BAB I PENDAHULUAN. Sehingga dari salah satu penyebabnya tersebut, generator sinkron selalu. digunakan dalam unit-unit pembangkit tenaga listrik.

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Mesin induksi dapat dioperasikan sebagai motor maupun sebagai generator. Namun, sedikit sekali masalah generator induksi ditulis sebagai subjek. Alasannya adalah karena generator induksi tidak mampu mengendalikan tegangan dan frekuensi pada kondisi berbeban dan kecepatan perputaran yang berubah. Sehingga dari salah satu penyebabnya tersebut, generator sinkron selalu digunakan dalam unit-unit pembangkit tenaga listrik. Namun, akhir-akhir ini karena cadangan sumber energi yang tak terbarukan seperti minyak, gas bumi, batubara dan lain-lain dirasakan semakin menipis, maka pengembangan generator induksi penguatan sendiri yang digerakkan oleh energi angin, pembangkit mikrohidro, biogas dan lain-lain mulai menjadi semakin mendapat perhatian yang nyata. Selain itu, keuntungan lain dari mesin ini adalah konstuksinya kokoh, biaya pemeliharaan yang rendah, tidak membutuhkan penguatan dc. Eksitasi generator induksi penguatan sendiri diperoleh dari kapasitor yang dihubungkan dengan terminal stator generator. Kapasitor ini berfungsi sebagai pembangkit daya reaktif untuk menghasilkan fluksi magnetisasi di celah udara. Jadi tanpa adanya daya reaktif untuk kebutuhan arus eksitasi, kerja mesin induksi sebagai generator tidak mungkin terlaksana. Konfigurasi rangkaian generator induksi penguatan sendiri yang lain adalah dengan kompensasi tegangan keluaran. Kompensasi tegangan keluaran didapat dari pemasangan kapasitor yang dihubungkan secara seri di sisi stator 1

2 yang analisisnya diteliti menggunakan rangkaian ekivalen perfasa dengan metode impedansi loop. Pembebanan pada generator induksi menyebabkan terjadinya jatuh tegangan pada generator tersebut, sehingga penyaluran tegangan ke beban tidak sesuai dengan yang diharapkan. Ukuran untuk mengetahui besarnya jatuh tegangan tersebut adalah Regulasi Tegangan. Oleh karena itu, dalam penulisan ini dilakukan penelitian terhadap jatuh tegangan pada generator penguatan sendiri dan menganalisa jatuh tegangan pada generator tersebut bila ditambahkan kapasitor kompensasi. Kemudian membandingkan jatuh tegangan dari kedua konfigurasi tersebut. Dengan tujuan untuk mendapatkan regulasi tegangan yang terbaik. I.2. Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh kapasitor kompensasi terhadap tegangan pada generator induksi penguatan sendiri. 2. Mengetahui perbandingan regulasi tegangan antara generator induksi penguatan sendiri tanpa menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan menggunakan kapasitor kompensasi. 2

3 I.3. Manfaat Penulisan Adapun manfaat penulisan tugas akhir ini adalah : Memberikan informasi kepada penulis dan pembaca mengenai perbandingan regulasi tegangan antara generator induksi penguatan sendiri dengan kapasitor kompensasi dan tanpa kapasitor kompensasi. 1. Mengetahui besar nilai kapasitor yang akan disuplai pada generator induksi untuk membangkitkan arus eksitasi yang diperlukan. 2. Menambah aplikasi-aplikasi pada laboratorium konversi energi listrik. I.4. Batasan Masalah Agar tujuan penulisan tugas akhir ini sesuai dengan yang diharapkan serta terfokus pada judul dan bidang yang telah disebutkan di atas, maka penulis membatasi permasalahan yang akan dibahas pada : 1. Hanya menganalisa perbandingan regulasi tegangan generator induksi tanpa menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan menggunakan kapasitor kompensasi. 2. Analisa dilakukan dalam kondisi steady state 3. Hanya menganalisa hubungan Short-Shunt untuk generator induksi penguatan sendiri yang menggunakan kapasitor kompensasi. 4. Rugi inti, gesek dan angin diabaikan. 5. Kapasitor eksitasi yang digunakan adalah hubungan Delta ( ) 6. Tidak membahas tentang pengaturan 7. Tidak membahas gangguan yang terjadi pada generator induksi. 3

4 8. Analisa perhitungan berdasarkan peralatan yang tersedia di Laboratorium Konversi Energi Listrik. I.5. Metode Penulisan Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan beberapa metode studi diantaranya : 1. Studi literatur yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet dan lain-lain 2. Studi lapangan yaitu dengan melaksanakan percobaan di Laboratorium Konversi Energi Listrik FT USU 3. Studi bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak departemen Teknik Elektro USU, dengan dosen-dosen bidang Konversi Energi Listrik, asisten Laboratorium Konversi Energi Listrik dan teman-teman sesama mahasiswa. I.6. Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut. BAB I :. PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan,, manfaat penulisan, batasan masalah, metode dan sistematika penulisan. 4

5 BAB II.: MOTOR INDUKSI TIGA FASA Bab ini menjelaskan tentang motor induksi tiga fasa secara umum, konstruksi motor induksi tiga fasa, prinsip medan putar, prinsip kerja motor induksi tiga fasa, rangkaian ekivalen motor induksi tiga fasa, torsi motor induksi tiga fasa, aliran daya motor induksi tiga fasa, effisiensi motor induksi tiga fasa dan penentuan parameter motor induksi. BAB III : MOTOR INDUKSI SEBAGAI GENERATOR Bab ini menjelaskan tentang motor induksi sebagai generator secara umum, syarat-syarat motor induksi tiga fasa sebagai generator, keuntungan motor induksi tiga fasa sebagai generator. BAB IV : GENERATOR INDUKSI PENGUATAN SENDIRI Bab ini menjelaskan tentang generator induksi penguatan sendiri secara umum, prinsip kerja generator induksi penguatan sendiri, proses pembangkitan tegangan dan rangkaian ekivalen, aliran daya generator induksi penguatan sendiri, generator induksi penguatan sendiri hubungan short-shunt, persamaan tegangan, arus dan daya pada generator induksi penguatan sendiri hubungan short-shunt. BAB V : PERBANDINGAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR INDUKSI PENGUATAN SENDIRI TANPA MENGGUNAKAN KAPASITOR KOMPENSASI DAN DENGAN MENGGUNAKAN KAPASITOR KOMPENSASI Bab ini menjelaskan tentang penerapan perhitungan regulasi tegangan generator induksi penguatan sendiri tanpa menggunakan kapasitor 5

6 kompensasi dan dengan menggunakan kapasitor kompensasi yaitu dengan melaksanakan percobaan pada generator induksi di Laboratorium Konversi Energi Listrik Departemen Teknik Elektro FT USU. BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dari hasil percobaan 6