Generator sinkron merupakan komponen yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik karena perannya dalam penyediaan energi listrik yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat, sehingga keandalan dan kinerjanya menjadi suatu hal yang sangat krusial. Konstruksi dan pemeliharaan generator memerlukan biaya yang tinggi seiring dengan kompleksitas dan ukurannya, sehingga jika generator mengalami kerusakan maka biaya yang harus dikeluarkan sangatlah besar.

Pentingnya peran generator dan besarnya biaya perbaikan generator menuntut adanya sistem proteksi terhadap gangguan yang terjadi baik dari luar generator (jaringan kelistrikan) maupun dari dalam generator itu sendiri.

Sistem proteksi generator tersebut harus memenuhi dua kriteria, di satu sisi mesti cukup sensitif untuk mendeteksi semua jenis gangguan pada lilitan generator dengan tingkat kerusakan yang berbeda-beda, sedangkan di sisi lain tidak mengganggu jalannya sistem saat terjadi gangguan yang tidak parah [Galiany 2002].

Proteksi generator dari gangguan ekternal di antaranya dilakukan dengan beberapa circuit breaker yang mengisolasi semua gangguan yang mungkin terjadi pada jaringan, seperti pada transformator, bus, dan saluran. Pada saat yang sama, generator juga harus diproteksi terhadap gangguan yang mungkin terjadi di dalam mesin.

Salah satu jenis gangguan yang sering terjadi adalah gangguan hubung singkat stator. Gangguan ini merupakan jenis gangguan yang paling sering terjadi pada generator. Penyebabnya adalah penurunan isolasi pada lilitan akibat pengaruh lingkungan, seperti kelembapan atau minyak bercampur kotoran yang menempel pada permukaan kumparan di bagian luar alur stator. Hal ini seringkali menyebabkan lucutan elektris pada ujung lilitan yang akhirnya membocorkan dinding tanah.

Gangguan tanah stator ini merupakan gangguan fasa-tunggal ke tanah. Ada beberapa alasan mengapa generator harus diproteksi dari gangguan tanah stator. Pertama, sebagai sebuah gangguan tentunya fenomena tersebut merupakan kondisi tidak normal dalam kinerja mesin yang menyebabkan hal-hal yang tidak diinginkan dalam besaran tegangan, arus, osilasi, dan kerusakan. Kedua, gangguan tanah yang tidak terdeteksi dan tidak tertangani dapat berkembang menjadi gangguan fasa-ke-fasa atau menjadi gangguan antar lilitan jika gangguan fasa-tunggal ke tanah lainnya terjadi. Karena gangguan ini berupa hubung singkat, maka sering dihubungkan dengan kerusakan cepat pada generator akibat arus hubung singkat yang akan besaran yang merusakkan.

Metode proteksi konvensional hanya dapat mendeteksi sekitar 95% dari belitan stator karena tidak cukupnya tegangan untuk mengendalikan arus saat gangguan terjadi dekat titik netral. Dengan demikian, rele tidak dapat beroperasi pada sisa 5% belitan stator yang merupakan bagian terdekat ke titik netral.

Agar gangguan hubung singkat stator di daerah dekat titik netral dapat terdeteksi maka harus digunakan sistem proteksi khusus berdasarkan analisis harmonisa ketiga dan pada injeksi tegangan subharmonik. Metode proteksi ini sangat dianjurkan pada generator besar karena seluruh belitan stator harus diproteksi.

Berbagi