Self Excitation Induction Generators

Pada generator induksi, induksi arus eksitasi dipasok dari sumber daya reaktif kapasitif (leading reactive power). Sedangkan generator sinkron membangkit arus eksitasi dari sumber daya DC. Berdasarkan dari mana daya reaktif dapat diperoleh, maka generator induksi rotor sangkar dapat dibedakan atas generator induksi eksitasi sendiri (Self Excitation Induction Generator, SEIG).

Aliran daya pada generator induksi penguatan sendiri (SEIG) diperlihatkan oleh Gambar 1. Generator jenis ini biasanya terhubung langsung ke beban tanpa melalui sistem grid, yang disebut dengan kondisi berdiri sendiri (stand alone). Daya reaktif, Q_e,  yang diperlukan oleh generator tidak diambil dari sistem grid, namun dibangkitkan sendiri dari kapasitor eksitasi yang dipasang pada terminal stator. Jika beban bersifat induktif, kebutuhan daya reaktif pada beban juga disediakan oleh kapasitor eksitasi, sehingga kapasitas kapasitor ekasitasi harus disediakan lebih besar.

Gambar 1 Aliran Daya Pada Generator Induksi (Rotor Sangkar) Dengan Eksitasi Sendiri

·         Nilai kapasitansi minimum

Untuk membangkitkan tegangan pada terminal generator induksi membutuhkan suplai daya reaktif yang cukup sehingga, kebutuhan daya reaktif dapat terpenuhi. Namun jika nilai kapasitansi tidak cukup maka tegangan akan gagal terbangkit. Jika nilai kapasitansi terlalu besar maka generator akan beroperasi pada tegangan yang melebihi tegangan dari rating. Ketika nilai kapasitansi tepat, tegangan terbangkit dari generator rating. Ketika nilai kapasitansi tepat, tegangan terbangkit akan menurun seiring dengan pertambahan beban untuk beban seimbang R dan L. Ketika kecepatan putar melebihi putaran sinkron, tegangan dan frekuensi akan turun pada kondisi berbeban. Selain itu nilai kapasitor juga mempengaruhi kecepatan minimal untuk terbangkitnya tegangan. Ketika nilai kapasitor minimal, akan mengakibatkan kecepatan minimal untuk terbangkitnya tegangan akan semakin besar. Namun ketika nilai kapasitor tepat maka untuk membangkitkan tegangan tidak membutuhkan kecepatan tinggi. Untuk menentukan kapasitansi minimum maka yang perlu diketahui adalah dengan menentukan kapasitas minimum generator sebagai fungsi dari daya reaktif (Q) daya ini diserap oleh mesin ketika beroperasi sebagai motor. Tegangan antar fasa (U) ketika kapasitor terhubung delta, dan frekuensi jaringan (F), persamaannya adalah

Namum untuk kapasitor hubungan bintang, nilai kapasitansi perfasa adalah tiga kali dari nilai yang diperoleh dari persamaan

Fileter Pasif Harmonisa

Filter harmonisa dipasang secara paralel dengan peralatan yang merupakan beban nonlinier dan sumber harmonisa. Salah satu jenis filter yang dapat digunakan untuk meredam harmonisa adalah filter pasif. Filter pasif terdiri dari komponen seperti induktor, kapasitor dan resistor yang dirangkai dengan komponen harmonisa untuk meminimalkan arus harmonisa.

Gambar  Rangkaian Filter Beban Nonlinear

Rangkaian di atas dapat ditulis dengan menggunakan teknik analisis rangkaian. Menggunakan modern network theory dapat dipecahkan dengan menggunakan fungsi transfer dengan konsep zero dan pole. Respon frekuensi dari rangkaian filter di atas dapat dituliskan dengan menggunakan rasio dua polynomial dalam s, dimana s = j.w,  

dan sehingga fungsi transfernya dapat dituliskan:

Dimana :

T(s): Fungsi Transfer

E_L: Tegangan di Beban

E_S: Tegangan di Sumber

N(s) : Numerator polynomial sebagai zero

D(s) : Denominator polynomial sebagai pole[8]

Persamaan untuk daya reaktif yang akan dikompensasi

Sehingga diperoleh besar kapasitor

 

Maka besar induktansi dapat diketahui:

Karakteristik impedansi:

 Xo =√(L/C)

Dimana:

Xo = Impedansi filter.

Karakteristik faktor kualitas:

q = Xo/r   

Dimana:

q = Faktor kualitas

Xo = Impedansi filter.

r = Tahanan reaktor.

Kualitas dari sebuah filter adalah ukuran ketajaman penalaan filter tersebut dalam mengeliminasi harmonik. Filter dengan q tinggi ditala pada frekuensi rendah (misalnya orde kelima), dan nilainya biasanya terletak antara 30 - 60. Perkiraan nilai q untuk reaktor inti udara adalah 75 dan >75 untuk inti besi[