Governor
Turbine governor atau yang lebih dikenal dengan governor
adalah istilah yang umum dipakai dalam dunia electromechanical energy conversion. Istilah ini dipakai dalam
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU),
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), dan lain sebagainya. Definisi yang lazim
dari governor adalah suatu peralatan yang berfungsi mengontrol kecepatan (speed) dan daya keluaran (power) berdasarkan karakteristik power-frequency. Untuk memahami istilah
ini dengan lebih mendalam, kita harus masuk terlebih dahulu kepada sistem
pembangkita tenaga listrik.
Sistem pembangkitan tenaga listrik
Sistem pembangkitan tenaga listrik dapat dibedakan
menjadi 2, yaitu:
- Pembangkit listrik konvensional
Pembangkit
listrik tipe ini mengkonversi suatu energi primer menjadi energi listrik, namun
melalui perantara energi lain.
Misal:
PLTU batubara mengubah energi yang terkandung dalam batubara (energi kimia)
menjadi energi listrik melalui perantara thermal (memanaskan air menjadi uap).
Dengan
demikian, pembangkit tipe ini biasanya menggunakan turbin-generator-set untuk
proses pembangkitan listrik.
- Pembangkit listrik non-konvensional
Pembangkit
tipe ini akan membangkitkan listrik dari energi primer langsung menjadi listrik.
Contoh
pembangkit tipe ini adalah sel surya (photovoltaic
cell) yang mengubah energi panas matahari langsung menjadi energi listrik
(tanpa perantara energi lain).
Untuk
memahami istilah governor, maka kita
akan fokus ke dalam pembangkit tipe konvensional, yang diagramnya disajikan
dalam Gambar 1. Energi listrik yang dibangkitkan oleh generator sinkron (synchronous generator) berasal dari
energi yang dihasilkan oleh putaran poros turbin. Energi untuk memutar turbin
tersebut berasal dari fluida yang digunakan. Misalkan, PLTU menggunakan fluida
uap air, PLTA menggunakan fluida air, dan PLTG menggunakan fluida gas. Untuk
mengontrol jumlah energi yang dihasilkan generator, maka jumlah fluida yang
memasuki turbin haruslah dikontrol. Banyak sedikitnya fluida yang masuk,
tergantung pada bukaan katup (valve),
dimana valve ini dikontrol oleh governor. Untuk menentukan besarnya bukaan valve, maka governor akan mendapat sinyal masukan berupa daya setting (Preff),
daya aktual keluaran generator (P), frekuensi (f), atau putaran turbin (w). Dari sini, pengertian governor
akan lebih mudah dipahami.
Gambar 1. Diagram
Sederhana Sistem Pembangkitan
Jenis-jenis governor:
- Isochronous Governor
Isochronous
governor dapat diartikan sebagai governor kecepatan tetap. Governor tipe ini
akan mengatur bukaan valve agar frekuensi keluaran generator kembali pada nilai
awal atau nilai settingnya. Jika terjadi kenaikan beban listrik, maka frekuensi
keluaran generator akan turun. Besarnya penurunan ini akan direspon oleh
governor dengan cara memerintahkan valve untuk membuka lebih lebar agar jumlah
uap yang masuk ke turbin bertambah. Berikut adalah contoh respon dari
isochronous governor:
Gambar 2. Respon Isochronous Governor
Governor
tipe ini bekerja baik pada:
·
Sistem
terisolasi generator tunggal / (islanded/isolated-single
generator)
·
Sistem
multigenerator dengan 1 generator sebagai pengontrol frekuensi
- Governor dengan karakteristic Speed-droop (Speed-droop characteristic governor)
Isochronous
governor tidak dapat digunakan pada sistem interkoneksi karena
setiap generator akan berusaha untuk mengontrol frekuensi sistem (fight each other). Maka, governor dengan
karakteristik speed-droop harus
digunakan.
Jika terjadi kenaikan/penurunan frekuensi pada sistem, maka generator yang
memiliki governor tipe Speed-droop akan
mengurangi/menambah bukaan valve sesuai dengan daya maksimum generator dan
setting governornya. Setting governor untuk keperluan ini disebut dengan speed-droop atau regulation characteristic. Lebih umum lagi, istilah tersebut
disebut dengan Droop saja (bukan drop).
Gambar 3. Respon Speed-droop characteristic governor
Paiton, March 25th 2013 18:47
Reff:
- Power System Dynamic: Stability and Control. Second Edition, 2008. Jan Machowski,Janusz W. Bialek, James R. Bumby.
- Power System Stability and Control. 1994. Praba Kundur.
