1. Asas Janakuasa
Janakuasa ialah sebuah mesin yang boleh menukarkan tenaga mekanik kepada tenaga elektrik. Sebaliknya mesin yang boleh menukarkan tenaga elektrik kepada mekanik dipanggil motor. Janakuasa terdiri dari Pengulangalik (Alternator) dan Pengerak Utama (Prime mover) serta alat–alat sampingannya.
Asas janakuasa ialah apabila seutas pengalir yang boleh membawa arus digerakkan ke arah memotong medan magnet, arus akan wujud di dalam pengalir tersebut. Di samping itu sebaliknya medan magnet boleh juga digerakkan ke arah kabel tadi yang dalam kedudukan tidak bergerak (stationary), arus juga akan wujud di dalam pengalir tersebut. Proses ini dipanggil atau dikenali sebagai arohan electromagnet (electromagnetic induction).
Medan magnet boleh diperolehi dari satu magnet kekal, tetapi medan magnet kekal tidak boleh dikawal kekuatan magnetnya (jumlah uratdayanya). Satu cara lain untuk mendapatkan medan magnet yang boleh dikawal kekuatan uratdayanya ialah dengan melilit pengalir di sekeliling sekeping besi lembut (soft iron) dan mengalirkan arus terus ke pengalir tersebut seperti di gambarajah. Satu medium magnet yang boleh dikawal kekuatan magnetnya
dapat dihasilkan, iaitu dengan mengawal arus terus yang dialirkan kepada gelong tersebut.
2. Binaan Asas Janakuasa
Sebuah janakuasa mengandungi dua bahagian asas, iaitu Pemutar (rotor) dan Pemegun (stator). Pemegun atau bahagian yang tidak bergerak sesebuah penjana biasanya menempatkan lilitan utama tiga fasa kuasa ulangalik. Pemutar utama mengandungi kutub medan magnet arus terus (DC magnetic fields poles). Sebaik sahaja uratdaya (fluks) magnet diwujudkan oleh kutub medan arus terus merentasi ruang udara ke lilitan pemegun (static coil), satu voltan dan arus tiga fasa terhasil (developed) di terminal keluaran penjana (generator output terminals). Voltan yang terjana ditunjukkan sebagai satu gelombang sinus (sine wave). Proses ini dipanggil arohan electromagnet (electromagnetic induction).
Berus–berus karbon (karbon brush) yang dipasang di atas gelang gelangsar (slip ring) adalah berfungsi untuk memungut arus elektrik yang dijana di dalam gelong angker dan membawanya ke litar luaran untuk dibekalkan ke beban elektrik. Gelang gelangsar arus dan berus karbon terpaksa digunakan disebabkan satu bahagian berputar dan satu lagi tidak berputar. Namun begitu janakuasa jenis gelung berputar ini sudah tidak banyak dikeluarkan dan digunakan sebab memerlukan senggaraan yang lebih. Jenis yang banyak digunakan sekarang ialah jenis tanpa berus karbon (brushless).
3. Asas Keluaran Janakuasa
Voltan yang dijana oleh janakuasa ialah voltan ulang–alik, oleh kerana ianya berubah–ubah mengikut masa dan kedudukan dari positif ke negatif. Oleh kerana voltannya berubah–ubah atau berulang-alik maka arus sentiasa dikaitkan dengan voltan ulang–alik. Voltan ulang–alik akan menghasilkan arus ulang-alik.
4. Frekuensi Arus Ulang–alik
Seperti mana yang kita lihat apabila angker telah berputar melalui 360 darjah iaitu satu pusingan yang lengkap, daya gerak elektrik yang terjana telah lengkap melalui satu frekuensi. Jika angker berputar di satu kelajuan 50 pusingan dalam satu saat, maka daya gerak elektrik yang terjana akan lengkap 50 kitaran dalam satu saat. Ini dikatakan frekuensi 50 kitaran dalam sesaat atau 50 Hertz (Hz). Frekuensi satu daya gerak elektrik yang terjana biasanya adalah bilangan kitaran lengkap tiap–tiap satu saat.
Frekuensi arus ulang–alik sangat penting untuk difahami, oleh kerana kebanyakan peralatan arus ulang–alik berkehendakkan satu frekuensi yang tertentu. Sila lihat gambarajah yang menunjukkan pusingan sebanyak 25 kitaran dalam masa ½ saat.
5. Pengulangalik ( Alternator )
Pengulang–alik ialah satu bahagian utama dari janakuasa yang boleh menjana arus ulang–alik. Terdapat berbagai–bagai saiz pengulangalik bergantung kepada kuasa yang boleh dikeluarkan olehnya. Walau apa pun saiznya, semua pengulangalik elektrik sama ada DC atau AC operasinya bergantung kepada tindakan sesuatu lilitan memotong satu medan magnet atau satu medan magnet memotong satu lilitan pengalir. Selagi ada gerak bandingan (relatif motion) di antara pengalir dan medan magnet, voltan akan terjana. Untuk mewujudkan gerak bandingan di antara medan magnet dan pengalir, semua janakuasa mengandungi dua bahagian mekanikal, iaitu pemutar (rotor) dan pemegun (stator).
Terdapat dua jenis pengulangaliik iaitu:
a. Pengulangalik jenis gelong berputar (lama – dengan berus kerbon) b. Pengulangalik jenis medan berputar (moden - brushless)
Gelong Berputar (Rotating Armature)
Jenis gelong berputar sama dari segi pembinaannya dengan janakuasa arus terus di mana gelong berputar melalui medan yang pegun (static). Kita boleh lihat perbezaannya di mana janakuasa arus terus, daya gerak elektrik yang dijana dalam gelung angker iaitu arus ulang–alik ditukar kepada arus terus oleh alat penukar tertib (commutator). Manakala untuk janakuasa arus ulang–alik, arus AC yang dijana disalurkan terus ke beban tanpa ditukar alih, menggunakan gelang gelangsar (slip ring).
Walau bagaimanapun biasanya jenis pengulangalik gelong yang berputar hanya berkadaran kuasa kecil sahaja. Di samping itu ianya tidak digunakan dengan meluas. Pengulangalik jenis medan berputar mengandungi lilitan gelong angker (stator) yang pegun tetapi medannya yang berputar.
Kebaikan jenis gelong angker yang pegun ialah voltan yang dijana boleh disambung terus ke beban. Di samping itu, sambungan yang kukuh dapat dibuat beserta dengan tebatan yang berkesan di punca sambungan jenis angker yang pegun. Oleh itu pengulangalik jenis voltan tinggi biasanya adalah dari jenis angker yang pegun dan medan yang berputar. Oleh kerana voltan yang dibekalkan ke lilitan di mana yang berputar adalah voltan rendah dan membawa arus terus, maka masalah yang timbul seperti arka di gelang gelangsar adalah tidak penting.
Arus maksima yang boleh dibekalkan oleh sesuatu pengulangalik bergantung kepada kehilangan tenaga haba (heat loss) maksima yang berlaku dalam gelong angker. Kehilangan tenaga haba ini iaitu I2R Power Loss bertindak
memanaskan pengalir dan jika berlebihan ianya boleh merosakkan bahan penebat pengalir.
Pengulangalik berkadaran mengikut voltan dan arus keluaran. Ini bermakna kadaran (rating) pengulangalik disebut dalam volt–ampere (VA). Bagi mesin yang besar ianya berkadaran dalam kilovolt–ampere (KVA), selaras dengan kuasa yang mampu dikeluarkan oleh pengulangalik tersebut.
Bagi kedua–dua sambungan Star dan Delta,
Kuasa P = 3 x EL x 1L x P.F
Di mana P = Jumlah kuasa (Watt)
3 = 1.732
EL = Voltan antara talian (volt)
IL = Arus talian (ampiar)
P.F = Faktur kuasa / angkadar kuasa
7. Penggerak Utama Pengulangalik (Alternator Prime Mover)
Terdapat beberapa jenis pengerak utama, yang biasa adalah seperti berikut :
a. Enjin petrol e. Turbin gas b. Enjin disel f. Turbin angin
c. Turbin wap g. Turbin wap nuklear d. Turbin hidro
Pengulangalik yang mempunyai kadar kilovolt–ampere (KVA) yang rendah (kurang dari 5 KVA) dan satu fasa selalunya menggunakan enjin petrol dan sering digunakan oleh peniaga kecilan. Ini disebabkan ianya kecil, mudah serta senyap operasinya.
Saiz KVA yang lebih besar (10 KVA–2 MVA) selalunya menggunakan enjin disel berbagai kuasa kuda. Ini disebabkan kos bahan apinya murah. Manakala yang lebih tinggi lagi KVA nya adalah dipandu oleh turbin jenis kelajuan yang tinggi. Penggerak utama pengulangalik jenis ini ialah satu turbin wap kelajuan tinggi yang dipandu oleh wap tekanan tinggi. Pemutar pengulangalik jenis ini dipandu oleh turbin berbentuk bulat panjang, kecil garis pusatnya dan mempunyai belitan–belitan di dalam lubang–lubang alur. Belitan–belitan disusun menjadikan dua atau empat kutub medan. Cara pembinaan begini sahaja pemutar boleh tahan daripada tekanan pusingan kelajuan yang tinggi.
Pengulangalik jenis kelajuan perlahan pula dipandu oleh turbin kuasa air / kuasa hidro dan gear turbin menggunakan pemutar jenis kutub salient (salient pole). Untuk pengulangalik kecil medan magnetnya menggunakan magnet kekal, tetapi jenis besar medan magnetnya menggunakan gelung yang dibekalkan dengan arus terus. Arus terus tersebut dibekalkan oleh sesebuah generator DC bersaiz kecil yang dipasang di hujung crankshaft. D.C. generator ini dinamakan alat pengujaan atau exciter.
Oleh sebab voltan keluaran janakuasa bergantung kepada kekuatan medan dengan andaian kelajuan enjin tetap, maka mengawal kekuatan medan menjadi perkara penting bagi sesebuah janakuasa. Jika tidak voltan keluarannya menjadi tidak stabil. Alat yang berfungsi untuk mengawal voltan keluaran tersebut
dipanggil Automatic Voltage Regulator (AVR) atau Voltage Control Unit (VCU). Selalunya alat ini adalah himpunan komponen elektronik.
Lilitan utama yang menghasilkan arus keluaran ditempatkan di stator atau chasis pengulangalik. Hujung setiap kumpulan lilitan disambungkan kepada terminal keluaran (terminal box) yang selalunya dipasang di bahagian atas chasis pengulangalik untuk seterusnya disambung ke papan AMF (Automatic Main Failure).
8. Pengulangalik Tiga Fasa
Pengulangalik tiga fasa mengandungi tiga kumpulan lilitan satu fasa ditempatkan supaya voltan aruhan di mana–mana satu fasa adalah di penempatan 120 darjah elektrikal dari kedua–dua yang lain. Gelombang voltan yang dijana merentang tiap–tiap fasa adalah 120 darjah antara satu sama lain.
Enam litar mendulu dari pengulangalik tiga fasa dijadikan tiga litar mendulu, tiap–tiap satu keluar dari fasa disambung supaya menjadi satu sambungan yang dinamakan sambungan Y (star) atau sambungan bintang. Mata sambungan dipanggil neutral dan dibumikan dan voltan dari mata ini ke mana–mana litar mendulu akan menjadi voltan fasa. Voltan voltan merentang di antara dua litar mendulu tidak termasuk neutral dipanggil voltan talian. Oleh kerana lilitan hanya ada satu arah untuk arus mengalir di antara fasa, maka untuk sambungan star arus talian dan fasa adalah sama.
Satu pemegun tiga fasa boleh juga disambungkan supaya fasanya disambung di antara mendulu (litar mendulu ke litar mendulu) dan ini dipanggil sambungan delta. Dalam sambungan delta voltan talian dan voltan fasa adalah sama. Oleh itu fasa ke fasa adalah 120 darjah tak sefasa di antara satu sama lain, arus talian ialah 1.732 dikali dengan arus fasa. Kedua–dua sambungan bintang dan delta digunakan dalam pengulangalik. Sambungan star selalunya untuk janakuasa voltan rendah 415V manakala sambungan delta untuk voltan tinggi 11KV.
Kuasa yang boleh dikeluarkan oleh sesebuah pengulangalik berkadaran tertentu bergantung kepada kelajuan alternator dan kekuatan medan magnet. Komponen lain sudah ditetapkan oleh pembuat alternator mengikut saiz KVA unit tersebut. Namun begitu walaupun kelajuan ditinggikan dan medan magnet dikuatkan ia tetap tertakluk kepada kuasa keluaran maksima unit tersebut. Selalunya kadaran KVA (rated KVA) tidaklah merupakan kuasa maksima. Ada 5% hingga 10 % kuasa lagi boleh dikeluarkan oleh unit yang tersebut.
Kebanyakan pengulangalik yang digunakan hari ini adalah dari jenis mesin lilitan tiga fasa. Ini adalah kerana pengulangalik jenis tiga fasa lebih meluas
digunakan dan ekonomi dari segi penggunanya jika dibandingkan dengan jenis satu atau dua fasa. Penggunaan pengubah tiga fasa (three phase transformer) biasanya ada berkaitan dengan pengulangalik tiga fasa. Selalunya bahagian voltan tinggi pengubah 11/0.433 kV disambung secara delta manakala bahagian voltan rendahnya disambung secara star.
9. Frekuensi Sebuah Pengulangalik
Frekuensi ulang-alik yang dijana oleh sesebuah pengulangalik bergantung kepada bilangan kutub dan kelajuan pemutar. Apabila pemutar berputar melalui satu sudut tertentu untuk dua kutub yang berlawanan iaitu satu kutub utara dan selatan dan juga telah melalui satu lilitan pemegun, voltan yang teraruh di dalam lilitan itu telah melalui satu putaran yang lengkap / penuh iaitu 360 darjah (elektrikal). Dengan demikian pengulangalik fasa tunggal dua kutub berputar di kelajuan 3000 putaran seminit akan menjana voltan di 50 kitaran sesaat. Semakin banyak bilangan kutub di medan putaran, kelajuan putaran akan semakin menurun. Sebagai contoh sebuah pengulangalik lapan kutub akan hanya berputar 750 putaran seminit untuk menjana satu keluaran 50 kitaran sesaat. Untuk sesetengah negara frekuensi yang digunakan ialah 60 Hz, oleh itu kelajuan pengulangalik menjadi berbeza.
Kaitan di antara frekuensi yang dijana disebut dalam kitaran sesaat, kelajuan pemutar disebut putaran seminit dan bilangan kutub adalah seperti formula di bawah ini.
F
= N x P
120
Yang mana, F = Frekuensi N = Putaran seminit P = Bilangan kutub
Kelajuan Synchronous Pengulangalik Bilangan kutub 50 Hz rpm 60 Hz rpm 400 Hz rpm 2 3000 3600 24000 4 1500 1800 12000 6 1000 1200 8000 8 750 900 6000 10 600 720 4800 12 500 600 4000 14 429 514 3429 16 375 450 3000 18 333 400 2667 20 300 360 2400 22 273 327 2182 24 250 300 2000 40 150 180 1200
10. Kelajuan Tanpa Beban
Kelajuan tanpa beban selalunya adalah lebih tinggi sedikit dari kelajuan dengan beban dengan julat 3% - 5% melebihi kelajuan beban penuh.
11. Pengatur Voltan Otomatik( Automatic Voltage Regulator ) AVR/VCU
Voltan keluaran sebuah pengulangalik tiga fasa yang biasa digunakan di Malaysia ialah 240/415 V. mengikut peraturan IEE perubahan voltan ialah +5% dan – 10%. Penentuan voltan yang dijana oleh sesebuah pengulangalik ialah dengan menyelaraskan perubahan medan. Sila lihat gambarajah contoh satu pengatur voltan.
Dalam sebuah pengulangalik seperti juga janakuasa arus terus, voltan keluaran berubah–ubah dengan perubahan beban dan dengan tambahan susutan I2R
(kehilangan haba) dan satu lagi kesusutan voltan dalam belitan yang dikenali sebagai susutan IXL (IXL adalah regangan aruhan dalam gelong lilitan). Kedua–
dua susutan I2R dan IX
L boleh menurunkan keluaran voltan sebaik sahaja beban
meningkat. Perubahan voltan dari tiada beban ke kedudukan beban penuh adalah dipanggil ‘Pengaturan Voltan’ (voltage regulation) sebuah pengulangalik. Satu voltan keluaran yang seimbang boleh diperolehi dengan menyelaraskan kekuatan medan sebagaimana mengikut kehendak perubahan beban.
Satu reostat dengan operasi insani (manual operation) di dalam litar medan boleh digunakan bagi menyelaraskan kekuatan medan. Tetapi oleh kerana banyak pengulangalik mengalami bebanan yang tidak seimbang secara
berterusan, adalah perlu dibuat banyak pengubahsuaian. Oleh itu alat yang beroperasi secara automatik adalah diperlukan. Pengatur voltan untuk sistem mengecas bateri kereta adalah contoh sebuah pengatur automatik. Pensuisan dan pengawalan arus ujaan dilakukan oleh AVR secara automatik. AVR akan mengesan voltan keluaran diterminal keluaran dan seterusnya menambah atau mengurangkan arus ujaan mengikut perubahan voltan keluaran tersebut supaya voltan keluaran pengulangalik menjadi stabil.
Disamping itu terdapat juga Regulating Transformer yang boleh membekalkan arus kepada medan utama jika sekiranya AVR gagal berfungsi, namun ketepatannya tidak begitu baik.
12. Penguja Arus Terus (Exciter)
Proses membekalkan arus terus kepada lilitan medan dipanggil pengujaan janakuasa. Alat yang membekalkan arus terus kepada medan magnet utama pengulangalik dipanggil Penguja Arus Terus (Exciter). Ianya boleh dibekalkan dalam berbagai cara, diantaranya adalah seperti menggunakan janakuasa kecil arus terus dan penguja elektronik jenis static.
Penguja arus terus boleh diperolehi dari sesebuah penjana arus terus. Penguja seperti ini sama ada dipasang di bahagian pemutar (rotor) pengulangalik atau dengan penduan talisawat (belt coupling) dan dipasang di atas penjana. Penguja seperti ini sebenarnya adalah sebuah penjana arus terus yang kecil dan dipasang di aci engkol (crankshaft) pemutar sama seperti pengulangalik. Keburukan sistem ini adalah ianya memerlukan alat penukartertib (commutator) dan berus karbon. Penukartertib digunakan bagi menukar arus ulang–alik kepada arus terus manakala berus dan slip ring meyalurkan arus terus ke gelong medan di pemutar. Oleh kerana pemutar berputar sepanjang masa enjin berjalan, adalah mustahil untuk menyambungkan kabel ke pemutar atau gelong medan di pemutar tanpa menggunakan berus karbon dan slip ring. Disamping itu, kita harus ingat bahawa arus yang dijana oleh DC alternator (exciter) adalah arus ulang–alik dan ianya memerlukan alat penukartertib (commutator) bagi menukar arus ulang–alik kepada arus terus untuk sistem pengujaan. Penguja seperti ini adalah dipasang atau dibina bersama–sama dengan pengulangalik itu sendiri.
Penukartertib mengandungi jalur tembaga yang dipasang di aci engkol (crankshaft) penjana. Jalur- jalur tembaga ini bertebat dengan jalur–jalur mica ditempatkan di antara jalur–jalur tembaga. Berus–berus mengandungi grafit dipotong mengikut bentuk kelengkapan aci. Apabila aci engkol berputar berus grafit mengelunsur di permukaan jalur–jalur tembaga di atas aci engkol dan membekalkan satu litar penuh untuk arus mengalir ke gelong medan di pemutar. Masalah yang akan timbul semasa berus–berus mengelunsur di permukaan jalur–jalur tembaga ialah sudah semestinya berus–berus menjadi haus dalam satu jangka masa tertentu. Dengan demikian, penukartertib dan berus–berus memerlukan penjagaan dan senggaraan yang lebih.
Untuk mengelakkan masalah tersebut, penguja tanpa berus telah dicipta. Dalam sistem pengujaan tanpa berus, kommutator digantikan dengan rotating diode yang dipasang di alternator shaft. Pada asasnya pengujaan tanpa berus adalah sama dengan pengujaan utama. Arus keluaran ulang–alik dari excitor dibekalkan terus ke diode penerus berputar (rotating rectifier diode) yang terpasang di atas pelit dan diikat kepada aci penjana (alternator shaft). Oleh sebab rotor excitor, rotating rectifier diode dan gelong medan utama adalah merupakan satu unit crankshaft dan berputar bersama-sama maka penyambungan bekalan arus DC kepada medan utama boleh dibuat terus tanpa melalui apa-apa berus karbon dan slip ring atau commutator.
13. Sistem Penguja Pegun ( Static exciter )
Sistem ini dipanggil Penguja Pegun (static exciter) oleh kerana ianya tidak mengandungi bahagian yang bergerak. Sebahagian dari keluaran penjana disalurkan ke penerus melalui litar elektronik dan dibekalkan ke lilitan medan exciter.
13. Kawalan Sistem Janakuasa
Kawalan yang perlu untuk sesebuah janakuasa ialah kawalan voltan keluaran dan frekuensinya. Voltan keluaran dikawal oleh AVR. Oleh sebab frekuensi bergantung kepada kelajuan enjin maka governor berfungsi untuk menstabilkan frekuensi.
14.1 Kawalan Voltan Keluaran Penjana
Magnitud voltan arus ulangalik yang terjana dikawal dengan menggunakan arus ujaan arus terus yang dibekalkan ke medan. Jika sekiranya ujaan yang tetap dibekalkan, magnitud voltan boleh dikawal dengan mengawal kelajuan enjin, walau bagaimanapun ini akan melibatkan perubahan frekuensi dan oleh kerana biasanya frekuensi yang tetap diperlukan, maka cara kawalan voltan seperti ini jarang digunakan. Oleh itu pengatur voltan jenis litar padu (solid state voltage regulator) digunakan untuk mengawal arus ujaan dan dengan demikian voltan keluaran dari sesebuah janakuasa dapat dikawal dengan baik.
Kekuatan ujaan yang dikehendaki ialah bergantung kepada beban janakuasa. Apabila beban janakuasa meningkat kekuatan ujaan yang dikehendaki untuk mengekalkan voltan juga turut sama meningkat. Beban regangan angkadar kuasa mengekor (reactive lagging power factor loads) memerlukan lebih ujaan berbanding dengan beban dengan angkadar kuasa satu (unity power factor loads). Mesin yang beroperasi dengan bebanan angkadar kuasa mendulu memerlukan ujaan yang kurang dari unit bebanan angkadar kuasa satu (unity power factor).
14.2 Kawalan Frekuensi
Governor samada jenis mekanikal (hydraulic) atau jenis elektrik akan mengesan kejatuhan dan kenaikan kelajuan enjin. Jika kelajuannya tidak berada pada julat yang ditetapkan, governor akan menyesuaikan banyaknya
bahan api yang dibekalkan kepada system pembakaran enjin supaya kelajuan enjin menjadi stabil.
15. Kadaran Sesebuah Janakuasa
Bagi menentukan kadaran sesebuah janakuasa factor-faktur seperti berikut perlu diambil kira :
1. Penggunaan (sama ada untuk tunggu sedia, kuasa puncak/peaking power atau kuasa berterusan)
2. Bebanan puncak dalam KW 3. Peratus lebih beban
4. Faktur kuasa beban
5. Voltan dan Fasa (contoh satu fasa , tiga fasa)
6. Suhu Ambien dan kenaikan suhu (suhu dan altitud, kelembapan dan lain– lain keadaan sekeliling jika luar biasa atau teruk)
7. Had perubahan frekuensi dan sambutan beban fana (limits of frequency variation and response to load transient).
8. Had junaman voltan (voltage dip) dan masa pulih semula (limits of voltage dip and transient recovery time)
9. Had kejatuhan kelajuan (droop) 10. Klas penebatan liltan utama
11. Senarai saiz motor dan ciri–ciri permulaan (list of motor sizes and starting characteristics)
12. Maklumat mengenai jumlah bebanan yang mungkin wujud di talian apabila sebarang motor–motor besar dimulakan
16. Pembekal Kuasa Utama (Prime Power)
“ Pembekal Kuasa Utama ” bermaksud janakuasa adalah sebagai pembekal utama elektrik dan faktur ini diambilkira supaya ketahanan enjin yang optimum boleh dicapai. Jika tidak usia enjin tidak akan bertahan lama.
Contoh bekalan yang dibekalkan oleh janakuasa sebagai kuasa utama adalah perbandaran yang kecil, industri–industri kecil di luar bandar, perlombongan dan lain–lain jenis industri yang tidak mendapat bekalan dari pihak berkuasa pembekal kuasa elektrik (TNB). Sebelum terdapat nasional grid TNB, janakuasa sebagai pembekal kuasa utama adalah lumrah.
Dalam sesuatu penggunaan kuasa utama, set janakuasa itu mungkin dikendalikan terus menerus dalam sehari dengan bebanan yang berubah–ubah sepanjang hari. Kadar kuasa utama walau bagaimanapun lebih tinggi dari jenis kadaran set yang dikendalikan secara berterusan (continuous duty rating) berdasarkan bebanannya yang berubah–ubah. Kadaran kuasa utama dianggap bahawa hitung panjang keluaran yang dikira dalam tempoh melewati 24 jam beroperasi tidak melebihi kadaran enjin jenis industri beroperasi secara berterusan.
Selalunya lebih bilangan janakuasa disediakan dari yang diperlukan supaya ianya dapat dijalankan secara bergilir–gilir. Cara ini dapat memanjangkan usia enjin serta mudah melaksanakan kerja-kerja senggaraan.
Hitung panjang keluarannya dikira dalam kilowatt-jam, berdasarkan satu tempoh operasi selama 24 jam. Satu ‘kilo-watt demand meter’ boleh digunakan bagi mengukur satu permintaan hitung panjang (average demand), atau penggunaan bahan api selama 24 jam boleh diukur dan ditukar ke kilowatt–jam. Jika sekiranya hitung panjang keluaran kuasa kuda beroperasi melewati satu tempoh 24 jam melebihi kadaran kuasa kuda industri berterusan (industrial continues horsepower rating), tempoh ketahanan enjin (engine life) akan menurun.
17. Janakuasa Tunggu Sedia
Janakuasa tunggusedia adalah merupakan sistem bekalan elektrik yang tidak digunakan dalam keadaan bekalan elektrik adalah normal, ianya digunakan apabila bekalan kuasa elektrik yang biasa diterima terputus atau mengalami gangguan.
18. Kadaran Janakuasa Tunggu Sedia
Kadaran janakuasa tunggu sedia adalah bergantung kepada saiz beban yang perlu dibekalkan olehnya semasa gangguan bekalan terjadi. Selalunya beban penting sahaja (essential load) diutamakan untuk dibekalkan oleh janakuasa tunggu sedia semasa gangguan terjadi. Jika tidak kita perlukan set janakusaa yang terlalu besar dan ini merupakan satu pembaziran. Beban penting berbeza– beza mengikut penggunaan sesuatu bangunan. Bangunan pejabat selalunya lift, sebahagian kecil mampu terutama di tempat–tempat yang tidak mendapat cahaya dari tingkap, merupakan beban penting. Bagi komplek membeli–belah lampu adalah penting. Bagi bank dan badan–badan tertentu, komputer sangat
penting kerana itulah nadi perniagaannya, oleh itu mungkin ia menjadi beban penting. Hospital pula mempunyai beban penting yang tersendiri terutama bilik kecemasan dan bilik bedah.
19. Lokasi Janakuasa
Lokasi janakuasa bergantung kepada:
a. Kesesuaian tempat
b. Kehendak peraturan (JBE, Bomba, Building by law) c. Mudah senggaraan
d. Jarak dari papan suis utama
Selalunya janakuasa ditempatkan di paras tanah (ground level), tetapi ada juga di tingkat atas sedikit kerana masalah kekurangan tempat di tingkat bawah. Bangunan tinggi di tengah bandar selalunya menghadapi masalah ini .Di kawasan selalu dilanda banjir menempatkan janakuasa di tingkat bawah adalah tidak sesuai.
20. Kesan Harmonic
Harmonic adalah gelombang tambahan selain dari gelombang sinus (sine wave). Kesan gelombang ini menyebabkan gelombang sinus keluaran penjana tidak sempurna (distortion). Alat yang sensitif kepada gelombang ini boleh menimbulkan masalah. Harmonic yang terlalu serius akan menyebabkan bahagian–bahagian tertentu terutama penamatan dan penyambungan kabel
menjadi panas. Saiz kabel juga mungkin perlu lebih besar. Kebocoran ke bumi juga menjadi tinggi.
21. Penyejukan Pengulangalik
Kehilangan tembaga dan teras besi (copper and iron core losses) sesebuah pengulangalik akan menghasilkan haba. Kehilangan tembaga adalah kehilanagn I2R dan ia berubah dengan perubahan beban yang mengakibatkan perubahan
arus. Kehilanagn teras berubah dengan voltan, tetapi tidak dengan beban. Suhu lilitan bergantung kepada suhu ambient dicampur dengan kenaikan suhu disebabkan kehilangan tembaga dan kehilangan besi.
Untuk tujuan penyejukan supaya suhu pengulangalik berada di tahap yang dihadkan ia dilengkapkan dengan kipas yang boleh menyedut udara dari satu hujung dan membuangnya di hujung yang satu lagi.
Selalunya pengulangalik mempunyai ruang udara terbuka tetapi ditutup dengan jaring dawai di sekelilingnya. Bahagian atas di mana terdedahkan kepada titikan air atau objek jatuh, ditutup dengan kepingan logam. Dalam keadaan tertentu di mana penyejukan jenis ini tidak sesuai pengulangalik ditutup sepenuhnya dan penyejukan menggunakan benda alir yang sesuai dan tidak konduktif digunakan.
22. Alat Pemanas ( Space heater )
Pengulangalik tunggu sedia yang berada di kawasan tropika di mana lembapan adalah masalah yang sering dihadapi, perlu dipasang alat pemanas didalam
lilitannya supaya ianya sentiasa kering. Pemanas ini hendaklah di ON kan semasa pengulangalik tidak beroperasi sahaja. Bekalan alat pemanas selalunya bekalan satu fasa dan diambil dari bekalan utama (mains supply).
23. Kelas Penebatan Pengulangalik
Kelas penebatan pengulangalik selalunya ialah kelas H (180 darjah C) untuk main rotor & stator dan kelas F (155 darjah C) untuk excitor.
24. Bilik Janakuasa
Janakuasa hendaklah ditempatkan di dalam bilik yang sesuai dan cukup keluasannya. Keperluan bilik tersebut antaranya ialah :
a. Cukup keluasan dan ketinggiannya
b. Bersebelahan atau hampir dengan bilik papan suis utama
c. Laluan keluar masuk hendaklah mudah untuk tujuan senggaraan d. Mempunyai peredaran udara yang mencukupi
e. Mempunyai alat atau sistem pemadam api dari jenis yang sesuai dan diluluskan
f. Mempunyai lampu dan soket 13 A yang secukupnya g. Mempunyai kipas pelawas yang cukup saiznya
h. Mempunyai tikar getah setebal 5mm dihadapan papan AMF dengan saiz yang tidak kurang dari lebar papan AMF itu sendiri
i. Dilengkapkan dengan sistem pembumian untuk frame penjana dan star point j. Dilengkapkan dengan sistem penyerap bunyi jika diperlukan
k. Mempunyai trench jika berada di tingkat bawah l. Dilengkapkan dengan tanda, notis dan kunci
Janakuasa hendaklah diletakkan di atas tapak yang sesuai dan kuat selain dari tapak yang tersedia ada (concrete plinth). Penyerap gegaran dari jenis yang sesuai seperti getah atau spring hendaklah dipasang. Sebaik–baiknya tapak janakuasa hendaklah tinggi sedikit dari aras lantai supaya kerja–kerja senggaraan seperti menukar minyak enjin mudah dijalankan.
26. Kabel Keluaran
Kabel keluaran yang digunakan biasanya jenis MICC ( mineral insulated copper cable ) kerana kabel ini tahan suhu tinggi. Kabel jenis FRC (fire rated cable) ada juga digunakan dan semakin popular disebabkan harganya lebih murah dan kerja memasangnya lebih senang berbanding dengan kabel MICC. Kabel FRC lembut dan mudah lentur tetapi tidak mudah terbakar, manakala kabel MICC sangat keras dan sukar memasangnya. Suhu ambient berhampiran janakuasa adalah lebih tinggi dari bahagian–bahagian lain pemasangan. Risiko kebakaran seperti ini juga adalah tinggi, oleh itu kabel biasa tidak sesuai digunakan.
27. Papan AMF (Automatic Main Failure)
Papan AMF digunakan untuk mengawal dan melindungi janakuasa. Segala bentuk operasi otomatik janakuasa dikawal di papan ini. Begitu juga perlindungan pengulangalik dan enjin disel dilakukan di sini.
a. ACB atau MCCB dengan gelung shunt trip b. Meter–meter penunjuk
Ammeter (3 buah), Voltmeter (3 buah), meter frequency, meter hour run, meter faktur kuasa, meter KWh, meter KW
c. Pengecas bateri
d. Geganti perlindungan Electrical (protective relays)
Electrical relays, litar pintas / arus lebih, beban lebih rosak ke bumi, restricted earth fault, under voltage relay, reverse power relay.
e. Geganti mekanikal (mechanical relays)
Lampau laju (overspeed), lampau panas (high water tenperature), tekanan minyak rendah (low oil pressure), overcrank, gagal untuk dihidupkan (fail to start) dsb.
f. Timer
g. DC supply switch (double pole) h. Lampu–lampu penunjuk
i. Emergency Stop Button (mushroom type)
j. Butang–butang tekan (Manual Start, Lamp Check)
k. Suis pemilih Operation mode (OFF, MANUAL, TEST, AUTO) l. Loceng amaran
Terdapat DUA kadaran voltan untuk gelung geganti kawalan iaitu:
a. DC 24 V / DC 12 V b. AC 240 V
Sebahagian geganti beroperasi semasa janakuasa belum berfungsi oleh itu gelung geganti mendapat bekalan dari bateri. Sebahagian lagi hanya berfungsi apabila janakuasa telah beropersai, oleh itu ia dibekalkan bekalan 240 V AC. Sila rujuk rajah litar kawalan papan AMF.
Dari papan ini bekalan disalurkan ke papan suis utama melalui suis tukar alih (chargeover contactor) untuk disalurkan ke beban–beban tertentu bila diperlukan. Suis tukar alih hendaklah electrically and mechanically interlock. Gelung operasinya hendaklah berkadaran 240V, 50 Hz dan boleh beroperasi dengan voltan di antara 85 % hingga 110 % dari voltan kadaran.
28. Tangki Bahan Api
Lazimnya terdapat dua jenis tangki didalam system janakuasa. Pertama ialah tangki simpanan (bulk tank / storage tank) dan tangki harian (day tank). Bulk tank berkapasiti besar dan selalunya untuk bekalan kepada beberapa buah janakuasa, manakala day tank berkapasiti kecil untuk kegunaan setiap satu janakuasa. Bulk tank selalunya ditempatkan diluar bilik janakuasa manakala day tank ditempatkan didalam bilik janakuasa atau berhampiran dengan janakuasa. Jika pengaliran secara gravity tidak dapat diperolehi sebuah pam bahan api hendaklah disediakan untuk mengepam bahan api dari bulk tank ke day tank.
29. Pembumian
Pembumian yang diperlukan untuk system janakuasa ialah pembumian untuk papan AMF, pembumian frame alternator dan pembumian star point gelong alternator. Pembumian papan AMF dan frame alternator boleh digabungkan tetapi pembumian untuk star point alternator hendaklah dibuat berasingan.
Pita tembaga digunakan sebagai konduktor bumi untuk pembumian papan AMF dan frame alternator. Manakala star point pula konduktor bumi yang digunakan ialah kabel tembaga PVC hitam dengan saiz yang mencukupi.
31. Perlindungan Solid Particle dan Percikan Air IP21, IP22 dan IP23 (on request)
32. Testing of Generator Set
Ujian di kilang (performance test) Ujian pemasangan
Ujian Enjin
Ujian Sistem kawalan & perlindungan Test Form
33. Engine Instrument Panel Key switch
Reset button
Temperature indicator / liquid expansion tube Oil pressure meter (PSI)
Charging current
RPM meter / magnetic pickup
34. Perlindungan Janakuasa
Perlindungan asas yang berikut hendaklah diberikan kepada sesebuah janakuasa:
a. Overspeed - trip
b. High Water Temperature - trip c. Low Oil Pressure - trip
e. Low Fuel level - alarm f. Lack of Fuel – alarm & trip g. Undervoltage - trip
h. Fail to start - stop
i. Overcurrent / Overload - trip j. Earth fault / Leakage - trip
Standard Digunakan
Standard yang biasa diguna pakai ialah:
k. IEC – 2-3 Italy l. BS 5000 UK m. NEMA USA n. VDE Germany o. NFC 51.111 France p. CSA Canada
. Pendaftaran & Fee
SENGGARAAN JANAKUASA No Butiran Setiap Bulan Setiap 6 bulan Setiap 12 bulan A SISTEM PELINCIRAN
A1 Paras minyak pelincir, tambah jika perlu
*
A2 Penapis minyak, tukar setiap 250 jam * A3 Minyak hydraulic governor, tambah
jika perlu
* A4 Tukar minyak hydraulic setiap 1500
jam
* A5 Periksa kebocoran minyak
pelincir/hydraulic
*
B SISTEM BAHAN API
B1 Periksa operasi pam pindah minyak *
B2 Tukar penapis bahan api *
250 jam B3 Periksa kebocoran bahan api *
B4 Bersihkan penapis udara *
B5 Ganti penapis udara *
C SISTEM PENYEJUK
C1 Periksa paras bahan penyejuk, tambah jika perlu
* C2 Periksa jika terdapat kebocoran bahan
penyejuk
*
C3 Tukar bahan penyejuk *
C4 Bersihkan radiator *
D1 Bersihkan habuk * D2 Uji penebatan di stator dan rotor *
E PANEL KAWALAN Setiap
hari
Setiap bulan
Setiap 6 bulan E1 Periksa dan rekodkan bacaan
meter-meter semasa janakuasa berjalan
*
E2 Periksa lampu-lampu penunjuk *
E3 Periksa dan uji operasi alat perlindungan:
i. Suhu tinggi – amaran & pelantik ii. Tekanan minyak rendah –
amaran & pelantik
iii. Gagal untuk mula – amaran & pelantik
iv.Paras bahan api rendah stage 1 – amaran sahaja
v. Paras bahan api rendah stage 2 – pelantik
*
F SISTEM ELEKTRIK
F1 Periksa paras elektrolit bateri, tambah jika perlu
* F2 Periksa pengecas bateri (trickle &
boost)
* F3 Buka & Bersihkan terminal sambungan
bateri serta kuatkan ikatannya
*
G UJIAN PERJALANAN
JANAKUASA
G1 Jalankan janakuasa tanpa beban selama kira-kira 15 minit
* G2 Jalankan janakuasa dengan beban
selama 30 minit
*
H SISTEM PEMBUMIAN
H1 Periksa & ketatkan sambungan kabel bumi janakuasa dan papan AMF
* H2 Uji keterusan pengalir bumi &
rintangan elektrod bumi
*
I1 Bersihkan bilik janakuasa *
