20 kv TRAFO DISTRIBUSI

Transkripsi

1 GENERATOR SINKRON

2 Sumber listrik AC dari Pusat listrik PEMBANGKIT 150 k INDUSTRI PLTA PLTP PLTG PLTU PLTGU TRAFO GI 11/150 k TRAFO GI 150/20 k 20 k 20 k 220 BISNIS RUMAH TRAFO DISTRIBUSI SOSIAL PUBLIK Listrik yang dihasilkan dari generator ke beban adalah Gerakan elektron-elektron melalui penghantar, Besarnya elektron yang bergerak tergantung arus listrik yang melalui penghantar Arus melalui penghantar dapat menyebabkan kerugian energi dan turunnya tegangan disisi beban

3

4

5

6 Fluks magnetik yang menembus loop r r φ B = B. da = BA = µ. N. I. A r r E. dl = 2πrE sehingga E = dφ ε = B di r r = µ. N. A dan E. dl = ε dt dt 1 2πr d φ B dt

7

8 Φ B = BAcosφ = BAcosωt dφ B ε = N = NBA dt = NABω sinωt = ε maks d(cosωt) dt sinωt f e = N r.p 120

9 KONSTRUKSI GENERATOR AC 9

10 Rangkaian penguat medan EA

11 Rangkaian penguat medan EA

12 Rangkaian penguat medan EA

13 RANGKAIAN EKIALEN Generator Sinkron EA

14 RANGKAIAN EKIALEN Generator sinkron 1 fasa KUTUP SILINDRIS EA

15 RANGKAIAN EKIALEN Generator sinkron 1 fasa EA E A = I A.( R dengan : X A S + = jx X A S ) + + X T AR

16 GENERATOR BERBEBAN 1. Beban Rangkaian Murni a. Rangkaian Resistif (R) i R i = i = = i m m sinωt sinωt : R Pada rangkaian resistor murni, arus i dan tegangan sefase. Keterangan : m : tegangan maksimum i m : arus maksimum R : hambatan murni (ohm)

17 Diagram fasor beban R : i = m sin ωt = i = i = R i m m sin sin ω ωt t π/2 π i = i m sin ωt ωt

18 b. Rangkaian Hambatan Induktif (L) Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L dipasangkan tegangan bolak-balik, maka pada ujung ujung kumparan timbul GGL induksi: i X L i = jx L ε = L di dt i = = i m m sinωt sin( ωt 1 2 π ) dan i berbeda fase 90 o, arus tertinggal 90 o dari tegangan. Hambatan induktif X L mempunyai harga : X X L = hambatan induktif / L = jω. L = j(2πf. L) reaktansi induktif (Ohm)

19 Diagram fasor Beban L : i = jx L i Amplitudo = m sinωt = i = i m m sinωt sin( ωt 1 2 π ) i = im sin (ωt 90 o ) ωt

20 c. Rangkaian Hambatan Kapasitif Sebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dg tegangan bolak-balik, maka pada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehingga pada 2 platnya mempunyai beda potensial sebesar = Besar hambatan kapasitif /reaktansi kapasitif dari kapasitor, X C : i Xc : i = = i m m Q C X 1 1 = = j C j( ω. C) 2. π. f. C i = jx C sinωt sin( ωt π )

21 Diagram fasor beban C: i i = jx C Amplitudo = m sin (ωt) = i = i m m sinωt sin( ωt π ) i = im sin (ωt + 90) ωt

22 2. Rangkaian R, L Seri HambatanseriR danx L dihubungkan dg teg. bolak-balik, dengan Z = impedansi (Ohm) R L i R X l X L Z : θ i R i = = 2 2 Z 2 R + Z = R + X L 2 X L

23 Tegangan pada beban R, L: L R = beda potensial pada R L = beda potensial pada X L θ i R = 1 tan θ X L = R Besar tegangan total : L R R L = = i. R i. X L = + R L atau 2 = + R L 2

24 SEGITIGA DAYA BEBAN R,L S ( A ) ϕ P ( Watt ) Q ( AR ) Cos φ = Sin φ = Tan φ = P S Q S Q P Daya Semu : S = x I* = I 2 x Z ( A ) Daya Aktif : P = x I x Cos ϕ = I 2 x R ( Watt ) Daya Reaktif : Q = x I x Sin ϕ = I 2 x X L ( AR )

25 Sebuah generator sinkron 1-fasa kutup silindris beroperasi pada beban 900 W pada tegangan 220 dengan faktor daya 0,75 tertinggal. Generator punya data perfasa Ra = 1 ohm, Xs = 4 ohm. Berapa GGL (Ea) pada kondisi ini?

26 3. Rangkaian R, C Seri Hambatan seri R dan X C dihubungkan dg teg. bolak-balik, dengan Z = impedansi (Ohm) i R i : X C X C R θ Z = = 2 2 Z 2 2 Z = R + X C R + X C

27 Tegangan pada beban R,C : θ i R R = beda potensial pada R C = beda potensial pada X C C θ = 1 tan X C = R C R R C = = i. R i. X C Besar tegangan total : = + R C atau 2 = + R C 2

28 SEGITIGA DAYA BEBAN R,C X C P ( Watt ) ϕ i S ( A ) R Z - Q ( AR ) Cos φ = Sin φ = Tan φ = P S -Q S -Q P Daya Semu : S = x I = I 2 x Z ( A ) Daya Aktif : P = x I x Cos ϕ = I 2 x R ( Watt ) Daya Reaktif : Q = x I x Sin ϕ = I 2 x X C ( AR )

29 Sebuah generator sinkron 1-fasa kutup silindris beroperasi pada beban 600 AR pada tegangan 220 dengan faktor daya 0,8 mendahului. Generator punya data perfasa Ra = 1 ohm, Xs = 4 ohm. Berapa GGL (Ea) pada kondisi ini?

30 4. Rangkaian R, L, C Seri Hambatan seri R, X L dan X C dihubungkan dg teg. bolak-balik. i X L X L - X C X C R X l θ X C R Z Pada rangkaian seri R-L-C : bila X L > X C maka rangkaian bersifat indukif bila XL < XC maka rangkaian bersifat kapasitif bila XL = XC maka rangkaian bersifat resistif dan rangkaian dikatakan mengalami resonansi. Z = R i = 2 + ( X ) L X C Z 2

31 ektor generator berbeban EA

32 SUMBU dq Generator Sinkron KUTUP MENONJOL EA X d Xs θ i q θ i d X q i a

33 RANGKAIAN EKIALEN Generator Sinkron KUTUP MENONJOL EA

34 HUBUNGAN GGL DAN T Pada Generator sinkron 1 fasa KUTUP MENONJOL EA E A = E' A dengan : E' β A + = I [ ] ( I.( X X ) A d.( R A d + jx q q ) + β T

35 dengan : I d = Ia.sinθ Untuk faktor daya tertinggal : θ = tan 1 ( t.sinϕ + ( t.cos Ia. Xq) EA ϕ + Ia. Ra) Untuk faktor daya mendahului : θ = tan 1 ( t.sinϕ + Ia. Xq) ( t.cosϕ + Ia. Ra)

36 Sebuah generator sinkron 1-fasa kutup menonjol beroperasi pada beban 700 Watt pada tegangan 220 dengan faktor daya 0,8 tertinggal. Generator punya data perfasa Ra = 1 ohm, Xd= 8 ohm dan Xq = 2 ohm. Berapa GGL (Ea) pada kondisi ini?

37 KARAKTERISTIK GENERATOR SINKRON EA E = k. i A F

38 Karakteristik Generator Tanpa Beban E A EA I F

39 Karakteristik Hubungan arus penguat, fluks dan tegangan internal EA

40 Karakteristik Generator EA

41 Karakteristik Generator Ber Beban R, L E A T EA I A

42 Karakteristik Generator Berbeban EA

43 Karakteristik Generator Berbeban EA

44 Pengaruh beban pada rotor generator EA

45 EFISIENSI PADA Generator sinkron 1 fasa EA P OUT = I L xz L..., P CU = I 2 A xr A P IND = P OUT + P CU..., P IN = P IND + P ROT

46 EFISIENSI PADA Generator sinkron 1 fasa EA P IN = P MEKANIK P efisiensi( η) = OUT. x.100% P IN

47 Sebuah generator sinkron 1-fasa kutup silindris beroperasi pada beban 800 A pada tegangan 220 dengan faktor daya 0,8 tertinggal. Pada kondisi ini generator punya rugi-rugi putar sebesar 20 W. Bila generator punya data perfasa Ra = 1 ohm, Xs = 3 ohm, berapa efisiensi generator pada kondisi ini?

48 Menentukan Parameter Generator Sinkron 1. Pengujian beban nol EA

49 Menentukan Parameter Generator Sinkron 2. Pengujian hubung singkat EA 2 2 Zs = Ra + Xs = Ea Ia Ea Xs = = Ia Ia OC hs

50 Menentukan Parameter Generator Sinkron 3. Pengujian sumber DC Ra = 2. I DC DC

51 EA