Generator Listrik

Generator Adalah alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi Listrik. Energi mekanik ini diperoleh melalui .prime mover Prime mover bisa berupa turbin, mesin diesel atau penggerak lainnya

Macam- Macam Sumber Energi Turbin Generator:
1. Air pada PLTA
2. Steam pada PLTU
3. Gas pada PLTG
4. dan lainnya

Prinsip Kerja Generator

Filosofi munculnya tegangan dan arus dari generator secara sederhana dapat digambarkan seperti ini :

Generator

kumparan medan pada rotor yang dialiri oleh arus listrik DC akan memberikan Medan Magnet (Fluks ) disekitar rotor. Fluks ini kemudian diputar bersamaan dengan berputarnya rotor oleh prime mover. Fluks akan menembus kumparan jangkar yang terdapat pada stator. Perubahan fluks magnet pada kumparan jangkar ini akan menghasilkan tegangan pada ujung ujung kumparan stator.

Jika pada ujung ujung kumparan stator ini dihubungkan ke beban, akan timbul arus dari generator ke beban.

Besar Tegangan yang dihasilkan oleh generator tergantung pada :
1. Besar Medan Magnet
2. Kecepatan Perubahan medan magnet

Frekuensi yang dihasilkan oleh generator akan dipengaruhi oleh kecepatan medan magnet dan rotor

KOMPONEN UTAMA GENERATOR
ada 2 komponen utama generator yaitu :
 1. Rotor adalah Komponen yang bergerak
 2. Stator adalah komponen yang diam
Pada rotor generator umumnya terdapat kumparan medan sedangkan pada stator terdapat kumparan jangkar. Dimana :
1. Kumparan Medan (field) adalah kumparan yang menghasilkan medan magnet, yang dikenal dengan nama exciter
2. Kumparan jangkar (armature) yang merupakan kutub mesin adalah tempat keluarnya arus listrik (pada motor sebagai masuknya arus listrik)

(a)

(b)

a. Stator Generator, kumparan Jangkar
b. Bagian Rotor Generator, teradapat kumparan medan

GENERATOR 3 FASA 
Prinsip Kerja generator 3 fasa sama dengan prinsip kerja 1 fasa, beda hanya terletak pada keluaran dari generator, kalau generator 1 fasa keluarannya cuma 2 kabel ( 1 fasa ) sedangkan generator 3 fasa keluarannya 3 atau 4 kabel (3 fasa)

generator 3 fasa

Medan magnet pada generator 3 fasa ini biasanya dihasilkan dari kumparan yang disebut dengan belitan eksitasi dimana arus eksitasi yang akan menentukan besarnya tegangan keluaran oleh Automatic Voltage Regulator (AVR)
Peralatan Untuk Mengatur Secara otomatis kecepatan putaran dari rotor disebut dengan governor
Pada pengoperasiannya, arus eksitasi generator dapat di peroleh dari keluaran Generator itu sendiri (self excitation).

Generator Bekerja Sendiri ( Stand Alone )
Pada generator yang bekerja sendiri, daya aktif ( P= Watt) dan daya reaktif (Q=VAR) yang dikeluarkan oleh generator sebanding dengan beban yang terhubung
AVR pada generator hanya mengatur besar tegangan yang dikeluarkan oleh generator sedangkan governor akan mengatur putaran atau frekuensi keluaran generator.

Generator Bekerja Secara Paralel
Pada generator yang bekerja secara paralel, besar tegangan dan frekuensi akan ditentukan oleh sistem secara bersama-sama
AVR akan bekerja mengatur daya reaktif (Q=VAR) sedangkan governor akan menentukan pengaturan besarnnya daya aktif ( P=Watt) yang dikeluarkan generator sesuai dengan prinsip pembagian yang seimbang dan batas operasi
Pada Sistem yang terintegrasi, pengaturan tegangan oleh AVR juga akan membantu dalam memberikan keseimbangan tegangan.

Putaran Generator
Hubungan antara putaran (n- RPM), Frekuensi ( f- Hz) dan Pole (p) dirumuskan :

n = 120 f/p 

misalkan ada sebuah generator yang ingin dioperasikan pada 60 Hz. Generator ini memiliki 2 buah pole. Jadi besarnya Putaran Turbin :
n = 120 x 60/2
   = 3600 RPM
RPM = Rotasi per menit ( banyak putaran dalam 1 menit )
 
PROTEKSI GENERATOR

1. 21P ( Phase Distance Backup ) proteksi backup apabila peralatan proteksi di jaringan tidak ada yang bekerja
2. 51G ( Ground Time Overcurrent ) proteksi backup apabila ada gangguan fasa ke ground
3. 24 (Volts per Hertz ) Proteksi over eksitasi generator
4. 51P ( Phase Time Overcurrent ) proteksi backup untuk over current
5. 27P ( Phase Undervoltage) proteksi under voltage keluaran generator
6. 59P ( Phase Overvoltage) proteksi over voltage keluaran generator
7. 27TN ( Third Harmonic Neutral Undervoltage ) Proteksi ini dipakai untuk melindungi belitan stator
8. 32 (Sensitive Directional Power ) proteksi apabila generator menyerap daya aktif dari sistem (reverse power )
9. 40 (Loss of Excitation ), proteksi generator jika kehilangan eksitasi, yang efeknya adalah menyerap daya rekatif dari sistem
10. 46 ( Generator Unbalance) proteksi untuk melihat kondisi unbalance. Generator akan mengalami pemanasan yang berlebih pada rotor apabila ada arus yang tidak seimbang
11. 87 (Stator Differential ) proteksi jika belitan stator mengalami kerusakan maka akan terdapat perbedaan antara keluaran dengan pemasukan