Detail Cantuman Kembali
Rancang Bangun Auto Voltage Regulator dan Governor Sebagai Pengendali PLTMH
- Bagikan:
Rancang Bangun Auto Voltage Regulator dan Governor
Sebagai Pengendali PLTMH
INTISARI
Pada suatu sistem kelistrikan, konsumen memerlukan daya listrik dengan
tegangan dan frekuensi yang konstan. Untuk menjaga agar parameter-parameter
tersebut tetap berada pada batas-batas yang dijinkan, diperlukan suatu
pengendalian pada sistem pembangkit. Tegangan dijaga dengan mengendalikan
tegangan eksitasi pada generator (sinkron) dan frekuensi diatur dengan cara
menyesuaikan antara daya yang dibangkitkan dengan permintaan beban. Kendali
eksitasi pada generator dilakukan oleh Auto Voltage Regulator (AVR) pada
elektrikal kontrol, dan kendali frekuensi dilakukan oleh governor pada mekanikal
kontrol. Pengaturan kedua parameter tersebut akan dianalisis dalam tesis ini.
Pengendali AVR dan governor dibuat dengan menggunakan komponen
elektronik analog. Pengendali jenis PI secara umum digunakan untuk mengatur
perilaku sistem dalam kawasan waktu untuk berbagai kondisi dinamik.
Pengendali tersebut dipilih karena merupakan pengendali yang paling populer
dan mempunyai tanggapan karakteristik yang bagus untuk suatu sistem lup
tertutup, dan mudah dalam penalaannya.
Dalam tesis ini, suatu model motor dc yang dikombinasikan dengan suatu
sistem gear-box digunakan sebagai aktuator untuk mengatur aliran air dengan
cara mengendalikan gerakan putar guide vane pada turbin Francis. Guide vane
akan menghasilkan suatu pengaturan yang kontinyu pada aliran air yang menuju
ke turbin. Kesatuan perangkat motor dc dan gear-box ini akan diuji dan
pengendali P, I, atau gabungannya (PI) akan digunakan untuk melihat
kemampuannya dalam mengendalikan sistem.
Pemodelan matematik untuk sistem governor diajukan dalam tesis ini dan
digunakan fasilitas Simulink dari perangkat lunak Mathlab untuk menguji dan
mensimulasikan model yang diajukan tersebut.
Pengujian sistem dilakukan pada suatu sistem turbin Francis yang dikopel
langsung dengan generator sinkron kapasitas 5 kW di Laboratorium Jurusan
Teknik Energi Politeknik Negeri Bandung. Hasil pengujian memperlihatkan
bahwa AVR yang dibuat mampu digunakan untuk mengendalikan tegangan
dalam batas regulasi + 5 % dan -10% menggunakan jenis pengendali PI (Kp = 20,
TR = 1 s). Dikarenakan adanya suatu backlash yang sangat besar pada komponen
guide vane, governor hanya mampu mengendalikan frekuensi pada jelajah 50 Hz
± 2 Hz dengan menggunakan jenis pengendali P saja (Kp = 5). Hasil simulasi dari
sistem governor dengan motor dc dan sistem gear-box telah sukses
memperlihatkan bahwa governor mampu mengendalikan frekuensi dengan baik
pada suatu pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH).
Kata kunci : tegangan, AVR, frekuensi, governor, pengendali, model
matematis.
xiii
Making Auto Voltage Regulator and Governor
as Micro Hydro Power Plant Controller
ABSTRACT
In an electric power system, consumers require power at rated frequency
and voltage. To maintain these parameters within the prescribed limit, controls
are required on the system. Voltage is maintained by control of excitation on the
generator and frequency is maintained by eliminating mismatch between
generation and load demand. Control of excitation on the generator is performed
by Auto Voltage Regulator (AVR) on the electrical control, and frequency is
maintained by Governor on the mechanical control. Both problems of these
maintenance are analyzed in this thesis.
AVR and Governor controller were constructed using analog electronic
component system. PI controller are commonly used to regulate the time domain
behavior of many different types of dynamics plants. These controller are used
because they are extremely popular and can usually provide good closed loop
response characteristics, and can be tuned using relatively simple design rules.
In this thesis, a proposed model of a dc motor combined with gear-box
systems is used as actuator to control the flow of water by controlling the
rotational motion of guide vanes on Francis turbine. The guide vanes causes a
continuous control of the flow of water. The suitability of combining dc motor
and gear box system for the control of micro hydro power plant (MHPP) is
discussed, and P, I, or PI controller are used to further enhance their governing
capability.
Mathematical modeling for governor control systems is proposed and
exhaustive simulations were performed on the proposed control scheme using the
Simulink utility of Mathlab software to ascertain the efficacy of the proposed
model.
The test was performed on Francis Turbine that coupled with synchronous
generator directly with capacity of 5 kW at the Energy Technology Department
Laboratory , Bandung State of Polytechnic. The result showed that AVR can
regulate the voltage in accordance with requirement of voltage regulation (+5 %
and -10 %) with PI controller (Kp = 20, TR = 1 s). As there was a large backlash
on the guide vane components, the frequency can be regulated by governor on the
range of 50 Hz ± 2 Hz with P only controller (Kp = 5). The simulation result of
governor system with dc motor and gear-box system have successfully
demonstrated the suitability of the proposed model for the control of micro hydro
power plant.
Keywords : voltage, AVR, frequency, governor, controller, mathematical
model
xvi
Mursanto, Wahyu Budi - Personal Name
Purwanto, Teguh Puji - Personal Name
Berahim, Hamzah - Personal Name
Purwanto, Teguh Puji - Personal Name
Berahim, Hamzah - Personal Name
Juni 2009
R 153.43 Mur r c.1 06.2009
153.43
Thesis
Indonesia
Magister Sistem Teknik UGM
2009
Yogyakarta
xv, 116 hlm.; ilus.; 29 cm.
Disertai CD
LOADING LIST...
LOADING LIST...