TUGAS AKHIR
ANALISIS PERBANDINGAN PENENTUAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR SINKRON 3 FASA DENGAN MENGGUNAKAN METODE
POTIER DAN METODE NEW ASA
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh
CAHYA RAMADANI NIM : 100402027
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Perubahan tegangan terminal generator sinkron dapat berpengaruh pada
efisiensi serta keandalan suatu sistem hal ini disebabkan oleh beban yang dilayani
generator sinkron berubah-ubah yang dapat mempengaruhi tegangan dan daya
keluaran dari generator sinkron tersebut. Dalam Tugas Akhir ini dibahas
mengenai analisis perbandingan penentuan regulasi tegangan generator sinkron 3
fasa dengan menggunakan metode potier dan metode new asa, sebelumnya
dilakukan perbaikan faktor daya untuk pembebanan induktif, resistif dan kapasitif
lalu dilakukan perhitungan regulasi tegangan dan efisiensi. Dari metode potier dan
new asa dengan arus beban sebesar 4,83 A diperoleh regulasi tegangan pada
beban induktif adalah lebih positif dari pada beban resistif, dan kapasitif yaitu :
Metode Potier induktif : 36,55 % resistif : 23,03 % kapasitif : 9,25 %. Metode
New Asa induktif : 44,69 % resistif : 24,51 % kapasitif : 3,08 %.
Kata kunci : Generator Sinkron, Metode Potier, metode New Asa, Regulasi
KATA PENGANTAR
Dengan Nama Allah Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang
Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat
dan karunia yang dilimpahkan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini yang berjudul :
ANALISIS PERBANDINGAN PENENTUAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR SINKRON 3 FASA DENGAN MENGGUNAKAN METODE
POTIER DAN METODE NEW ASA
Shalawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW, seseorang yang
sangat mulia, yang telah membawa perubahan besar bagi umat muslim didunia,
semoga dengan sering bershalawat kepada beliau kita akan mendapatkan
syafaatnya diakhirat kelak.
Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang wajib
dipenuhi untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
Ayahanda Sutin dan Ibunda tercinta Dwi Haryati yang senantiasa mencurahkan
kasih sayang dan doa yang tiada terhitung kepada penulis serta tiada
bosan-bosannya mengasuh, mendidik, dan membimbing penulis dari sejak lahir hingga
sekarang.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini,
penulis banyak memperoleh bimbingan, pengalaman dan dukungan dari berbagai
pihak. Untuk itu, dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih
1. Bapak Ir.Syamsul Amien , M.S selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
penulis yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing, membantu dan
mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir.Eddy Warman MT dan ibu Ir.Windalina Syafiar selaku dosen
penguji penulis yang telah memberikan banyak ilmu dan arahan selama
penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU.
4. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Dosen wali penulis dan Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU yang telah membimbing dan
mengarahkan penulis selama masa perkuliahan.
5. Seluruh Dosen Teknik Elektro FT-USU yang telah memberikan banyak ilmu
dan bimbingan kepada penulis dan terima kasih kepada Pegawai di
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
6. Kepada Beasiswa Karya Salemba Empat, Pak Hengky, Pak Tatan, Pak Dadit,
pak Mirza, pak Chris, para donatur dan seluruh staff yayasan KSE yang telah
memberikan kesempatan dan dukungan berupa moril dan materil kepada
penulis dalam menyelesaikan studi selama perkuliahan.
7. Kepada PT.Indofood Sukses Makmur yang telah memberikan kesempatan
dan pelatihan yang sangat berharga kepada penulis.
8. Kepada kakakku Dina Juniarti, Mas Endriyadi, dan adikku Vika Trianita serta
seluruh keluargaku terimakasih telah mendukung, membantu dan memberi
9. Kepada teman – teman ARDAYAZA, Ari, Yahya, Reza yang telah
bersama-sama melewati masa perkuliahan dengan beragam cerita dan kisah.
10. Kepada ust. Rusli yang selalu membimbing dan menasehati penulis, dan
kepada sahabat dunia akhirat Rudi, Budi, Bg Gunawan, Akhi Junaidi, Akhi
Taufik, Fadhil terima kasih telah menyemangati dan mengingatkan penulis,
semoga kita semua tetap istiqomah.
11. Teman – teman paguyuban Karya Salemba Empat, Asrini , Amelia , Kherly,
bg Fran, kak Marina, ko Erick, Grace, bg Teguh , bg Yudith, bg Fahri ,
Gilang, Taufik, Salim, Fadli dan semuanya yang tidak dapat disebutkan satu
persatu terima kasih atas semua bantuannya sukses selalu buat kita semua.
12. Sahabat-sahabat terbaikku Selamat Aryadi , Yahya Ahmadi , Bg Riki
Ananda, Suhendri, bg Rizky Kurniawan , Bg Eden, Bg Rimbo, Mulia, buk
Dila, buk Dewi, buk Dwi, kak Tari, mbak Mayang, buk Angel, Sylvester,
Andika, Dhuha dan Yang lain yang tak bisa disebutkan satu persatu
terimakasih atas semuanya.
13. Kepada team Berombang, Mbak Fitri, bg Fendi, Bg Rama, Bg Dicky terima
kasih telah membimbing dan mengarahkan penulis.
14. Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung selama
menjalani masa perkuliahan di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
sebab itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi
Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi dan juga semua pihak
yang membutuhkannya.
Medan, Oktober 2015 Penulis
Cahya Ramadani
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah………. . 2
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II GENERATOR SINKRON 3 FASA 2.1 Umum ... 6
2.2 Konstruksi Generator Sinkron ... 7
2.3 Prinsip Kerja Generator Sinkron ... 13
2.4 Reaksi Jangkar ... 16
2.5 Sistem Eksitasi ... 18
2.6 Rangkaian Ekivalen ... 23
2.7.1 Belitan Stator ... 26
2.7.2 Belitan Rotor ... 28
2.8 Karakteristik Generator Sinkron 3 Fasa ... 28
2.8.1 Karakteristik Beban nol ... 30
2.8.2 Karakteristik Hubung singkat ... 31
2.8.3 Karakteristik Berbeban... 34
2.9 Pengaturan Tegangan Terminal ... 35
2.10 Rugi-Rugi Generator Sinkron ... 37
2.11 Pengaruh Faktor daya terhadap regulasi tegangan dan efisiensi …….. ... 38
2.12 Faktor daya ……… .. 39
2.13 Regulasi Tegangan ………. . 43
2.14 Penentuan Parameter Generator Sinkron 3 Fasa ………. .... 45
2.15 Metode Penentuan Regulasi Tegangan Generator 3 fasa ………… ... 46
2.15.1 Metode Potier……….. ... 47
2.15.1 Metode New Asa……….. ... 50
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu ... 51
3.2 Metode pengumpulan data ... 51
3.3 Langkah-Langkah Penilitian ... 52
3.4 Peralatan yang digunakan ... 53
3.5 Rangkaian Pengambilan Data Dan Prosedur Pengambilan Data ... 54
3.5.1 Percobaan Menentukan Tahanan Jangkar ... 54
3.5.1.2 Prosedur Percobaan ... 55
3.5.2 Percobaan Beban Nol ... 55
3.5.2.1 Rangkaian Percobaan ... 55
3.5.2.2 Prosedur Percobaan ... 55
3.5.3 Percoban Hubung Singkat ………. 56
3.5.3.1 Rangkaian Percobaan ... 56
3.5.3.2 Prosedur Percobaan ... 56
3.5.4 Percoban Berbeban……….…… 57
3.5.4.1 Rangkaian Percobaan... 57
3.5.4.2 Prosedur Percobaan ... 57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum ... 59
4.2 Hasil Penelitian ... 60
4.2.1 Data Pengujian ... 60
4.3 Analisis Data Pengujian ... 63
4.4 Grafik Hasil Pengujian ... 79
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 83
5.2 Saran ... ... 84
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konstruksi generator sinkron secara umum Gambar 2.2 Rotor kutub menonjol generator sinkron Gambar 2.3 Rotor kutub tak menonjol generator sinkron Gambar 2.4 Inti dalam stator dan alur pada stator
Gambar 2.5 Bentuk-bentuk alur Gambar 2.6 Model reaksi jangkar
Gambar 2.7 Sistem eksitasi menggunakan generator arus searah Gambar 2.8 Sistem eksitasi statis
Gambar 2.9 Sistem eksitasi dengan menggunakan baterai
Gambar 2.10 sistem eksitasi dengan menggunakan permanen magnet generator Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen generator sinkron
Gambar 2.12 Penyederhanaan rangkaian ekivalen generator sinkron Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen generator sinkron 3 fasa
Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen belitan stator generator sinkron 3 fasa (a). Belitan-Y, (b). Belitan-∆
Gambar 2.15 Belitan satu lapis (single layer winding) Gambar 2.16 Belitan berlapis ganda (double layer winding) Gambar 2.17 Bentuk rotor
Gambar 2.18 Rangkaian test tanpa beban
Gambar 2.22 Rangkaian generator sinkron berbeban Gambar 2.23 Karakteristik generator sinkron berbeban Gambar 2.24 Prinsip Kerja Generator Sinkron 3 fasa Gambar 2.25 Diagram aliran daya generator sinkron Gambar 2.26 Segitiga daya
Gambar 2.27 Perbaikan faktor daya
Gambar 2.28 Perubahan fasor untuk berbagai beban yang berubah (a) Induktif, (b) Resistif, (c) Kapasitif
Gambar 2.29 Pengaruh perubahan beban terhadap tegangan terminal Gambar 2.30 Diagram Lengkap Metode Segitiga Potier
Gambar 2.31 Diagram Diagram Vektor Potier
Gambar 3.1 Rangkaian percobaan Pengukuran Tahanan Jangkar Gambar 3.2 Rangkaian percobaan beban nol
Gambar 3.3 Rangkaian percobaan hubung singkat Gambar 3.4 Rangkaian percobaan berbeban. Gambar 4.1 Kurva Potier
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data pengujian tahanan jangkar (R). Tabel 4.2 Data pengujian test beban nol Tabel 4.3 Data pengujian test hubung singkat
Tabel 4.4 Data percobaan berbeban sebelum perbaikan faktor daya Tabel 4.5 Data percobaan berbeban setelah perbaikan faktor daya Tabel 4.6 Hasil analisa data penentuan tahanan jangkar
Tabel 4.7 Data perbandingan data beban nol dan data hubung singkat Tabel 4.8 Hasil Analisa data percobaan berbeban.
