I. PRINSIP DASAR
Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga
listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi
mekanis dari prime mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan
sebutan alternator. Generator diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada
saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut digunakan untuk beban prioritas.
Sedangkan genset (generator set) merupakan bagian dari generator. Genset
merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Genset atau sistem generator penyaluran adalah suatu generator listrik yang
terdiri dari panel, berenergi solar dan terdapat kincir angin yang ditempatkan
pada suatu tempat. Genset dapat digunakan sebagai sistem cadangan listrik atau "off-grid"
(sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Genset sering digunakan
oleh rumah sakit dan industri yang mempercayakan sumber daya yang mantap,
seperti halnya area pedesaan yang tidak ada akses untuk secara komersial
menghasilkan listrik. Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang
biasanya menggunakan generator sinkron (alternator) pada pembangkitan.
Generator sinkron terdiri dari dua bagian utama yaitu: sistem medan magnet dan
jangkar. Generator ini kapasitasnya besar, medan magnetnya berputar karena
terletak pada rotor.
Konstruksi generator AC adalah sebagai berikut:
1. Rangka stator
Terbuat dari besi tuang, rangka stator maerupakan rumah dari bagian-bagian
generator yang lain.
2. Stator
Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan
stator berfungsi sebagai tempat GGL induksi.
3. Rotor
Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet
dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan
sikat-sikat.
4. Cincin geser
Terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan
memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan
rotor.
5. Generator penguat
Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai sumber
arus.
Pada umumnya generator AC
ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat terjadinya GGL induksi
tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan medan magnet berputar.
Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam, dapat dilihat pada
gambar berikut.
Keuntungan generator kutub
dalam bahwa untuk mengambil arus tidak dibutuhkan cincin geser dan sikat arang.
Karena lilitan-lilitan tempat terjadinya GGL itu tidak berputar. Generator
sinkron sangat cocok untuk mesin-mesin dengan tegangan tinggi dan arus yang
besar.
Secara umum kutub magnet
generator sinkron dibedakan atas:
1. Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol (salient pole).
Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran rendah, dengan jumlah kutub yang
banyak. Diameter rotornya besar dan berporos pendek.
2. Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol (non salient pole).
Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran tinggi (1500 rpm atau 3000 rpm),
dengan jumlah kutub yang sedikit. Kira-kira 2/3 dari seluruh permukaan rotor
dibuat alur-alur untuk tempat lilitan penguat. Yang 1/3 bagian lagi merupakan
bagian yang utuh, yang berfungsi sebagai inti kutub.
II. MESIN DIESEL
Mesin diesel termasuk mesin dengan pembakaran dalam atau disebut dengan motor
bakar ditinjau dari cara memperoleh energi termalnya. Untuk membangkikan
listrik sebuah mesin diesel menggunakan generator dengan sistem penggerak
tenaga disel atau yang biasa dikenal dengan sebutan Genset (Generator Set).
Keuntungan pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover:
? Design dan instalasi sederhana
? Auxilary equipment sederhana
? Waktu pembebanan relatif singkat
? Konsumsi bahan bakar relatif murah dan hemat
Kerugian pemakaian mesin diesel sebagai Prime Mover:
? Berat mesin sangat berat karena harus dapat menahan getaran serta kompresi
yang tinggi.
? Starting awal berat, karena kompresinya tinggi yaitu sekitar 200 bar.
? Semakin besar daya maka mesin diesel tersebut dimensinya makin besar pula,
hal tersebut menyebabkan kesulitan jika daya mesinnya sangat besar.
Ada 2 komponen utama dalam
genset yaitu:
1. Prime mover atau pengerak mula, dalam hal ini mesin diesel/engin
2. Generator.
Cara Kerja Mesin Diesel
Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi
mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Pada mesin diesel/engine
terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang
dimampatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (± 30 arm), sehingga temperatur
di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam
silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan
bakar sehingga akan menyala secara otomatis.
Pada mesin diesel
penambahan panas atau energi senantiasa dilakukan pada tekanan yang konstan.
Pada mesin diesel, piston melakukan 2 langkah pendek menuju kepala silinder
pada setiap langkah daya.
1. Langkah ke atas yang pertama merupakan langkah pemasukan dan penghisapan, di
sini udara dan bahan bakar masuk sedangkan poros engkol berputar ke bawah.
2. Langkah kedua merupakan langkah kompresi, poros engkol terus berputar
menyebabkan torak naik dan menekan bahan bakar sehingga terjadi pembakaran.
Kedua proses ini (1 dan 2) termasuk proses pembakaran.
3. Langkah ketiga merupakan langkah ekspansi dan kerja, di sini kedua katup
yaitu katup isap dan buang tertutup sedangkan poros engkol terus berputar dan
menarik kembali torak ke bawah.
4. Langkah keempat merupakan langkah pembuangan, disini katup buang terbuka dan
menyebabkan gas akibat sisa pembakaran terbuang keluar. Gas dapat keluar karena
pada proses keempat ini torak kembali bergerak naik keatas dan menyebabkan gas
dapat keluar. Kedua proses terakhir ini (3 dan 4) termasuk proses pembuangan.
5. Setelah keempat proses tersebut, maka proses berikutnya akan mengulang
kembali proses yang pertama, dimana udara dan bahan bakar masuk kembali.
Berdasarkan kecepatan
proses diatas maka mesin diesel dapat digolongkan menjadi 3 bagian, maka:
1. Diesel kecepatan rendah (n <>1000 rpm)
Sistem starting adalah
proses untuk menghidupkan/menjalankan mesin diesel.
Ada 3 macam sistem starting yaitu:
1. Sistem Start Manual
Sistem start ini dipakai untuk mesin diesel dengan daya yang relatif kecil
yaitu <> 500 PK. Sistem ini memakai motor dengan udara bertekanan tinggi
untuk start dari mesin diesel. Cara kerjanya yaitu dengan menyimpan udara ke
dalam suatu botol udara. Kemudian udara tersebut dikompresi sehingga menjadi
udara panas dan bahan bakar solar dimasukkan ke dalam Fuel Injection Pump serta
disemprotkan lewat nozzle dengan tekanan tinggi. Akibatnya akan terjadi
pengkabutan dan pembakaran di ruang bakar. Pada saat tekanan di dalam tabung
turun sampai batas minimum yang ditentukan, maka kompressor akan secara
otomatis menaikkan tekanan udara di dalam tabung hingga tekanan dalam tabung
mencukupi dan siap dipakai untuk melakukan starting mesin diesel.
III. METODA PENGOPERASIAN
GENSET
Metoda pengoperasian genset ini dapat dilakukan secara manual dan otomatis.
Secara manual dengan mengoperasikan langsung pada panel yang tersedia. Yaitu
seorang operator dapat langsung menge-set pada panel genset . Bahwa
pengoperasian akan dilakukan secara manual. Dengan cara otomatis kita menge-set
pada panel yang disediakan pula bahwa kerja genset akan dioperasikan secara
otomatis.
1. Metoda Starting Genset
Genset di sini yang digunakan adalah dengan cara metoda quick starting, yaitu
pada saat PLN mati genset langsung beroperasi tidak mengalami proses pemanasan
terlebih dahulu. Diesel ini dihubungkan satu poros dengan genset. Pada diesel
dan generator tersebut terdapat pemanas kira-kira pada suhu (25-50)o C yaitu
oli pada heater tersebut. Dan kelembaban generator ini tidak tinggi.
Cara kerja rangkaian di
atas adalah:
• Dalam keadaan normal yaitu beban disuplai oleh PLN, arus akan mengalir
sebagai berikut:
Dari meter PLN - Titik A - Switch KT (on) - Titik B - Load.
• Dalam keadaan darurat yaitu PLN off (KT (Kontaktor Trafo) off), secara
otomatis AMF (Automatic Main Failure) memerintahkan diesel untuk start dan
dalam waktu ± 8 sec. Generator mengeluarkan tegangan (voltage), secara otomatis
pula switch KG (Kontaktor Generator) on. Sekarang beban disuplai dari genset.
• Apabila PLN on kembali, ± 30 sec. AMF memerintahkan KG off dan setelah itu
meng-on-kan KT, tetapi genset masih running.
• Apabila PLN dalam waktu ± 120 sec tidak off lagi, maka genset stop.
• Semuanya akan bekerja secara otomatis.
2. Battery Charger
Battery charger digunakan untuk menyuplai energi listrik ke accu. Pada saat
normal yaitu suplai dari PLN dan load disuplai dari PLN. Maka battery charger
akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLN pula. Lalu dari battery charger
ini akan mengisi accu sebesar 12 VDC untuk Genset 1 dan 24 VDC untuk Genset 2.
Dari accu ini, suplainya telah siap untuk menstart genset, jika PLN mati atau
mengalami gangguan. Jika PLN mati, battery charger tetap mendapat suplai energi
listrik, tetapi dari genset yang akan disalurkan ke accu. Sehingga dengan cara
ini battery charger tetap mendapat suplai litrik begitu juga dengan accu. Catu
daya DC yaitu baterai atau accu digunakan untuk mengoperasikan genset. Karena
accu ini akan menyalakan genset dan pengontrolan kerja ATS. Nah, accu ini
mendapat pengisian ulang dari battery charger. Accu yang akan menggerakkan
generator harus selalu dalam keadaan bertegangan.
Pengisian ulang baterai
atau accu digunakan alat bantu berupa battery charger dan pengaman tegangan.
Pada saat PLN normal (diesel dan generator tidak beroperasi), maka battery
charger mendapat suplai listrik dari PLN. Sedangkan pada saat PLN mati atau
mengalami gangguan (diesel dan generator beroperasi), maka suplai dari battery
charger didapat dari generator. Pengaman tegangan berfungsi untuk memonitor
tegangan baterai atau accu. Jika tegangan dari baterai atau accu sudah mencapai
12/24 volt, yang merupakan tegangan standarnya, maka hubungan antara battery
charger dengan baterai atau accu akan diputus oleh pengaman tegangan.
3. Hubungan Generator
dengan Penggerak Mula
Generator dihubungkan satu poros dengan diesel. Pada saat akan start accu yang
berisi tegangan 12/24 V siap mensuplai motor DC. Motor DC ini akan menstarting
diesel dan generator mengikuti putaran diesel. Pada diesel terjadi gerakan
mekanik yang akan memutar generator, sehingga generator mengeluarkan tegangan.
Karena sistem ini menggunakan sistem start elektrik maka diesel yang dipakai
memiliki daya sedang yaitu <>
Saat start, motor DC
mendapat suplai listrik dari baterai atau accu dan menghasilkan torsi yang
dipakai untuk menggerakkan diesel sampai mencapai putaran tertentu. Baterai
atau accu yang dipakai harus dapat dipakai untuk menstart sebanyak 6 kali tanpa
diisi kembali, karena arus start yang dibutuhkan motor DC cukup besar maka
dipakai
dinamo yang berfungsi sebagai generator DC. Terlihat pula, bahwa AMF mengontrol
keadaan diesel. Kita dapat melihat keadaan genset ini pada panel kontrol yang
tersedia. Dan keadaan gangguan seperti: low oil pressure, high water
temperature dan overspeed dapat dilihat pada AMF.
sumber : http//4.bp.blogspot.com/