PRINSIP PEMBANGKITAN LISTRIK

  Induksi

Pengaruh medan magnet pada kumparan dalam sirkuit tertutup akan membangkitkan arus listrik dalam kumparan tersebut. Arus yang dibangkitkan ini disebut arus induksi. Membuat pengaruh medan magnet terhadap kumparan, dapat dilakukan dengan banyak cara antara lain :

a.    Menggerakkan Magnet Batang Terhadap Kumparan

Pengaruh medan magnet atau perubahan garis gaya terhadap kumparan dapat dilakukan dengan menggerakkan magnet batang terhadap kumparan, gambar 4.

Pada gerak maju, jarum penunjuk menyimpang ke suatu arah, kemudian kembali ke 0 dan pada gerak mundur, jarum menyimpang kearah lain dan kembali ke 0. Bila kutub dirubah arah, jarum akan berubah pula. Jadi arah yang megalir ditentukan oleh bentuk perubahan fluks dan jenis katub yang mempengaruhi.

Gambar 1: Dengan Mengerakan Magnet Batangan

b.    Memutar Kumparan Terhadap Medan Magnet

Pengaruh medan magnet atau perubahan garis gaya terhadap kumparan dapat juga dengan memutar kumparan ditengah medan magnet, gambar 5. Bila kumparan diputar satu putaran, maka jarum penunjuk akan menyimpang kesatu arah, kembali ke 0, menyimpang kearah yang lain dan kemudian kembali ke 0 lagi. Gerakan yang ditunjukkan jarum penunjuk, menunjukkan bentuk dan arah arus yang dibangkitkan. Arus ini disebut arus bolak – balik.

Gambar 2: Dengan Memutar Kumparan

Kesimpulan

Bahwa untuk membangkitkan listrik dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan menggerakkan relatif magnet pada kumparan yang tetap atau dengan menggerakkan

relatif kumparan didalam medan magnet yang tetap.

Referensi : Modul 1 Udiklat Suralaya PT. PLN Persero

Distribusi Daya Listrik

 Distribusi Daya

Secara umum proses konversi energi kimiawi ke sistim energi listrik membutuhkan banyak tenaga listrik, dengan alasan untuk membangkitkan listrik diperlukan banyak penggunaan energi listrik untuk mengoperasikan tiga alat utama pada pembangkit listrik (boiler, turbin dan generator) yang dibantu dengan sistim alat Bantu. Sistim alat Bantu dan beberapa komponen penunjang yang digerakan oleh motor motor listrik

Pemakaian daya alat penunjang ini merupakan pemakaian sendiri yang besarnya mencapai kurang lebih 5% dari kapasitas pembangkit.

• Daya untuk pemakaian sendiri dapat dibagi menjadi dua group.  Pemakaian sendiri yang dipergunakan untuk start up pada saat unit belum dapat mengeluarkan daya, daya ini dipasok dari unit yang lain
•  Pemakaian sendiri normal, yaitu daya yang dipergunakan untuk kebutuhan operasi alat Bantu yang diambil dari unit sendiri setelah operasi / masuk jaringan (sistem)

Distribusi daya pemakaian sendiri ini dapat dibagi menjadi tiga katagori sesuai kebutuhan system di dalam unit pembangkit :

•  Sistim Tegangan Tinggi.

• Sistim Tegangan Menengah.

•  Sistim Tegangan Rendah.

1.    Sistim Tegangan Tinggi

Penunjukan tegangan tinggi biasanya disamakan dengan nama keluaran (out put) generator, misalnya di beberapa unit pembangkit dapat ditunjukan tipe tipe tegangan tinggi seperti 13,8 kV, 18 kV, 21 kV dan 22 kV dan tegangan jaringan transmisi 69 kV, 115 kV, 138 kV, 150 kV dan 500 kV

2.    Sistim Tegangan Menengah.

Tegangan menengah adalah tipe sistim distribusi dimana tegangannya lebih rendah dari tegangan generator, yaitu tegangan input dari keluaran generator atau dari system diturunkan melalui trafo step down seperti 380V dan 400V. MCC

MCC (Motor Control Center)  mengandung penggerak2 (drives) untuk menjalankan pompa pompa, control panel dan sistem control panel. MCC diberi tenaga dari luar.  MCC diberi tenaga listrik dari luar 380V, 50Hz, 3 – phase.

3.    Sistim Tegangan Rendah.

Tegangan rendah adalah tipe sistim distribusi dimana tegangannya lebih rendah dari tegangan 380 V dan 400 V AC.dan DC. Rentang tipe tegangan rendah adalah 120 V AC, 220 V AC, 125 VDC dan 250 VDC

Gambar 1: Diagram Trafo Step Up dan Step Down

Referensi : Modul 1 Udiklat Suralaya (PT.PLN persero)

JENIS-JENIS MOTOR

 Motor Arus Searah ( DC )

Motor DC terdiri dari bagian yang diam, yaitu rangka (frame) dan sistem medan dan bagian berputar, yaitu jangkar.

Rangka terbuat dari besi tuang atau baja dan mempunyai 4 kutub menghadap jangkar. Kumparan terdiri dari sejumlah lilitan dipasang pada tiap kutub, sehingga jika arus DC mengalir sistem medan menjadi magnit dengan kutub - kutubnya.

Jangkar terbuat dari laminasi besi dan membentuk inti lingkaran dengan alur-alur disusun sepanjang permukaannya. Poros penggerak dipasang ditengah jangkar dan disangga pada tiap ujungnya oleh bantalan. Kumparan dipasang pada alur jangkar, sehingga menjadi magnet bila dialiri arus.

a.    Prinsip  kerja

Jika jangkar dan medan dialiri arus DC, maka keduanya menjadi magnet, sehingga akan ada gaya antara jangkar dan medan. Bila medan magnet disusun dengan arah yang sesuai, gaya antara kutub pada medan dan kutub pada jangkar akan menyebabkan jangkar berputar dan menghasilkan daya mekanik pada poros.

Untuk memasok arus kekumparan jangkar yang berputar dibutuhkan kontak geser. Selain itu juga diperlukan alat untuk mengubah arus DC pada kumparan jangkar secara kontinyu untuk menghasilkan gerakan berputar. Kedua persyaratan ini dilakukan dengan menggunakan komutator. Komutator ini berbentuk cincin yang terdiri dari segmen-segmen dan terisolasi satu sama lain dipasang pada poros jangkar. Kumparan jangkar dihubungkan ke tiap segmen komutator. Arus masuk dan meninggalkan komutator (kumparan jangkar) melalui sikat arang.

b.    Jenis dan Konstruksi

Terdapat tiga jenis motor DC, yaitu :

v  Motor seri

v  Motor shunt

v  Motor campuran (compound)

2.1.2.    Motor Arus Bolak-balik

Motor ini biasa disebut motor induksi. Umumnya biasa bekerja dengan putaran (kecepatan) tetap dan dianggap sebagai yang paling handal.

Motor induksi terdiri dari rangka dan inti besi berlaminasi yang berbentuk alur-alur sebagai inti membentuk silinder stator.  Kumparan stator tiga fasa dipasang didalam alur-alur membentuk lingkaran bagian dalam silinder stator.

Inti rotor berlaminasi berbentuk silinder dengan alur-alur pada permukaan luar membawa konduktor atau kumparan. Rotor dan stator dipisahkan oleh celah yang lebarnya sekitar 3mm. Kumparan stator dihubungkan ke pasok utama dan terisolasi sesuai dengan tegangan yang digunakan. Rotor dapat berupa tipe rotor belitan atau rotor sangkar tupai.

a.    Prinsip kerja

Bila kumparan stator dihubungkan kepasok AC, timbul medan magnet sebagai mana dalam motor DC. Tetapi sifat bolak-balik dari pasok AC membuat medan magnet juga berubah-ubah Susunan kumparan stator dibuat sedemikian rupa sehingga medan magnet tersebut berputar. Medan magnet ini menghubungkan (link) stator dan rotor, sehingga menyebabkan arus terinduksi didalam kumparan rotor. Arus yang mengalir didalam rotor menghasilkan medan magnet yang berinteraksi dengan medan magnet putar stator. Akibatnya timbul gaya pada rotor yang membuatnya berputar dalam arah yang sama dengan medan magnet putar menghasilkan energi mekanik pada poros.

Kecepatan medan magnet berputar tergantung pada :  

a.    Frekuensi pasok AC 

b.    Banyaknya kutub pada kumparan stator.

Banyaknya kutub kumparan stator dapat  2, 4, 6, dan seterusnya, setiap perubahan banyaknya kutub menyebabkan percepatan rotor berubah. Kecepatan medan berputar disebut kecepatan sinkron dan dapat dihitung dengan formula berikut : 

           

                                                f x 60

            Kecepatan sinkron= _____      Rpm

                                                   p

Dimana   f   = frekuensi pasok listrik

               p  = banyak pasang kutub magnet stator

Jadi apabila suatu motor induksi mempunyai empat kutub (2 pasang) stator, maka kecepatan sinkron :

              50 x 60  

             ______        = 1500 Rpm

                  2

Kecepatan rotor motor induksi tidak pernah sama dengan kecepatan sinkron, karena bila hal ini terjadi pengaruh induksi antara medan magnet putar stator dan kumparan rotor atau gaya pada rotor akan menjadi nol. Pada kenyataannya kecepatan rotor (poros) motor induksi saat berputar tanpa beban adalah sekitar 2990 Rpm untuk motor satu pasang kutub dan sekitar 1490 Rpm untuk motor dengan dua pasang kutub.

Motor induksi mengatur sendiri kecepatan dan arus yang mengalir karena kebutuhan beban. Perbedaan kecepatan antara medan putar dan rotor, menyebabkan medan magnet stator memotong penghantar pada rotor, sehingga timbul ggl. Karena kumparan /pengahantar  rotor sangkar terhubung singkat, maka arus mengalir dan menghasilkan torsi.

Bila beban naik, kecepatan rotor berkurang dan medan magnet stator memotong lebih banyak rotor, sehingga menginduksi arus yang lebih besar di rotor. Akibatnya torsi yang timbul naik untuk mengimbangi kenaikan beban mekanik. stator akan menarik arus lebih tinggi dari pasok.

b.    Jenis motor induksi

Ada 2 jenis motor induksi dan hal ini dibedakan menurut jenis rotornya, yaitu :

a.    Motor induksi dengan rotor sangkar

b.    Motor induksi dengan rotor belitan

Motor induksi dengan rotor sangkar adalah jenis motor induksi yang banyak digunakan, karena konstruksinya lebih sederhana dan lebih murah. Motor jenis ini putarannya konstan. Rotornya terdiri dari inti dengan alur-alurnya diisi konduktor  membentuk sangkar. Kedua ujung konduktor dihubung singkat dengan ring ( cincin ).

Motor induksi dengan rotor belitan, yaitu rotornya berisi kumparan 3 fasa. Ketiga ujung kumparan  dihubungkan jadi satu membentuk titik bintang. Sedang tiga ujung kumparan yang lain dihubungkan keluar dengan slip ring yang dipasang pada poros.

Referensi : modul operator 1 udiklat suralaya, PT PLN (Persero)

Bahasa Pascal Menghitung Daya Listrik

Ini merupakan bahasa pemrograman pascal untuk menentukan daya listrik :

program daya_listrik;
uses wincrt;
function V (I,R :real) :real;
begin
V:= I*R;
end;
var P, I, R : real;
begin
write (‘I =’) ;
readln (I);
write(‘R=’);
readln (R) ;
p:= V(I,R) * I;
write (‘daya listrik =’ ,P:3:1,’watt’);
end.