Hallo teman - teman ketemu lagi dengan tulisan dhevils mechanic yang pasti tak jauh - jauh dalam membahas dunia oil and gas industry entah itu terkait speck dari equipment yang digunakan, problem yang sering terjadi atau ide - ide menarik dalam menyeleseikan permasalahan di dunia mechanic oil and gas industry. dan klai ini yuk kita kan bahas sedikit terkait unit generator operasi sincroneus. ceritanya seperti apa? ikuti terus tulisan dhevils mechanic kali ini.
Baca juga :
Generator syncronize panel atau panel sinkron genset adalah panel yang berfungsi untuk menyelaraskan phasa dari dua sumber generator AC atau lebih. Panel sinkron dapat dipakai untuk menambah daya keluaran dari penggabungan generator tanpa merusak peralatan listrik karena perbedaan phasa atau frekuensi dari generator yang digabungkan.
Sinkronisasi generator untuk menyuplai beban
Panel sinkron genset dapat bekerja pada generator dengan spesifikasi berbeda untuk menghasilkan penambahan daya. Sebagai contoh antara pembangkit 500 kVA dengan 1000 kVA, maka ketika sudah disinkronisasi, sumber listrik dapat dipakai untuk menggerakkan motor listrik berkapasitas 1500 kVA.
Hal yang perlu diingat adalah mensikronkan generator tidaklah sama dengan memparalelkan generator. Proses sinkronisasi bekerja lebih kompleks dibandingkan dengan sekedar memparalelkan karena harus memperhatikan parameter dari gelombang AC yang dikeluarkan oleh masing-masing generator. Pada panel sinkron, beberapa parameter output dari generator yang akan disinkronisasi adalah tegangan, frekuensi, dan phasa.
Pertimbangan dalam mensinkronkan generator
Menurut standar IEEE, generator yang dioperasikan secara sinkron harus memiliki beberapa batasan spesifikasi sebagai berikut:
1. Perbedaan sudut phasa kurang lebih 10 derajat
2. Perbedaan tegangan 0 hingga 5%
3. Slip frekuensi krang lebih 0.067 Hz
Namun, sesuai standar ketentuan IEEE, batasan diatas diaplikasikan untuk generator sinkron dan bukan main supply (seperti PLN). Hal ini dikarenakan pembangkit listrik utama akan sangat sulit untuk mencapai sinkronisasi frekuensi sebesar 0.067 Hz dalam aplikasinya.
Manfaat panel sinkron genset
Kenapa harus menggunakan panel sinkron? Banyak manfaat yang diperoleh dengan menggunakan panel sinkron yaitu:
.jpeg)
1. Dapat menghemat bahan bakar
Ketika menggunakan panel sinkron, anda dapat menggunakan generator atau genset dengan spesifikasi berbeda. Penggunaan generator yang sesuai dengan spesifikasi beban akan membantu pabrik dalam mengefisienkan penggunaan bahan bakar. Sebagai contoh, jika pada sebuah pabrik memiliki empat generator dengan spesifikasi 2*1000 kVA dan 2*500 kVA, penggunaan daya listrik untuk satu motor 1500 kVA akan lebih efisien jika menggunakan 1000 kVA + 500 kVA yang dapat disinkronkan dengan panel ini.
2. Dilengkapi dengan AMF
Biasanya, panel sinkron memiliki automatic main failure (AMF) yang berarti jika salah satu dari generator tidak berfungsi, maka generator yang lain akan berfungsi sebagai backup tanpa mengganggu kinerja dari load. Panel sinkron juga memiliki fitur pendeteksian, monitoring, proteksi dan kontrol layaknya AMF. Hal ini merupakan extended features yang dapat disesuaikan dengan vendor penyedia jasa pembuatan.
3. Mengurangi rugi-rugi daya
Penggunaan generator dengan kapasitas besar seringkali kurang efisien dari segi transformator dan breaker, dengan menggabungkan beberapa generator dengan kapasitas menengah dan kecil, maka efisiensi generator sinkron secara keseluruhan akan meningkat.
4. Proteksi pada load
Proses sinkronisasi generator seringkali menyebabkan masalah pada load dan generator sendiri. Kesalahan dalam proses sinkronisasi akan menyebabkan kerusakan pada mesin listrik maupun pada generator. Oleh karena itu, panel sinkron dilengkapi dengan sistem proteksi load ketika proses sinkronisasi berlangsung. Load tidak akan menerima arus listrik sebelum sistem kontrol memastikan bahwa generator yang sudah disinkronkan memiliki tegangan, frekuensi dan phasa yang sama.
Sesuai dengan fungsi utamanya sebagai pengontrol sinkronisasi generator, ada beberapa fungsi tambahan yang mendukung kinerja panel sinkron diantaranya:
1. Pemotongan puncak tegangan
Pemotongan puncak tegangan merupakan operasi yang dilakukan untuk mengurangi biaya pemakaian listrik ketika jam sibuk.
2. AMF
Seperti yang dijelaskan sebelumnya, panel sinkron dilengkapi dengan fungsi AMF yang dapat mendeteksi, memproteksi, mengontrol dan memonitoring parameter dari tiap generator yang akan disinkronkan dan load sebagai penerima suplai. AMF juga berfungsi untuk mengalihkan dan mengontrol jika salah satu generator tidak berfungsi dan harus dialihkan kepada generator lain
3. Berbagai kombinasi transfer load
Ketika memiliki sejumlah generator dan load yang akan dihubungkan, maka panel sinkron akan membuat berbagai kombinasi transfer yang akan diaktualisasikan melalui MCCB, ACB atau kontaktor.
4. Proteksi generator dan load
Fungsi proteksi dari panel sinkron tidak hanya untuk generator saja namun juga untuk beban yang terpasang. Hal ini merupakan fitur prioritas yang disediakan dalam pembuatan panel sinkron
5. Sinkronisasi secara manual atau otomatis
Untuk generator yang hanya disinkronkan beberapa kali dalam satu tahun, atau periode pemeliharaan yang tidak panjang, maka operasi manual sangat disarankan untuk dipakai. Namun di sisi lain, untuk generator yang harus disinkronkan beberapa kali dalam seminggu, maka penggunaan sinkronisasi otomatis akan lebih diperlukan.
Sistem automasi dalam panel sinkron sangat berguna untuk mempertahankan performa sinkronisasi sehingga tidak merusak generator dan beban. Selain itu, ketika operator tidak memiliki pengetahuan dan pengalaman yang cukup dalam mensinkronkan generator, alternatif yang paling mudah adalah dengan memakai otomasi pada panel sinkron.
Jenis-jenis panel sinkron
Berdasarkan cara kerjanya, panel sinkron terdiri atas 2 jenis, yaitu panel sinkron manual dan otomatis. Sesuai dengan penjelasan sebelumnya, pemilihan panel manual dan otomatis dapat dipertimbangkan sesuai dengan keperluan dan kondisi suplai listrik yang ada di pabrik. Berikut dijelaskan dengan lebih detail.
.jpeg)
Panel sinkron yang dioperasikan secara manual terdiri dari rangkaian sensor yang mendeteksi parameter dari generator dan main power yang digunakan di pabrik. Biasanya pengoperasian manual dilakukan oleh operator yang memiliki kehandalan dan pengalaman dalam mensinkronkan sumber listrik. Operator akan menyesuaikan kecepatan dari pembangkit utama, tingkat eksitasi, atau regulator tegangan untuk mengikuti generator dan sistem yang akan disuplai.
Operator juga akan mengambil keputusan untuk menurunkan breaker ketika perbedaan phasa antara generator mendekati atau sama dengan nol. Operator yang handal akan mengetahui kapan waktu sinkronisasi phasa terjadi dan menghidupkan motor koil secara tepat sebelum breaker menutup saluran sumber. Hal ini akan menghasilkan perbedaan phasa sekecil mungkin ketika sumber dihubungkan.
Ada beberapa teknik yang dapat digunakan untuk mengetahui sinkronisasi phasa telah tercapai yaitu:
a. Metode tiga lampu gelap (three dark lamps method/phase lamps off)
Metode ini dilakukan dengan cara membuat koneksi tiga lampu pada setiap line busbar generator backup. Ketika generator dihidupkan, maka jika semua lampu hidup dan mati secara bersamaan, maka hal ini menandakan bahwa generator telah sephasa. Namun, jika lampu hidup dan mati secara bergantian, maka hal ini menandakan bahwa generator belum sephasa. Sinkronisasi akan dilakukan jika ketiga lampu padam secara bersamaan.
Metode ini memiliki kelemahan dalam menentukan frekuensi secara akurat. Sebagai contoh, jika frekuensi busbar adalah 50 Hz, maka jumlah kerlip lampu pada frekuensi 49 Hz ataupun 51 Hz adalah sama. Hal ini menyebabkan perbedaan frekuensi 1 Hz dengan busbar.
b. Metode dua lampu terang dan satu lampu padam (Two bright and one dark)
Pada metode ini, ketiga lampu akan dipasang secara berbeda. Lampu 2 akan dipasang mengikuti line busbar, sedangkan lampu 1 dan 3 akan dipasang secara beralihan antara line 1 dan 3.
Metode pengecekan tegangan dan kondisi lampu yang berkelap kelip secara bergantian atau bersamaan akan menandakan apakah generator sudah dalam keadaan sephasa atau belum. Jika urutan lampu hidup dan mati adalah L1-L2-L3, maka hal ini berarti frekuensi generator lebih tinggi dari busbar.
Namun, jika kerlip lampu secara berurutan adalah L1-L3-L2, maka ini menandakan jika frekuensi generator lebih rendah dari busbar. Sinkronisasi dicapai hingga L1 dan L3 terang secara bersama dan L2 is padam. Namun, metode ini memiliki kelemahan dalam menentukan urutan phasa dari generator.
c. Metode menggunakan synchroscope
Metode ini menggunakan konfigurasi yang sama dengan metode dua lampu terang dan satu lampu redup, namun lampu akan digantikan dengan synchroscope. Ketika generator dihidupkan, maka piringan synchroscope akan berputar searah atau berlawanan arah jarum jam.
Synchroscope meter
Jika synchroscope berputar searah jarum jam, maka artinya generator alternatif memiliki frekuensi lebih besar dibandingkan busbar. Sedangkan jika synchroscope berputar berlawanan arah jarum jam, maka hal ini menandakan bahwa generator memiliki frekuensi lebih rendah dari busbar.
Semakin besar putaran menandakan perbedaan frekuensi semakin besar. Operator harus mengontrol kecepatan generator untuk mengurangi besar putaran dan mendapatkan poin yang tepat sehingga perbedaan frekuensi dapat diminimalisir sekecil mungkin.
Penjelasan tentang rangkaian panel sinkron
Rangkaian dalam panel sinkron dapat disesuaikan dengan jumlah generator yang dipakai, kapasitas generator dan jenis pengontrolan apakah manual atau automatis. Namun, secara umum, panel sinkron menggunakan diagram seperti gambar di bawah.
Terdapat tiga line untuk generator alternate, generator utama dan load yang masing-masing terhubung ke kontaktor. Selain itu, terdapat automatic transfer switch (ATS) yang berfungsi sebagai pengontrol kerja generator dan transfer ke load. ATS terdiri dari timer yang digunakan sebagai pengatur waktu mulai dari permulaan generator bekerja (on). ATS mengirim signal kepada generator untuk bekerja dan menentukan kapan daya siap ditransfer ke beban ketika semua parameter telah sinkron. Begitu juga ketika generator utama tidak berfungsi dan harus dialihkan kepada generator alternate. ATS dapat bekerja pada 3 phasa ataupun 1 phasa.
Wiring Panel Sinkron Genset
Penjelasan cara kerja panel sinkron
Bagaimanakah urutan beroperasinya panel sinkron?
Secara umum, jika hanya terdapat 2 sumber listrik dan satu beban, maka ATS akan menentukan prioritas untuk menggunakan generator utama (mains). Proses pengapian generator diawali dengan pengecekan parameter busbar, setelah dipastikan semua breaker dalam keadaan terbuka, maka generator utama akan dihidupkan. Kecepatan generator utama akan dinaikkan sehingga sesuai dengan frekuensi busbar.
Keempat parameter dari keluaran generator yaitu sudut phasa, tegangan, urutan phasa dan frekuensi harus dicek dan dipastikan sesuai dengan parameter busbar. Pengecekan dapat dilakukan dengan ketiga metode yang telah disebutkan.
Setelah dipastikan bahwa parameter telah sinkron, maka ATS akan menutup switch untuk mengaktifkan breaker dan menutup line busbar ke load. Untuk sinkronisasi secara manual, semua proses harus dilakukan oleh operator.
Namun, dengan perkembangan teknologi, saat ini proses sinkronisasi dapat dilakukan dengan menggunakan mikrokontroler. Semua parameter keluaran dan busbar dapat di monitor dan proteksi dapat dilakukan untuk mencegah human error. Oleh karena itu automasi dalam panel sinkron sangat direkomendasikan walaupun mungkin menelan biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan manual panel.
Lalu, siapa sajakah yang memerlukan panel sinkron ini? Seperti jenis panel lain, panel sikron juga dapat digunakan untuk berbagai aplikasi mulai dari perumahan atau single home, hingga industri skala besar. Selama anda menginginkan kontinuitas sumber listrik dan telah menyiapkan generator alternate, maka direkomendasikan untuk menggunakan panel sinkron.
Akan tetapi, pada pabrik-pabrik skala menengah dan besar, harus memperhatikan jenis panel sinkron dan kapasitas nya sesuai dengan keperluan pabrik. Oleh karena itu, biasanya kontraktor penyedia jasa akan melakukan investigasi dan melakukan kajian sebelum menentukan jenis panel dan kapasitas yang diperlukan.
Demikianlah sedikit cerita terkait genset operasi sinkron semoga menambah wawasan kita terkait dunia mechanic oil and gas, jika kalian mempunyai pertanyaan atau pengalaman terkait genset oeprasi sinkron silahkan tulis dikolom komentar yaa.. agar supaya berbagi pengalaman dan pengetahuan ini dapat bermanfaat bagi teman - teman yang lain yang sedang membutuhkannya.