ANALISIS GOVERNOR PADA PENGATURAN FREKWENSI PLTGU DI PT
INDONESIA POWER UBP PRIOK
ACHMAD FAUZAN, 10402008
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma, Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788
Abstraksi : Sistem pembangkit tenaga listrik tenaga gas dan uap (PLTGU), merupakan sistem pembangkitan yang menggabungkan pembangkit tenaga gas (PLTG) dan pembangkit tenaga uap (PLTU). PLTG terdiri dari turbin gas yang dikopel dengan generator menggunakan bahan bakar gas dari pertamina sebagai sumber energi. PLTU terdiri dari ketel uap, governor, turbin uap yang dikopel dengan generator, mendapat sumber energi dari gas hasil pembakaran dari PLTG [4].
Unit governor sebagai pengaturan frekwensi dalam sistem, mengatur keluaran uap yang bertekanan dari ketel uap untuk menggerakan turbin uap berada dalam putaran dengan frekwensi 50 Hertz (standar Indonesia) dan mengantifikasi terjadinya penyimpangan terhadap frekwensi dalam sistem [1][2][3]. Penyimpangan frekwensi dari batas nilai nominal terjadi apabila kebutuhan yang digunakan oleh konsumen (beban) lebih besar dari daya aktif yang dibangkitkan dari pembangkit atau terjadinya gangguan pada sistem sehingga frekwensi sistem turun. Sedangkan frekwensi sistem naik apabila ada tambahan daya dari unit pembangkit. Maka untuk mempertahankan nilai frekwensi pembangkitan daya aktif dalam sistem disesuaikan dengan konsumen (beban) [1][3].
Dilihat dari segi mekanis pada unit PLTU, pengaturan frekwensi adalah pengaturan daya aktif yang dibangkitkan generator, dengan cara mengatur tambahan pemberian uap penggerak turbin uap yang dikopel dengan generator. Pengaturan ini dilakukan oleh unit governor, yang bekerja dengan fungsinya apabila terjadinya perubahan frekwensi dalam sistem [1][3].
Tanggal Pembuatan : 1 November 2009
1. PENDAHULUAN
Sistem pembangkitan tenaga listrik tenaga gas dan uap (PLTGU) merupakan suatu sistem pembangkitan yang terdiri dari pembangkit tenaga gas (PLTG) dan pembangkit tenaga uap (PLTU) yang saling dikombinasikan. PLTG menggunakan bahan bakar gas dari pertamina sebagai sumber energi untuk menggerakan turbin gas yang dikopel dengan generator. PLTU mendapat sumber energi dari gas hasil pembakaran pada turbin gas yang dimanfaatkan untuk mengahasilkan uap yang bertekanan dalam ketel uap yang dialirkan melalui governor untuk menggerakan turbin uap yang dikopel dengan generator.
Gambar 1 Sistem pembangkit tenaga gas dan
uap. Unit Governor terletak antara ketel uap dan turbin uap
Pada unit pembangkit tenaga listrik terdapat pengaturan frekwensi yang dilakukan oleh unit
governor, berfungsi agar keluaran uap yang
bertekanan dari ketel uap untuk menggerakan turbin uap berada dalam putaran dengan frekwensi 50 Hertz (standar Indonesia) dan mengantifikasi terjadinya penyimpangan terhadap frekwensi dalam sistem. Untuk melakukan fungsinya, governor mengukur frekwensi yang dihasilkan generator dengan cara mengukur kecepatan putar poros generator, karena frekwensi yang dihasilkan generator sebanding dengan kecepatan putar poros generator [1][2][3].
Penyimpangan frekwensi dalam sistem terjadi apabila kebutuhan daya yang digunakan oleh konsumen (beban) lebih besar dari daya aktif yang dibangkitkan, atau terjadinya gangguan pada sistem, maka frekwensi sistem turun. Sedangkan frekwensi dalam sistem naik apabila ada tambahan daya dari unit pembangkit. Untuk mempertahankan nilai frekwensi dalam sistem, pembangkit daya aktif disesuaikan dengan konsumen (beban) [1][3]. Karena pengaturan frekwensi dilakukan dengan mengatur daya aktif yang dibangkitkan generator, maka generator mengatur kopel mekanis yang dihasilkan mesin penggerak generator. Pengaturan kopel mekanis dilakukan dengan cara mengatur tambahan pemberian uap penggerak turbin dalam pembangkit PLTU [1].
Tujuan dari penulisan ini adalah mengetahui cara kerja governor sebagai pengaman untuk mengantifikasi terjadinya penyimpangan frekwensi dari batas nilai nominal dan menggembalikan nilai frekwensi ke posisi semula yaitu 50 Hertz apabila terjadinya penyimpangan frekwensi.
2. LANDASAN TEORI
Energi listrik yang dibangkitkan (dihasilkan) tidak dapat disimpan melainkan langsung habis digunakan oleh konsumen (beban). Oleh karena itu, daya yang dibangkitkan selalu sama dengan daya yang digunakan konsumen. Penyediaan daya aktif (Watt) harus mampu menyediakan tenaga listrik dengan nilai frekwensi yang praktis dan konstan, karena penyimpangan
frekwensi dari batas nilai nominal selalu dalam batas toleransi yang diperbolehkan, yaitu dengan frekwensi 50 Hertz [1][2]. Apabila pembangkit daya listrik tidak mencukupi kebutuhan konsumen atau terjadinya gangguan dalam sistem, maka hal ini di tandai oleh turunya frekwensi dalam sistem dan sebaliknya apabila pembangkit daya listrik lebih besar dari pada kebutuhan konsumen maka frekwensi sistem akan naik.
2.1 Mutu Tenaga LIstrik
Dengan makin pentingnya peranan tenaga listrik dalam kehidupan sehari-hari, dengan menjaga kwalitas tenaga listrik yang dibangkitkan, khususnya bagi keperluan industri. Maka mutu tenaga listrik juga menjadi tuntutan yang makin besar dari pihak pemakai tenaga listrik.
Mutu tenaga listrik ini meliputi :
1. Kontinuitas penyediaan : apakah tersedia 24 jam sepanjang tahun.
2. Nilai tegangan : apakah selalu ada dalam batas-batas yang diizinkan.
3. Nilai frekwensi : apakah selalu ada dalam batas-batas yang diizinkan.
4. Kedip tegangan :apakah besarnya dan lamanya masih dapat diterima .
5. Kandungan harmonisa : apakah jumlahnya masih dalam batas-batas yang dapat diterima oleh pemakai tenaga listrik.
Unsur-unsur 1 sampai dengan 5 tersebut diatas dapat direkam sehingga masalah dapat dibahas secara kuantitatif antara pihak penyedia dan pemakai tenaga listrik.
Dalam hal ini pada butir 3 hanya akan dibahas pengaturan nilai frekwensi dalam sistem yang berkaitan dengan penyediaan daya aktif mengigat bahwa hal ini merupakan salah satu hal yang dominal dari mutu tenaga listrik.
2.2 Terjadinya Perubahan Frekwensi [1]
Daya yang dibangkitkan selalu sama dengan daya yang digunakan oleh konsumen (beban).
Apabila daya yang dibangkitkan tidak sesuai dengan kebutuhan yang digunakan oleh konsumen ΔT < 0, maka frekwensi turun. Dan sebaliknya apabila daya yang dibangkitkan mendapat tambahan putaran generator ΔT > 0, maka frekwensi naik.
Penurunan frekwensi ini disebabkan oleh 2 hal yaitu :
1. Apabila daya yang digunakan oleh konsumen telah melebihi demain yang dibangkitkan dalam waktu tertentu.
2. Terjadinya gangguan atau pemadaman (trip) pada salah satu unit pembangkit.
3. GOVERNOR PADA PENGATURAN FREKWENSI
Pada unit PLTU pengaturan frekwensi dilakukan oleh unit governor yang mengatur keluaran uap bertekanan dari ketel uap untuk menggerakan turbin uap berada dalam putaran dengan frekwensi 50 Hertz, dan menggantifikansi terjadinya penyimpangan terhadap frekwensi dalam sistem.
Jenis governor yang di gunakan adalah jenis woodward, jenis ini terdiri dari Spring
loaded Accumulator (memberi tekanan minyak)
pada pengarah tekanan minyak, untuk menggerakan power piston (katup utama) keatas atau kebawah tergantung pengarahan yang dilakukan oleh Pilot Velve (penghubung perputaran poros generator) yang digerakan oleh titik A Fly Weight (bola-bola pegas) yang berputar menghasilkan gaya sentralfugal menyebabkan titik A naik atau turun.
3.1 Fungsi Governor [1][3]
Oleh karenanya frekwensi yang dibangkitkan sama dengan yang digunakan oleh konsumen, dan frekwensi akan berkurang apabila kebutuhan daya yang digunakan oleh konsumen lebih besar dari yang dibangkitkan. Maka unit pembangkit (Governor) berfungsi sebagai menjaga putaran pada generator agar berada dalam frekwensi 50 Hertz, terhadap adanya variasi beban atau gangguan pada sistem
dengan memberi tambahan uap bertekanan pada turbin uap dengan cara terangkatnya katup utama, di tandai dengan terjadinya frekwensi turun.
3.2 Prinsip kerja governor [1]
Untuk melakukan fungsinya governor mengukur frekwensi dengan cara mengukur kecepatan putar poros generator karena frekwensi yang dihasilkan generator sebanding dengan kecepatan putar poros generator. Apabila frekwensi turun ditandai dengan pengurangan putaran kecepatan dari generator yang disensor oleh pilot velve. Pada pilot velve memberi input kepada bola-bola berputar karena kecepatan putar dari generator berkurang putaranya maka kecepatan putar pada bola-bola berputar juga berkurang kecepatan sudutnya, sehingga menyebabkan pegas menguncup menimbulkan gaya sentrifugal berkurang yang selanjutnya akan menyebabkan turunya titik A dan titik B.
3.3 Diagram blok cara kerja unit governor [6][7]
Untuk mempermudah penjelasan tentang unit kerja dari governor diperlukan digram blok fungsi alih governor itu sendiri. Gambar 2, keluaran C(s) diumpan-balikan ke titik penjumlahan untuk dibandingkan dengan masukan acuan R(s). keluaran blok C(s) diperoleh dengan mengalikan fungsi alih G(s) dengan masukan blok E(s).
C(s) = G(s) E(s)
Sedangkan jika keluaran diumpan-balikan ke titik penjumlahan untuk dibandingkan dengan masukan, maka perlu mengubah bentuk sinyal keluaran agar sama dengan bentuk sinyal masukan. Pengubah ini dilakukan oleh elemen umpan balik yang mempunyai fungsi alih H(s). elemen umpan balik ini akan memodofikasi keluaran sebelum dibandingkan dengan masukan. Sinyal umpan balik yang diumpan-balikan ke titik penjumlahan untuk dibandingkan dengan sinyal masukan.
) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( R s S H s G s G s C + =
Gambar 2. Fungsi Alih unit governor
Gambar 3. Diagram blok unit governor
3.4 Tinjauan Matematis Respon Waktu Dari Governor Terhadap Frekwensi [1]
Untuk mengadakan tinjauan matematis terhadap respon waktu (time respon) dari
governor gambar (4) dengan menonjolkan arah
gerak dari titik-titik engsel pada governor. Pengaturan primer yang dilakukan governor dalam menanggapi perubahan-peribahan memerlukan waktu. Bagaiman pengaruh
governor dalam menanggapi perubahan beban
memerlukan waktu. Bagaimana pengaruh
governor selama pengaturan primer tersebut
berlangsung ditunjukan sebagai karakteristik. Frekwensi versus waktu, menggambarkan respon waktu dari governor.
Gambar 4. Hubungan gerakan titik-titik engsel
pada governor
keterangan gambar 4 :
Masukan (input) ke governor diterima :
a. Melalui titik A yaitu apabila terjadi perubahan frekwensi yang selanjutnya akan diikuti dengan pengaturan primer dari governor.
b. Melalui titik B2 yaitu apabila dilakukan pengaturan sekunder baik secara manual maupun melalui motor pengatur putaran
Apabila governor dalam keadaan steady satate dan kemudian terjadi perubahan frekwensi atau perubahan beban yang relatif kecil disekitar titik steady state maka gerakan dari engsel-engsel governor adalah kecil sehingga perubahan posisi engsel-engsel hubungannya satu sama lain dapat dianggap linier. Apabila arah gerakan yang positif adalah seperti ditunjukan oleh arah panah dalam gambar (4) maka frekwensi turun maka menyebabkan perubahan daya, sehingga didapat :
ΔxA = - K1 Δp
Ada tanda negative karena titik A bergerak kearah positif apabila frekwensi turun sebesar Δf.
Apabila unit pembangkit dari governor yang dibahas paralel dengan sistem yang besar maka ΔXB2 akan menyebabkan perubahan daya ΔP dan praktis tidak menimbulkan perubahan frekwensi, sehingga dapat ditulis :
ΔxB2 = K2 Δf
Gerakan titik engsel B1 dipengaruhi oleh gerak titik engsel A dan titik engsel B2, maka :
ΔxB1 = k3 ΔxA + k4 ΔxB2 + K5 ΔxD
= - k3 . k1 Δp + k4 k2 ΔxB2 Δf + K5 ΔxD
Konstanta k1, k2, k3, k4 dan k5 besarnya tergantung kepada jarak antara titik-titik engsel pada governor seperti terlihat pada gambar (4). Gerakan titik B1 akan menggerakan titik D melalui sistem hidrolik. Dari gambar ini dapat dilihat bahwa besarnya gerakan titik D tergantung kepada :
1. Jauh dekatnya titik B1 bergerak untuk membuka aliran minyak bertekanan kearah panghisap yang mengangkat titik D
2. Lamanya titik B1 memberi kesempatan
tekanan minyak tersebut dalam butir (1) mengangkat panghisap titik D.
Kedua hal tersebut diatas dapat dinyatakan sebagai berikut :
ΔxD = k6 (-ΔXB1) dt Dimana k6 adalah sebuah konstanta yang tergantung kepada sistem hidrolik governor yang menghubungkan gerakan titik B dengan titik D dan adanya tanda negative disebabkan arah-arah positif yang dipilih pada gambar (4). Untuk memecahkan persamaan ΔxB1 dan ΔxD kita gunakan transformasikan Laplase ke bidang (s) sehingga :
Δf menjadi ΔF(s) Δp menjadi ΔP(s) ΔxB1 menjadi Δ xB1(s)
Selanjutnya transformasi Laplace dari persamaan ΔxB1 dan ΔxD berturut-turut menghasilkan : ΔXB1(s) = - k3 . k1 ΔP(s) + k4 k2 ΔF(s) + k5 ΔxD ∆XD (s) = s k6 − . ∆XB1 (s)
Dari persamaan ΔXB1(s) dan ∆XD(s ) yang sudah ditransformasikan kedalam Laplace, akan menyatakan ΔxD(s) dalam ΔP(s) dan ΔF(s) dengan mengelimir ∆XB1(s).
Dan nilai ini dimasukan dalam persamaan ∆XB1(s) memberikan : Dimana : -6
k
s
∆XD (s) = -k3 . k1 ∆P(s) + k4 . k2 ∆F(s) + K5 ∆XD (s) ∆XD (s) ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − 5 6 k k s =-k3.k1∆P(s) + k4 . k2 ∆F(s) ∆XD (s) = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + − Δ + Δ − 6 5 2 4 1 3. ( ) . ( ) k s k s F k k s P k k ) . ( ) ( . . ) ( . . 6 5 6 2 4 6 1 3 s k k s F k k k s P k k k + − Δ + Δ − = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ Δ − Δ + = ( ) 1 . . ) ( ) . ( . . 3 2 4 6 5 6 1 3 F s k k k k s P s k k k k k ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛Δ − Δ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + = ( ) 1 ( ) . 1 . 6 5 5 1 3 s F R s P k k s k k k ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛Δ − Δ + = ( ) 1 ( ) 1 sT P s R F s k G G ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛Δ − Δ = ( ) 1 F(s) R s P GG3.5 Diagram Blok Sistem
Gambar 5 Block diagram system tanpa tie lines Gambar diatas diagram blok hubungan antara output dari unit governer dengan dalam sistem tenaga tistrik yang mempunyai karakteristik beban tertentu dan terdiri dari sekelompok unit pembangkit serta berhubungan dengan sistem tenaga listrik lain melalui tie lines.
3.5 Pengaturan Sekunder Pada Governor [1]
Gambar (6) Pengaturan sekunder untuk
menaikan frekwensi sistem
Gambar (6) setelah tercapai keseimbangan dititik 3 dengan frekwensi F1. Pengaruh sekunder ini berati penggeseran garis atatisme sistem sejajar keatas). Frekwensi cenderung menuju titik 4A tetapi karena beban naik dengan naiknya frekwensi menurut garis beban maka keseimbangan baru tercapai dititik 4 dengan frekwensi F0 dan beban sebesar P4 pada gambar (6).
Proses ini menggambarkan bagaiman proses pengaturan frekwensi melalui pengaturan sekunder berlangsung dalam sistem sebagai akibat penambahan beban. Dengan uraian yang serupa dapat dianalisa bagaimana proses pengaturan frekwensi apabila terjadi penurunan beban dalam sistem. Pengturan sekunder, dapat dilakukan secra manual ataupun oleh komputer. Jika dilakukan secara manual dalam sistem yang terdiri dari banyak unit pembangkit dan juga banyak pusat listrik yang tersebar, pelaksanaannya perlu dikoordinir. koordinasi pengaturan sekunder ini, berati pula koordinasi pembagian dalam sistem, oleh karena-nya dilakukan oleh pusat pengatur beban sistem
tenaga listrik. Jika pengaturan ini dilakukan
dengan menggunakan komputer maka software dari komputer harus diidi datanya oleh pusat pengatur beban agar sesuai dengan kondisi sistem.
Gambar (7) Pengaturan sekunder yang diikuti
dengan perubahan beban sistem
Keterangan gambar 7 :
Sesungguhnya berlangsung setapak demi setapak seperti digambarkan oleh gambar (7) yang sesungguhnya merupakan proses pengaturan sekunder yang digambarkan oleh gambar (7). Frekwensi dinaikan dari titik-1 ke titik-2, ini menyebabkan kenaikan beban sistem mengikuti kenaikan frekwensi. Kemudian beban ini menyebabkan penurunan frekwensi sepanjag garis statisme sistem menuju titik-3. Kemudian frekwensi naik ke titik-4 dan seterusnya sampai ke titik-7. Dalam proses ini dinggap bahwa selama angka kenaikan frekwensi dari titik-1 ke 2, dari 3 ke 4, dari 5 ke titik-6, tidak terjadi kenaikan beban karena
langkah-langkah kenaikan frekwensi ini cukup kecil dan berlangsung cukup sehingga beban belum naik. Dengan naiknya frekwensi dati titik-1 ke titik-7, beban juga naik sebesar ΔB.
4. CARA KERJA GOVERNOR
Governor memiliki setting point yaitu
putaran governor ditentukan berdasarkan kebutuhan daya listrik sistem pada saat itu.
Governor akan menyesuaikan nilai output daya
mekanik turbin supaya sesuai dengan daya listrik dan frekwensi yang dibutuhkan oleh sistem pada saat terjadinya penambahan beban atau gangguan pada sistem. Governor akan menentukan setting point yang baru sesuai dengan actual beban sehingga dengan pengaturan putaran ini diharapkan frekwensi listrik generator tetap berada didalam acceptable
range dan generator tidak mengalami out of synchronization. Bola-bola berputar pada pegas
akan menguncup (gaya sentralfugal berkurang) apabila terjadinya penurunan frekwensi yang menyebabkan titik A dan titik B turun. Turunnya titik B menyebabkan torak pengarah tekanan minyak memberikan tekanan menggerakan katup utama terangkat keatas untuk memberi tambahan uap bertekanan ke turbin.
Gambar 8 Prinsip kerja governor
1. Pengisapan pengarah tekanan minyak 2. pengisapan pengatur volume uap/air
Gambar 9A Respons governor terhadap
perubahan frekwensi
Gambar 9B Respons kopel pengerak pada
governor
Bola-bola berputar pada pegas akan menguncup (gaya sentralfugal berkurang) apabila terjadinya penurunan frekwensi yang menyebabkan titik A dan titik B turun. Turunnya titik B menyebabkan torak pengarah tekanan minyak memberikan tekanan menggerakan katup utama terangkat keatas untuk memberi tambahan uap bertekanan ke turbin.
Keterangan Gambar (8) , gambar (9A) dan gambar (9B) : Apabila pada saat t = t0 gambar (9A) ada penambahan beban maka frekwensi akan turun dari nilai F0 menjadi F΄. Penurunan frekwensi ini disebabkan karena nilai TB menjadi lebih besar sebagai akibat penambahan beban sehingga TG – TB = ΔT < 0 dan selanjutnya
dt
d
ω
juga menjadi < 0.dt
percepatan sudut, apabila nialainya < 0 maka berati terjadi pengurangan kecepatan sudut ω dan karena frekwensi F =
π
ω
2
maka hal ini juga berati pengurangan frekwensi. Dengan keterangan diatas maka Penuruanan frekwensi dari nilai F0 menjadi F΄ dirasakan oleh governor dan governor akan beraksi untuk mengembalikan nilai frekwensi ke F0. Reaksi ini berlangsung sebagai berikut :a. Karena kecepatan sudut ω dari mesin penggerak generator turun maka bola-bola berputar pada gambar (8) juga akan turun kecepatan sudutnya karena poros yang memutarnya dihubungkan langsung melalui sistem roda gigi dengan mesin penggerak generator. Hal ini akan menyebabkan titik A menurun yang selanjutnya juga akan menurunkan titik B. dengan turunnya titik B maka torak pengarah tekanan minyak akan mengalirkan minyak bertekanan ke torak penggerak katup utama sehingga katup utama terangkat keatas untuk menambah uap ke turbin uap dalam hal mesin penggerak adalah turbin uap.
b. Dalam gambar (9A) peristiwa penambahan beban terjadi pada saat t = t1 dan hal ini menyebabkan frekwensi turun. Pada saat t = t2 kerja governor telah mulai terasa dan kecuraman (slope) penurunan frekwensi mulai berkurang sampai pada saat t = t3 kecuraman penurunan frekwensi telah hilang atau secara matematis dikatakan
dt
dF
= 0. c. Pada saat t = t3 nilai frekwensi F = F΄dimana
F΄ F0. Hal ini menyebabkan bahwa generator akan terus menambah uap dengan jalan mengangkat katup utama dari turbin. Keterangan adalah sama seperti uraian pada butir a. Hal ini berarti bahwa kopel yang dihasilkan mesin penggerak generator terus diperbesar sehingga ΔT = TG - TB menjadi 0 dan mengakibatkan
dt
dF
> 0, yang berati bahwa frekwensi naik.
d. Pada saat t = t4 nilai frekwensi F = F0 sehingga sebetulnya tidak diperlukan lagi langkah untuk memperbaiki frekwensi. Tetapi pada saat t = t4 nilai ΔT > 0 sebagai
akibat penembahan uap yang berlangsung sejak saat t = t4 seperti tersebut dalam butir c nilai ΔT > 0 ini menyebabkan frekwensi terus naik. Beberapa saat setelah t = t4 nilai frekwensi F > F0 sehingga governor
mulai bereaksi untuk menurunkan frekwensi dengan jalan mengurangi uap ke turbin sehingga nilai ΔT diperkecil dan hal ini juga memperkecil nilai
dt
dF
e. Pada saat t = t5 di mana F″ > F0 sehingga governor akan terus beraksi untuk menurunkan frekwensi. Pada saat t = t5 nilai nilai ΔT = TG – TB sehingga dari segi keseimbangan kopel generator dengan kopel beban sebetulnya tidak diperlukan lagi pengurangan nilai kopel generator TG yang dilakukan oleh governor dengan jalan mengurangi uap. Seperti diuraikan dalam butir d. tetapi pada saat t = t5 nilai nilai frekwensi F˝ > F0 maka governor akan terus bereaksi untuk mengurangi uap ke turbin. f. Pada saat t = t6 keadaan adalah serupa
dengan pada saat t = t4 yaitu bahwa nilai frekwensi f = f0 tetapi bedanya dengan pada saat t = t3 adalah bahwa pada saat t = t6 ΔT < 0 sehingga frekwensi setelah saat t = t6 akan turun.
4.1 Penyetelan Speed Droop [1]
Speed droop merupakan besaran yang
menentukan putaran generator berada pada posisi semula, yang mana mengurangi kecepatan putar pada turbin uap karena akibat dari hasil penambahan uap bertekanan pada turbin uap. Dengan memperhatikan gambar (8) terlihat bahwa makin dekat jarak titik B dengan titik D makin cepat penghisapan titik B menutup aliran minyak yang mengangkat atau menurunkan posisi penghisap titik D dan sebaliknya makin jauh jaraknya makin lambat gerakan menutup aliran minyak ini. Hal ini berati bahwa makin dekat titik B dengan titik D makin cepat
governor menghentikan tanggapannya terhadap
perubahan frekwensi, governor bersifat “malas” (usaha governor untuk menambah daya terbatas) menghasilkan speed droop yang kecil dan menghasilkan kf (energi pengaturan) yang besar.
Dengan keterangan yang serupa apabila jarak titik B dengan titik D makin jauh terlihat bahwa
governor bersifat “rajin” (usaha governor untuk
menambah daya lebih besar) menghasilkan
speed droop yang besar dan menghasilkan kf
(energi pengaturan) yang kecil. Jadi penyetelan
speed droop governor dapat dilakukan dengan
mengatur jarak titik B dan titik D. Dalam praktek hal ini tidak begitu mudah pelaksanaanya karena dilain pihak titik B juga harus dapat digerakan keatas dan kebawah secara bebas untuk melakukan pengaturan sekunder. Hal ini dapat dilakukan dengan kombinasi sistem mekanik dan hidrolik seperti terlihat pada gambar (8).
Keterangan gambar 10:
Titik B dipecah menjadi titik B1 dan titik B2 dalam gambar (10) titik B1 yang bertugas mengarahkan tekanan minyak dapat digerakan melalui titik A oleh bola-bola berputar (pengaturan primer) dan dapat pula digerakan melalui titik B2 oleh motor pengaturan putaran (putaran sekunder).
Gambar 10 Speed droop diatur menyetel posisi
engsel E.
Sedangkan gerakan umpan balik dari titik D untuk memberhentikan tekanan minyak diterima melalui titik B1. Besarnya umpan balik ini dapat diatur dengan mengatur posisi engsel E, jadi speed droop dari governor dapat diatur dengan mengatur posisi engsel E. Umpan balik dari titik D diterima titik B1 melalui engsel dan akan menggerakan rumah dari torak yang digerakan
titik B1 menutup lubang minyak yang menuju kerumah torak pengerak titik D.
Motor pengaturan putaran dapat merubah – rubah posisi titik B1 melalui titik B2 dengan jalan memutar roda gigi cacing. Dalam keadaan generator belum paralel dengan sistem motor pengatur putaran akan mengatur jumlah putaran per-menit dari turbin tetapi kalau generator kalau generator sudah paralel dengan sistem maka melalui motor pengaturan putaran dilakukan pengaturan daya nyata yang dibandingkan (MW), yang sesungguhnya juga berati mengatur putaran atau frekwensi.
Speed droop sesungguhnya merupakan hasil umpan balik dari gerakan penambahan uap atau air, yaitu dengan bergeraknya titik C dan D keatas yang selanjutnya melalui engsel E pada gambar (10) menekan rumah panghisap kiri kebawah sehingga menutup lubang-lubang yang meneruskan tekanan minyak ke panghisap kanan dan akhirnya menghentikan proses penambahan uap. Makin kecil speed droop dari governor makin peka governor tersebut terhadap perubahan baban tetapi juga lebih besar kemungkinannya untuk tidak stabil. Dalam praktek governor adalah tidak sederhana yang tergambar pada gambar (8) tetapi dilengkapi pula dengan rangkaian peredam (dashpot) untuk menghindari osilasi dan menggunakan panguat bertingkat.
5. KESIMPULAN
Berdasarkan analisis dan pembahasan pada penulisan ini, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Pilot velve memberi input kepada bola-bola berputar karena kecepatan putar dari generator berkurang putaranya maka kecepatan putar pada bola-bola berputar juga berkurang kecepatan sudutnya, sehingga menyebabkan pegas menguncup menimbulkan gaya sentrifugal berkurang yang selanjutnya akan menyebabkan turunya titik A dan titik B, memberikan tekanan minyak sehingga katup utama terangkat
keatas memberikan tambahan uap bertekanan pada turbin uap.
2. Besarnya speed droop tergantung dari jarak antara titik D dan Titik B pada gambar 4.1 dengan ketentuan sebagai berikut :
TitikB,D Dekat Cepattutup CepatRespon Malas Speed Droop Kecil
TitikB,D Jauh Lambattutup LambatRespon Rajin Speed Droop Besar
Saran
Agar Governor berjalan dengan semestinya maka diperhatikan hal-hal sebagai berikut :
1. Pemeliharaan rutin pada bagian-bagian engsel, katup, gir, pada governor agar berkerja pada saat terjadinya gangguan. 2. Pemberian sinyal yang tepat pada governor.
Pada saat terjadinya perubahan frekwensi. Agar frekwensi kembali pada frekwensi semula. DAFTAR PUSTAKA 1. Ir. Djiteng Mersudi, Operasi system Tenaga Listrik, Yogyakarta, Graha Ilmu, 2006 2. Ir. Djoko Chyanti, M, Sc. EE, Mesin‐mesin Listrik Edisi 4, Erlangga, Jakarta, 1997 3. Ir. Djiteng Marsudi, Pembangkitan Energi Listrik, Jalamas Berkatama, STT YPLN, 2003 4. Indonesia Power UBP Priok, Data‐data Acuan, Indonesia Power 5. Www.indonesiapower.co.id 6. Katsuhiko Ogata, Teknik Kontrol Automatik, Jilid 1 Edisi 2, Jakarta, Erlangga, 1996 7. Joseph j Di Stefano, III. Phd & Allen R Stubbenrud. Phd, Sistem Pengendalian Umpan Balik, Erlangga, 1985 8. Hoa D Vu & J C Agee, WECC Control Work group, WECC, 1998 9. Wood Ward generator Co, Role of governors in system operated, Prime Mover Control Comparance, PMCC‐3
