SINKRONISASI PADA SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK

        Operasi paralel pusat-pusat tenaga listrik pada dasarnya merupakan perluasan bekerja paralel satugenerator dengan generator lain, dengan tambahan resistansi dan reaktansi saluran-saluran interkoneksi.proses menghubungkan paralel satu generator dengan generator lainnya dinamakan sinkronisasi, atau dapat juga dikatakan bahwa Sinkronisasi pada generator adalah memparalelkan kerja dua buah generator atau lebih untuk mendapatkan daya sebesar jumlah generator tersebut dengan syarat syarat yang telah ditentukan.

• Syarat-syarat proses Sinkronisasi

Sinkronisasi atau menghubungkan paralel atau sejajar perlu dipenuhi tiga syarat untuk tegangan system-sistem yang akan diparalelkan yaitu:
1. Harus adanya amplitude Tegangan yang sama.
2. Frekuensi harus sama (mempunyai frekuensi yang sama).
3. Sefasa.
4. Mempunyai sudut phase yang sama.

• Penjabaran dari keempat syarat tersebut adalah sebagai berikut:

1. Mempunyai tegangan kerja yang sama

    Dengan adanya tegangan kerja yang sama diharapkan pada saat diparaleldengan beban kosong power faktornya 1. Dengan power factor 1 berarti tegangan antara 2 generator persisi sama .jika 2 sumber tegangan itu berasal dari dua sumber yang sifatnya statis misal dari battery atau transformator
maka tidak akan ada arus antara kedunya. Namun karena dua sumber merupakan sumber tegangan yang dinamis (generator) Maka power factornya akan terjadi deviasi naik dan turun secara periodic bergantian dan berlawanan. Hal ini terjadi karena adanya sedikit perbedaan sudut phase yang sesekali bergeser karena factor gerak dinamis dari penggerak.Itu bisa dibuktikan dengan membaca secara bersamaan Rpm dari misal dua Generator dalam keadaan sinkron Generator 1 mempunyai kecepatan putar 1500 dan generator 2. mempunyai kecepatan putar 1501 maka terdapat selisih 1 putaran / menit Dengan perhitungan 1/1500 x 360 derajat maka terdapat
beda fase 0,24 derajat dan jika dihitung selisih teganan sebesar cos phi 0,24 derajat x tegangan nominal (400 V) tegangan nominal (400 V) dan selisihnya sekitar V dan selisih tegangan yang kecil cukup mengakibatkan timbulnya arus sirkulasi antara 2 buah generator tersebut dan sifatnya tarik menarik. Dan itu tidak membahayakan. Dan pada saat dibebani bersama sama maka power faktornya akan relative sama sesuai dengan power faktor beban. Memang sebaiknya dan idealnya masing masing generator menunjukkan power factor yang sama. Namun jika terjadi power factor yang berbeda dengan selisih tidak terlalu banyak tidak terjadi akibat apa apa. Akibatnya salah satu generator yang mempunyai nilai power.
       Factor rendah akan mempunyai nilai arus yang sedikit lebih tinggi. Yang penting diperhatikan adalah tidak melebihi arus nominal dan daya nominal dari generator. Pada generator yang akan diparalel biasanya didalam alternatornya ditambahkan peralatan yang dinamakan Droop kit . Droop kit ini berupa current transformer yang dipasang. disebagian lilitan dan outputnya disambungkan ke AVR. Droop kit ini berfungsi untuk mengatur power factor berdasarkan besarnya arus beban, Sehingga pembagian beban KVAR diharapkan sama pada KW yang sama.

2. Mempunyai urutan phase yang sama
   Yang dimaksud urutan phase adalah arah putaran dari ketiga phase. Arah urutan ini dalam dunia industri dikenal dengan nama CW (clock wise) yang artinya searah jarum jam dan CCW (counter clock wise) yang artinya berlawanan dengan jarum jam. Hal ini dapat diukur dengan alat phase sequence type jarum.Dimana jika pada saat mengukur jarum bergerak berputar kekanan dinamakan CW dan jika berputar kekiri dinamakan CCW. Disamping itu dikenal juga urutan phase ABC dan CBA. ABC identik dengan CW sedangkan CBA identik dengan CCW.

3. Mempunyai frekuensi kerja yang sama
    Didalam dunia industri dikenal 2 buah system frekuensi yaitu 50 hz dan 60 hz Dalam operasionalnya sebuah generator bisa saja mempunyai frekuensi yang fluktuatif (berubah ubah) karena factor factor tertentu. Pada jaringan distribusi dipasang alat pembatas frekuensi yang membatasi frekuensi pada minimal 48,5 hz dan maksimal 51,5 Hz. Namun pada Generator pabrik over frekuensi dibatasi sampai 55 Hz sebagai overspeed.Pada saat hendak paralel, dua buah generator tentu tidak mempunyai frekuensi yang sama persis. Jika mempunyai frekuensi yang sama persis maka generator tidak akan bisa parallel karena sudut phasanya belum Sesuai, salah satu harus dikurang sedikit atau dilebihi sedikit untuk mendapatkan sudut phase yang tepat. Setelah dapat disinkron dan berhasil sinkron baru kedua generator mempunyai frekuensi yang sama-sama persis.

4. Mempunyai sudut phase yang sama
    Mempunyai sudut phase yang sama bisa diartikan , kedua phase dari 2 Generator mempunyai sudut phase yang berhimpit sama atau 0 derajat. Dalam kenyataannya tidak memungkinkan mempunyai sudut yang berhimpit karena genset yang berputar meskipun dilihat dari parameternya mempunyai frekuensi yang sama namun jika dilihat menggunakan synchronoscope pasti bergerak labil. kekiri dan kekanan, dengan kecepatan sudut radian yang ada sangat sulit untuk mendapatkan sudut berhimpit dalam jangka waktu 0,5 detik. Breaker butuh waktu tidak kurang dari 0,3 detik untuk close pada saat ada perintah close pada proses sinkron masih diperkenankan perbedaan sudut maksimal 10 derajat. Dengan perbedaan sudut maksimal 10 derajat selisih tegangan yang terjadi berkisar 4 Volt. Peralatan modul untuk mengakomodasi kebutuhan synhcrone Generator, yaitu Load sharing, Synchronizing, Dependent start stop, dan lain lain.

                                                      

                                              Gambar Generator Bekerja Paralel (Sinkron)

     Bilamana salah satu syarat diatas tidak dipenuhi, maka antara kedua system yang diparalelkan akan terjadi selisih-selisih tegangan yang dapat menyebabkan arus-arus yang cukup besar sehingga dapat menimbulkan kerusakan-kerusakan pada mesin-mesin. Dalam praktek ada suatu alat yang dapat mengecek ketiga syarat tersebut diatas yaitu yang disebut sinkronoskop. Diantara sinkronoskop dapat disebut : sinkronoskop lampu, pengukur volt nol, dan osilograf elektron yang dapat dipergunakan sebagai sinkronoskop.

• Proses Sinkronisasi

    Prosedur untuk melakukan proses Sinkronisasi dapat diuraikan sebagaiberikut:
1. Hidupkan Sychronizing Switch untuk memulai proses parallel;
a. Untuk proses paralel secara manual, Synchronizing Switch dipoisikan pada posisi manual.
b. Untuk proses Paralel secara otomatis, Synchronizing Switch diposisikan pada posisi auto.
2. mengatur Voltage Adjuster untuk menyamakan tegangan Line dengan generator sambil mengatur Diff. Voltage meter.
3. mengatur Speed Adjuster untuk menyamakan frekuensi Line dengan generator sambil mengamati jarum Synchronizing meter sampai bergerak searah jarum jam dengan putaran lambat 0,2 Hz (1 putaran dlam 5 detik).
a. Jika dilakukan dengan manual, maka pada saat jarum Syncron berada pada posisi 5 s/d 10° sebelum mencapai titik puncak (posisi jam 12) dengan menggerakkan tuas CB pada posisi ON untuk melakukan Paralel.
b. Jika dilakukan secara Automatic, maka proses sinkronisasi (paralel) akan bekerja sendiri.


Source : Lap KP; Ferry w. UR 2010