Generator Set

Generator Set

A.     Mesin Diesel

1. Prinsip-prinsip Diesel

Salah satu pengegrak mula pada generator set adala mesin diesel, ini dipergunakan untuk menggerakkan rotor generator sehingga pada out put statornya menghasilkan Ggl. Mesin Diesel termasuk mesin kalor yang mengubah tenaga panas menjadi tenaga gerak. Tenaga panas diperoleh dari proses pembakaran solar dengan bantuan oksigen dari udara. Gas hasil pembakaran itu dipergunakan untuk menggerakkan torak secara gerak translasi.

Gerak translasi ini diteruskan ke batang penghubung ( connectiing road) dengan proses engkol ( crank shaft ) sehingga menghasilkan gerak berputar pada poros engkol.

Demikian juga sebaliknya gerak rantai dari poros engkol dan rotor disambung secara kopling. Dengan adanya rotor yang diputra oleh mesin diesel, sedangkan kepada gulungan rotor diberikan arus listrik searahm, maka pada pihak stator terbangkit out put tegangan : bolak balik. Untuk mendapatkan putaran yang stabil diperlukan sistem Governor ( pengaturan putaran ) dan VR ( Voltage Regulator).

2. Diesel sebagai Pengerak Mula

Syarat-syarat untuk mendapatkan diesel sebagai penggerak mula yang baik diperlukan :

a.    Bahannya dari logam yang berkualitas baik

b.    Sistem pengaturan bahan bakar dan bahan bakarnya sendiri (solar) harus baik dari tangki utama, tangki harian dalam pompa injeksi ( injection pump) sampai masuk dalam pembakaran silinder.

c.    Sistem pelumasan, jenis oli, seluruh sistem pelumasan silinder harus tepat dan baik

d.    Sistem pendinginan yang baik yaitu pendinginan dengan udara maupun dengan air.

e.    Sistem penyaluran udara yang baik, udara yang dipergunakan pembakaran bahan bakar dalam silinder harus dalam perbandingan yang tepat

f.     Generator dan perlengkapannya termasuk pengatur tegangan dan frekuensi harus baik

g.    Panel-panel yang berisi rangkaian kontrol, baik untuk kontrol diesel maupun Generator selalu bekerja normal.

h.    Sistem starter harus baik agar mesin selalu siap untuk beroperasi apabila hendak dioperasikan

i.     Perawatan dan pemeliharaan yang baik dan teratur akan menjadikan tercapainya tujuan pemeliharaan tersebut.

2. Penyaluran Bahan Bakar 

Keterangan Gambar

1.    Tangki bahan bakar utama

2.    Pompa pengisi bahan bakar

3.    Tangki bahan bakar harian

4.    Saringan permulaan ( precleaner-Filter )

5.    Pompa tekanan rendah pengatur bahan bakar

6.    Saringan bahan bakar

7.    Pompa bahan bakar tekanan tinggi ( fuel injection pump)

8.    Penyemprot bahan bakar ( injector )

9.    Pipa saluran kelebihan bahan bakar

1. Cara Kerja Sistem Penyaluran bahan bakar

Bahan bakar dari tangki utama (1) dialirkan oleh pompa (2) ketangki harian (3) dari tangki harian karena gaya berat bahan bakar sendiri ( isapan dari pompa), bahan bakar mengalir melalui filter permulaan (4) diteruskan kesaringan (6). Bahan bakar melalui asrinan (6) kemudian dialirkan kepompa tekanan tinggi (7) dan diteruskan ke penyemprot ( injector) bahan bakar (8). Bahan Bakar yang berlebihan dari penyemprot dikembalikan ke tangki harian melalui saluran (9).

2. Fungsi saringan

Saringan bahan bakar diperlukan untuk menyaring kotoran kedalam pompa tekanan rendah. Pompa tekanan tinggi dan penyemprot bahan bakar. Kotoran ini dapat mengakibatkan kerusakan penyumbatan pada pompa, penyemprot dan saluran bahan bakar. Fungsi dari pompa tekanan rendah ( penyalur) diperlukan untuk mengalirkan mengalirkan bahan bakar ke pompa tekanan tinggi, agar bahan bakar selalu memenuhi pompa tekanan tinggi.

Pompa penyalur ini harus mempunyai tekanan yang lebih tinggi dari tekanan Atmosfir supaya udara tidka masuk kedalam aliran bahan bakar, bila udara masuk maka akan terjadi ganguan pada mesin, yaitu terjadinya pembakaran yang tersendat-sendat dan mesin tidak dapat beroperasi secara sempurna.

4.                    System Pelumasan

Untuk memahami bahwa kecepatan gerak dan panas mempunyai hubungan yang erat, maka gesekan antara permukaan benda yang saling bergerak akan mengakibatkan timbulnya panas. Begitu pula yang terjadi pada genset, dimana didalam genset terjadi pengubahan tenaga mekanis (gerak) menjadi energi listrik.

Pelumasan adalah suatu system pemeliharaan/ perawatan terhadap perangkat mesin yang selalu menampilkan masalaha-masalah gerak, gesekan dan panas yang ketiga proses tersebut paling erat berhubungan dan memegang peranan penting dalam masalah kestabilan mesin. Bila ketiga hal tersebut tidak diperhatikan maka akan dapat mengakibatkan keausan dan suhu yang berlebihan menimbulkan pemuian pada bagian yang bergesekan. Oleh sebab itu, pengetahuan yang cukup terhadap masalah pelumasan sangat bermanfaat bagi perawatan mesin. Minyak pelumas adalah suatu cairan yang dapat menetralisir , menstabilkan panas yang berlebihan, minyak pelumas adalah suatu cairan yang berfungsi sebagai media penghantar ( penyerap) panas, juga sebagai pelicin atau pelancar gerak.

Minyak pelumas harus mempunyai persyaratan teknis sebagai berikut :

a.  Tahan terhadap panas

b.  Bersih dari zat-zt kimi yang dapat mengakibatkan korosi pada bagian-bagian mesin

c.   Licin

d.  Tidak mengakibatkan keausan ( yang disebabkan oleh pencemaran kimiawi sehingga menimbulkan koroasi yang berakibat keausan

e.  Tidak banyak membebani mesin

f.   Untuk daerah tropis yang mempunyai suhu lebih dari 20° C keatas, pemakaian jenis minyak pelumas dengan kode “ SAE-30” merupakan suatu persyaratan teknis, minyak pelumas selaian kode tersebut diatas tidak dibenarkan.Keterangan

1.    Oli balik dari turbo

2.    Saringan oli

3.    Katub pelangsung ( By pass ) untuk saringan oli

4.    Bak Oli

5.    Pompa Oli

6.    Katub pelangsung untuk “ pendingin oli “ ( Oli cooler )

7.    Salruan hisap

8.    Pendingin oli

Prinsip kerja

Oli diangkat dari bak oli ( carter), oleh suatu sedotan, dari pompa oli yang digerakkan oleh perputaran roda gerigi yang dikoperlkan dengan perputaran poros engkol, melalui pipa hisap.

Dari pompa oli, disalurkan melalui pipa pembagi, kemudian dialirkan ke suatu media pendinginan yang berupa pipa penunjang melingkar satu setengah ( 1 ½ ) lingkar dnegan dinding bersirip untuk memperluas permukaan pipa sehingga proses pendinginan lebih lancar dari udara sekitarnya atau berupa  radiator oli atau tanpa kedua sistem pendinginan tersebut, tergantung dari kapasitas diesel.

Dalam hal yang terakhir ini oli hanya disalurkan ke dalam pipa yang cukup pendek saja ( y pass). Dari ini kotoran oli yang mungkin terbawa, baik dari luar maupun sirkulasi di dalam mesin sendiri. Pelumasan pada Rosker Arm dari klep, didapatkan melalui camp shaft, tappel dan push rod langsung menembus baud pengatur jarak rosker arm ( Rocker Arm Bearing) kemudian menetes keluar sejenak ditampung bak per klep ; melalui celah antara push rod dan pipa pelindung push rod, oli mengalir ke bahah menuju ke bak charter. Untuk pelumasan ada metal-metal dan juga dinding-dinding silinder, oli disalurkan melalui pipa kapiler yang terdapat dalam dinding charter ( crank case), juga masuk ke dalam pipa yang sejenis dengan crank case)

Memahami tentang fungsi dan bekerjanya pelumasan tersebut harus dijaga jangan sampai sistem pelumasan terganggu, gangguan gangguan dalam pelumasan dapat terjadi oleh penyebab-penyebab sebagai berikut :

a.  Oli dari jenis kualitas rendah ( di luar apec) oli palsu oli bekas dan sebagainya

b.  Banyak kotoran membebani oli ( tercampur air, lumpur-lumpur dan lain sebagainya ).

c.   Tersumbatnya saluran pelumasan

d.  Rendahnya tekanan oli

Dengan memperhatikan penyebab-penyebab tersebut dapat diambil tindakan-tindakan pencegahan antara lain :

a.    Pemeriksaan oli dan pengawasan terhadap kualitas oli

b.    Penggantian oli secara rutine

c.    Penggantian filter secara rutine

d.    Pemeriksaan saluran pelumasan

e.    Memperhatikan tekanan oli.

Keterangan

Sehubungan dengan fungsinya oli harus mempunyai spesifikasi persyaratan bagi mesin yang bersangkutan. Setelah dipakai oli akan mengalami pencemaran dan perubahan sifat semula, pada peristiwa pembakaran dalam silinder akan terjadi persenyawaan oksidasi belerang dalam SO₂ dan SO₃ yang seterusnya akan terjadi asam kuat ( H₂SO₄ = air accu ) dan H₂SO₄ ini bersifat korosif ( memakan logam ) maka pada saat keadaan belum berbahaya oli harus diganti.

Begitu pula pada filter oli setelah sekian lama dipakai maka akan terjadi endapan sehingga filternya harus diganti dengan filter yang baru.

Pemeriksaan yang kontinue menjadikan mesin mempunyai keandalan yang cukup tinggi, hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemeriksaan pada saat over haul nanti perlu diadakan pemeriksaan yang teliti keadaan lubang jalan oli, pada dinding crang case atau blok mesin jangan sampai ada yang buntu.

5.    Sistem Pendinginan

Sistem pendinginan sangat penting artinya bagi keawetan suatu mesin, pada waktu berjalan mesin akan menjadi panas, karena proses pembakaran di dalam silinder, mesin yang terlalu panas, selain cepat rusak juga out put tenaganya kurang maksimal maka diperlukan pendinginan, umumnya sistem pendinginan dibagi menjadi dua macam, yaitu :

                a.    Sistem pendinginan air

                b.    Sistem pendinginan udara

a.    Sistem Pendinginan Air

Air memasuki blok silinder dari bagian bawah silinder, mengalir melalui saluran-saluran blok silinder terus ke atas menuju silinder head. Air menyerap panas dari mesin sehingga suhu air nai air yang panas ini cenderung mengalir karena perbedaan berat jenis. Air semakin menjadi panas sewaktu berada di sekitar kepala silinder, air yang telah panas harus didinginkan kembali.

Apabila sampai mendidih hal ini menunjukkan adanya gangguan dalam sistem pendinginan tersebut.

Air mengalir ke bawah dari bagian atas radiator melalui pipa-pipa radiator, udara dihembuskan melintasi radiator ke arah depan genset, terjadilah proses pendinginan udara, udara ini menghembus keras karena adanya kipas yang berputar di belakang radiator. Pada saat air sampai di bagian bawah radiator, air menjadi dingin dan masuk kembali ke blok silinder dari bawah untuk mendinginkan mesin.

Demikianlah proses pendinginan berulang dan terjadilah sirkulasi air pendinginan. Bagaimanapun juga ada sebagain air yang menguap.

Maka setiap kali perlu diperiksa permukaan air pendinginan ini. Apabila perlu harus ditambah supaya alran air dapat berjalan lebih cepat, harus ada pompa air yang dipergunakan untuk mendorong air mengalir sehingga dengan demikian daya pendinginan dapat di percapat, sehingga sistem pendinginan tersebut merupakan suatu cara pendinginan yang baik

  

b.    Sistem Pendinginan Udara

Berbeda dengan sistim pendinginan air, di sini silinder-silinder tidak ditempatkan dalam suatu blok silinder melainkan pada tiap silinder diberi semacam sirip, gunanya sirip ialah untuk menyerap panas dari silinder kepala dengan sirip-sirip ini berarti memperluas permukaan yang dapat menyerap panas tersebut dapat dilepaskan ke luar bersama udara yang dihembuskan dengan kuat oleh kipas atau blower.

6.                     Sistem Penyaluran Udara

Udara di dalam Diesel digunakan untuk pembakaran bahan bakar ( solar). Kabut solar dicampur dengan udara pada tekanan dan suhu tinggi sehingga akan terjadi pembakaran yang menghasilkan tenaga. Perbandingan antara kabut solar dan volume diatur sedemikian sehingga pada keadaan beban penuh, kabut solar habis terbakar oleh udara yang dimasukan ke dalam silinder. Bahan bakar dan udara harus dalam perbandingan yang tepat, kekurangan udara akan mengakibatkan merusak mesin, yaitu mengakibatkan pembakaran kurang sempurna dan terjadilah kerak ( arang) di dalam silinder.

Hal-hal yang umumnya dapat merusak mesin antara lain :

a.    Penyetelan tekanan pengaturan nozzale yang terlalu tinggi

b.    Mesin bekerja lama dengan beban rendah

c.    Mesin sering bekerja tanpa beban

d.    Saluran pembuangan ( knalpot) yang kotor, akan menghambat keluarnya asap dan mempercepta kenaikan kadar arang dalam saluran dan akhirnya mempercepat terjadinya kerak

Dalam praktek kelebihan bahan bakar dibanding dengan jumlah udara ini ditandai dengan asap hitam ke luar dari knalpot. Untuk keperluan start mesin, orang membuat agar udara yang dimasukan kedalam mesin tidak dingin ( hangat), sebab udara dingin sukar bersenyawa dengan bahan bakar.

Agar Supaya proses pendinginan ini berlangsung efektif, maka perlu dijaga kebersihan dari sirip-sirip silinder.

Udara yang dihembuskan kuat oleh blower disalurkan ke dalam tabung udara dan membawa panas ke luar sirip. Harus diusahakan agar udara panas ini tidak tertarik lagi oleh blower . Udara yang masuk haruslah udara luar yang masih segar dan dingin perlu juga untuk membersihkan jendela-jendeka kaca yang dipasang di ruang mesin.

B.     Generator pada Gen Set

4.    Generator dengan Sikat

Prinsip kerja :

Sikat mendapat tegangan searah dari sumber searah ( voltage regulator) dimana tegangan yang diberikan kepada sikat tersebut oleh voltage regulator telah diatur sehingga tegangan yang diberikan pada sikat tersebut tetap konstan sesuai dengan keperluan. Sumber searah dari VR yang telah melalui sikat ini, mengalir lebih slip ring dan masuk ke bagian rotor yang diputra.

Pada bagian stator terbangkitlah medan magnet yaiut pada bagian ujung kutub utara dan selatan. Diantara kedua ujung kutubnya akan timbul garis gaya magnet ( fluksi) dan akibat adanya rotor yang berputar yaitu kumparan jangkar diantara kutub utara dan selatan ini, maka garis gaya magnet akan terpotong oleh kumparan jangkar. Dalam perpotongan garis gaya magnet oleh kumparan jangkar, keadaanya tidak selalu tetap, ada dalam keadaan netral artinya kumparan jangkar sejajar dengan arah garis gaya magnetnya, ada juga dalam keadaan emmotong garis gaya magnet sehingga dihasilkan tegangan bolak balik.

Bila stator dari generator dibuat untuk menghasilkan listrik AC tiga phasa maka out put generator juga dibuat dengan tiga phasa.

Prinsip Kerja :

Arus mengalir dari sumber arus searah voltage regulator. Alat ini telah mengatur agar tegangan yang diberikan tetap konstan sesuai dengan keperluan. Sumber arus DC dari VR ini mengalir kedalam stator gulungan Exiter (A), maka alam stator exiter ini mengalir akan timbullah medan magnet yang kemudian menginduksi gulungan rotor exiter (B) yang berputar. Maka garis gaya magnet ( fluksi rotor dari stator exiter (A) yang menginduksi rotor exiter (B) akan terpotong oleh kumparan jangkar dari rotor exiter (B). Karena dalam perpotongan oleh kumparan jangkar dari rotor exiter (B). Karena dalam perpotongan garis gaya magnet oleh kumparan jangkar diantara kutub utara dan selatan ini keadaannya tidak selalu tetap yaitu ada dalam keadaan netral artinya kumparan jangkar kedudukannya searah dengan garis gaya magnet ada juga dalam keadaan memotong garis gaya magnet ada juga dalam keadaan memotong garis gaya magnet sehingga timbullah beda potensial yang biasa disebut dengan arus bolak balik AC. Kemudian arus AC ini disearahkan oleh penyearah (C) yang kemudian mengalir ke gulungan stator (D) hingga timbullah kembali garis gaya magnet di kutub utara dan selatan stator tersebut. Kemudian garis gaya magnet ii akan terpotong oleh kumparan jangkar yang keadaannya tidak selalu tetap sehingga tiimbullah beda potensial yang biasa disebut dengan arus AC untuk selanjutnya digunakan untuk mencatu perangkat Telekomunikasi yang membutuhkan arus AC tersebut.

Bila pada bagian stator ini dibuat untuk menghasilkan energi listrik tiga phasa maka dibuatlah out put dari generator yang juga dengan tiga phasa.

16. Pengendalian Terhadap Sitem Kemagnetan

Untuk keperluan penguatan bagi kutub-kutub magnet selalu dibutuhkan sumber arus searah. Jika ditinjau dalam menghasilakannya, terhadap bermacam-macam cara yaitu :

a.    Secara Konvensional

Mesin utama ( main machine), DC penguat utama ( main DC exiter) dan DC penguat pembantu ( Pilot exiter) berada dalam satu poros. Tegangan keluaran dari DC penguat pembantu dipergunakan untuk memperkuat kemagnetan pada penguat utama yang mana besar kecilnya arus yang mengalir pada mesin DC utama dapat diatur dengan menggunakan Rheostat utama ( main rheostat) yang diatur dengan menggunakan Rheostat utama ( main rheostoat) yang dapat dioperasikan secara manual atau otomatis ( automatic regulator), sedangkan tegangan keluaran dari mesin DC utama dipergunakan untuk memperkuat pada kemagnetan mesin utama

b.    Sebagai pengembangan, dengan adanya kemajuan teknologi telah banyak suatu pembangkit yang mana sumber arus searah sebagai arus penguat magnet tidak diperoleh dari generator arus searah (DC), melainkan menggunakan rectifier ( penyearah).

Adapun skema rangkaian dari cara ini dapat dilukiskan seperti gambaambar

Tegangan keluaran dari sumber AC penguat ( Ac exiter) disearhakan dengan menggunakan rectifier. Tegangan keluaran sumber AC penguat ini disamping disearahkan untuk kepentingan penguatan sendiri, juga disearhkan untuk memperkuat kemagnetan mesin utama.

Tegangan keluaran dari sumber AC penguat yang digunakan untuk penguatan sendiri dikontrol dengan menggunakan regulator utama ( main regulator) yang mana regulator ini dapat dikerjakan dengan menggunakan seperangkat amplidin ( amplidyne set).

Penguatan dengan sistem ini sangat baik untuk mesin-mesin yang sangat besar yang dapat mencapai ratusan MVA.

Adapun cara yang ketiga adalah suatu cara yang sering disebut “ Brushlaless Exition”.

Skema rangkaian cara inidapat dilukiskan seperti gambar  

Berdasarkan gambar 53 jelas kiranya bahwa dalam cara ini untuk mengalirkan arus kemagnetan tidak diperlukan sikat-sikat ( cincin seret) seperti halnya cara yang lain.

Tegangan keluaran dari mesin utama sebagian kecil disearahkan untuk penguatan pada sumber AC penguat ( AC exiter), yang mana pengontrolan arus kemagnetan dilakukan oleh regulator.

Tegangan keluaran dari AC exiter langsung digunakan untuk memperkuat kemagnetan mesin utama ( tanpa menggunakan sikat dan cincin) dengan perantara penyearah utama main ( rectifier)

c.    Perlengkapan Diesel Genset

Genset harus dilengkapi dengan peralatan-peralatan yang menunjang, agar mempunyai :

a.    Kestabilan baik tegangan maupun putarannya bila sewaktu-waktu terjadi perubahan beban mesin harus tetap stabil.

b.    Indikator-indikator yang menunjukkan keadaan Genset setiap saat, Pemutus arus dan pelepas beban yang bekerja secara otomatis dan manual.

c.    Sistem pengontrol untuk diesel yang berfungsi untuk mematikan diesel sewaktu-waktu terjadi gangguan.

d.    Emergency stop ialah suatu alat/ tombol yang akan mematikan mesin kapan saja yang diinginkan

1.    Voltage Regulator (VR)

Voltage Regulator adalah suatu alat yang berfungsi untuk menjaga agar tegangan out put dari generator tetap konstant sesuai yang diinginkan. VR secara langsung/ tidak langsung memberikan arus searah kepada kumparan rotor sehingga menimbulkan tegangan pada out put gulungan stator. Kalau terjadi tegangan out putnya diteruskan ke gulungan stator. Kalau terjadi penurunan tegangan karena kenaikan beban maka VR akan menaikan tegangan out putnya diteruskan ke gulungan rotor sehingga tegangan induksi stator akan naik sampai level semula. Begitupun jika ada kenaikan tegangan ( beban turun), oleh karena VR hanya berfungsi sebagai pengatur tegangan maka alat ini akan bekerja pada frekuensi atau  mesin pada keadaan ratingnya ( putaran normal )

Jika mesin berputar lebih rendah dari pada ratingnya akan berakibat tegangan out put regulator sedemikian tingginya dan arus akan sangat tinggi sehingga merusak peralatan VR. Maka untuk mengadakan testing mesin yang berhubungan dengan rpm, VR harus dimatikan / dilepas, untuk percobaan pada rpm normal VR boleh disambung.

Biasanya VR pada batas-batas kemampuan tertentu ( dapat disetel) kalan ada kenaikan/ penurunan tegangan melebihi batas kemampuan ( ± 10 %) harus diusahakan agar beban terlepas dari beberapa saat kemudian mesin mati.

2. Governor

Seperti hanya VR, alat pengatur putaran ( Governor) berfungsi untuk mengatur atau mempertahankan putaran mesin agar dalam kecepatan yang tetap. Jika ada kenaikan beban, mesin bertendensi menurunkan putarannya dan Governor akan memberikan signal kepada katup pembuka bahan bakar. Sehingga bahan bakar yang masuk ke dalam Injector bertambah banyak, sehingga mesin akan berputar normal kembali dan tidak terjadi penurunan putaran, sebaliknya kalau ada penuruanan beban mesin akan berputar melebihi ratingnya. Governor akan mengirim signal kepada katup bahan bakar agar mengurangi bahan bakar yang masuk sehingga mesin berputar normal.

Governor sama halnya dengan VR mempunyai batas-batas tertentu  itu tidak lebih dari 5%. Jika mesin berputar pada keadaan lebih kecil 75% atau lebih besar 105% dari putaran normalnya maka usahakanlah agar Genset melepaskan beban listriknya dan bebera saat mesin dimatikan.

3.   Indikator-indikator

Fungsinya :

a.    Penunjuk keadaan Mesin

b.    Membantu trouble shooting yaitu mencari suatu gangguan

Pemasangan indikator pada panel Genset.

Indikator dan peralatanya yaitu relay-relay, timer, switch semuanya dipasanag pada panel kontrol, antara lain :

-          Volt meter untuk mengetahui tegangan dari tiap phasa

-          Ampere meter untuk mengetahui arus dari tiap phasa

-          Watt meter untuk mengetahui daya nyata

-          Rpm untuk mengetahui putaran mesin

-          Frekuensi meter untuk mengetahui put put frekuensi listrik

-          Running Hour meter untuk mengetahui lamanya mesin bekerja

-          Meter Tekanan oli, solar dall.

-          Thermometer untuk suhu air dan lain-lain

Sebagai indikator untuk membuka maka dipasang lampu kontrol yaitu :

-          Lampu indikator untuk Over Speed

-          Lampu indikator untuk Under Speed

-          Lampu Indikator untuk Low Water Level ( untuk level air radiator terlalu rendah )

-          Lampu indikator untuk temperatur air tinggi

-          Lampu indikator untuk tekanan oli rendah

-          Lampu Indikator untuk tegangan nenaik lebih normal ( Over Voltage atau tegangan lebih)

-          Lampu Indikator untuk tegangan menurun kurang dari normal ( Under Voltage)

-          Lampu Indikator untuk Power Balik, dan lain-lain

Semua indikator bekerja pada batas-batas tertentu yang berhubungan erat dengan penyetelan yang dilakukan.

4. Alat Pengaman

          Alat pengaman berguna untuk :

-          Mengamankan Generator

-          Mengamankan Prime Mover ( Diesel)

Pengaman Generator bertugas mematikan seluruh Genset apabila ada hal-hal yang membahayakan Generator. Pengaman Diesel sama dengan pengaman Generator, hanya berbeda dari asal usul gangguan. Kalau Temperatur mesin diesel terlalu panas bekerja pengaman diesel itu akan bekerja. Kalau tegangan generator naik bekerjalah pengaan generator

Untuk pengaman ini sebaiknya dipasang pemutus beban dan pematikan mesin, baik yang bekerja secara otomatis maupun secara manual. Keduanya harus ada dan disambung seri.

Untuk jenis otomatis dipergunakan apabila sewaktu-waktu ada gangguan yang dapat membahayakan Genset secara otomatis pengaman ini akan bekerja. Sedangkan untuk jenis manual dipakai bila harus mematikan mesin atau melepaskan beban setiap saat yang dikehendaki

Misalnya :

Untuk menjaga agar mesin selalu bekerja dalam keadaan yang diijinkan maka diusahakan mesin secara otomatis melakukan hal-hala sebagai berikut :

-          Kalau mendapat temperatur air pendingin lebih dari 2000 F ( 94°C) maka pemutus beban harus bekerja dan mesin jalan tanpa beban.

-          Kalau terjadi Over Speed sampai mencapai 30 detik, mesin dibuat mati total.

Keterangan :

Sebenarnya untuk panel kontrol dapat dibuat otomatis penuh dan selengkap mungki. Tetapi diperlukan rangkaian-rangkaian listrik ( rangkaian kontrol) yang cukup rumit,. Tentu saja komponen-komponen yang dipakai harus dari jenis yang terbaik. Sebab pemakaian dari kualitas biasa-biasa saja sering mengalami gangguan yang berakibat mesin tidak dapat bekerja walaupun dalam kondisi yang baik.

5. Peralatan Tambahan

Peralatan tambahan yang dimaksudkan adalah hal-hal yang dipasang pada diesel untuk mengetahui kondisi dari seluruh sistemnya. Sistem-sitem yang ada di dalam diesel biasanya :

-          Sistem bahan bakar                         - Sistem udara masuk

-          Sistem pelumasan                            - Sistem starter, dan lain-lain

-          Siswam pendinginan

1. Sistem Penyaluran Bahan Bakar

Bila filter bahan bakar kotor sebaiknya ada tanda / indikator (alarm) Bila tekanan bahan bakar turun sebaiknya ada tanda atau indikator ( alarm). Bila bahan bakar dalam tangki harian menuju level ½ jam operasi ada tanda daln lain sebagainya

2. Sistem Pelumasan

-          Bila Tekanan minyak pelumas turun sebaiknya timbul alarm

-          Bila tekanan minyak pelumas tinggi sebaiknya timbul alarm

-          Bila suhu minyak pelumas tinggi sebaiknya timbul alarm, dan lain sebagainya

3. Sistem Pendinginan

-          Bila suhu air tinggi ( lebih 24°C) sebaiknya timbul alarm

-          Bila level air turun sebaiknya timbul alarm

-          Bila tekanan air kurang sebaiknya timbhul alarm

Untuk mesin-mesin Pendinginan udara

-          Bila alairan udara kurang lancar sebaiknya ada laarm

-          Bila temperatur sirip silinder tinggi sebaiknya ada alarm

4. Sistem Starting

-          Bila motor starter terlampau laa senempel pada Fly Wheel Timbul alarm

-          Charger tidak dapat mengisi Battery sebaiknya timbul alarm

f.   Lain-Lain

- Bila mesin jalan dengan rpm yang rendah sebaiknya timbul alarm

- Bila mesin jalan dengan rpm yang lebih dari normal ( 120%) timbul alarm.

C.     Parallel Generator AC 3 Phasa

Sering terjadi bahwa sebuah pembangkit (generator) tidak mampu melayani beban yang terpasang, dengan arti bahwa kapasitas beban lebih besar daripada kapasitas generator.

Dalam hal yang demikian, perlu kiranya memaralelkan dua generator atau lebih dengan maksud untuk memperbesar kapasitas daya yang dibangkitkan.

Selain untuk tujuan diatas, kerja parallel juga sering dibutuhkan untuk menjaga kontinuitas pelayanan jika ada generator yang harus dihentikan misalnya untuk istirahat atau reparasi.

Keuntungan dari kerja beberapa generator kapasitas yang kecil secara paralel untuk mencuplai beban yang sama dibanding dengan hanya satu generator yang besar adalah sebagai berikut :

1.  Beberapa unit yang kecil lebih handal dibanding satu unit yang besar. Apabila satu rusak kelangsungan suplai beban dapat dipertahankan oleh kerja unit yang lain.

2.  Jika terdapat beberapa unit station tenag perbaikan untuk unit-unit menjadi lebih mudah dan ekonomis.

3.                  Biaya dari unit yang siap dipakai adalah lebih kecil

4.  Penambahan unit dapat dipasang saat diperlukan sesuai dengan pertambahan beban pada station tenaga.

Untuk maksud memaralelkan ini, terdapat beberapa syarat yang harus dipenuhi yaitu :

a.    Harga tegangan efektif pada terminal harus sama

b.    Frekuensi yang dihasilkan masing-masing generator harus sama

c.    Phasa dari kedua generator harus sama

Dengan arti lain, bahwa beda phasa tegangan harus sama dengan nol, jika dipandang dari rangkaian beban pada titik persambungan sntara kedua generator yang akan diparalelkan dengan generator yang akan dibantu mempunyai beda phasa 180° 

Gambar 54 melukiskan prinsip memaralelkan dua buah generator beserta vektor diagramnya.

Tegangan V₁ merupakan harga tegangan generator G₁ yang akan diparalelkan untuk memperbsar kapasitas daya, sedangkan V₂ merupakan harga tegangan generator G₂.

Jika ketiga syarat diatas telah dipenuhi maka akan diperoleh vektor tegangan seperti gambar 54b. Jika terjadi perubahan pada salah satu generator misal G₂ mempunyai putaran lebih cepat dari pada G₁ maka akan mengalir suatu arus lokal antara G₁ dan G₂ dan antara tenagan V₁ dan V₂ mempunyai beda phasa lebih kecil dari 180°. Hal ini dapat dilukiskan seperi gambar 54c. dimana Ec merupakan beda tegangan antara G₁ dan G₂ antara tegangan lokal Ec dan arus lokal Ic terdapat beda phasa sebesar :

Фs = tan -1  = ............................. (40)

Sedangkan besarnya arus lokal Ic :

Ic =   .........................................( 41)

Dengan arti :

Xs = Xs₁ = Xs₂    : reaktansi serempak kedua generator

Ra = Ra₁ = Ra₂ : hambatan murni lilitan jangkar

Jika G₁ berputar lebih cepat dari G₂ maka arus lokal Ic tertinggal Фs dari tegangan lokal Ec seperti dapat dilukiskan pada gambar 54d.

18. Peralatan yang dapat digunakan dalam parallel Generator.

Dengan adanya ketiga syarat pokok dalam memaralelkan generator dapat diperlukan peralatan-peralatan untuk dapat mengetahui apakah ketiga syarat tersebut telah terpenuhi.

          Adapun peralatan-peralatan tersebut antara lain :

a.    Frekwensi meter, yang berfungsi untuk mengetahui frekwensi masing-masing generator.

b.    Volt meter AC, untuk mengetahui besarnya tegangan masing-masing generator.

c.    Alat untuk mengetahui apakah tegangan kedua generator tersebut telah sephasa. Untuk inji dapat digunakan suatu alat.

1)   Lampu-lampu serempak

Lampu-lampu serempak ini dipasang sedemikian rupa sehingga berdasarkan keadaan lampu-lampu tersebut dapat diketahui apakah generator-generator tersebut telah sephasa.

Untuk ini tentu saja penglihatan mata lebih banyak menentukan, karena harus diperhatikan terang atau tidaknya keadaan lampu dan sebagainya. Ditinjau dari cara penyambungan lampu-lampunya dikenal tiga macam cara :

a)    Sambungan gelap, jika kedua generator sudah sephasa maka semua lampu menyala.

b)   Sambungan terang, jika kedua generator suah sephasa maka semua lampu menyala sangat terang, sedangkan kedua generator belum sephasa maka semua lampu mati.

c)    Sambungan cahaya putar

Jika terlihat bahwa nyala lampu berputar baik kekiri atau kekanan, hal ini menunjukkan bahwa kedua generator belum spahasa, yang mana masalah kecepatan berputarnya nyala lampu tersebut disebabkan oleh frkwensi dari kedua generator yang juga belum sama. Sedangkan jika nyala lampu sudah tetap tidak berputar, ini berarti disamping frekwensi kedua generator sudah sama, pahasanya juga suda sama.

Dalam keadaan yang demikian ini, dari ketiga lampu yang dipasang, satu lampu mati dan dua lampu yang lain menyala sama terang.

Ketiga macam sambungan tersebut dapat dilukiskan seperti gambar  

Dalam praktek biasanya masing-masing cara diatas dilengkapi dengan Vo meter, yang mana setelah frekwensi sama tegangan sama dan phasa sama, saklar utama yang digunakan untuk memaralelkan ditutup (ON) saat Vo meter pada phasa yang sama antara generator yang satu dengan lainnya.

2) Synchronous cope.

Synchronous cope merupakan peralatan yang khusus dimana alat ini pada dasarnya bekerja berdasarkan alat-alat ukur lainnya dengan dasar penunjukkan jarusm karena adanya sifat elektro magnetisme. Misalnya synchronous cope Lincoln yang dilukiskan seperti gambar  

Scnchronous Lincoln merupakan sebuah motor kecil berkutub dua. Motor mempunyai dua lapisan kumparan yang masing-masing dihubungkan pada generator yang akan diparallelkan.

Sebuah kumparan F yang dihubungkan dengan jala-jala melalui hambatan RF yang berfungsi untuk menentukan arus kemagnetan yang tepat sephasa dengan tegangan yang dibangkitkan (V). Sedangkan kumparan kemagnetan kedua terletak pada jangkar yang mempunyai dua lilitan (kumparan) yang saling tegak lurus yakni R dan X yang memperoleh arus kemagnetan dari, generator yang akan dihubungkan paralel pada tegangan V.

Kedua kumparan R dan X dihubungkan secara paralel dengan adanya R maka arus yang mengalir padanya sephasa dnegan tegangannya, sedangkan arus yang mengalir melalui kumparan X yang merupakan induktor murni arus lebih mendekati 90° tertinggal terhadap tegangan.

Dengan adanya sifat-sifat diatas, maka diperoleh arus kemagnetan yang mengalir pada kumparan R murni sephasa dengan tegangan V’sedangkan arus kemagnetan yang mengalir pada F. Sebatang jarum yang dipasang pada jangkar akan menunjukkan bagaimana keadaan phasa antara tegangan-tegangan yang diserempakkan .

Dalam keadaan serentak yang mana tegangan V dan V’ dalam keadaan sephasa, maka jarum akan menunjukkan angka nol. Jika generator yang diparalelkan tidak dalam keadaan serenpakmaka jarum tersebut akan menunjukkan angka dibawah nol atau diatas nol, tergantung pada tegangan yang diparalelkan, apakah lebih cepat atau lebih lambat dari generator yang akan dibantu.

Gambar 57 melukiskan atu contoh dalam proses memaralelkan dua buah generator AC 3 pahasa beserta perlengkapannya.

Prinsip Kerja.

G1 sudah melayani beban dengan data : V₁ dan F₁ . Dalam hal ini Ss₁ dan Sm₂ dibuka G₂ yang akan diserempakkan dimasukkan kedalam rel penyerempak dengan menutup Ss₂ . Dengan mengatur G₂ sedemikian rupa sehingga V₁ = V₂ dan F₁ = F₂. Setelah lampu cahaya putar berada pada kondisi tetap (satu lampu mati, dua lampu yang lain menyala sama terang) atau Vo meter menunjukkan harga nol, dengan secepat mungkin Sm2 ditutup.

Dalam pembangkit yang besar, untuk menutup saklar Sm₂ biasanya digunakan kontaktor. Setelah kedua generator berada dalam kondidi paralel maka agar G₂ dapat ikut memikul beban maka daya penggerak G₁ dikurangi dan daya penggerak G₂ ditambah.

Pengurangan dan penambahan daya penggerak tersebut diusahakan dikerjakan bersama-sama. Untuk mengetahui apakah beban G₁ berkurang dan G₂ sudah memikul beban hal ini dapat dilihat pada kilo watt mater atau ampere meter ( kilo ampere meter) yang terpasang pada panel kontrol.