Petunjuk Penggunaan Genset

Petunjuk Penggunaan Genset
Generator adalah perangkat yang mampu mengubah energi mekanik atau energi terbarukan lainnya menjadi energi listrik. Umumnya, generator yang umum digunakan digerakkan oleh turbin uap, turbin, atau mesin pembakaran dalam (mesin bensin, diesel, dan lainnya); namun, dalam beberapa tahun terakhir, sumber energi terbarukan baru seperti energi nuklir, angin, matahari, biomassa, energi laut, dan lain-lain mulai digunakan. Seiring dengan meningkatnya kapasitas unit generator diesel, mesin ini mampu beroperasi dalam waktu lama dan menyediakan pasokan listrik secara berkelanjutan, serta dapat beroperasi secara mandiri tanpa terhubung paralel dengan jaringan listrik regional, sehingga terhindar dari gangguan jaringan dan memiliki keandalan yang tinggi. Terutama di beberapa daerah di mana pasokan listrik tidak terlalu andal, generator diesel berperan sebagai sumber daya cadangan dan daya darurat. Selain itu, melalui optimasi sistem tekanan rendah yang rasional, generator ini biasanya digunakan untuk menangani beban-beban penting selama pemadaman listrik, sehingga proyek-proyek yang mengadopsinya telah tersebar luas. Berikut ini akan dijelaskan prinsip dasar dan struktur generator yang umum:
1. Turbin dan unit generator turbin yang mendukung. Untuk mencapai efisiensi tinggi, umumnya menggunakan turbin berkecepatan tinggi, biasanya 3000 putaran per menit (frekuensi 50 Hz) atau 3600 putaran per menit (frekuensi 60 Hz). Pada pembangkit listrik tenaga nuklir, kecepatan turbin memang rendah, namun tetap mencapai 1.500 putaran per menit atau lebih. Pada turbin-generator berkecepatan tinggi, untuk mengurangi gaya sentrifugal yang dihasilkan akibat tegangan mekanis serta mengurangi abrasi angin, umumnya diameter rotor dibuat relatif kecil sedangkan panjangnya relatif besar, yaitu menggunakan rotor tipis. Terutama pada unit berkecepatan tinggi berkapasitas besar dengan kecepatan 3.000 putaran per menit atau lebih, karena keterbatasan kekuatan material, diameter rotor dibatasi secara ketat, biasanya tidak lebih dari 1,2 meter. Panjang badan rotor juga telah dibatasi untuk menjaga kecepatan kritis. Apabila panjang badan melebihi 6 kali diameternya, kecepatan kritis kedua rotor akan mendekati kecepatan putaran motor, sehingga dapat menimbulkan getaran yang besar saat beroperasi. Oleh karena itu, ukuran rotor turbin-generator berkecepatan tinggi berkapasitas besar sangat dibatasi. Ukuran rotor motor berpendingin udara dengan kapasitas sekitar 100.000 kilowatt telah mencapai batas maksimal; untuk meningkatkan kapasitas motor lebih lanjut, hal ini hanya dapat dicapai dengan meningkatkan beban elektromagnetik pada motor. Oleh karena itu, sistem pendinginan motor harus diperkuat. Untuk itu, generator turbin berkapasitas 5 hingga 10 juta kW yang menggunakan teknologi pendinginan hidrogen atau air terbukti efektif. Sejak tahun 1970-an, unit turbin-generator telah mencapai kapasitas maksimum sebesar 130 hingga 150 juta kilowatt.Sejak tahun 1986, penelitian mengenai bahan superkonduktor bersuhu kritis tinggi telah mencapai terobosan besar. Teknologi superkonduktor diharapkan dapat diterapkan pada turbin dan generator turbin, yang akan menghasilkan lompatan sejarah baru.
2. Unit pembangkit tenaga air yang digerakkan oleh rangkaian turbin-generator. Karena kondisi alam pembangkit tenaga air yang berbeda-beda, kapasitas dan kecepatan unit pembangkit tenaga air pun sangat bervariasi. Umumnya, pembangkit tenaga air skala kecil dan pembangkit tenaga air benturan berkecepatan tinggi yang digerakkan turbin memiliki struktur horizontal, sedangkan pembangkit skala besar dan menengah dengan generator berkecepatan sedang menggunakan struktur vertikal serbaguna. Karena pembangkit listrik ini terletak jauh dari kota di sebagian besar lokasi, biasanya diperlukan waktu lebih lama untuk mengisi saluran transmisi listrik; oleh karena itu, pengoperasian sistem tenaga listrik hidro dituntut untuk memiliki stabilitas yang lebih tinggi: parameter motor harus dipilih dengan cermat; momen inersia rotor harus besar. Oleh karena itu, bentuk turbin hidro-generator berbeda dengan diameter rotornya yang besar dan panjangnya yang pendek. Unit pembangkit hidro dapat dihidupkan dan mencapai daya penuh dalam waktu yang lebih singkat, sehingga memberikan fleksibilitas penjadwalan yang lebih baik; selain daya totalnya yang besar, unit ini sangat cocok sebagai unit puncak dan unit siaga untuk mengatasi gangguan. Kapasitas maksimum unit pembangkit hidro telah mencapai 70 juta kilowatt.
3 unit genset diesel
Generator yang digerakkan oleh mesin diesel mengubah energi diesel menjadi listrik; berdasarkan tujuan penggunaannya yang berbeda, generator diesel dapat diklasifikasikan menjadi generator diesel darat dan generator diesel laut; Berdasarkan mereknya, generator set diesel dapat dibedakan menjadi generator set diesel dalam negeri dan impor; berdasarkan kecepatan putarannya, generator set diesel dapat dibedakan menjadi generator set berkecepatan rendah dan generator berkecepatan tinggi.
3.1 Generator yang digerakkan oleh mesin diesel: prinsip dasar kerjanya, yaitu mengubah energi diesel menjadi listrik. Di dalam silinder mesin diesel, udara bersih yang telah disaring melalui filter udara bercampur dengan semburan bahan bakar diesel bertekanan tinggi dari nozel, kemudian didorong ke atas oleh piston. Volume campuran tersebut berkurang, suhu meningkat dengan cepat, hingga terjadi pembakaran bahan bakar diesel. Setelah bahan bakar diesel terbakar, campuran gas hasil pembakaran mengalami ekspansi volume yang intens dan cepat, sehingga mendorong piston ke bawah; proses ini disebut ‘fase kerja’. Silinder menghasilkan tenaga dalam urutan tertentu; gaya dorong yang bekerja pada batang piston diubah menjadi tenaga putar poros engkol, sehingga menggerakkan poros engkol. Generator AC sinkron tanpa sikat dan poros engkol mesin diesel dipasang secara koaksial; putaran rotor generator yang digerakkan oleh mesin diesel memanfaatkan prinsip ‘induksi elektromagnetik’, di mana generator menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi yang, dengan menghubungkan rangkaian beban, dapat menghasilkan arus listrik. Penjelasan di sini hanya mencakup prinsip kerja paling dasar dari genset. Agar dapat digunakan dan menghasilkan daya yang stabil, diperlukan serangkaian kontrol mesin diesel dan generator, serta perangkat dan rangkaian perlindungan.
3.2 Analisis struktural pada unit pembangkit listrik diesel
Salah satu jenis genset diesel yang umum, yang terutama terdiri dari mesin diesel, generator, dan sistem kontrol, terdiri dari tiga bagian. Mesin diesel dan generator memiliki dua sambungan: satu untuk sambungan fleksibel, yaitu penyambungan antara kedua bagian tersebut, dan satu lagi untuk sambungan kaku, dengan baut berkekuatan tinggi yang menghubungkan lembaran baja generator dan cakram roda gila mesin diesel. Koneksi yang digunakan pada generator diesel yang ada di pasaran saat ini lebih banyak menggunakan sambungan kaku; beberapa mesin diesel dan generator dihubungkan setelah pemasangan di ujung rak umum, kemudian dilengkapi dengan efek perlindungan dari berbagai sensor, seperti sensor suhu, sensor-sensor ini menampilkan status operasi mesin secara visual kepada operator, dan dengan sensor-sensor ini, Anda dapat menetapkan batas atas; ketika batas tersebut tercapai atau terlampaui, sistem kendali akan memberikan peringatan dini, jika pada saat itu operator gagal mengambil tindakan, sistem akan secara otomatis mematikan unit; dengan cara ini, genset diesel menerapkan mekanisme perlindungan diri. Umpan balik yang diterima dari berbagai sensor serta peran informasi, penampilan data, dan pelaksanaan perlindungan nyata merupakan fungsi sistem kontrol generator diesel; panel kontrol biasanya dipasang pada generator, yang dikenal sebagai panel kontrol tipe ransel, ada bagian layar terpisah yang ditempatkan di ruang operasi, yang disebut panel kontrol terpisah; panel kontrol ini terhubung melalui kabel ke generator dan sensor masing-masing, serta menampilkan parameter listrik dan parameter operasi mesin. Selain itu, generator dilengkapi dengan sasis, kopling, radiator, tangki bahan bakar, dan beberapa di antaranya dilengkapi dengan peredam suara dan casing.
4 turbin angin
Energi angin dari turbin angin diubah menjadi kerja mekanis untuk menggerakkan mesin, yang juga dikenal sebagai kincir angin. Secara umum, matahari berfungsi sebagai sumber panas untuk memanaskan atmosfer sebagai medium kerja yang digunakan oleh mesin. Sambungan mekanis yang mentransmisikan tenaga dari bilah turbin angin sumbu horizontal melalui kotak roda gigi berkecepatan tinggi dan poros universal dengan kopling fleksibel yang menghubungkan torsi ke poros generator; kopling tersebut harus memiliki karakteristik peredaman dan penyerapan getaran yang baik, serta mampu menyerap gaya radial, aksial, dan sudut offset, sekaligus berfungsi sebagai perangkat mekanis untuk mencegah kelebihan beban. Jenis lain adalah turbin angin dengan bilah yang terhubung langsung ke motor tanpa melalui kotak roda gigi, yaitu tipe penggerak langsung.