Sistem yang digunakan untuk menyediakan arus medan yang diperlukan ke belitan rotor mesin sinkron, jenis sistem seperti itu disebut sistem eksitasi.
Dengan kata lain, sistem eksitasi didefinisikan sebagai sistem yang digunakan untuk menghasilkan fluks dengan melewatkan arus pada belitan medan. Persyaratan utama sistem eksitasi adalah keandalan dalam semua kondisi layanan, kesederhanaan kontrol, kemudahan perawatan, stabilitas, dan respons transien yang cepat.
Besarnya eksitasi yang dibutuhkan tergantung pada arus beban, faktor daya beban dan kecepatan mesin. Semakin banyak eksitasi yang dibutuhkan dalam sistem ketika arus beban besar, kecepatan lebih kecil, dan faktor daya sistem menjadi lagging.
Sistem eksitasi adalah unit tunggal dimana setiap alternator memiliki exciternya berupa generator. Sistem eksitasi terpusat memiliki dua atau lebih exciter yang mengumpankan bus-bar. Sistem terpusat sangat murah, tetapi kesalahan dalam sistem berdampak buruk pada alternator di pembangkit listrik.
Jenis Sistem Eksitasi
Sistem eksitasi terutama diklasifikasikan menjadi tiga jenis. Mereka
1. Sistem Eksitasi DC
2. Sistem Eksitasi AC
● Sistem Eksitasi Rotor
● Sistem Eksitasi Tanpa Kuas
3. Sistem Eksitasi Statis
Jenis mereka dijelaskan di bawah ini secara rinci.
1. Sistem Eksitasi DC
Sistem eksitasi DC memiliki dua exciter, exciter utama dan exciter pilot. Output exciter diatur oleh automatic voltage regulator (AVR) untuk mengontrol tegangan terminal output alternator. Input transformator arus ke AVR memastikan pembatasan arus alternator selama gangguan.
Ketika pemutus medan terbuka, resistor pelepasan medan dihubungkan melintasi belitan medan untuk menghilangkan energi yang tersimpan dalam belitan medan yang sangat induktif.
Exciters utama dan pilot dapat digerakkan oleh poros utama atau digerakkan secara terpisah oleh motor. Eksitasi yang digerakkan langsung biasanya lebih disukai karena mempertahankan sistem unit operasi, dan eksitasi tidak tereksitasi oleh gangguan eksternal.
Nilai tegangan pembangkit utama adalah sekitar 400 V, dan kapasitasnya sekitar 0,5% dari kapasitas alternator. Masalah pada exciter alternator turbo cukup sering terjadi karena kecepatannya yang tinggi dan oleh karena itu exciter yang digerakkan motor terpisah disediakan sebagai standby exciter.
2. Sistem Eksitasi AC
Sistem eksitasi AC terdiri dari jembatan penyearah alternator dan thyristor yang terhubung langsung ke poros alternator utama. Pemicu utama dapat tereksitasi sendiri atau tereksitasi terpisah. Sistem eksitasi AC dapat secara luas diklasifikasikan menjadi dua kategori yang dijelaskan di bawah ini secara rinci.
A. Sistem Eksitasi Thyristor Berputar
Sistem eksitasi rotor ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Bagian yang berputar diapit oleh garis putus-putus. Sistem ini terdiri dari eksiter AC, medan stasioner dan armature yang berputar. Output dari exciter disearahkan oleh rangkaian penyearah jembatan thyristor gelombang penuh dan disuplai ke belitan medan alternator utama.
Gulungan medan alternator juga disuplai melalui rangkaian penyearah lain. Tegangan exciter dapat dibangun dengan menggunakan fluks sisa. Catu daya dan kontrol penyearah menghasilkan sinyal pemicu yang dikendalikan.
Sinyal tegangan alternator dirata-ratakan dan dibandingkan secara langsung dengan penyesuaian tegangan operator dalam mode operasi otomatis. Dalam mode operasi manual, arus eksitasi alternator dibandingkan dengan penyesuaian tegangan manual yang terpisah.
B. Sistem Eksitasi Tanpa Kuas
Sistem ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Bagian yang berputar diapit oleh persegi panjang garis putus-putus. Sistem eksitasi brushless terdiri dari alternator, rectifier, main exciter dan generator magnet permanen alternator.
Exciter utama dan pilot digerakkan oleh poros utama. Exciter utama memiliki medan stasioner dan armature berputar yang terhubung langsung, melalui penyearah silikon ke medan alternator utama.
Pilot exciter adalah generator magnet permanen yang digerakkan oleh poros yang memiliki magnet permanen berputar yang melekat pada poros dan armature stasioner tiga fase, yang memberi makan medan exciter utama melalui penyearah silikon, di bidang alternator utama.
Pilot exciter adalah generator magnet permanen yang digerakkan oleh poros yang memiliki magnet permanen berputar yang melekat pada poros dan armature stasioner 3 fase, yang memberi makan exciter utama melalui jembatan thyristor fase gelombang penuh 3 fase yang dikendalikan.
Sistem menghilangkan penggunaan komutator, kolektor dan sikat memiliki konstanta waktu singkat dan waktu respons kurang dari 0,1 detik. Konstanta waktu singkat memiliki keuntungan dalam meningkatkan kinerja dinamis sinyal kecil dan memfasilitasi penerapan sinyal penstabil sistem tenaga tambahan.
3. Sistem Eksitasi Statis
Dalam sistem ini, suplai diambil dari alternator itu sendiri melalui trafo step-down terhubung bintang 3 fasa/delta. Primer transformator terhubung ke bus alternator dan sekundernya memasok daya ke penyearah dan juga memberi daya ke rangkaian kontrol jaringan dan peralatan listrik lainnya.
Sistem ini memiliki waktu respons yang sangat kecil dan memberikan kinerja dinamis yang sangat baik. Sistem ini mengurangi biaya operasi dengan menghilangkan kerugian windage exciter dan perawatan windage.
