Definisi: 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 diartikan 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.
Jumlah eksitasi yang diperlukan bergantung pada arus beban, faktor daya beban, dan kecepatan mesin. Semakin banyak eksitasi yang dibutuhkan dalam sistem saat arus beban besar, kecepatannya kurang, dan faktor daya sistem menjadi tertinggal.
Sistem eksitasi merupakan satu kesatuan dimana setiap alternator memiliki eksiter berupa generator. Sistem eksitasi terpusat memiliki dua atau lebih eksiter yang mengisi bus-bar. Sistem terpusat sangat murah, tetapi kesalahan pada sistem berdampak buruk pada alternator di pembangkit listrik.
Jenis Sistem Eksitasi
Sistem eksitasi diklasifikasikan menjadi tiga jenis. Mereka
1. Sistem Eksitasi DC
2. Sistem Eksitasi AC
● Sistem Eksitasi Rotor
● Sistem Eksitasi Tanpa Sikat (Brushless Excitation System)
3. Sistem Eksitasi Statis
Jenisnya dijelaskan secara rinci di bawah ini.
1. Sistem Eksitasi DC
Sistem eksitasi DC memiliki dua eksiter, eksiter utama dan eksiter pilot. Keluaran exciter diatur oleh pengatur tegangan otomatis (AVR) untuk mengontrol tegangan terminal keluaran alternator. Input trafo arus ke AVR memastikan pembatasan arus alternator selama gangguan.
Ketika pemecah medan terbuka, resistor pelepasan medan dihubungkan melintasi belitan medan sehingga menghilangkan energi yang tersimpan dalam belitan medan yang sangat induktif.
Penggerak utama dan penggerak dapat digerakkan baik oleh poros utama atau digerakkan secara terpisah oleh motor. Eksitasi yang digerakkan langsung biasanya lebih disukai karena ini menjaga sistem unit operasi dan eksitasi tidak dieksitasi oleh gangguan eksternal.
Nilai tegangan exciter utama sekitar 400 V, dan kapasitasnya sekitar 0,5% dari kapasitas alternator. Masalah pada eksitasi turbo alternator cukup sering terjadi karena kecepatannya yang tinggi dan oleh karena itu eksiter yang digerakkan motor terpisah disediakan sebagai exciter siaga.
2. Sistem Eksitasi AC
Sistem eksitasi AC terdiri dari alternator dan jembatan penyearah thyristor yang langsung dihubungkan ke poros alternator utama. Penggerak utama dapat menjadi bersemangat sendiri atau tereksitasi secara terpisah. Sistem eksitasi AC secara luas dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori yang dijelaskan secara rinci di bawah ini.
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 pembangkit AC, medan stasioner dan angker berputar. Output dari exciter diperbaiki oleh rangkaian penyearah jembatan thyristor gelombang penuh dan disuplai ke belitan medan alternator utama.
Belitan medan alternator juga disuplai melalui rangkaian penyearah lain. Tegangan pembangkit dapat dibangun dengan menggunakan fluks sisa. Kontrol catu daya dan penyearah menghasilkan sinyal pemicu yang terkontrol. 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 Sikat
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, exciter utama dan alternator generator magnet permanen. Exciter utama dan pilot digerakkan oleh poros utama. Exciter utama memiliki medan stasioner dan angker berputar yang terhubung langsung, melalui penyearah silikon ke bidang alternator utama.
Exciter pilot adalah generator magnet permanen yang digerakkan poros yang memiliki magnet permanen berputar yang terpasang pada poros dan angker stasioner tiga fase, yang memberi suplay bidang exciter utama melalui penyearah silikon, di bidang alternator utama. Exciter pilot adalah generator magnet permanen yang digerakkan oleh poros yang memiliki magnet permanen berputar yang terpasang pada poros dan angker stasioner 3 fase, yang memberi suplay exciter utama melalui jembatan thyristor yang dikendalikan fase gelombang penuh 3 fase.
Sistem menghilangkan penggunaan komutator, kolektor dan sikat memiliki konstanta waktu singkat dan waktu respons kurang dari 0,1 detik. Konstanta waktu yang singkat memiliki keuntungan dalam meningkatkan kinerja dinamis sinyal kecil dan memfasilitasi penerapan sinyal penstabil sistem daya tambahan.
3. Sistem Eksitasi Statis
Dalam sistem ini, suplai diambil dari alternator itu sendiri melalui transformator step-down terhubung bintang/delta 3-fase. Primer transformator terhubung ke bus alternator dan pasokan sekundernya ke penyearah dan juga memberi daya ke sirkuit 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 pengoperasian dengan meniadakan kehilangan windage exciter dan pemeliharaan belitan.
