Sistem eksitasi pertama dikembangkan pada tahun 1971 oleh Kinte Industrial Co. Ltd. Beberapa sistem eksitasi dan pemasok exciter adalah permukaan Akustik, Spincore Technologies, Mitsubishi Electric Power Products, DirectMed Parts, Basler Electric Co., dll. Sistem ini digunakan untuk menyediakan suplai dc atau DC ke mesin sinkron. Eksiter dc, eksiter ac, rangkaian penginderaan atau pemrosesan sinyal, elektronik amplifier , penyearah, dan rangkaian umpan balik stabilisasi sistem eksitasi adalah elemen dasar dari sistem eksitasi yang berbeda. Dalam artikel ini, berbagai jenis sistem eksitasi, elemen, kelebihan, dan kekurangan dijelaskan.
Apa itu Sistem Eksitasi?
Definisi: Sistem yang menyediakan DC ke belitan medan mesin sinkron untuk menjalankan fungsi pelindung & kontrol sistem daya. Sistem ini terdiri dari exciter, PSS (Power System Stabilizer), AVR (Automatic Voltage Regulator), unit pengolah, dan elemen pengukur. Arus yang disediakan oleh sistem ini adalah arus eksitasi. Nilai input sistem ini diperoleh dengan menggunakan elemen pengukur, untuk gulungan medan eksiter generator merupakan sumber tenaga listrik dan rangkaian regulator tegangan otonom melakukan pengontrolan arus eksiter, maka digunakan stabilizer PSS untuk menghasilkan sinyal tambahan pada loop kendali.
Jenis Sistem Eksitasi
Klasifikasi sistem eksitasi ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
jenis-jenis-eksitasi
Sistem Eksitasi DC
Sistem DC (Direct Current) terdiri dari dua jenis exciter yaitu main exciter dan pilot exciter. Keluaran exciter diatur oleh regulator tegangan otomatis untuk mengontrol alternator tegangan terminal keluaran. Di seberang belitan medan, resistor pelepasan medan dihubungkan saat pemutus medan terbuka. Kedua eksitasi dalam sistem arus searah ini dapat digerakkan baik oleh motor atau oleh poros utama. Nilai tegangan exciter utama adalah sekitar 400 V. Gambar sistem DC ditunjukkan di bawah ini.
dc-eksitasi
Keuntungan
Kelebihan dari sistem DC adalah
- Lebih terpercaya
- Berukuran kompak
Kekurangan
Kerugian dari sistem DC adalah
- Ukuran besar
- Pengaturan voltase itu rumit
- Responnya sangat lambat
Sistem Eksitasi AC
Sistem AC (Alternating Current) terdiri dari jembatan penyearah thyristor dan alternator yang dihubungkan langsung ke poros utama. Eksiter utama dalam sistem arus bolak-balik dipisahkan menjadi bersemangat atau bersemangat sendiri. Sistem ini diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu sistem rotor atau sistem thyristor berputar. Klasifikasi sistem ac ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
klasifikasi-ac-eksitasi
Memutar Sistem Thyristor
Gambar sistem thyristor atau rotor yang berputar ditunjukkan di bawah ini. Porsi yang berputar ini terdiri dari bidang alternator penyearah , rangkaian penyearah, catu daya, dan pembangkit arus bolak-balik atau pembangkit AC. Sinyal pemicu terkontrol dihasilkan oleh catu daya dan kontrol penyearah.
rotating-thyristor-type
Keuntungan
Keuntungan dari sistem thyristor yang berputar adalah
- Respon cepat
- Sederhana
- Biaya rendah
Kekurangan
Kerugian utama adalah tingkat respons thyristor sangat rendah
Sistem Tanpa Sikat
Stator dan rotor adalah komponen utama dari sistem alternator tanpa sikat. Badan stator terdiri dari stator utama dan stator pembangkit demikian pula rakitan rotor terdiri dari rotor utama dan rotor eksiter beserta rakitan penyearah jembatan yang dipasang pada pelat yang dipasang pada rotor tersebut.
Stator pembangkit memiliki magnet sisa ketika rotor mulai berputar, keluaran AC (Arus Bolak-balik) dihasilkan dalam gulungan rotor pembangkit dan keluaran ini dilewatkan melalui penyearah jembatan. Output yang melewati penyearah jembatan diubah menjadi DC (Arus Searah) dan diberikan ke rotor utama. Rotor utama yang bergerak menghasilkan AC pada kumparan rotor utama stasioner.
Exciter memainkan peran kunci dalam mengontrol keluaran alternator. Arus magnetisasi DC disuplai ke rotor yang merupakan medan alternator utama sehingga jika kita menambah atau mengurangi besarnya arus ke kumparan medan exciter stasioner, output dari alternator utama dapat divariasikan. Sistem tanpa sikat ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
jenis tanpa sikat
Ke generator sinkron, sistem tanpa sikat memberikan arus medan tanpa menggunakan cincin selip dan sikat karbon. Sistem exciter brushless digabungkan dengan poros rotor dengan 16 PMG (Permanent Magnet Exciter) dan sebuah exciter utama tiga fase dengan penyearah dioda silikon. Exciter magnet permanen menghasilkan suplai 400 Hz, 220 V AC.
Poros rotor utama alternator digabungkan ke sirkuit exciter tanpa sikat tanpa sikat, tanpa cincin selip, dan melalui kabel rotor. Output utama exciter dihubungkan ke jembatan SCR pada hallow shaft sedangkan exciter magnet permanen dan exciter utama dihubungkan ke solid shaft.
Keuntungan
Keuntungan dari sistem tanpa sikat adalah
- Keandalan sangat baik
- Fleksibilitas pengoperasiannya bagus
- Respon sistem bagus
- Tidak ada kontak bergerak dalam sistem tanpa sikat, jadi perawatannya rendah
Kekurangan
Kerugian dari sistem tanpa sikat adalah
- Responnya lambat
- Tidak ada de-eksitasi cepat
Sistem Statis
Sistem ini terdiri dari transformator penyearah, tahap keluaran SCR, permulaan eksitasi, dan peralatan pelepasan lapangan, serta rangkaian regulator dan kontrol operasional. Pada sistem ini tidak terdapat bagian yang berputar, sehingga tidak ada rugi windage dan tidak ada rugi-rugi rotasi. Pada sistem ini, keluaran tiga fasa dari alternator utama dipindahkan ke trafo step down dan sistem ini lebih murah pada alternator kecil di bawah 500 MVA. Sistem statis ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
sistem-eksitasi-statis
Keuntungan
Keuntungan dari sistem statis adalah
- Keandalan itu bagus
- Fleksibilitas pengoperasian sangat baik
- Respon sistem sangat baik
- Berukuran kecil
- Kerugian rendah
- Sederhana
- Performa tinggi
Kekurangan
Kerugian utama dari sistem statis adalah membutuhkan cincin selip dan sikat
Elemen dan Sinyal Sistem Eksitasi
Diagram blok umum untuk sistem kontrol mesin sinkron ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Angka tersebut terdiri dari lima blok yaitu blok elemen kontrol, blok exciter, transduser tegangan terminal, dan kompensator beban, mesin sinkron dan sistem tenaga, dan penstabil sistem tenaga dan kontrol eksitasi terputus tambahan.
blok-diagram-sinkron-mesin-kontrol-sistem
Dimana EFD adalah sinkronis tegangan medan mesin atau tegangan keluaran exciter, arus medan mesin sinkron IFD atau arus keluaran exciter, IT adalah fasor arus terminal mesin sinkron, VC adalah keluaran transduser tegangan terminal, VOEL adalah keluaran limiter overexcitation, VR adalah keluaran regulator tegangan , VS adalah keluaran penstabil sistem tenaga, VSI adalah masukan penstabil sistem tenaga, VREF adalah tegangan referensi pengatur tegangan, dan VUEL adalah keluaran pembatas eksitasi.
FAQ
1). Berapakah tegangan eksitasi?
Ini adalah jumlah tegangan yang dibutuhkan untuk menggairahkan kumparan medan dan tegangan bervariasi oleh kontrol penyearah. Tegangan bolak-balik dan tegangan searah adalah dua jenis tegangan eksitasi.
2). Mengapa DC digunakan untuk eksitasi?
Arus listrik dihasilkan hanya ketika kawat berputar dalam medan magnet konstan yang diperoleh hanya dengan tegangan arus searah (DC) saja, sehingga tegangan dc dialirkan ke sebuah kumparan untuk mendapatkan medan magnet konstan.
3). Mengapa generator membutuhkan eksitasi?
Eksitasi diperlukan untuk generator untuk menciptakan medan magnet dan untuk menyediakan medan magnet berputar konstan atau tetap atau stasioner.
4). Apa yang terjadi ketika generator kehilangan eksitasi?
Arus rotor berkurang ketika eksitasi kehilangan generator dan dengan konstanta waktu medan tegangan medan juga menurun.
5). Mengapa kita membutuhkan sistem eksitasi untuk alternator?
Sistem ini diperlukan agar alternator dapat mengontrol tegangan dan daya reaktif dari alternator atau generator sinkron.
Dalam artikel ini, file berbagai jenis sistem eksitasi , keuntungan dan kerugian sistem dibahas. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda apa yang dimaksud dengan pilot exciter dalam sistem eksitasi dc?
