Pengaruh Perubahan Beban Terhadap Frekuensi dan Tegangan Disusun oleh Muh. Wiji Aryanto Nasri (421 13 019) Ryan Rezkyandi Saputra (421 13 018) Hardina Hasyim (421 13 017) Jusmawati (421 13 021) Aryo Arjasa (421 13 022)
Pada sebuah sistem kelistrikan, untuk menciptakan suatu tegangan kita membutuhkan sebuah generator yang memiliki cara kerja mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Energi listrik ada dikarenakan adanya fluks yang berasal dari arus eksitasi pada generator tersebut. Pada sistem jaringan listrik tegangan dapat dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu beban, arus eksitasi, faktor daya, jumlah putaran generator, dan lain sebagainya
Pegaruh Perubahan Beban Terhadap Frekuensi 1. Beban Resistif (R) Beban Resistif (R) yaitu beban yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja (resistance), seperti elemen pemanas (heating element) dan lampu pijar. Beban jenis ini hanya mengkonsumsi beban aktif saja dan mempunyai factor daya sama dengan satu. Tegangan dan arus se fasa. Persamaan daya sebagai berikut : P = VI Dengan : P = Daya aktif yang diserap beban (watt) V = Tegangan yang mencatu beban (volt) I = Arus yang mengalir pada beban (A)
2. Beban Induktif (L) Beban Induktif (L) yaitu beban yang terdiri dari kumparan kawat yang dililitkan pada suatu inti, seperti coil, transformator, dan solenoida. Beban ini dapat mengakibatkan pergeseran fasa (phase shift) pada arus sehingga bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh energi yang tersimpan berupa medan magnetis akan mengakibatkan fasa arus bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan daya reaktif. Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut : P = VI cos φ Dengan : P = Daya aktif yang diserap beban (watt) V = Tegangan yang mencatu beban (volt) I = Arus yang mengalir pada beban (A) Φ= Sudut antara arus dan tegangan
3. Beban Kapasitif (C) Beban Kapasitif (C) yaitu beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical discharge) pada suatu sirkuit. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan mengeluarkan daya reaktif. Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut : P = VI cos φ Dengan : P = Daya aktif yang diserap beban (watt) V = Tegangan yang mencatu beban (volt) I = Arus yang mengalir pada beban (A) Φ= Sudut antara arus dan tegangan
Hubungan antara kecepatan putar medan magnet pada rotor dengan frekuensi listrik pada stator adalah
f=
Nr. P / 120……………………
Dimana : f = frekuensi listrik (Hz) Nr = kecepatan putar rotor (rpm) p = jumlah kutub magnet pada rotor
• Perputaran rotor pada generator ialah sebesar 1500 rpm namun ketika arus eksitasi dinaikan maka perputaran generator akan cenderung melambat. Hal ini dikarenakan oleh adanya ggl (fluks) yang semakin besar beriringan dengan naiknya arus eksitsi yang diakibatkan oleh kenaikan beban. • Turun maupun naiknya kecepatan generator akan dipengaruhi oleh beban. Dan jika beban berkurang maka arus eksitasi juga akan berkurang sehingga putaran akan semakin cepat. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya penambahan nilai frekuensi yang telah di tentukan.
Kecapatan perputaran rotor pada generator sinkron akan sama dengan kecepatan medan magnet generator
Pengaruh Beban Terhadap Tegangan Jaringan • Pada sebuah system kelistrikan, tegangan jaringan awalnya memiliki nilai nominal sesuai dengan nilai tegangan yang tertera pada generator tersebut. Pada umumnya tegangan fase – fase adalah 380 volt dan tegangan fase – netral ialah 220. Tegangan dibangkitkan oleh hasil putaran rotor (gaya dinamik) yang diberikan fluks sehingga menciptakan listrik. Fluks dapat terjadi akibat diberikannya arus eksitasi pada generator. • Ada tiga macam beban pada jaringan yaitu : Resistif : beban yang berasal dari resistor (beban beban murni yang banyak digunakan dalam melakukan pemanasan benda) Induktif : beban yang berasal dari inductor (beban yang menrupakan hasil dari belitan belitan yang digunakan pada motor motor) Capasitif : beban yang berasal dari capasitor (beban yang mampu menyimpan dengan cepat lalu mengeluarkan arus/ tegangan )
• Perubahan Beban memiliki pengaruh yang cukup besar dalam tegangan jaringan pada sebuah generator / pembangkit, pada awalnya ketika beban memiliki nilai yang konstan atau perubahannya cukup sedikit maka hal tersebut tidak akan mengganggu jaringan. Namun pada saat perubahan beban terjadi secara drastis (kenaikan pada penggunaan beban) maka arus pada jaringan akan meningkat namun pada saat itu tegangan akan menurun. Penurunan tegangan akan terjadi sangat drastis ketika beban induktif meningkat. Beban induktif mampu membuat gelombang arus akan tertinggal lebih jauh disbanding dengan bebna lainnya sehingga factor daya juga akan menurun sehingga beban ini juga akan mempengaruhi efisiensi daya. • Lebih lanjut lagi pada masalah pembangkit perubahan beban akan membuat arus eksitasi pada generator akan berubah. Semakin tinggi beban maka arus yang dibutuhkan juga akan semakin besar sehingga mampu membuat over heat pada generator atau membuat putaran pada rotor semakin melambat.
Sekian dan terimakasih
