...

...

05 September 2010

Fenomena Frekwensi Listrik

Berbicara mengenai frekwensi listrik tidak lepas dari analisa dari pembangkit listrik/generator, karena sumbernya dari situ. Bagi yg non electrical yg masih kurang faham apa itu frekwensi saya coba kasih gambaran disini.

Frekwensi sebenarnya adalah karakteristik dari tegangan yg dihasilkan oleh generator. Jadi kalau dikatakan frekwensi 50 hz, maksudnya tegangan yg dihasilkan suatu generator berubah-ubah nilainya terhadap waktu, nilainya berubah secara berulang-ulang sebanyak 50 cycle setiap detiknya. jadi tegangan dari nilai nol ke nilai maksimum (+) kemudian nol lagi dan kemudian ke nilai maksimum tetapi arahnya berbalik (-) dan kemudian nol lagi dst (kalau digambarkan secara grafik akan membentuk gelombang sinusoidal) dan ini terjadi dalam waktu yg cepat sekali, 50 cycle dalam satu detik. Jadi kalau kita perhatikan beban listrik seperti lampu, sebenarnya sudah berulang kali tegangan nya hilang (alias nol) tapi karena terjadi dalam waktu yg sangat cepat maka lampu tersebut tetap hidup.

Jadi kalau kita amati fenomena ini dan mencoba bereksperimen, coba kita buat seandainya kalau frekwensinya rendah, kita ambil yg konservatif misalnya 1 hz, apa yg terjadi maka setiap satu detik tegangan akan hilang dan barulah kelihatan lampu akan hidup-mati secara berulang-ulang seperti lampu flip-flop (lihat animasi disebelah kanan).

Dari analisa diatas kita bisa tarik kesimpulan bahwa untuk kestabilan beban listrik dibutuhkan frekwensi yg tinggi supaya tegangan menjadi benar-benar halus (tidak terasa hidup-matinya). Nah sekarang timbul pertanyaan kenapa 50 hz atau 60 hz kenapa gak dibuat saja yg tinggi sekalian 100 hz atau 1000 hz biar benar-benar halus. untuk memahami ini terpaksa kita harus menelusuri analisa sampai ke generatornya. Tegangan yg berfrekwensi ini yg biasa disebut juga tegangan bolak-balik (alternating current) atau VAC, frekwensinya sebanding dengan putaran generator. Secara formula N = 120f/P
N = putaran (rpm)
f = frekwensi (hz)
P = jumlah pasang kutub generator, umumnya P = 2

Dengan menggunakan rumus diatas, untuk menghasilkan frekwensi 50 hz maka generator harus diputar dengan putaran N = 3000 rpm, dan untuk menghasilkan frekwensi 60 hz maka generator perlu diputar dengan putaran 3600 rpm, jadi semakin kencang kita putar generatornya semakin besarlah frekwensinya. Nah setelah itu apa masalahnya? kenapa gak kita putar saja generatornya dengan putaran super kencang biar menghasilkan frekwensi yg besar sehingga tegangan benar2 halus. Kalau kita ingin memutar generator maka kita membutuhkan turbine, semakin tinggi putaran yg kita inginkan maka semakin besarlah daya turbin yg dibutuhkan, dan selanjutnya semakin besarlah energi yg dibutuhkan untuk memutar turbin. Kalau sumber energinya uap maka makin banyaklah uap yg dibutuhkan, dan makin besar jumlah bahan bakar yg dibutuhkan, dst dst.

Para produsen generator maupun turbine tentunya mempunyai batasan dan tentunya setelah para produsen bereksperimen puluhan tahun dengan mempertimbangkan segala sudut teknis maka dibuatlah standard yangg 50 hz dan 60 hz itu, yg tentunya dinilai cukup efektif untuk kestabilan beban dan effisien dari sisi teknis maupun ekonomis. Eropa menggunakan 50 hz dan Amerika menggunakan 60 hz. Setelah adanya standarisasi maka semua peralatan listrik di desain mengikuti ketentuan ini. Jadi logikanya kalau 50 hz atau 60 hz saja sudah mampu membuat lampu tidak kelihatan kedap-kedip untuk apalagi dibuat frekwensi lebih tinggi yg akan memerlukan turbine super kencang dan sumber energi lebih banyak sehingga tidak efisien.

Baik tegangan maupun frekwensi dari generator bisa berubah-ubah besarnya berdasarkan range dari beban nol ke beban penuh. sering kita temui spesifikasi menyebutkan tegangan plus minus 10% dan frekwensi plus minus 5%. Ini artinya sistim supplai listrik/generator harus di desain pada saat beban penuh tegangan tidak turun melebihi 10% dan pada saat beban nol tegangan tidak naik melebihi 10%, begitu juga dengan frekwensi.

Berlian Syako
Lead Electrical Engineer
Escravos Export System Project - Chevron Nigeria Ltd
(hasil diskusi di yahoo groups)

mengenai sejarah frekuensi listrik, bisa dibaca disini:
http://electrical-science.blogspot.com/2009/12/history-of-power-frequency.html

Artikel Terkait Lainnya:



16 komentar:

kerennn...!!!
bahasa yg dsampaikn sgt mudah dpahami..
sy baru tau,tyt bgitu maksudnya frekuensi listrik..
terimakasih atas artikelnya..

BISA DIBANTU MENGENAI ARTIKEL REAKTOR DAN PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA BEBAN KAPASITIF

Menurut saya malah sebaliknya.
Frekuensi 50 Hz itu tidak efisien secara tehnis dan penemuan yang salah, tapi sekarang dipakai karena sudah terlanjur dipakai secara luas. Bila kita memakai frekuensi tinggi, maka diperlukan generator dan transformator yang ukulangnya lebih kecil dengan daya yang sama. Kebanyakan power plant memakai turbin uap, dimana spesifikasi turbin bisa mencapai kecepatan RPM yang sangat tinggi. Untuk generator 50Hz (RPM rendah), diperlukan gearbox. Untuk menggerakkan generator langsung, diperlukan turbin yang besar, karena itu harganya juga mahal. Dengan frekuensi tinggi dan daya yang sama, kita bisa memakai turbin kecil putaran tinggi, generator ukuran kecil dan trafo transmisi yang lebih kecil secara signifikan sehingga biayanya tidak besar.

Sebenarnya frekuensi listrik diseluruh dunia ini frekuensi yang salah, tapi terlanjur dipakai diseluruh dunia, seperti halnya susunan huruf di keyboard komputer saat ini.

Ada dasar acuan referensi jurnal atau acuan yang membahas masalah ini gk bang.

mau tanya nih,, tentang electric problem d motor listrik mas, kalo dr identifikasi vibrasi yang muncul, yakni 2x line frequency atau 6000cpm atau 2x50Hz= 100 Hz, motor induksi 2 kutub, 1x turning speed = 3000cpm,
Saat di matikan grafik vibrasi uncouple motor per satuan waktu turun secara tiba2, tidak halus, atau linier, saat cek internal kondisi casing motor listrik bagian dalam terkorosi, amplitudo velocity vibrasi mencapai 18 mm/s masuk kategori very rough berdasarkan iso 10816 sehingga kita matikan, dan switch ke motor yg lain, current balance in three phase masing2 8,5 A 8,6A dan 9,0A,
yang saya mau tanyakan dan diskusikan,
-mengapa ya hal ini bs terjadi? (Vibrasi d 2x line frequency atau 100 hz atau 6000cpm),
- adakah hubungan dgn masalah d air gap atau eccentricity stator dan rotor bar?

broww.. anda yang salah bro,,, beban listrik khususnya generator itu tidak tetap bro,, klo mau pake gearbox tentu power generator sendiri tdak akan maksimal,, intinya dalam keadaan beban berat bsa membahayakan generator sendiri,,, kesimpulanya generator jadi mendapat dua beban,, beban gearbox dan baban dinamo listrik sendiri,,,

betul... saya pernah coba dan buktikan

This comment has been removed by a blog administrator.

Siiippp...mantap trimakasi infonya.

Siiippp...mantap trimakasi infonya.

bagaimana pengaruh frekuensi jaringan terhadap putaran turbin??

apakah semakin tinggi frekuensi jaringan maka semakin tinggi putaran turbin dan lebih banyak suplay bahan bakarnya?

N = 120f/P
N = putaran (rpm)
f = frekwensi (hz)
P = jumlah pasang kutub generator, umumnya P = 2
saya masih bingung angka 120 itu asalnya dari mana ya?

Post a Comment

Terima kasih atas kunjungan anda di blog Dunia Listrik, Semoga bermanfaat.

Untuk diskusi dan opini, silahkan kunjungi "Forum Dunia Listrik"

Dapatkan informasi melalui email, setiap artikel baru diterbitkan dengan mendaftarkan alamat email anda di fitur "Registrasi E-mail".

Sebarkan Blog ini

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites