Generator dan Bagian-bagianya Dalam Sistem PLTU

Tujuan utama dari kegiatan di PLTU adalah menghasilkan energi listrik. Produksi energi listrik merupakan target dari proses konversi energi di PLTU. Generator yang dikopel langsung dengan turbin akan menghasilkan tegangan listrik manakala turbin berputar. 
Proses konversi energi didalam generator adalah dengan memutar medan magnet didalam kumparan. Rotor generator sebagai medan magnet menginduksi kumparan yang dipasang pada stator sehingga timbul tegangan diantara kedua ujung kumparan generator. Untuk membuat rotor agar menjadi medan magnet, maka dialirkan arus DC ke kumparan rotor. Sistem pemberian arus DC kepada rotor agar menjadi magnet ini disebut eksitasi. 

Konstruksi dan Bagian-Bagian Generator 
Generator terdiri dari bagian yang diam disebut stator dan bagian berputar disebut rotor. Stator terdiri dari casing yang berisi kumparan dan rotor yang merupakan medan magnet listrik terdiri dari inti yang berisi kumparan 
Gambar generator PLTU dengan main eksiter dan pilot eksiter. 

Inti ini terbentuk dari susunan plat-plat baja silikon yang mempunyai sifat kemagnetan yang baik dikompres dengan rapat sekali, tetapi diisolasi satu sama lain dengan pernis atau kertas berisolasi (impregnated paper). 

Susunan plat baja silikon yang membentuk inti ini biasanya disebut laminasi. Laminasi- laminasi ini membentuk saluran yang baik sekali bagi flux magnit yang dihasilkan oleh rotor. Isolasi pada laminasi mengurangi besarnya arus pusar (Eddy current), sehingga mengurangi kerugian panas yang timbul. 

Bentuk rotor dari generator besar yang diputar dengan turbin uap biasanya tipe silinder dengan 2 atau 4 kutub magnet. Rotor ini dibuat dari metal tempa berbentuk silinder sepanjang generator. Untuk mesin-mesin berkutub 4 yang lebih besar diameternya sampai 1,5 meter. Kedua ujung rotor yang merupakan poros dibuat berdiameter lebih kecil untuk dipasang bantalan journal 

Gambar Stator (atas) dan rotor (bawah) generator 

Sistem Eksitasi 
Eksitasi adalah sistem mengalirkan pasok listrik DC untuk penguat medan rotor alternator. Dengan mengalirnya arus DC ke kumparan rotor, maka rotor menjadi magnet dengan jumlah kutub sesuai jumlah kumparannya. Alat untuk membangkitkan arus eksitasi disebut eksiter. 

Untuk mengalirkan arus listrik ke rotor dapat dilakukan dengan melalui slipring dan sikat arang (brush) atau membuat eksiter dengan kumparan berputar. Dalam keadaan start atau beroperasi sendiri tegangan alternator tergantung pada besarnya arus eksitasi. Apabila arus eksitasi berubah tegangan alternator juga berubah 

Sinkronisasi Generator 
Bila dua sistem tegangan bolak-balik ( AC ) akan di paralel, maka kesamaan dari lima kondisi atau parameter berikut ini harus dipenuhi. Kondisi tersebut adalah : 
  1. Tegangan 
  2. Frekuensi 
  3. Perbedaan fasa (sudut fasa ) 
  4. Urutan fasa 
  5. Bentuk gelombang 
Dua kondisi yang terakhir merupakan konstanta yang berkaitan dengan rancang bangun dan operasinya tidak dapat dikontrol. Sedang tiga kondisi lainnya harus dikontrol agar tegangan frekuensi dan sudut fasanya sama sebelum dihubungkan. Proses ini disebut sebagai “ Mensinkronkan “.

Sistem Pendingin Generator 
Sistem pendingin alternator diperlukan untuk menyerap panas yang timbul didalam alternator sehingga mencegah terjadinya panas lebih yang dapat merusak isolasi. Panas didalam alternator merupakan kerugian yang akan menurunkan efisiensi alternator. Kerugian terjadi akibat dari
  • Arus yang mengalir didalam penghantar 
  • Inti besi yang menjadi magnet dan medan magnet yang berubah-ubah 
  • Gesekan angin antara rotor dengan media pendingin 
Untuk menyerap dan membuang panas (disipasi) yang timbul didalam alternator yang sedang beroperasi dapat digunakan beberapa macam media pendingin. Media pendingin generator dapat menggunakan udara, gas hidrogen, atau air (water). Keuntungan penggunaan hidrogen sebagai pendingin generator dibanding dengan udara : 
a. Kerapatannya rendah (¼ nya udara ) 
b. Daya hantar panas tinggi ( 7 kali udara ) 
c. Koefisien perpindahan panasnya tinggi 
d. Tidak menimbulkan korosi asam 
e. Resiko kebakaran rendah 
f. Biaya pemeliharaan alternator rendah 
Gambar sirkulasi pendingin hidrogen di dalam generator. 

Sistem Kelistrikan PLTU (Diagram garis tunggal) 
Sistem PLTU memerlukan sejumlah peralatan bantu seperti pompa, fan dan sebagainya untuk dapat membangkitkan tenaga listrik. Hampir semua peralatan ini menggunakan tenaga listrik, dan sebagian peralatan bantu digerakkan dengan motor listrik. 

Besarnya tenaga listrik yang diperlukan untuk menjalankan alat-alat bantu bervariasi antara sekitar 6 % untuk PLTU kecil, hingga 4 % untuk PLTU dengan kapasitas 1000 MW. Sistem yang mendistribusikan daya untuk pasok motor dan semua peralatan listrik di PLTU sering disebut “ sitem alat bantu listrik “ suatu ”Pemakaian sendiri “. 

Distribusi daya 
Sistem pasok alat bantu berfungsi untuk menyediakan energi listrik yang akan digunakan untuk keperluan alat-alat bantu pembangkit sendiri. Alat-alat bantu listrik secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 2 kelompok pasok daya, yaitu : 

a. Alat-alat bantu penting (urgen) 
Adalah yang berkaitan langsung dengan kelangsungan jalannya unit PLTU, dan bila hilang (mati) akan segera menyebabkan pengurangan keluaran unit. Contoh alat bantu urgen antara lain adalah FD fan, Mill (untuk PLTU batu bara) atau pompa residu (untuk PLTU minyak). Tentu saja secara rinci ada perbedaan jumlah atau jenis alat bantu yang digunakan di PLTU tergantung pabrik pembuat dan kondisi setempat. 

b. Alat bantu pelayanan (service) 
Adalah alat yang apabila hilang (mati) tidak akan berpengaruh pada output PLTU hingga interval waktu tertentu. Alat bantu yang termasuk dalam kelompok ini adalah unit pemurnian air, crane, atau turning gear atau alat bantu yang tidak termasuk dalam kelompok urgen. 

Jumlah serta jenis alat bantu pelayanan ini juga berbeda antara PLTU satu dengan lainnya tergantung kapasitas unit, jarak (konfigurasi) dan sebagainya. Alat bantu yang memerlukan daya listrik yang paling besar adalah pompa air pengisi (BFP) dan pompa air pendingin (CWP).

Artikel Terkait

0 Response to "Generator dan Bagian-bagianya Dalam Sistem PLTU"

Post a Comment