Exp. 2 Load and No Load Test Aris_Setyawan_02_LT_2D

  • Published on
    16-Sep-2015

  • View
    225

  • Download
    9

Embed Size (px)

DESCRIPTION

jhjnj

Transcript

LAPORAN PRAKTIKUMPENGUJIAN KONDISI TANPA BEBAN DAN KONDISI BERBEBAN PADA GENERATOR SINKRON(NO LOAD AND LOAD TEST ON SYNCHRONOUS GENERATOR)

EXPERIMENT 2DOSEN PEMBIMBING:Bp. DJODI ANTONO, B.Tech.

NAMA : ARIS SETYAWANKELAS : LT 2DNIM: 3.39.13.0.02

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIKJURUSAN TEKNIK ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI SEMARANG2015

PENGUJIAN KONDISI TANPA BEBAN DAN KONDISI BERBEBAN PADA GENERATOR SINKRON(NO LOAD AND LOAD TEST ON SYNCHRONOUS GENERATOR)

EXPERIMENT 2I. Waktu PercobaanHari : JumatTanggal : 8 Mei 2015Pukul : 08.00 s/d 11.00 WIBTempat : Laboraturium Listrik Barat Ruang Khusus Politeknik Negeri Semarang

II. PendahuluanGenerator adalah suatu alat yang dapat mengubah tenaga mekanik menjadi energi listrik. Tenaga mekanik bisa berasal dari panas, air, uap, dll. Energi listrik yang dihasilkan oleh generator bisa berupa Listrik AC (listrik bolak-balik) maupun DC (listrik searah). Hal tersebut tegantung dari konstruksi generator yang dipakai oleh pembangkit tenaga listrik.Generator sinkron (alternator) merupakan generator yang digunakan untuk mengubah daya mekanik menjadi daya listrik. Generator sinkron dapat berupa generator sinkron tiga fasa atau generator sinkron AC satu fasa tergantung dari kebutuhan. Disebut mesin sinkron, karena bekerja pada kecepatan dan frekuensi konstan di bawah kondisi Steady State. Mesin sinkron bisa dioperasikan baik sebagai generator maupun motor. Mesin sinkron bila difungsikan sebagai motor berputar dalam kecepatan konstan. Apabila dikehendaki kecepatan yang bersifat variabel, maka motor sinkron dilengkapi dengan pengubah frekuensi seperti Inverter atau Cyclo-converter.Pada generator sinkron, arus DC diterapkan pada lilitan rotor untuk mengahasilkan mdan magnet rotor. Rotor generator diputar oleh prime mover menghasilkan medan magnet berputar pada mesin. Medan magnet putar ini menginduksi tegangan tiga fasa pada kumparan stator generator. Rotor pada generator sinkron pada dasarnya adalah sebuah elektromagnet yang besar. Kutub medan magnet rotor dapat berupa salient (kutub sepatu) dan dan non salient (rotor silinder).Pada kutub salient, kutub magnet menonjol keluar dari permukaan rotor sedangkan pada kutub non salient, konstruksi kutub magnet rata dengan permukaan rotor. Rotor silinder umumnya digunakan untuk rotor dua kutub dan empat kutub, sedangkan rotor kutub sepatu digunakan untuk rotor dengan empat atau lebih kutub. Pemilihan konstruksi rotor tergantung dari kecepatan putar prime mover, frekuensi dan rating daya generator. Generator dengan kecepatan 1500 rpm ke atas pada frekuensi 50 Hz dan rating daya sekitar 10MVA menggunakan rotor silinder. . Sementara untuk daya dibawah 10 MVA dan kecepatan rendah maka digunakan rotor kutub sepatu. Gambaran bentuk kutup silinder generator sinkron diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.1 Bentuk Kutub Silinder Generator Sinkron

Jika sebuah kumparan diputar pada kecepatan konstan pada medan magnet homogen, maka akan terinduksi tegangan sinusoidal pada kumparan tersebut. Medan magnet bisa dihasilkan oleh kumparan yang dialiri arus DC atau oleh magnet tetap. Pada mesin tipe ini medan magnet diletakkan pada stator (disebut generator kutub eksternal / external pole generator) yang mana energi listrik dibangkitkan pada kumparan rotor. Hal ini dapat menimbulkan kerusakan pada slip ring dan karbon sikat, sehingga menimbulkan permasalahan pada pembangkitan daya tinggi. Untuk mengatasi permasalahan ini, digunakan tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), yang mana medan magnet dibangkitkan oleh kutub rotor dan tegangan AC dibangkitkan pada rangkaian stator. Tegangan yang dihasilkan akan sinusoidal jika rapat fluks magnet pada celah udara terdistribusi sinusoidal dan rotor diputar pada kecepatan konstan. Tegangan AC tiga fasa dibangkitan pada mesin sinkron kutub internal pada tiga kumparan stator yang diset sedemikian rupa sehingga membentuk beda fasa dengan sudut 120. Bentuk gambaran sederhana hubungan kumparan 3-fasa dengan tegangan yang dibangkitkan diperlilhatkan pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.2.Hubungan Kumparan 3 Fasa dengan Tegangan yang DibangkitkanPada rotor kutub sepatu, fluks terdistribusi sinusoidal didapatkan dengan mendesain bentuk sepatu kutub. Sedangkan pada rotor silinder, kumparan rotor disusun secara khusus untuk mendapatkan fluks terdistribusi secara sinusoidal. Untuk tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), suplai DC yang dihubungkan ke kumparan rotor melalui slip ring dan sikat untuk menghasilkan medan magnet merupakan eksitasi daya rendah. Jika rotor menggunakan magnet permanen, maka tidak slip ring dan sikat karbon tidak begitu diperlukan.

III. Dasar Teoria) Generator Tanpa BebanApabila 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 : Eo = 4,44 Kd Kp f fm T VoltDalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluk hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan output juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh) seperti diperlihatkan pada Gambar 3.1.a. Kondisi Generator tanpa beban bisa digambarkan sebagai berikut.

(a)(b)Gambar 3.1.Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Tanpa Beban

b) Generator BerbebanBila 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)Resistansi jangkar/phasa Ra menyebabkan terjadinya tegangan jatuh (Kerugian tegangan) / phasa I Ra yang sephasa dengan arus jangkar. Reaktansi bocor jangkar (XL)Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluk yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut fluks bocor. Reaksi Jangkar (Xa)Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan fluksi jangkar (fA) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan rotor (fF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesarfR = fF + fA

Interaksi antara kedua fluksi ini disebut sebagai reaksi jangkar, seperti diperlihatkan pada gambar 3.2. yang mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbeda-beda.Gambar 3.2.a. memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif) sehingga arus jangkar Ia sephasa dengan ggl Eb dan fA akan tegak lurus terhadap fF.Gambar 3.2.b. memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif, sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar dan fA terbelakang terhadap fF dengan sudut (90 ).Gambar 3.2.c. memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar 90 dan fA akan memperkuat fF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.Gambar 3.2.d. memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari ggl Eb sebesar 90 dan fA akan memperlemah fF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.

(a) (b) (c) (d)

Gambar 3.2. Kondisi Reaksi Jangkar

IV. Peralatan dan Bahan1. DL 1013T2 DC filtered power supply1 buah2. DL 1023PS Shunt DC drive motor 1 buah3. DL 1026A Three phase alternator 1 buah4. DL 2025DT Speed Indicator 1 buah5. DL 2108TAL Three phase power supply unit 1 buah6. DL 2108T01 Excitation voltage controller 1 buah7. DL 2108T02 Power circuit breaker 1 buah8. DL 2109T1A Moving-iron ammeter (1000mA) 2 buah9. DL 2109T2A5 Moving-iron ammeter (2,5 A) 2 buah10. DL 2109T1T Phase-sequence indicator 1 buah11. DL 2109T17/2 Double voltmeter (250-500 V) 1 buah12. Kabel Penguhubung 20 buah13. Saklar ELCB 3 phase 2 buah14. Ampere meter panel 1 buah15. Pengatur beban

(1)(2)(3)

(4)(6)(9)

(11)(12)(13)(15)

V. Rangkaian Percobaan

Gambar 5.1 Rangkaian Pengujian Generator Sinkron dalam kondisi Tanpa Beban

Gambar 5.2 Rangkaian Pengujian Generator Sinkron dalam kondisi berbeban

VI. Langkah Percobaana) Pengujian Generator Sinkron dalam kondisi tanpa beban1. Menyiapkan alat dan bahan2. Merangkai rangkaian sesuai gambar 5.13. Menaikkan tegangan DC dan mengatur kecepatan dari motor DC hingga 3000 rpm.4. Mengukur arus eksitasi, arus dan tegangan yang diserap oleh motor DC5. Menyalakan saklar pengatur arus eksitasi, 6. Mengatur arus eksitasi sampai tegangan yang dihasilkan 380 V.7. Mengukur arus eksitasi, arus dan tegangan yang diserap oleh motor DC.8. Mengatur arus eksitasi secara bertahap sesuai pada tabel hingga tegangan maksimal sampai 380 V.9. Mengamati tegangan pada setiap kenaikan arus dan mencatat pada tabel10. Menurunkan arus eksitasi sampai 0.11. Menurunkan kecepatan motor DC hingga 2500 rpm12. Mengulangi langkah 8 s/d 913. Menurunkan arus eksitasi sampai 014. Menurunkan kecepatan motor sampai 200 rpm15. Mengulangi langkah 8 s/d 916. Menurunkan arus eksitasi sampai 017. Menurunkan kecepatan motor dengan menurunkan tegangan DC sampai 0

b) Pengujian Generator Sinkron dalam kondisi berbeban1. Menyiapkan alat dan bahan2. Merangkai ranngakaian sesuai gambar 5.2 dengan beban pertama yaitu R yang dihubung bintang kemudian induktor dan selanjutnya kapasitor 3. Memasang ELCB pada beban,kemudian mengaturnya dalam posisi OFF4. Menaikkan tegangan DC dan mengatur kecepatan motor DC sampai 3000 rpm5. Menyalakan saklar pengatur arus eksitasi6. Mengatur arus eksitasi sampai tegangan yang dihasilkan 380 V7. Mengatur R sesuai tabel8. Meng-ONkan ELCB, kemudian mencatat besarnya arus dan tegangan di beban9. Meng-OFFkan ELCB, kemudian mengatur R sesuai tabel 10. Meng-O