GENERATOR
Salah satu bagian
besar dari sistem tenaga listrik adalah stasiun pembangkit tenaga listrik.
Stasiun pembangkit tenaga listrik tersebut dapat berupa generator yang
digerakkan dengan tenaga gas, tenaga air, tenaga diesel dan lain sebagainya.
Pokok utama dalam pengadaan sistem tenaga listrik adalah bagian dari
pembangkitnya atau dalam hal ini generatornya. Apabila suatu sistem pembangkit
terganggu, maka seluruh sistem tenaga listrik akan terhenti pengoperasiannya.
Penyebab gangguan pada sistem
pembangkit terdiri atas dua bagian yaitu:
1. Gangguan
dari luar generator, yaitu gangguan dalam sistem yang dihubungkan generator.
2. Gangguan di
dalam generator.
3. Gangguan pada mesin penggerak
generator.
Dari
ketiga jenis gangguan di atas, bila salah satu generator yang bekerja secara
paralel mengalami gangguan, kemungkinan besar generator yang sedang beroperasi
tidak sanggup lagi untuk memikul beban keseluruhannya. Oleh sebab itu
diperlukan perhitungan besarnya beban yang harus diputuskan secara tiba-tiba
agar dapat diperoleh kestabilan sistem. Dalam hal ini, pemutusan beban diusahakan
berlangsung secara otomatis dan dengan waktu yang relatif singkat.
1.
Prinsip Kerja Generator
Generator
serempak (sinkron) adalah suatu penghasil tenaga listrik dengan landasan hukum
Faraday. Jika pada sekeliling penghantar terjadi perubahan medan magnet, maka
pada penghantar tersebut akan dibangkitkan suatu gaya gerak listrik (GGL) yang
sifatnya menentang perubahan medan tersebut. Untuk dapat terjadinya gaya gerak
listrik (GGL) tersebut diperlukan dua kategori masukan, yaitu:
1. Masukan
tenaga mekanis yang akan dihasilkan oleh penggerak mula (prime mover).
2. Arus masukan (If) yang berupa
arus searah yang akan menghasilkan medan magnet yang dapat diatur dengan mudah.
Di
bawah ini akan dijelaskan secara sederhana cara pembangkitan listrik dari sebuah
generator.
If :
Arus medan
U – S : Kutub generator
Sumbu Putar : Poros Generator
Φ
:
Fluks medan
Apabila rotor
generator diputar pada kecepatan nominalnya, dimana putaran tersebut diperoleh
dari putaran penggerak mulanya (prime mover), kemudian pada kumparan
medan rotor diberikan arus medan sebesar If, maka garis-garis fluksi yang
dihasilkan melalui kutub-kutub inti akan menghasilkan tegangan induksi pada
kumparan jangkar stator sebesar:
Ea = C. n. Ф
dimana:
Ea :
Tegangan induksi yang dibangkitkan pada jangkar generator
C :
Konstanta
n :
Kecepatan putar
Ф :
Fluksi yang dihasilkan oleh arus penguat (arus medan)
Apabila
generator digunakan untuk melayani beban, pada kumparan jangkar generator akan
mengalir arus. Untuk generator 3 fasa, setiap belitan jangkar akan memilki beda
fasa sebesar 120°.
2. Konstruksi Generator
Generator
terdiri dari dua bagian yang paling utama, yaitu:
1. Bagian yang
diam (stator).
2. Bagian yang bergerak (rotor).
2.1.Bagian yang diam (Stator)
Bagian yang diam
(stator) terdiri dari beberapa bagian, yaitu:
1. Inti stator.
Bentuk dari inti
stator ini berupa cincin laminasi-laminasi yang diikat serapat mungkin untuk
menghindari rugi-rugi arus eddy (eddy current losses). Pada inti ini
terdapat slot-slot untuk menempatkan konduktor dan untuk mengatur arah medan
magnetnya.
2. Belitan stator.
Bagian stator
yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di dalam slot-slot
dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan untuk mendapatkan
tegangan induksi.
3. Alur stator.
Merupakan
bagian stator yang berperan sebagai tempat belitan stator ditempatkan.
4. Rumah stator.
Bagian
dari stator yang umumnya terbuat dari besi tuang yang berbentuk silinder.
Bagian belakang dari rumah stator ini biasanya memiliki sirip-sirip sebagai
alat bantu dalam proses pendinginan.
