Operasi Paralel Generator DC – Sinkronisasi Generator

Operasi Paralel Generator DC – Kondisi, Keuntungan, dan Pembagian Beban

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

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

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

• Pos Terkait: Operasi Paralel Transformator Satu Fasa &Tiga Fasa

Keuntungan Pengoperasian Paralel Generator DC

Keuntungan dari operasi paralel tercantum di bawah ini.

Kontinuitas Pasokan

Kontinuitas pasokan adalah persyaratan utama. Jika pembangkit listrik terdiri dari satu unit generator, tidak mungkin untuk mencapai persyaratan ini. Karena jika satu unit genset dalam perawatan atau rusak, seluruh pembangkit listrik berhenti untuk menjalankan permintaan beban. Oleh karena itu, jika pembangkit listrik menggunakan lebih banyak generator daripada satu unit, pembangkit listrik dapat digunakan dengan lebih andal. Sebagian besar pelanggan (seperti rumah sakit, pabrik, dll.) membutuhkan catu daya yang tidak pernah terputus.

Efisiensi Lebih Baik

Di pembangkit listrik, generator dirancang untuk beroperasi pada beban penuh. Dan itu akan mendapatkan efisiensi maksimum pada beban penuh. Tetapi permintaan daya tidak konstan. Ini berfluktuasi antara permintaan puncak di siang hari dan permintaan minimum selama periode malam. Oleh karena itu, ekonomis untuk menggunakan generator kecil pada malam hari dan generator besar pada siang hari. Jika permintaan meningkat, kedua generator dihubungkan secara paralel untuk memenuhi permintaan yang tinggi secara efisien.

Mudah dirawat dan diperbaiki

Generator memerlukan perawatan berkala untuk masa pakai yang lama dan pengoperasian yang efisien. Selama pemeliharaan, harus ada generator lain untuk menjalankan beban. Oleh karena itu, mudah untuk memelihara genset. Dan juga, jika terjadi kerusakan, akan membutuhkan waktu untuk kembali beroperasi. Dalam kondisi ini, generator lain dapat digunakan untuk memenuhi permintaan beban.

Fleksibilitas

Koneksi paralel generator menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dibandingkan dengan generator besar satu unit. Sejumlah generator kecil dapat dihubungkan bersama dan terletak di lokasi yang berbeda. Generator besar tunggal membutuhkan lebih banyak ruang. Alih-alih itu, lebih banyak generator dipasang di lokasi yang berbeda.

Efektif Biaya

Biaya daya listrik berkurang jika generator selalu beroperasi pada beban penuh. Ketika permintaan beban tinggi, lebih banyak generator yang terhubung secara paralel. Dan ketika permintaan beban rendah, lebih sedikit generator yang terhubung secara paralel. Generator lainnya tetap dalam kondisi ditahan. Oleh karena itu, semua generator beroperasi dalam kondisi beban penuh yang mengurangi biaya daya listrik.

Mudah Membuat Penambahan

Permintaan listrik meningkat dari hari ke hari. Oleh karena itu, saat membangun pembangkit listrik, selalu sediakan tempat untuk ekspansi di masa depan. Alih-alih membangun seluruh pembangkit listrik, mudah untuk menambahkan lebih banyak generator dan menghubungkannya secara paralel untuk mencapai lebih banyak permintaan daya.

Karena kelebihan ini, operasi paralel generator banyak digunakan. Seperti yang kita ketahui, generator DC diklasifikasikan menjadi tiga jenis;

• Generator shunt DC
• Generator seri DC
• Generator kompon DC

Ada perbedaan sambungan armature dan lilitan medan pada masing-masing jenis generator. Oleh karena itu, disini kita akan membahas bagaimana cara menghubungkan setiap jenis generator secara paralel.

Operasi Paralel Generator DC Shunt

Untuk menghubungkan dua generator secara paralel, terminal positif dan negatifnya harus dihubungkan dengan terminal positif dan negatif dari bus bar. Batang bus adalah batang tembaga berat dan terminal batang bus berfungsi sebagai terminal seluruh pembangkit listrik.

Diagram koneksi dari operasi paralel generator DC shunt ditunjukkan pada gambar di bawah.

Di sini, angker generator 1 terhubung melintasi bilah bus. Dan itu digunakan untuk memasok beban. Sekarang, kita perlu menghubungkan generator 2 dengan sistem ini. Untuk itu, kita perlu menghubungkan generator 2 dengan polaritas yang sama. Jika tidak, korsleting serius akan terjadi yang mengakibatkan kerusakan permanen pada generator.

Sebelum menghubungkan generator 2, sakelar S terbuka. Sebuah voltmeter terhubung di sakelar. Pertama, jangkar generator 2 dipercepat hingga kecepatan pengenal generator. Eksitasi generator 2 diubah sampai voltmeter menunjukkan pembacaan nol. Ketika menunjukkan pembacaan nol, berarti tegangan terminal sama dengan tegangan bus-bar atau tegangan generator 1.

Oleh karena itu, setelah menutup sakelar S, generator 2 terhubung secara paralel dengan generator 1. Tetapi generator 2 tidak menerima beban apa pun. Karena EMF induksi generator 2 sama dengan tegangan bus bar. Jadi, tidak ada arus yang mengalir pada beda potensial yang sama. Dalam kondisi ini, generator 2 dikenal sebagai generator terapung dalam sistem.

EMF induksi generator 2 harus lebih tinggi dari tegangan bus bar. Pada kondisi ini, generator 2 menyalurkan beban. Arus yang disuplai oleh generator 2 adalah;

Di mana,

• R_a =Resistansi rangkaian jangkar
• E =EMF yang Diinduksi
• V =Tegangan bus bar

EMF yang diinduksi dari generator baru dapat dikontrol dengan mengontrol medan. Dan dengan mengontrol EMF yang diinduksi, kita dapat mengontrol pembagian beban.

Operasi Paralel Generator Senyawa DC

Diagram koneksi dua buah kompon generator yang dihubungkan secara paralel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Generator gabungan memiliki karakteristik yang meningkat. Oleh karena itu, dengan tidak adanya perangkat korektif, operasi paralel generator kompon DC tidak stabil. Pada saat memulai, setiap generator mengambil bagian beban yang sama. Karena beberapa alasan, jika arus melewati belitan medan seri generator-1 meningkat, yang selanjutnya memperkuat medannya. Hal ini menyebabkan peningkatan EMF yang dihasilkan dan membutuhkan lebih banyak beban.

Dalam operasi ini, kami berasumsi bahwa bebannya konstan. Oleh karena itu, bagian beban generator-2 berkurang dan melemahkan medan serinya. Hal ini menyebabkan penurunan bebannya. Efek ini kumulatif Setelah beberapa waktu, generator-1 mengambil seluruh beban. Dan generator-2 beroperasi sebagai motor. Dalam kondisi ini, pemutus sirkuit dari generator mana pun 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, batang equalizer dihubungkan ke ujung jangkar dari belitan seri. Bilah equalizer adalah konduktor dengan resistansi rendah. Ini digunakan untuk membuat operasi generator gabungan dan tingkat senyawa stabil.

Misalnya, generator-1 mulai mengambil lebih banyak porsi beban. Dan arus medan serinya meningkat. Sekarang, arus yang meningkat ini melewati belitan medan seri generator-1 dan sebagian melewati belitan medan 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 menurunkan seluruh bebannya.

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

Operasi Paralel Generator Seri DC

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

Di sini, kami menganggap kedua generator itu identik dan mengambil bagian beban yang sama. Tetapi karena alasan apapun, EMF induksi generator-1 meningkat (E1> E2). Pada kondisi ini, arus generator I1 lebih besar dari I2. Hal ini mengakibatkan penguatan medan seri generator-1. Dan melemahnya medan seri generator-2.

Ini adalah proses kumulatif. Sehingga pada akhirnya seluruh beban akan diambil oleh generator-1 dan generator-2 beroperasi sebagai motor. Mirip dengan motor kompon, masalah ini akan diselesaikan dengan menggunakan batang equalizer. Dan karena ini, dua mesin melewatkan arus yang kira-kira sama ke beban.

Berbagi Beban Generator DC

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

Dalam kondisi rusak, satu generator tidak berfungsi dan medannya melemah. Dalam kondisi ini, medan seri generator lain meningkat. Dengan demikian, pemutus terbuka dan generator yang rusak dikeluarkan dari sistem. Metode melepas dan menyambungkan generator ini membuat sistem dapat diandalkan dan membantu mencegah kejutan dan gangguan mendadak pada penggerak utama serta di dalam sistem.

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

Dari karakteristik di atas, untuk tegangan terminal V yang sama, generator-1 mengalirkan arus I1 dan generator-2 mengalirkan arus I2. Generator-1 memiliki karakteristik yang lebih terkulai dan menghasilkan arus yang lebih sedikit. Kedua generator akan membagi beban secara merata di semua titik jika karakteristiknya serupa dan memiliki penurunan tegangan yang sama dari tanpa beban ke beban penuh.

Jika dua generator dengan peringkat kVA berbeda dihubungkan secara paralel, beban dibagi menurut peringkatnya. Karakteristik eksternalnya yang diplot dalam persentase arus beban penuh harus sama seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

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

Karakteristik gabungan dari operasi dapat digambarkan jika kita mengetahui karakteristik individu dari setiap generator. Pasokan arus oleh masing-masing generator dapat ditemukan pada gambar berikut.

Hasil di atas dapat ditemukan dengan perhitungan sederhana alih-alih representasi grafis jika generator memiliki garis lurus. Sekarang, kami menghitung porsi pembagian beban yang memiliki tegangan tanpa beban yang tidak sama.

• E₁ , E₂ =Tegangan tanpa beban dari dua generator
• R₂ , R₂ =Tahanan jangkar
• V =tegangan terminal umum

Dari persamaan di atas, kita dapat melihat bahwa tegangan bus bar dapat dijaga konstan dengan meningkatkan Φ₂ atau N₂ atau mengurangi N₁ atau 1. N₂ dan N₁ diubah dengan mengubah kecepatan mesin penggerak dan ₁ dan ₂ dapat dikontrol menggunakan resistansi medan shunt.