Kurva Kapabilitas Generator (Capability Curve)
Salam Power,
Ketika sudah mengenal generator, pasti kita akan bertanya bagaimana dan berapa kemampuan dari generator tersebut. Untuk mengetahuinya, pastikan terlebih dahulu untuk melihat dokumen kurva kapabilitas generator atau nama umumnya adalah “Capability Curve“.
Sebelum menuju kurva kapabilitas, alangkah baiknya kita mengenal beberapa terminologi satuan daya; yaitu sebagai berikut:
- MVA atau kVA; Mega/Kilo Volt Ampere: adalah satuan daya kompleks terdiri dari daya aktif (Watt) dan daya semu (VAR).
- MW atau kW; Mega/Kilo Watt: adalah satuan daya aktif; daya yang digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin listrik
- MVAR atau kVAR; Mega/Kilo Var: adalah satuan daya semu; daya ini disebut juga sebagai rugi-rugi daya, namun dibutuhkan oleh mesin-mesin listrik (untuk magnetisasi) dan jaringan (tegangan). Kita akan coba perdalam lebih lanjut untuk hal ini di artikel lain.
Gambar. 1 Typical Capability Curve
Gambar di atas adalah salah satu contoh kurva umum dari sebuah kurva kapabilitas. Mari kita bahas satu per satu secara umum apa maksud dari kurva tersebut.
- Batas MVA atau kVA; ditunjukkan garis semu vertikal untuk 1.0 per unit satuan. Adalah batas daya kompleks dari sebuah generator yang menunjukkan berapa kapasitas/desain maksimum dari generator tersebut. Ini dapat menunjukkan kemampuan dari turbine/prime mover secara tidak langsung.
- Batas maksimum daerah lagging; daerah di dalam kurva lengkung lagging (ditunjukkan oleh tulisan “Rated pf Lagging” dimana dalam kondisi ini generator akan menyuplai VAR (daya semu) ke jaringan
- Batas maksimum daerah leading; daerah di dalam kurva lengkung leading (ditunjukkan oleh tulisan “0.95 pf leading” dimana dalam kondisi ini generator akan menyerap VAR (daya semu) dari jaringan.
Hubungan antara MVA, MW, dan MVAR adalah sebagai berikut:
Sebuah “nameplate” generator akan tertulis; misalnya 100 MVA, PF =0.85, 11.8 kV, 4890 A. Artinya adalah maksimum kemampuan dari generator adalah di 100 MVA, dengan faktor daya di 0.85 lagging, dan maksimum arus yang bisa dihasilkan adalah 4890 A.
Pada prinsipnya, operasi didalam kurva bagi generator adalah aman, namun dalam aspek keandalan (reliability) dan fakta di lapangan, operasi pada daerah tertentu dan dalam periode yang lama akan mempengaruhi umur dari generator tersebut. Berikut beberapa contoh umum kondisi yang berpengaruh terhadap kondisi generator:
Kasus 1. Operasi di daerah lagging
Merupakan daerah normal operasi di semua generator, yaitu generator menghasilkan dan mengirimkan Watt dan VAR ke jaringan. Namun, peningkatan VAR dari generator akan meningkatkan arus di rotor generator dan menjadikan temperatur rotor di generator menjadi lebih panas.
Kondisi 2. Operasi di daerah leading
Merupakan kondisi yang tidak normal pada operasi generator. Kondisi ini dapat dipicu oleh kondisi grid/jaringan yang berlebih VAR, sehingga tegangan di jaringan lebih tinggi dari nominal. Oleh karena itu, para pembangkit diminta oleh pengatur jaringan (misal PLN) untuk menyerap VAR. Dalam kondisi leading, akan mendekati kondisi “tidak stabil” pada generator, dan peningkatan penyerapan VAR akan membuat meingkatkan temperature “end winding core” atau inti bagian akhir dari stator. Jika kondisi ini terus menerus, tidak tertutup kemungkinan winding tersebut bisa rusak akibat panas dari inti stator.
Pada kesimpulannya, generator sudah memiliki batas-batas operasi sesuai dengan desain nya. Meskipun operasi normal ada di daerah lagging, namun di Pembangkit, generator harus siap dioperasikan dalam kondisi leading. Oleh karena itu, penting bagi setiap Operator, Maintenance, dan Engineer untuk tetap melihat, mengevaluasi parameter-parameter dan kinerja dari generator, agar umur dari generator dapat dicapai sesuai dengan target umur di Pembangkit.
Semoga bermanfaat,
Referensi:
-
Capability Curve Picture: J.Jackson,“InterpretationandUseofGeneratorReactiveCapabilityDiagrams,”IEEE Transactions on Industry and General Applications, no. 6, pp. 729–732, 1971.