Jika medan magnet di sekitar kumparan berubah polaritasnya, maka EMF induksi pada kumparan juga akan berubah polaritasnya. Dengan demikian, EMF induksi pada kumparan AB juga akan mengalami perubahan polaritas secara mekanis setiap 180°, artinya jika pada 0°-180° EMF induksi mekanis berada pada setengah siklus positif (0°-180° listrik), maka pada 180° - 360° EMF yang diinduksi mekanis berada dalam setengah siklus negatif (180°360° listrik) seperti yang ditunjukkan pada gambar. Kumparan medan berfungsi menghasilkan medan magnet sedangkan kumparan jangkar berfungsi menghasilkan EMF induksi.
Ada dua bentuk rotor yaitu rotor kutub menonjol dan rotor kutub tidak menonjol. Pada rotor tiang sepatu, kutub magnetnya menonjol dari permukaan rotor dan berbentuk seperti sepatu. Untuk generator putaran lambat dan multi kutub (≥ 4), digunakan rotor shoe-pole karena diameternya besar sehingga dapat dibuat lebih banyak kutub.
Selain itu, distribusi fluks magnet pada rotor kutub sepatu cenderung persegi dan belum mendekati sinusoidal sehingga menimbulkan harmonisa. Diameter rotor berbentuk silinder tidak sebesar diameter rotor tiang sepatu untuk mengurangi gaya sentrifugal yang terjadi pada kecepatan putaran tinggi. Pada rotor kutub, kumparan peredam terletak pada suatu slot pada permukaan rotor, sedangkan pada rotor silinder, kumparan peredam terletak pada slot yang sama dengan slot yang ditempati oleh kumparan medan.
Celah Udara
Kumparan peredam ini berbentuk beberapa konduktor tembaga atau aluminium, yang kedua ujungnya dihubung pendek melalui cincin tembaga/aluminium besar, sehingga menyerupai konduktor rotor motor induksi burrotor. Hal ini dikarenakan kumparan jangkar tidak mengalami gaya sentrifugal dan juga karena terdapat ruang yang lebih luas untuk kumparan jangkar ketika ditempatkan pada stator. Pendinginan kumparan jangkar lebih mudah dan efisien sehingga memungkinkan untuk membuat generator dengan daya yang lebih besar.
Jika kumparan jangkar terletak pada rotor, diperlukan minimal 3 cincin selip (4 jika diperlukan konduktor netral). Karena arus medan jauh lebih kecil dibandingkan arus jangkar, penempatan belitan medan pada rotor dapat menghemat konstruksi slip ring dan sikat. Memungkinkan penggunaan konduktor jangkar yang lebih tebal untuk mengurangi kehilangan daya karena lubang slot pada stator dapat dibuat lebih dalam dari pada rotor.
Jadi dengan menempatkan field coil pada rotor maka gaya sentrifugal yang dialami rotor tidak terlalu besar sehingga memungkinkan rotor berputar dengan kecepatan lebih tinggi. Kumparan medan rotor dihubungkan ke sumber eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah ke kumparan medan. Ketika turbin berputar maka rotor generator sinkron akan berputar diikuti dengan perputaran fluks kumparan medan rotor sehingga tercapai kecepatan sinkron.
Dengan adanya putaran rotor yang diiringi dengan perputaran medan magnet dari kumparan medan, maka medan putar rotor tersebut akan menginduksi kumparan jangkar stator sehingga menimbulkan fluks magnet yang nilainya berubah terhadap waktu, sehingga menimbulkan EMF yang diinduksi pada kumparan medan. tepian. dari kumparan stator. Untuk generator sinkron tiga fasa digunakan tiga buah jangkar yang dililitkan pada stator yang ditempatkan dalam bentuk tertentu. Dengan demikian, akan timbul tegangan induksi pada ketiga kumparan jangkar yang berukuran sama tetapi mempunyai beda fasa sebesar 120o.
Udara yang keluar kemudian dihisap oleh kipas yang dikopel pada rotor generator kemudian dialirkan ke kumparan rotor generator. Dengan konstruksi tersebut diharapkan jika terjadi percikan api akibat hubungan pendek pada kumparan tidak akan keluar dari rangka generator.
Permanent Magnet Generator (PMG)
Generator Exciter
Generator Utama
AVR (Automatic Voltage Regulator)
Pada beban 69, tegangan keluaran generator akan otomatis distabilkan oleh AVR karena dilengkapi dengan peralatan seperti instrumen yang digunakan untuk membatasi penguat minimum atau maksimum yang beroperasi secara otomatis.
Governor
Pada sistem eksitasi brushless pada generator sinkron, arus amplifikasi DC dari keluaran generator ke rotor utama generator diperoleh dari hasil penyearah tegangan dari dioda penyearah tiga fasa yang dipasang pada poros dan diputar. Prinsip kerja dioda penyearah putar sama dengan dioda pada umumnya, hanya saja terdapat 6 buah dioda untuk koreksi tegangan pada sistem tiga fasa (three-phase full-wave rectifier). Tiga dioda pertama dihubungkan ke masing-masing fasa di sisi anoda dan dihubungkan ke beban di sisi katoda.
Tegangan AC keluaran PMG akan masuk ke AVR untuk disearahkan dan dikendalikan kemudian disalurkan ke kumparan medan eksiter generator. Jika AVR1 gagal, maka tidak ada arus yang masuk ke kumparan medan generator generator yang mengakibatkan eksitasi kumparan medan generator utama terhenti (loss of eksitasi) dan menyebabkan generator keluar dari kecepatan sinkronnya. Perubahan nilai tersebut akan memerintahkan AVR untuk menaikkan atau menurunkan Voltase Adjustment Relay (VAR) agar eksitasi pada generator generator tetap terjaga sehingga tegangan terminal generator utama dapat dipertahankan pada angka 13,8 kV.
Output dari AVR berupa tegangan DC yang kemudian disalurkan ke kumparan eksitasi (stator) generator eksitasi untuk mengeksitasi generator. Ketika kumparan medan generator eksiter disuplai arus searah dari AVR, maka akan muncul medan magnet stator. Medan magnet ini akan menginduksi kumparan jangkar (rotor) generator eksitasi untuk berputar dan menghasilkan tegangan pada kumparan jangkar.
Penyearah dioda putar merupakan penyearah tegangan gelombang penuh tiga fasa yang terletak pada poros antara dua buah rotor generator generator dan generator utama. Dioda ini akan menyearahkan keluaran AC tiga fasa dari generator generator untuk disalurkan ke kumparan medan generator utama untuk eksitasi generator. Kumparan medan (rotor) generator utama yang tereksitasi oleh tegangan DC dari dioda penyearah yang berputar juga ikut berputar dan menimbulkan medan magnet rotor.
Medan magnet ini menginduksi tegangan pada kumparan jangkar (stator) generator utama, yang kemudian didistribusikan ke beban. Besarnya tegangan terminal generator terhadap beban tidak selalu sama dengan besarnya tegangan induksi pada kumparan jangkar generator utama akibat reaksi jangkar, induktansi stator dan hambatan stator.
Syarat Sinkronisasi Generator
Untuk mengalirkan listrik ke seluruh beban di Pertamina RU IV Cilacap, seluruh genset yang beroperasi harus diparalelkan agar dapat memperoleh listrik pada saat dibutuhkan. Alat yang biasa disebut sinkronoskop digunakan untuk mencari/mendeteksi frekuensi dan urutan fasa generator yang akan diparalelkan. Jika putaran generator sinkron, namun tegangan antara kedua generator tidak sama dengan tegangan listrik, dilakukan pemerataan dengan mengatur penguatan generator.
Teknis Sinkronisasi
77 menunjukkan jujukan fasa grid, jadi untuk penyejajaran adalah perlu menggunakan penunjuk jujukan fasa grid. Lampu fasa diletakkan di antara 3 saluran (fasa L1 atau fasa R, fasa L2 atau fasa S dan fasa L3 atau fasa T) dua penjana untuk fasa yang sama. Jika kedua-dua penjana mempunyai frekuensi yang berbeza, lampu berfasa akan berkelip.
Jika frekuensinya sama, lampu fase tidak menyala (untuk lampu sinkronisasi fase koneksi gelap). 78 Cara ini menggunakan 3 buah lampu yang dipasang satu fasa pada masing-masing generator, lampu tersebut akan menyala (berkedip) sesuai irama perbedaan frekuensi generator yang akan diparalel. Jika semua lampu sudah padam berarti frekuensi dan tegangan generator yang akan di paralel sudah sesuai dengan jaringan listrik, maka pemutus generator dapat dihidupkan “ON”.
Regulator jenis ini akan mengatur bukaan katup agar frekuensi keluaran generator kembali ke nilai semula atau nilai yang ditetapkan. Besarnya penurunan ini akan direspon oleh gubernur dengan memerintahkan katup membuka lebih lebar sehingga jumlah uap yang masuk ke turbin semakin banyak.
Prosedur Pelaksanaan Sinkronisasi
Perangkat pembagi beban generator dipasang pada setiap rangkaian keluaran generator, dan setiap perangkat pembagi beban dihubungkan secara paralel satu sama lain untuk menambah sinyal arus keluaran setiap generator dan menambahkan sinyal arus keluaran setiap generator. Pembagian beban (load sharing) adalah suatu alat otomatis yang menyeragamkan cara kerja gubernur dalam menambah atau mengurangi daya mesin atau daya generator sesuai dengan perubahan beban dan sangat diperlukan jika mempunyai generator lebih dari dua dengan karakteristik berbeda yang beroperasi secara paralel. Dengan adanya alat pembagi beban generator, setiap generator mempunyai faktor pemanfaatan yang sama (beban puncak dibagi kapasitas generator).
Perangkat pembagi beban generator hanya dapat diterapkan pada genset motor yang memiliki pengatur dan dapat dikembangkan untuk sistem kendali yang lebih maju seperti kontrol dengan sistem kontrol terdistribusi (DCS). Arus keluaran generator yang terdeteksi oleh alat pembagi beban akan menjadi indikasi berapa % posisi gubernur, atau arus yang melewati berapa % kapasitas generator. Koefisien penjumlahan arus yang dideteksi alat pembagi beban dan total kemampuan arus generator yang bekerja secara paralel dikalikan 100 (%) merupakan nilai posisi gubernur yang harus dicapai oleh masing-masing penggerak mula agar dapat menghasilkan arus. keluaran yang proporsional dan sesuai dengan kemampuan masing – masing generator.
Jika ukuran generator sama, maka arus total yang dirasakan masing-masing alat pembagi beban dibagi jumlah generator adalah arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah pengontrol mengganti aktuator listrik yang menerima sinyal dari pembagian beban. perangkat segera setelah koneksi generator paralel. Dalam prakteknya, alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan komponen-komponen seperti: trafo arus, trafo tegangan (sebagai catu daya), aktuator listrik, potensiometer pengatur kecepatan dan saklar bantu. Trafo arus bertindak sebagai pengubah arus keluaran generator menjadi arus sinyal yang sesuai untuk perangkat pembagi beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100% dari kapasitas maksimum generator).
Trafo tegangan bertindak sebagai sumber daya untuk perangkat pembagi beban, biasanya pada 110 V AC, 50 Hz; dibantu dengan adaptor untuk kebutuhan tegangan DC. Aktuator listrik merupakan peralatan yang menerima sinyal dari alat penyalur beban sehingga dapat menggerakkan motor DC pada pengontrol hingga arus keluaran generator mencapai nilai yang diinginkan. Setelah generator beroperasi secara paralel, maka generator dengan alat pembagi bebannya selalu aktif merespon setiap tindakan penambahan atau pengurangan beban listrik, sehingga setiap generator memikul persentase beban yang sama yang diukur dari kapasitasnya masing-masing.
Hasil bagi penjumlahan arus yang dirasakan oleh alat pembagi beban dan total kapasitas arus generator yang beroperasi secara paralel dikalikan 100 (persen) adalah nilai posisi gubernur yang harus dicapai oleh setiap penggerak mula untuk memperoleh keluaran arus yang setara dan sesuai dengan kemampuan masing-masing generator. Jika ukuran generator sama, maka besarnya arus yang dialirkan oleh masing-masing alat pembagi beban dibagi dengan jumlah generator adalah arus beban yang akan dihasilkan oleh generator setelah gubernur diubah oleh aktuator listrik yang menerima sinyal dari generator. perangkat pembagi beban segera setelah generator diparalelkan.
Prosedur pelaksanaan De-Synchrone
