Sinkronisasi Generator DC: Praktik Terbaik untuk Operasi Paralel dan Pembagian Beban

Operasi Paralel Generator DC – Kondisi, Keuntungan dan Pembagian Beban

Dalam jaringan sistem daya, daya disuplai oleh banyak generator yang disambungkan dalam jaringan terpadu. Alih-alih menggunakan satu generator besar, banyak generator DC atau AC kecil dioperasikan secara paralel.

Kadang-kadang, generator DC digunakan sebagai cadangan. Dalam beberapa kondisi, tidak selalu mungkin memiliki generator yang memenuhi persyaratan beban. Oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan beban, lebih dari satu unit generator DC disambungkan secara paralel.

Saat ini, operasi paralel generator DC digunakan secara luas dalam jaringan untuk mencapai keuntungan di bawah ini.

• Terkait: Operasi Paralel Trafo 1 Fasa & 3 Fasa

Keuntungan Operasi Paralel Generator DC

Keuntungan operasi paralel tercantum di bawah ini.

Kelanjutan Suplai

Kelanjutan suplai adalah kebutuhan utama. Jika sebuah pembangkit listrik terdiri dari satu unit generator, tidak mungkin untuk mencapai kebutuhan ini. Karena jika satu unit generator sedang dalam pemeliharaan atau rusak, seluruh pembangkit listrik berhenti untuk menjalankan kebutuhan beban. Oleh karena itu, jika pembangkit listrik menggunakan jumlah generator yang lebih banyak daripada satu unit, pembangkit listrik dapat digunakan dengan lebih andal. Sebagian besar pelanggan (seperti rumah sakit, pabrik, dll.) membutuhkan suplai listrik yang tidak terputus.

Efisiensi yang Lebih Baik

Di pembangkit listrik, generator dirancang untuk beroperasi pada beban penuh. Dan akan mencapai efisiensi maksimum pada beban penuh. Namun, permintaan daya tidak konstan. Ini fluktuasi antara permintaan puncak selama siang hari dan permintaan minimum selama periode malam. Oleh karena itu, lebih hemat untuk menggunakan generator kecil selama periode malam dan generator besar selama siang hari. Jika permintaan meningkat, kedua generator disambungkan secara paralel untuk memenuhi permintaan tinggi secara efisien.

Mudah untuk Dipelihara dan Diperbaiki

Generator memerlukan pemeliharaan berkala untuk umur panjang dan operasi yang efisien. Selama pemeliharaan, harus ada generator lain untuk menjalankan beban. Oleh karena itu, mudah untuk memelihara generator. Dan juga, jika terjadi kerusakan, akan membutuhkan waktu untuk kembali beroperasi. Dalam kondisi ini, generator lain dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan beban.

Fleksibilitas

Sambungan paralel generator menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dibandingkan generator tunggal besar. Sejumlah generator kecil dapat disambungkan bersama dan dapat ditempatkan di lokasi yang berbeda. Generator tunggal besar membutuhkan lebih banyak ruang. Alih-alih itu, sejumlah generator dipasang di lokasi yang berbeda.

Hemat Biaya

Biaya daya listrik berkurang jika generator selalu beroperasi pada beban penuh. Ketika kebutuhan beban tinggi, sejumlah generator disambungkan secara paralel. Dan ketika kebutuhan beban rendah, sejumlah generator yang lebih sedikit disambungkan secara paralel. Generator lain tetap dalam kondisi siaga. Oleh karena itu, semua generator beroperasi dalam kondisi beban penuh yang mengurangi biaya daya listrik.

Mudah untuk Menambah

Permintaan listrik meningkat setiap hari. Oleh karena itu, saat membangun pembangkit listrik, selalu sediakan ruang untuk ekspansi di masa depan. Alih-alih membangun seluruh pembangkit listrik, mudah untuk menambah lebih banyak generator dan menyambungkannya secara paralel untuk mencapai lebih banyak kebutuhan daya.

Dengan keuntungan ini, operasi paralel generator digunakan secara luas. Seperti yang kita ketahui, generator DC diklasifikasikan menjadi tiga tipe;

• Generator DC shunt
• Generator DC seri
• Generator DC komposit

Ada perbedaan dalam sambungan armatur dan gulungan lapangan di setiap tipe generator. Oleh karena itu, di sini kita membahas cara menyambungkan setiap tipe generator secara paralel.

Operasi Paralel Generator DC Shunt

Untuk menyambungkan dua generator secara paralel, klem positif dan negatif mereka harus disambungkan dengan klem positif dan negatif bus bar. Bus bar adalah batang tembaga tebal dan klem bus berfungsi sebagai klem seluruh pembangkit listrik.

Diagram sambungan operasi paralel generator DC shunt ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Di sini, armatur generator 1 disambungkan di seluruh bus bar. Dan digunakan untuk menyediakan beban. Sekarang, kita perlu menyambungkan generator 2 dengan sistem ini. Untuk itu, kita perlu menyambungkan generator 2 dengan polaritas yang sama. Jika tidak, akan terjadi kortslit serius yang mengakibatkan kerusakan permanen pada generator.

Sebelum menyambungkan generator 2, saklar S terbuka. Sebuah voltmeter disambungkan di seluruh saklar. Pertama, armatur generator 2 dipercepat hingga kecepatan rated generator. Penggerusan generator 2 diubah hingga voltmeter menunjukkan bacaan nol. Ketika menunjukkan nol, berarti tegangan klem sama dengan tegangan bus bar atau tegangan generator 1.

Oleh karena itu, setelah menutup saklar S, generator 2 disambungkan secara paralel dengan generator 1. Namun, generator 2 tidak mengambil beban apa pun. Karena EMF yang diinduksi generator 2 sama dengan tegangan bus bar. Jadi, tidak ada arus yang mengalir pada selisih potensi yang sama. Dalam kondisi ini, generator 2 dikenal sebagai generator floating dalam sistem.

EMF yang diinduksi generator 2 harus lebih tinggi dari tegangan bus bar. Dalam kondisi ini, generator 2 menyampaikan beban. Arus yang disuplai oleh generator 2 adalah;

Dimana,

• R_a = Resistansi sirkuit armatur
• E = EMF yang diinduksi
• V = Tegangan bus bar

EMF yang diinduksi generator baru dapat dikontrol dengan mengontrol gulangan lapangan. Dan dengan mengontrol EMF yang diinduksi, kita dapat mengontrol bagian beban.

Operasi Paralel Generator DC Komposit

Diagram sambungan dua generator komposit yang disambungkan secara paralel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Generator komposit memiliki karakteristik naik. Oleh karena itu, tanpa adanya perangkat korektif apa pun, operasi paralel generator DC komposit tidak stabil. Saat memulai, setiap generator mengambil bagian beban yang sama. Karena alasan tertentu, jika arus melewati gulungan lapangan seri generator-1 meningkat, yang memperkuat lapangannya. Ini menghasilkan peningkatan EMF yang dihasilkan dan mengambil lebih banyak beban.

Dalam operasi ini, kita asumsikan beban konstan. Oleh karena itu, bagian beban generator-2 berkurang dan melemahkan gulungan lapangan seri. Ini menghasilkan penurunan beban. Efek ini kumulatif Setelah beberapa waktu, generator-1 mengambil seluruh beban. Dan generator-2 beroperasi sebagai motor. Dalam kondisi ini, pembekas sirkuit salah satu generator akan trip dan menghentikan operasi ini.

Untuk membuat operasi ini stabil, kita perlu menggunakan perangkat korektif apa pun dengan sistem ini. Dalam operasi paralel ini, bar equalizer disambungkan pada ujung armatur gulungan seri. Bar equalizer adalah konduktor dengan resistansi rendah. Digunakan untuk membuat operasi generator over-compound dan level-compound stabil.

Misalnya, generator-1 mulai mengambil lebih banyak bagian beban. Dan arus lapangan seri meningkat. Sekarang, arus yang meningkat ini melewati gulungan lapangan seri generator-1 dan sebagian melewati gulungan lapangan seri generator-2. Oleh karena itu, kedua generator terpengaruh dengan cara yang sama. Dengan cara ini, generator-1 tidak dapat mengambil seluruh beban dan generator-2 tidak dapat melepaskan seluruh beban.

Untuk mempertahankan operasi paralel yang tepat dan pembagian beban yang sama, regulasi kedua generator harus sama dan resistansi gulungan seri harus berbanding terbalik dengan daya generator.

Operasi Paralel Generator DC Seri

Diagram sambungan operasi paralel dua generator DC seri seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Di sini, kita asumsikan kedua generator identik dan mengambil bagian beban yang sama. Namun, karena alasan apa pun, EMF yang diinduksi generator-1 meningkat (E1 > E2). Dalam kondisi ini, arus generator I1 lebih besar dari I2. Ini menghasilkan penguatan lapangan seri generator-1. Dan penurunan lapangan seri generator-2.

Ini adalah proses kumulatif. Jadi, pada akhirnya, seluruh beban akan diambil oleh generator-1 dan generator-2 beroperasi sebagai motor. Mirip dengan motor komposit, masalah ini akan diatasi dengan menggunakan bar equalizer. Dan karena itu, dua mesin melewati arus yang hampir sama ke beban.

Pembagian Beban Generator DC

Generator DC shunt memiliki karakteristik sedikit menurun. Oleh karena itu, ini adalah generator yang paling sesuai untuk operasi paralel yang stabil. Jika satu generator mengambil beban lebih atau kurang, karena kecenderungannya untuk memulihkan pembagian beban asli, kedua generator segera mengambil pembagian beban yang tepat.

Dalam kondisi gangguan, satu generator tidak beroperasi dan lapangannya melemah. Dalam kondisi ini, lapangan seri generator lain meningkat. Dengan demikian, pembekas terbuka dan generator yang rusak dikeluarkan dari sistem. Metode ini untuk mengeluarkan dan menyambungkan generator membuat sistem andal dan membantu mencegah kejutan serta gangguan mendadak primer dan dalam sistem.

Karakteristik tegangan generator shunt seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Dari karakteristik di atas, untuk tegangan klem V yang sama, generator-1 menyampaikan arus I1 dan generator-2 menyampaikan arus I2. Generator-1 memiliki karakteristik menurun lebih besar dan menyampaikan arus lebih sedikit. Kedua generator akan membagi beban sama pada semua titik jika karakteristiknya serupa dan memiliki penurunan tegangan yang sama dari beban nol hingga beban penuh.

Jika dua generator dengan daya kVA berbeda disambungkan secara paralel, beban dibagi sesuai dengan daya mereka. Karakteristik eksternal mereka yang digambarkan dalam persentase arus beban penuh harus identik seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Misalnya, satu generator 100 kVA dan generator lain 200 kVA disambungkan secara paralel dengan beban 240 kW. Dalam kondisi ini, generator pertama akan membagi 80 kW, dan generator kedua membagi 160 kW.

Karakteristik gabungan operasi dapat digambar jika kita tahu karakteristik individual setiap generator. Arus yang disuplai oleh setiap generator dapat ditemukan pada gambar berikut.

Hasil di atas dapat ditemukan dengan perhitungan sederhana alih-alih representasi grafik jika generator memiliki garis lurus. Sekarang, kita menghitung bagian pembagian beban yang memiliki tegangan beban nol yang tidak sama.

• E₁, E₂ = Tegangan beban nol dua generator
• R₂, R₂ = Resistansi armatur
• V = Tegangan klem umum

Dari persamaan di atas, kita dapat melihat bahwa tegangan bus bar dapat dipertahankan konstan dengan meningkatkan Φ₂ atau N₂ atau mengurangi N₁ atau Φ1. N₂ dan N₁ diubah dengan mengubah kecepatan mesin penggerak dan Φ₁ dan Φ₂ dapat dikontrol menggunakan resistansi gulungan shunt.