Generator

Mengoperasikan generator unit pembangkit
Memahami konsep pengoperasian generator pembangkit
Teknik Pembangkit Listrik
2nd Class
Semester 1
Dasar Generator Arus Bolakbalik
Generator 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
Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
a. Generator arus bolak-balik 1 fasa
b. Generator arus bolak-balik 3 fasa
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi Generator Arus Bolak-balik
Stator :
1. Rumah Stator
2. Inti satator
3. Lilitan stator
4. Alur stator
5. Kontak hubung
6. Sikat
Rotor :
1. Kutub magnet
2. Lilitan penguat magnet
3. Cincin seret (slip ring)
4. Poros
Teknologi dan Rekayasa
Prinsip Kerja Generator Arus Bolak-balik
Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum
Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada
pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar
tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.
Teknologi dan Rekayasa
Teknologi dan Rekayasa
Prinsip kerja generator arus bolak-balik
tiga fasa (alternator) pada dasarnya sama
dengan generator arus bolak-balik satu
fasa, akan tetapi pada generator tiga fasa
memiliki tiga lilitan yang sama dan tiga
tegangan outputnya berbeda fasa 1200
pada masing-masing fasa
Teknologi dan Rekayasa
Besar tegangan generator
bergantung pada :
1. Kecepatan putaran (N)
2. Jumlah kawat pada
kumparan yang
memotong fluk (Z)
3. Banyaknya fluk magnet
yang dibangkitkan oleh
medan magnet (f)
Teknologi dan Rekayasa
Jumlah kutub generator arus bolak-balik
tergantung dari kecepatan rotor dan frekuensi
dari ggl yang dibangkitkan. Hubungan tersebut
dapat ditentukan dengan persamaan :
f = pn/120
dimana :
f = frekuensi tegangan (Hz)
p = jumlah kutub pada rotor
n = kecepatan rotor (rpm)
Teknologi dan Rekayasa
Keterangan :
Garis lengkung 1 : Karakteristik tegangan keluar tanpa beban yang
diperoleh dari medan magnet minimum.
Garis lengkung 2 : Karakteristik tegangan dengan penambahan arus
penguatan maksimum.
Garis lengkung 3 : Karakteristik yang bervariasi dengan mengatur arus
penguatan sesuai kebutuhan beban
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi Generator
Konstruksi Stator
Stator pada alternator merupakan gulungan kawat penghantar yang disusun
sedemikian rupa dan ditempatkan pada alur-alur inti besi. Pada penghantar
tersebut adalah tempat terbentuknya G.G.L induksi yang diakibatkan dari
medan magnit putar dari rotor yang memotong kumparan penghantar stator
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi Rotor
Rotor pada generator merupakan bagian untuk menempatkan kumparan
medan magnit eksitasi. Kumparan medan magnit tersebut disusun pada aluralur inti besi rotor, sehingga apabila pada kumparan tersebut dialiri arus
searah (DC) maka akan membentuk kutub-kutub magnit utara dan selatan
Teknologi dan Rekayasa
Teknologi dan Rekayasa
Konstruksi Rotor Lengkap Dengan Blower
Teknologi dan Rekayasa
Sistem Eksitasi
Penguatan medan atau disebut eksitasi adalah
pemberian arus listrik untuk membuat kutub magnit pada
generator. Dengan mengatur besar kecil arus listrik
tersebut, kita dapat mengatur besar tegangan output
generator atau dapat juga mengatur besar daya reaktif
yang diinginkan pada generator yang sedang paralel
dengan sistem jaringan besar (infinite bus).
Teknologi dan Rekayasa
Ada beberapa jenis sistem eksitasi, yaitu :
1. Sistem eksitasi statik
2. Sistem eksitasi dinamik
Teknologi dan Rekayasa
Sistem eksitasi statik
Sistem eksitasi statik adalah sistem eksitasi generator
tersebut disuplai dari eksiter yang bukan mesin
bergerak, yaitu dari sistem penyearah yang
sumbernya disuplai dari output generator itu sendiri
atau sumber lain dengan melalui transformator
Teknologi dan Rekayasa
Teknologi dan Rekayasa
Sistem eksitasi dinamik
Sistem Eksitasi Dinamik adalah sistem eksitasi yang
sumber suplai untuk arus eksitasi diambil dari mesin
yang bergerak, dan mesin yang bergerak tersebut
disebut Eksiter. Biasanya eksiter tersebut sebagai
tenaga penggeraknya dipasang satu poros dengan
generator
TURBIN
GENERATOR
EXCITER
Teknologi dan Rekayasa
Diagram Prinsip Sistem Eksitasi Dinamik
dengan Eksiter Generator DC
Teknologi dan Rekayasa
Brushless Excitation
Brushless Excitation adalah sistem eksitasi tanpa sikat,
yang maksudnya adalah pada sistem tersebut untuk
menyalurkan arus eksitasi ke rotor generator utama,
maupun untuk eksitasi eksiter tanpa melalui media sikat
arang
Teknologi dan Rekayasa
Teknologi dan Rekayasa
Mengoperasikan unit generator pembangkit
Teknologi dan Rekayasa
Prosedur Pengoperasian Generator
Procedure pengoperasian generator harus mengikuti SOP
(standard operation prosedure) yang ada sebagai petunjuk
operator dalam mengoperasikan suatu unit pembangkit.
Prosedur pengoperasian dalam suatu sistem pembangkit
secara umum dibagi menjadi empat tahapan, yaitu :
Tahap persiapan
Tahap menjalankan generator
Tahap pembebanan
Tahap menghentikan generator
Teknologi dan Rekayasa
Tahap persiapan
Sebelum mengoperasikan generator set perlu dilakukan prosedur
pemeriksaan secara keseluruhan. Pemeriksaan sebelum pengoperasian akan
menjamin kinerja generator berfungsi dengan baik. Hal-hal yang perlu
diperhatikan sebelum mengoperasikan generator set, yaitu :
1) Sistem start
2) Sistem pelumasan
3) Sistem pendingin
4) Sistem bahan bakar
5) Sistem kontrol
6) Sistem proteksi
7) Sistem interlock
8) Sistem governor
Teknologi dan Rekayasa
Tahap menjalankan generator
Tahap ini merupakan langkah menjalankan mesin generator dengan putaran
rendah kemudian putaran dinaikkan sampai ke putaran nominal. Setelah
kecepatan putar mesin mencapai putaran nominal, perlu dilakukan
pengecekan terhadap parameter yang ada pada unit tersebut agar berada
dalam keadaan normal. Setelah pengecekan unit dalam kondisi normal
kemudian mesin siap untuk dilakukan pembebanan
Teknologi dan Rekayasa
Tahap pembebanan
Setelah generator berputar pada kecepatan normal dan dalam kondisi baik,
maka siap dilakukan pembebanan pada sistem operasi. Pembebanan pada
generator dapat bersifat resisitif, induktif maupun kapasitif tergantung dari jenis
beban yang diterima oleh generator
Teknologi dan Rekayasa
Tahap menghentikan generator
Jangan langsung mematikan mesin secara tiba-tiba. Lepaskan atau turunkan
bebannya terlebih dahulu secara perlahan-lahan, kemudian biarkan mesin
bekerja tanpa beban untuk memberikan kesempatan pada mesin
menyesuaikan temperatur kerja seiring dengan penurunan pemakaian bahan
bakar. Bila sedang diparalel generator harus dilepaskan dahulu dari
hubungan paralel
Setelah generator berhenti, lakukan pemeriksaan untuk menjamin
keandalan mesin bila generator beroperasi kembali
Teknologi dan Rekayasa
Sistem pada generator
Sebelum memulai mengoperasikan generator, perlu diketahui sistem-sistem
untuk operasi generator, yaitu :
Sistem start (starting system)
Sistem bahan baker (fuel system)
Sistem pelumasan (lubricating system)
Sistem pendinginan (coolant system)
Sistem udara masuk (intake valve) dan sistem udara keluar
(exhaust valve)
Teknologi dan Rekayasa
Sistem start (starting system)
Sebelum mengoperasikan generator, perlu diperhatikan spesifikasi dari mesin
generator. Data mesin generator dapat diketahui dari buku manual yang
dikeluarkan oleh pabrik. Hal-hal yang perlu dikenali dari data pada mesin
generator, yaitu :
Mesin :
Diameter silinder
Langkah
Jumlah dan letak silinder
Letak silinder
Langkah volume per silinder
Volume total langkah
Putaran normal
Putaran engkol
an operasi
Generator :
Frekwensi
Tegangan antar fasa
Arus maximum
Daya keluar
Cos j
Eksitasi
Kemampu
Teknologi dan Rekayasa
Sistem bahan baker (fuel system)
Sistem bahan bakar berfungsi untuk menyalurkan bahan bakar ke ruang bakar
dengan takaran yang sesuai dengan kerja mesin diesel. Umumnya, bahan bakar
yang banyak dipakai pada mesin generator diesel adalah minyak solar atau
minyak IDO (ignation diesel oil).
Teknologi dan Rekayasa
Keterangan :
1) Tangki bahan Bakar
2) Filter pertama
3) Pompa pemindah
4) Filter kedua
5) Pompa injeksi bahan bakar
6) Rumah pompa
7) Pipa bahan bakar bertekanan
tinggi
8) Injector
9) Orifice saluran bahan bakar
kembali dan perata tegangan
10) Pipa saluran bahan bakar kembali
ke tangki
Teknologi dan Rekayasa
Sistem pelumasan (lubricating system)
Fungsi dari pelumasan pada mesin generator adalah untuk mengurangi
gaya gesek pada mesin, untuk pendinginan, dan pencegahan karat
Keterangan :
1) Panci pelumas
2) Saluran isap pompa pelumas
3) Pompa pelumas
4) Pendingin pelumas filter
5) filter
6) Saluran penampung pelumas
7) Saluran pelumas ke turbo
8) Saluran pelumas dari turbo
kembali ke panci pelumas
9) By pas valve
Teknologi dan Rekayasa
Setelah mesin panas beroperasi normal, pelumas dari panci pelumas (oil
pan) (1) melewati saluran isap (2) terus ke pompa pelumas (3). Pompa
pelumas akan meneruskan pelumas ke cooler (pendingin pelumas) (4)
dan kemudian ke filter, pelumas diteruskan ke seluruh penampung
pelumas oil (oil manipold) (6) yang terletak di dalam blok silinder. Untuk
selanjutnya diteruskan ke bagian-bagian yang perlu dilumasi. Sementara
lewat saluran (7) pelumas akan diteruskan ke turbo. Dari turbo, pelumas
masuk kembali ke panci pelumas lewat saluran (8)
Teknologi dan Rekayasa
Sistem pendinginan (coolant system)
Sistem pendinginan menggunakan air murni (fresh water) yang tidak
menggandung kadar garam atau kotoran-kotoranpenyebab korosi mesin.
Air murni ini berfungsi mendinginkan silinder block dan turbo charger yang
merupakan bagian terpanas dari sistem dan sebagian panas gas
pembakaran tersebut dipindahkan secara langsung kefluida pendinginnya
Teknologi dan Rekayasa
Keterangan :
1) Tutup tangki
2) Tangki air pendingin
3) Pompa air pendingin
4) Oil cooler
5) Air pendingin masuk blok silinder
dan kes eilinder head
6) Air keluar dari mesin
7) Pipa air pendingin masuk menuju
cooler
8) Cooler tempat pendingin air
pendingin mesin
9) Pipa air masuk ke tangki
10) Thermostart
11) Pompa sirkulasi air cooling
tower
12) Air pendingin dari cooling tower
13) Air pendingin ke cooling tower
Teknologi dan Rekayasa
Sistem udara masuk (intake valve) dan sistem udara keluar (exhaust valve)
Sistem pemasukan udara ini berfungsi untuk menyalurkan udara murni ke dalam
ruang bakar pada saat langkah hisap. Jumlah dan kualitas udara yang akan
masuk ke dalam selinder (ruang bakar) sangat penting bagi kinerja motor diesel
generator
Sistem pembuangan udara yang dikenal dengan knalpot pada mesin berfungsi
untuk menyalurkan gas bekas sisa pembakaran ke udara luar dan sekaligus
berfungsi sebagai peredam getaran akibat ledakan pembakaran serta tekanan
gas buang. Fungsi sebagai peredam getaran ini sangat penting, mengingat
getaran yang berlebihan dapat mempercepat keausan komponen-komponen
motor itu sendiri
Teknologi dan Rekayasa
Keterangan :
1) Penangkap pasir
2) Filter udara
3) Blower kompresor
4) After cooler
5) Manifold udara masuk
6) Silinder mesin
7) Manifold gas buang
8) Turbin
9) Gas buang keluar
Teknologi dan Rekayasa