Proses pemanasan awal genset

Proses pemanasan awal genset
Genset mampu mengubah energi mekanik atau energi terbarukan lainnya menjadi energi listrik. Umumnya, genset 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. Semakin besar kapasitas genset diesel, semakin lama mesin dapat beroperasi secara terus-menerus untuk memasok listrik, serta dapat beroperasi secara mandiri tanpa terhubung paralel dengan jaringan listrik regional, sehingga terhindar dari gangguan jaringan listrik dan memiliki keandalan yang tinggi. Terutama di beberapa daerah di mana pasokan listrik tidak terlalu andal, generator diesel berperan sebagai sumber daya cadangan maupun daya darurat. Selain itu, melalui optimasi rasional pada sistem tekanan rendah, generator ini biasanya digunakan untuk menangani beban-beban penting selama pemadaman listrik, sehingga proyek-proyek yang menggunakannya telah diterapkan secara luas. Berikut ini akan dijelaskan prinsip dasar dan struktur generator yang umum:
1. Turbin dan unit generator turbin. 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). Kecepatan turbin di pembangkit listrik tenaga nuklir memang rendah, namun tetap mencapai 1.500 putaran per menit atau lebih. Turbin-generator berkecepatan tinggi, untuk mengurangi gaya sentrifugal yang timbul akibat tegangan mekanis serta mengurangi abrasi angin, umumnya memiliki diameter rotor yang relatif kecil dan panjang yang 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 agar tidak melebihi batas kecepatan kritis. Apabila panjang badan rotor melebihi 6 kali diameternya, kecepatan kritis kedua rotor akan mendekati kecepatan putar 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, sehingga untuk meningkatkan kapasitas motor lebih lanjut, hal tersebut hanya dapat dicapai dengan meningkatkan beban elektromagnetik pada motor. Oleh karena itu, sistem pendinginan motor harus ditingkatkan. Untuk itu, generator turbin berkapasitas 5 hingga 10 juta kW yang menggunakan teknologi pendinginan hidrogen atau air terbukti efektif. Sejak tahun 1970-an, unit generator turbin 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 turbin dan genset. Karena kondisi alam pembangkit tenaga air yang berbeda-beda, kapasitas dan kecepatan unit pembangkit tenaga air bervariasi secara signifikan. Umumnya, pembangkit tenaga air skala kecil dan pembangkit tenaga air berkecepatan tinggi yang digerakkan turbin memiliki struktur horizontal, sedangkan pembangkit tenaga air skala besar dan menengah yang menggunakan struktur vertikal serbaguna. Karena pembangkit listrik ini umumnya terletak jauh dari kota, biasanya dibutuhkan waktu lebih lama untuk memuat saluran transmisi listrik; oleh karena itu, pengoperasian sistem tenaga listrik hidro harus memenuhi persyaratan stabilitas yang lebih tinggi: parameter motor perlu 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 singkat, sehingga memberikan fleksibilitas penjadwalan yang tinggi; selain daya umumnya 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
Pengoperasian genset berbahan bakar diesel, yang mengubah energi diesel menjadi listrik, dapat dibedakan berdasarkan tujuannya masing-masing menjadi genset diesel darat dan genset diesel laut.
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 diesel bertekanan tinggi dari nozel, kemudian dorongan piston ke atas menyebabkan volume berkurang dan suhu meningkat dengan cepat, hingga terjadi pembakaran 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 untuk berputar. 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 dapat menghasilkan arus listrik dengan menghubungkan sirkuit beban. 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 genset diesel
Salah satu jenis umum genset diesel terutama terdiri dari mesin diesel, generator, dan sistem kontrol; genset diesel ini terdiri dari tiga bagian. Antara mesin diesel dan generator terdapat dua sambungan: satu sambungan fleksibel, yaitu sambungan kopling yang menghubungkan kedua bagian tersebut, dan dua untuk sambungan kaku, dengan baut berkekuatan tinggi yang menghubungkan lembaran baja generator dan cakram roda gila mesin diesel. Sambungan yang digunakan pada generator diesel yang beredar 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 kontrol akan memberikan peringatan dini, jika pada saat itu operator gagal mengambil tindakan, sistem akan secara otomatis mematikan unit; generator diesel yang dikonfigurasi dengan cara ini berfungsi sebagai mekanisme perlindungan diri. Umpan balik yang diterima dari berbagai sensor serta peran informasi, penampilan data, dan pelaksanaan perlindungan nyata dilakukan oleh sistem kontrol generator diesel; panel kontrol biasanya dipasang pada unit itu sendiri, yang dikenal sebagai panel kontrol model ransel, serta beberapa panel kontrol independen yang dilengkapi layar yang ditempatkan di ruang operasi, yang disebut panel kontrol terpisah, Panel kontrol terhubung melalui kabel dan sensor ke unit generator, mesin diesel, serta menampilkan parameter operasional dan parameter listrik. Selain itu, generator dilengkapi dengan sasis, kopling, radiator, tangki bahan bakar, dan beberapa di antaranya dilengkapi dengan peredam suara dan casing.