LAPORAN 02
Load Test and No Load Test Generator Sinkron
TEKNIK TENAGA LISTRIK
Disusun Oleh :
Frida Arifatin Nisa
3.31.14.2.11
10 / LT-2C
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
2016
Judul : Load Test and No Load Test Generator Sinkron
No. Percobaan : 02
Tanggal : 23 Mei 2016
I. PENDAHULUAN
Generator arus bolak – balik berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak – balik. Generator arus bolak – balik sering disebut juga sebagai alternator, generator AC (alternating current), atau generator sinkron. Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub – kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar pada stator. Mesin ini tidak dapat dijalankan sendiri karena kutub – kutub rotor tidak dapat tiba – tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu sakelar terhubung dengan jala – jala.
Generator arus bolak – balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu: a. Generator arus bolak – balik 1 phasa
b. Generator arus bolak – balik 3 phasa
II. TUJUAN
1. Mahasiswa dapat memahami pengertian no-load and load Test. 2. Mahasiswa dapat memahami gambar rangkaian no-load and load test.
3. Mahasiswa dapat mengukur tegangan dan arus pada setiap output/beban serta pada motor dc dengan menggunakan alat amperemeter dan voltmeter.
4. Mahasiswa dapat menentukan nilai P (rugi) motor maupun generator.
III. DASAR TEORI
terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a’.
Untuk dapat lebih mudah memahami, silahkan lihat gambar dibawah ini
Gambar 1. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub. Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya terdiri dari banyak lilitan dalam masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz).
Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f = 60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Fekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan:
Generator Tanpa Beban
Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar:
Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt
saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar 3b.
Gambar 3a dan 3b. Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Generator Tanpa Beban
Generator Berbeban
Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubah-ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada: • Resistansi jangkar Ra
• Reaktansi bocor jangkar Xl • Reaksi Jangkar Xa
a. Resistansi Jangkar
Resistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan jatuh/fasa) dan I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar.
b. Reaktansi Bocor Jangkar
Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor. c. Reaksi Jangkar
Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan
menimbulkan fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar :
Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar.
Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif) sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus terhadap ΦF.
Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif , sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF dengan sudut (90 -θ).
Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan
memperkuat ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.
Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperlemah ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.
Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron Xs.
Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator
IV. ALAT DAN BAHAN
1. Power Supply 2. Generator Sinkron 3. Kabel Penghubung 4. Motor DC
5. Alternator 3 phasa 6. Multimeter Digital 7. ELCB
V. RANGKAIAN PERCOBAAN
A. NO LOAD TEST GENERATOR SINKRON
B. LOAD TESTGENERATOR SINKRON
Gambar Rangkaian
VI. LANGKAH KERJA
1.Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan 2.Rangkai alat dan bahan sesuai gambar rangkaian
3.Hubungkan beban resistif, beban induktif, dan beban kapasitif pada hubungan bintang. Beban resitif akan digunakan pertama kali.
4.Sebelum memulai pengukuran beban diseting pada nilai nol
5.Mulai dari 0 Volt, naikan nilai tegangan power supply DC untuk menjalankan motor-altenator dan sesuaikan tegangan ini sampai kecepatan nominal motor-altenator tercapai 3000 rpm
6.Supply altenator dengan arus exciter Ieo 200 mA dan pertahankan untuk semua pengukuran
7.Ketika motor altenator telah bekerja, mulai dari nilai R1 diturunkan beban resistifnya pada tiap tahap sampai nilai R5
8.Pada tiap tahap pengukuran ukur arus stator dan tegangan dan masukan nilai pengukuran pada table yang tersedia
9.Kemudian ulangi langkah-langkah diatas untuk beban induktif dan kapasitif
VII. HASIL PERCOBAAN
a. Tabel Percobaan No Load Test
Speed (min) 3000 RPM 2500 RPM 2000 RPM Ig mA Us (V) Us (V) Us (V)
b. Tabel Percobaan Load Test
R Is (A) Us (V) L Is (A) Us (V) C Is (A) Us
dengan arus yang lebih kecil jika dibandingkan dengan ketika generator diputar dengan kecepatan yang lebih lambat.
Namun kita tidak bisa seenaknya menambah kecepatan generator. Kita juga harus memperhatikan karakteristiknya dari generator itu sendiri. Setiap generator mempunyai batas maksimal kecepatan putaran yang diperbolehkan. Jika generator diputar melebihi batas tersebut akan sangat berisiko terhadap keamanan generator itu sendiri. Selain itu badak kemungkinan ketidakstabilan output tegangan jika generator dipaksa untuk berputar melebihi putaran nominalnya.
B. Load Test
Pada pembebanan kapasitif, semakin besar arus beban semakin besar tegangan terminal generator. Karena sifat dari beban kapasitif yaitu arus mendahului tegangan. Sehingga jika alternator dibebani kapasitif, maka arus jangkar akan mendahului GGL induksi yang dibangkitkan. Dengan arus jangkar yang mendahului tersebut akan menghasilkan dan memperkuat fluks jangkar (φa). Sehingga fluks total (φR) semakin besar Dengan fluks total yang semakin besar maka GGL induksi yang dihasilkan generator semakin besar juga
Pada pembebanan induktif, semakin besar arus beban semakin kecil tegangan terminal generator. Karena sifat dari beban induktif yaitu arus tertinggal terhadap tegangan. Sehingga jika alternator dibebani induktif, maka arus jangkar ketinggalan terhadap GGL induksi yang dibangkitkan. Dengan arus jangkar yang ketinggalan tersebut maka akan dihasilkan fluks jangkar (φa) yang semakin turun sehingga fluks total (φr) semakin kecil. Dengan fluks total yang semakin kecil maka GGL induksi yang dihasilkan generator semakin kecil juga
IX. PERTANYAAN DAN JAWABAN
0
1. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar juga tegangan yang mengalir pada motor DC.
2. Alternator akan menghasilkan reaksi yang berbeda pada tiap jenis beban,yaitu resistif, kapasitif dan induktif. Jenis beban tersebut mempengaruhi fluks total pada alternator
3. Jika alternator dibebani induktif, semakin besar induktansi berarti semakin besar arus yang mengalir pada beban.
4. Jika alternator dibebani kapasitif, semakin besar induktansi berarti semakin besar arus yang mengalir pada beban.
5. Dengan arus beban yang semakin besar, maka akan semakin besar juga
penambahan flux total pada motor.Karena fluks total semakin besar, tegangan yang dihasilkan generator akan semakin besar.
XI. DAFTAR PUSTAKA
DE LORENZO. 2011. Electrical power engineering. Italy : DE LORENZO SPA https://www.academia.edu/15784837/
Prinsip_Kerja_Generator_Gaya_Gerak_Listrik_Generator_Sinkron_Generator_ Sinkron_Berbeban_Diagram_Vektor_Generator
