dahulu kita menghitung berapa besar tegangan induksi, dengan persamaan

berikut:

(4.5)

A. Beban Seimbang

 Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 5 Ohm)

 Beban ke – 2 (ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)

� ��

− %

� �

, . , , Volt

, _, − % %

(17)

 Beban ke – 3 (ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)

, _, − % %

, . , ,

Volt

, _, − % % , . , , Volt

, −

, % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

(18)

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut :

Tabel 4.1 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator

Beban Seimbang Hubung Wye

Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara

variasi beban terhadap pengaturan tegangan pada generator beban seimbang

hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

, . , , Volt

(19)

Dari grafik terlihat bahwa kurva menurun secara stabil. Hal ini dikarenakan

variasi beban yang dibuat semakin tinggi sehingga pengaturan tegangan semakin

turun. Dimana kita ketahui semakin tinggi beban, semakin kecil pengaturan

tegangan.

B. Beban Tidak Seimbang

 Beban ke – 1

o _{Untuk beban ZR = 10 Ohm}

, . , , Volt

, −

, % % o _{Untuk beban ZS =30 Ohm}

, . , , Volt

, −

, % %

o Untuk beban ZT = 55 Ohm

, . , , Volt

, _, − % %

(20)

 Beban ke – 2

, . , , Volt

, _, − % %

o Untuk beban ZS = 25 Ohm

, . , , Volt

, −_, % %

o _{Untuk beban ZT = 50 Ohm}

, . , , Volt

, _, − % %

 Beban ke – 3

o Untuk beban ZR = 20 Ohm

, . , , Volt

, _, − % %

o _{Untuk beban ZS = 20 Ohm}

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

(21)

 Beban ke – 4

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

 Beban ke – 5

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, −_, % %

o Untuk beban ZT = 35 Ohm

, . , , Volt

, ._, % %

 Beban ke – 6

(22)

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

 Beban ke – 7

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 8

(23)

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

, . , , Volt

, _, − % %

 Beban ke – 9

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −

, % %

 Beban ke – 10

(24)

, −_, % , %

o Untuk beban ZS = 35 Ohm

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut :

Tabel 4.2 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN V Ia Voltage Regulation

(ohm) (Volt) (Amp) (%)

R S T R S T R S T R S T

1 10 30 55 100 98 127 2,22 1,54 1,67 21% 12% 9%

2 15 25 50 100 96 123 1,98 1,65 1,71 18% 14% 10%

3 20 20 45 100 94 114 1,92 1,39 1,75 17% 11% 12%

4 25 15 40 100 93 104 1,87 1,98 1,82 16% 20% 15%

5 30 10 35 100 92 101 1,82 2,17 1,9 16% 23% 17%

6 35 55 30 100 135 98 1,72 1,21 1,98 14% 5% 18%

7 40 50 25 100 133 92 1,57 1,11 2,12 12% 4% 22%

8 45 45 20 100 128 112 1,53 1,31 1,93 12% 6% 14%

9 50 40 15 100 97 108 1,49 1,37 2,02 11% 10% 16%

(25)

variasi beban terhadap pengaturan tegangan pada generator beban tidak seimbang

hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Dapat dilihat dari grafik bahwa pada fasa R grafik cenderung turun. Hal ini

dikarenakan pada fasa R beban dibuat bertambah secara linear. Pada fasa S grafik

menunjukan kenaikan lalu penurunan yang drastis. Hal ini disebabkan pada waktu

tertentu pada fasa S diberikan beban yang semakin besar yang menyebabkan

grafik turun secara drastis. Pada fasa T grafik cenderung naik dan apa sedikit

penurunan namun naik kembali. Hal ini dikarenakan pada fasa T diberi beban

yang semakin menurun secara linear.

Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye 4.2.2

Efisiensi dapat dihitung dari persamaan:

. . (4.6)

(4.7)

Efisiensi =

(26)

A. Beban Seimbang

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 75 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 71 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 66 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 66 %

, ,

(27)

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 68 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 64 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 64 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 64 %

, , ,

Efisiensi ,

, x 100 % = 65 %

(28)

Tabel 4.3 Hasil Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang

variasi beban terhadap efisiensi pada generator beban seimbang hubung wye

seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

(29)

Dari grafik terlihat bahwa, kurva mengalami penurunan dan kenaikan. Hal

ini disebabkan beban yang dikenakan pada tiap fasa mengalami kenaikan

sehingga berpengaruh pada grafik efisiensi.

B. Beban Tidak Seimbang

Untuk mencari daya input generator pada saat beban tidak seimbang

digunakan persamaan :

(4.9)

 Beban ke – 1

, , , , ,

Efisiensi ,

, x 100 % = 68 %

 Beban ke – 2

, , , , ,

Efisiensi ,

, x 100 % = 67 %

 Beban ke – 3

, , , , ,

Efisiensi ,

, x 100 % = 68 %

 Beban ke – 4

, , , , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 67 %

 Beban ke – 5

, , , , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 68 %

 Beban ke – 6

(30)

Efisiensi = ,

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut

(31)

8 45 45 20 100 128 112 1,53 1,31 1,93 536,84 793,903 _68%

9 50 40 15 100 97 108 1,49 1,37 2,02 500,05 747,337 _67%

10 55 35 10 100 96 96 1,42 1,47 2,13 487,6 719,503 68%

variasi beban terhadap efisiensi pada generator beban tidak seimbang hubung wye

seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.4 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye

Dari grafik dapat kita lihat bahwa kurva mengalami penurunan dari 68%

menjadi 64 %. Hal ini dikarenakan beban yang dikenakan pada tiap fasa berbeda

beda dan tidak seimbang. Dimana pada fasa R beban mengalami kenaikan secara

linear. Pada fasa S beban mengalami kenaikan dan penurunan secara acak. Dan

pada fasa T beban mengalami penurunan secara linear. Hal ini menyebabkan

grafik efisiensi menjadi tidak seimbang. 40%

45% 50% 55% 60% 65% 70%

0 2 4 6 8 10 12

E

ff

is

ie

n

si

(%

)

(32)

4.3 Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang Hubung Delta Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron 4.3.1

Hubung Delta

Untuk menghitung regulasi tegangan generator sinkron pada beban

seimbang dan tidak seimbang sama dengan perhitungan regulasi tegangan pada

generator sinkron hubung wye, yaitu menggunakan Persamaan 4.4 untuk mencari

besar regulasi tegangannya dan menggunakan Persamaan 4.5 untuk mencari

tegangan induksinya.

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −

, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

(33)

Data hasil analisa dan perhitungan regulasi tegangan pada generator hubung delta

pada beban seimbang yaitu dapat dilihat pada tabel 4.5 :

Tabel 4.5 Hasil Analisa dan Perhitungan Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No Beban (Ohm) V (Volt) Ia (Amp) VR

R S T R S T R S T (%)

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

(34)

1 5 5 5 11 12 11 3,13 3,19 3,21 90%

Dari tabel 4.5 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi

beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron beban seimbang hubung delta,

seperti yang terlihat pada Gambar 4.5 berikut :

Gambar 4.5 Kurva Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

Dari grafik dapat kita lihat bahwa pegaturan tegangan generator sinkron

beban seimbang hubung delta mengalami penurunan yang cukup stabil dari 90%

menjadi 40%. Hal ini disebabkan pada tiap fasa dikenakan beban yang bertambah

secara linear. Pertambahan beban yang secara linear ini menyebabkan pengaturan

(35)

B. Beban Tidak Seimbang

 Beban ke – 1

 Untuk beban ZR = 10 Ohm

, . , , Volt

, −

, % %  Untuk beban ZS = 30 Ohm

, . . , Volt

, −

, % %  Untuk beban ZT = 55 Ohm

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 2

, . , , Volt

, −_, % %

 Untuk beban ZS = 25 Ohm

, . , , Volt

, −_, % %

 Untuk beban ZT = 50 Ohm

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 3

(36)

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 4

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 5

, . , , Volt

, −_, % %

(37)

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 6

, . , , Volt

, −

, % %  Untuk beban ZS = 55 Ohm

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 7

, . , , Volt

, −_, % %

(38)

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 8

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 9

, . , , Volt

, −_, % %

(39)

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

 Beban ke – 10

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

, . , , Volt

, −_, % %

Data hasil perhitungan regulasi tegangan pada generator sinkron beban tidak seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.6 :

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

(40)

(ohm) (Volt) (Amp)

beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron beban tidak seimbang hubung

delta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.6 berikut :

Gambar 4.6 Kurva Karakteristik Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

Dari grafik dapat kita lihat bahwa kurva mengalami kenaikan yang cukup

stabil dikarenakan pada fasa R dikenakan beban yang bertambah secara linear.

Pada fasa S kita dapat lihat bahwa grafik mengalami kenaikan dan penurunan

(41)

fasa T kita dapat lihat grafik mengalami kenaikan secara linear pula dikarenakan

pada fasa T dikenakan beban yang semakin menurun.

Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Delta 4.3.2

Untuk menghitung besar efisiensi generator sinkron hubung delta,

persamaan yang digunakan sama seperti Persamaan 4.6 – 4.8.

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 42 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 32 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 37 %

, , ,

Efisiensi = ,

(42)

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 38 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 37 %

, ,

Efisiensi = , x 100 % = 39 %

, , ,

Efisiensi = ,

, x 100 % = 37 %

, , ,

Efisiensi = ,

(43)

, ,

Efisiensi =

, x 100 % = 35 %

Data hasil perhitungan efisiensi pada generator sinkron beban seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.7 :

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No Beban (Ohm) V (Volt) Ia (Amp) Pout (Watt)

Pin (Watt)

Effisiensi (%)

R S T R S T R S T

1 5 5 5 11 12 11 3,13 3,19 3,21 108,02 259,4055 42%

2 10 10 10 15 15 15 3,05 3,09 3,21 140,25 431,797 32%

3 15 15 15 27 28 27 3,09 3,12 3,14 255,57 692,7015 37%

4 20 20 20 37 38 38 3,04 3,06 3,05 344,66 902,814 38%

5 25 25 25 47 48 48 3,11 3,21 3,19 453,37 1207,178 38%

6 30 30 30 54 54 53 3,07 3,08 3,05 493,75 1340,164 37%

7 35 35 35 67 67 67 2,99 3,08 3,08 613,05 1590,002 39%

8 40 40 40 69 69 69 2,89 2,95 2,94 605,82 1633,748 37%

9 45 45 45 80 80 82 2,98 3,04 3,05 731,7 1965,803 37%

10 50 50 50 78 80 79 2,87 2,89 3,05 696,01 1990,585 35%

beban terhadap efisiensi generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti

(44)

Gambar 4.7 Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

Kita dapat melihat dari grafik bahwa kurva mengalami penurunan secara

stabil kemudian ada kenaikan dari 32% menjadi 37% yang disusul dengan

kenaikan dan penurunan yang cukup tidak stabil. Hal ini dikarenakan kenaikan

beban pada tiap fasa seimbang namun penurunan dan kenaikan yang tidak stabil

itu dapat disebabkan oleh ketidakstabilan alat ukur.

(45)

 Beban ke – 4

, , , ,

Efisiensi =

, x 100 % = 54 %

 Beban ke – 5

, , , ,

Efisiensi =

, x 100 % = 55 %

 Beban ke – 6

, , ,

Efisiensi =

, x 100 % = 46 %

 Beban ke – 7

, , , ,

Efisiensi =

, x 100 % = 46 %

 Beban ke – 8

, , , ,

Efisiensi =

, x 100 % = 51 %

 Beban ke – 9

, , , ,

Efisiensi =

, x 100 % = 47 %

 Beban ke – 10

, , , ,

Efisiensi =

(46)

Data hasil perhitungan efisiensi pada generator sinkron beban seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.8 :

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

beban terhadap efisiensi generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti

(47)

Gambar 4.8 Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

Kita bisa lihat dari grafik bahwa kurva mengalami penurunan yang

awalnya cukup stabil dari 57% menjadi 55% kemudian turun secara drastis

menjadi 45% yang disusul dengan kenaikan menjadi 51%. Hal ini disebabkan

karena pada tiap fasa beban yang dikenakan tidak seimbang. Sehingga efisiensi

yang didapat menjadi tidak stabil. Namun kita dapat lihat bahwa efisiensi tertinggi

ada pada beban awal yaitu sebesar 58%.

4.4 Kurva Perbandingan Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang.

Kurva Perbandingan Karakteristik Generator Sinkron 4.4.1

Perbandingan pengaturan tegangan generator sinkron hubung wye dan

hubung delta pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada

Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 berikut : 20%

30% 40% 50% 60% 70% 80%

0 2 4 6 8 10 12

E

ffi

si

en

si

(%)

(48)

Gambar 4.9 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang

Kita dapat lihat dari kurva perbandingan ini bahwa pengaturan tegangan

generator sinkron hubung wye lebih besar dari pengaturan tegangan generator

sinkron hubung delta. Dimana pada kurva hubung wye pengaturan tegangan

tertinggi adalah 90% saat pada hubung delta pengaturan tegangan tertinggi adalah

80%. Demikian juga pengaturan tegangan terendah hubung wye adalah 39% dan

hubung delta adalah 8%. 0%

10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

0 2 4 6 8 10 12

Penga

tu

ra

n

t

e

gan

Variasi Beban

(49)

Gambar 4.10 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Beban Pada Saat Beban Tidak Seimbang

Dari grafik perbandingan pengaturan tegangan saat beban tidak seimbang

dapat kita lihat bahwa beban delta mempunyai pengaturan tegangan yang lebih

tinggi dari beban wye. Dimana pengaturan tegangan tertinggi adalah 45% dan

terendah adalah 34%. Pada hubung wye kita dapat lihat pengaturan tegangan

tertiggi adalah 19% dan terendah adalah 4%.

Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan 4.4.2

Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang

Perbandingan Efisiensi generator sinkron hubung wye dan hubung delta

pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada Gambar 4.11

dan Gambar 4.12 berikut : 0%

(50)

Gambar 4.11 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang

Dari grafik dapat kita lihat bahwa efisiensi generator hubung wye beban

seimbang lebih besar dari efisiensi generator hubung delta. Dimana pada hubung

wye efisiensi tertinggi adalah 75% dan terendah adalah 64%. Pada hubung delta,

efisiensi tertinggi adalah 43% dan terendah adalah 32%.

(51)

Dari grafik dapat kita lihat bahwa efisiensi generator sinkron hubung wye

beban tidak seimbang lebih besar dari pada hubung delta. Dimana pada hubung

wye, eifsiensi tertinggi adalah 68% dan terendah adalah 64%. Sedangkan pada

hubung delta, efisiensi tertinggi adalah 42% dan terendah adalah 32%.

Kurva Perbandingan Rugi-rugi Generator Sinkron Hubung Wye dan 4.4.3

Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang

Perbandingan Rugi - rugi generator sinkron hubung wye dan hubung delta

pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada Gambar 4.13

dan Gambar 4.14 berikut :

Gambar 4.13 Kurva Perbandingan Rugi-rugi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang

Dari grafik dapat kita lihat bahwa rugi rugi hubung delta beban seimbang

lebih besar dari hubung wye beban seimbang. Dimana pada hubung delta, rugi

rugi tertinggi mencapai 1300 watt sedangkan pada hubung wye rugi rugi tertinggi

(52)

Gambar 4.14 Kurva Perbandingan Rugi-rugi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Tidak Seimbang

Dari grafik kita dapat lihat bahwa rugi rugi generator sinkron tidak

seimbang hubung wye lebih besar dari pada hubung delta. Dimana pada hubung

wye rugi rugi tertinggi mencapai 300 watt dan terendahnya hampir mencapai 240

watt. Sedangkan pada hubung delta rugi rugi tertinggi hanya 225 watt. 0

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

0 2 4 6 8 10 12

ru

gi

ru

gi

variasi beban

(53)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan

sebagai berikut :

1. Pengaturan tegangan generator sinkron hubung wye pada beban

seimbang lebih besar dari pada pengaturan tegangan pada hubung delta,

yaitu sebesar 90 %. Lebih besar dari pada pengaturan tegangan hubung

delta yaitu sebesar 81 %. Dimana semakin lama pengaturan tegangan

semakin kecil. Pengaturan tegangan generator sinkron hubung delta

pada beban tidak seimbang juga lebih besar dibanding dengan

pengaturan tegangan pada hubung wye. Yaitu rata – rata tertinggi

sebesar 46 % pada beban hubung delta dan 18 % pada beban hubung

wye.

2. Efisiensi generator sinkron dengan beban seimbang hubung wye lebih

besar dari pada generator sinkron dengan beban seimbang hubung delta,

pada beban hubung wye efisiensi tertinggi yaitu sebesar 75 % sedangkan

pada beban hubung delta efisiensi tertinggi yaitu sebesar 42 %.

Effisiensi generator dengan beban tidak seimbang hubung wye

dibandingkan dengan generator dengan beban tidak seimbang hubung

delta yaitu sebesar 68 % pada beban hubung wye dan 57% pada beban

hubung delta.

(54)

5.2 Saran

Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan tugas akhir ini adalah

sebagai berikut :

1. Melakukan penelitian dengan kombinasi beban yang lebih bervariasi

lagi untuk melihat pengaruhnya terhadap efisiensi generator sinkron

tersebut.

2. Sebaiknya penelitian selanjutnya dilakukan pada beban RLC dengan

rangkaian paralel untuk melihat pengaruhnya.

3. Dalam penelitian selanjutnya sebaiknya menggunakan proteksi