Mesin Arus Bolak Balik

Transkripsi

1 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 1 Mesin Arus Bolak balik TE Institut Teknologi Sepuluh Nopember August, 2012

2 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id ACARA PERKULIAHAN DAN KOMPETENSI 2 Pertemuan Kompetensi ke- Dasar Memahami Motor Sinkron Materi Pokok 1. Fitur mesin sinkron 2. pembentukan tegangan induksi dalam m.s 3. diagram fasor untuk kutub silndris 4. diagram fasor untuk kutub menonjol 5. modeling m.s. 6. penentuan parameter m.s. 7. pemisahan reaktansi bocor dan reaktansi jangkar 8. pembentukan torka dalam m.s. 9. aliran daya dalam m.s. 10.kerja m.s. sebagai generator 11.motor dan condensor 12.karakteristik m.s. Indikator keberhasilan 1. Menjelaskan prinsip kerja mesin sinkron. 2. Menjelaskan vektor diagram 3. Menjelaskan pengaturan tegangan. 4. Menjelaskan kerja parallel mesin sinkron. 5. Menjelaskan arus, daya dan torsi sinkronisasi. 6. Menjelaskan motor sinkron. 7. Menjelaskan sudut daya mesin sinkron. 8. Menjelaskan prinsip kerja kondesator sinkron Prosenta se materi 21%

3 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 3 Konstruksi generator sinkron Stator Armature winding Shaft Rotor pole Field winding

4 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 4 Konstruksi generator sinkron

5 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 5 Eksitasi belitan medan 1. Sistem eksitasi statis disalurkan melalui slip-ring dan brush 2. Sistem eksitasi berputar menyatu dengan sumbu mesin tanpa sikat (brushless)

6 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 6 Sistem eksitasi menggunakan Slip Ring & Brushes

7 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 7 Sistem eksitasi tanpa sikat (Brushless Excitation System)

8 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 8 Interaksi medan magnet rotor dan stator Operasi tanpa beban B r menginduksi E A pada stator V f = E A

9 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 9 Interaction of Rotor & Stator Magnetic Fileds Operasi berbeban Stator dihubungkan dengan beban I A mengalir dalam stator menghasilkan medan magnet B S B S menginduksi E STAT pada kumparan statornya sendiri E A =Vf + E STAT Armature reaction voltage

10 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 10 Interaction of Rotor & Stator Magnetic Fileds Operasi berbeban B r berhimpitan dengan E A B S berhimpitan dengan E STAT Sehingga B net akan berhimpitan dengan V f

11 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 11 Rangkaian ekivalen dengan reaksi jangkar

12 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 12 Reaksi jangkar dan Induksi tegangan sendiri (Self-Inductance Voltage) Reaktansi sinkron

13 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 13 Diagram phasor untuk generator sinkron Power faktor satu (Unity power factor)

14 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 14 Diagram phasor untuk generator sinkron Power faktor tertinggal (lagging)

15 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 15 Diagram phasor untuk generator sinkron Power faktor mendahului (leading)

16 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 16 Daya dan torsi pada generator sinkron

17 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 17 Sudut daya pada generator sinkron If R A << X S R A diabaikan

18 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 18 Parameter-parameter generator sinkron 1. Hubungan antara arus medan dan fluks (lebih lanjut antara medan arus medan dan E A ) 2. Reaktansi sinkrom 3. Resistansi jangkar

19 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 19 Test Hubung Terbuka (Open-Circuit Test)

20 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 20 Karakteristik hubung terbuka (Open-Circuit Characteristic) Unsaturated Saturated

21 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 21 Test Hubung singkat (Short-Circuit Test) V f = 0

22 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 22 Karakteristik Hubung singkat (Short-Circuit Characteristic) Unsaturated

23 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 23 Menghitung reaktansi sinkron Untuk arus medan yang diberikan sebesar I F From OCC V OC From SCC I A Given I F

24 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 24 Keterbatasan methode hubung singkat (OCC) dan hubung terbuka (SCC) (Limitation on OCC-SCC method) Note: Catatan : E A dihitung dari OCC didalam jangkauan area (range) non-saturasi dan saturasi I A dihitung dari SCC dalam area non-saturasi Perhitungan reaktansi sinkron X S,u akurat, jika perhitungan dilakukan pada area non-saturasi

25 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 25 Contoh hasil test OCC & SCC Generator sinkron 10-MVA 13-kV, 3-phase, 50-Hz, dihubungkan Y OCC If (A) Voc (kv) SCC Arus eksitasi I f = 100-A diperlukan untuk memperoleh rating arus I A. ZPF Arus eksitasi I f = 290-A diperlukan untuk memperoleh rating arus I A pada Operasi pf 0 (nol) dan tegangan rating.

26 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 26 Contoh hasil test OCC & SCC If (A) Isc (A) If (A) Voc (kv)

27 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 27

28 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 28 Reaksi jangkar dan reaktansi bocor (Armature Reaction & Leakage Reactance) Test dengan power faktor nol (Zero Power Factor /ZPF) pada at I A rating. B net = B R + B S B net ~ E r B R ~ E a B stat ~ -E ar

29 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 29 Methode Potier s Prosedur: 1.Dapatkan P dari test ZPF 2.Dapatkan P dengan SCC 3.Gambarlah RP = OP 4.Gambarlah RS parallel sebagai inisial dari slope OCC (OS ) 5.Gambarlah SQ tegak lurus RP

30 Methode Potier s Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 30 SQ = I A x l Voltage drop dikarenakan reaktansi bocor PQ = B S Magnetic fluks yang disebabkan reaksi jangkar = I f ar ~ E ar

31 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 31 Fluks dan induksi tegangan dalam generator sinkron (Flux and Induced Voltage in Synchronous Generator) V t = E r - I A X l Dimana E r = E a E ar B net = B R + B S

32 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 32 Kerja paralel generator sinkron (Paralleling Synchronous Generators) Tujuan mem-paralel-kan generator : 1. Memenuhi permintaan beban 2. Menaikkan level keandalan 3. Karena perbaikan dan penjadwalan/scheduling 4. Pembagian beban (Load sharing) untuk pengefisiensian operasi 4-MW 8-MW 8-MW 8-MW 4-MW

33 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 33 Kerja paralel generator sinkron (Paralleling Synchronous Generators) Persyaratan dan keperluan: Tegangan rms dari kedua generator harus sama Urutan phasa generator-generator yang diparalel harus sama Sudut phasa generator-generator yang diparalel harus sama Frekuensi generator baru yang akan di-sambungkan harus sedikit lebih tinggi dari sistem yang telah berjalan (grid/running system)

34 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 34 Prosedur memparalelkan generator sinkron (Procedure of Paralleling Synchronous Generators) 1. Aturlah arus medan sampai magnitude tegangan terminal sama persis 2. Periksalah urutan phasa kedua generator. Harus sama persis 3. Aturlah agar frekuensi generator yang akan di-sambungkan sedikit lebih tinggi. 4. Hubungkan (tutup) saklar menghubung (tie breaker)

35 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 35 Memparalelkan generator sinkron Jika tegangan rms kedua sistem TIDAK persis sama.

36 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 36 Memparalelkan generator sinkron Jika kedua generator TIDAK mempunyai phasa yang sama.

37 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 37 Memparalelkan generator sinkron Jika kedua generator TIDAK mempunyai sudut phasa yang sama.

38 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 38 Memparalelkan generator sinkron Jika kedua generator TIDAK mempunyai frekuensiyang sama.

39 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 39 Memparalelkan generator sinkron Jika kedua generator TIDAK mempunyai urutan phasa yang sama.

40 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 40 Speed Governor pada saat operasi sendiri (Speed Governor in Stand-Alone Operation)

41 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 41 Prinsip kerja Speed Droop

42 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 42 Prinsip kerja Speed Droop Concept of Speed Droop

43 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 43 Speed Droop pada saat operasi sendiri (Speed Droop in Stand-alone Operation)

44 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 44 Speed Droop pada saat operasi sendiri (Speed Droop in Stand-alone Operation)

45 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 45 Speed Droop pada saat operasi sendiri (Speed Droop in Stand-alone Operation) Ringkasan : Daya aktif dan reaktif yang disupplai oleh generator akan menyesuaikan dengan permintaan beban Set point dari Governor akan mengatur pengoperasian frekuensi (f sys ). Pengaturan arus medan digunakan untuk pengaturan tegangan terminal sistem

46 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 46 Speed Droop pada saat operasi paralel dengan Power Grid (Speed Droop in Parallel Operation with Infinite Grid)

47 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 47 Speed Droop pada saat operasi paralel dengan Power Grid (Speed Droop in Parallel Operation with Infinite Grid) f nl Set point increased P G P load

48 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 48 Speed Droop pada saat operasi paralel dengan Power Grid (Speed Droop in Parallel Operation with Infinite Grid)

49 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 49 Speed Droop pada saat operasi paralel dengan Power Grid (Speed Droop in Parallel Operation with Infinite Grid) Catatan ringkas : Menaikkan titik setting (set point) akan menaikkan daya keluaran generator Frekuensi dari sistem (interkoneksi) akan mengikuti frekuensi Power Grid Menaikkan arus medan akan menaikkan jumlah daya reaktif yang dikirim ke Grid.

50 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 50 Dua generator dengan rating daya sama dioperasikan paralel (Two Same Size Generator in Parallel Operation) Generator kedua memikul jumlah beban yang lebih sedikit pada waktu sesaat setelah sinkronisasi (P G2 )

51 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 51 Dua generator dengan rating daya sama dioperasikan paralel (Two Same Size Generator in Parallel Operation) Kecepatan generator ke-dua meningkat dalam rangka mengambil beban yang lebih banyak dari generator yang lain

52 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 52 Dua generator dengan rating daya sama dioperasikan paralel (Two Same Size Generator in Parallel Operation)

56 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 56 Pembagian beban pada saat operasi Paralel (Power Sharing in Parallel Operation) Pembagian daya beban tanpa menggeser atau mengubah frekuensi sistem

57 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 57 Pembagian beban pada saat operasi Paralel (Power Sharing in Parallel Operation) Pembagian daya beban tanpa menggeser atau mengubah tegangan terminal

58 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 58 Motor Sinkron Kumparan tiga phasa stator membangkitkan medan putar B S Jika kumparan medan pada rotor menghasilkan arus, medan magnet B R akan terbangkitkan. Medan magnet ini (B R ) akan bergerak mengejar B S. Sehingga, rotor akan berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan magnet yang dibangkitkan oleh stator sinkron atau synchronous

59 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 59 Motor Sinkron

60 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 60 Motor Sinkron Dari operasi pembangkitan (Generator) ke Motor

61 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 61 Motor Sinkron Dari operasi pembangkitan (Generator) ke Motor

62 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 62 Torsi-Kecepatan di Motor sinkron

63 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 63 Perubahan beban di Motor sinkron

70 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 70 Perubahan Medan eksitasi pada Motor sinkron

71 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 71 Perubahan Medan eksitasi pada Motor sinkron Under-excited Over-excited

72 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 72 Perubahan Medan eksitasi pada Motor sinkron Synchronous VAR Compensator when P is kept minimum

78 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 78 Starting Motor Sinkron

79 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 79 Starting Motor Sinkron Pendekatan Dasar

80 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 80 Starting Motor Sinkron Menurunkan Frekuensi listrik (Reducing Electrical Frequency) Frekuensi rendah Putaran rendah medan putar Rotor mampu berakselerasi (mencapai kecepatan tertentu) Frekuensi tegangan stator kemudian secara bertahap dinaikkan sampai mencapai nilai nominal Diperlukan sumber variable frequency variable voltage.

81 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 81 Starting Motor Sinkron Penggerak utama external (External Prime Mover) Penggerak utama membawa rotor sampai ke kecepatan nominal Medan eksitasi disambungkan Sinkronisasi dengan grid memutuskan (disconect) penggerak utama dari sumbu rotor

82 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 82 Starting Motor Sinkron Armotisseur atau Damper Winding Damper winding

83 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 83 Starting Motor Sinkron Armotisseur atau Damper Winding

84 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 84 Starting Motor Sinkron Armotisseur atau Damper Winding

85 Teknik Elektro-ITS Surabaya share.its.ac.id 85 Starting Motor Sinkron Prosedur starting menggunakan Armotisseur atau Damper Winding 1. Putuskan suplai sumber DC dari kumparan medan dan hubung singkatkan kumparan. 2. Sambungkan tegangan tiga phasa pada stator motor, dan tunggu rotor bergerak berakselerasi sampai hampir mencapai kecepatan sinkron. Motor harus tidak memikul beban di sumbunya, sehingga kecepatan dapat mencapai sedekat mungkin dengan n sync. 3. Sambungkan rangkaian medan DC pada sumber medan. Setelah tersambungkan, motor akan terkunci pada putaran sinkron dan kemudian beban mekanis dapat disambungkan dengan sumbu rotor.