-lap-kpii-pltg-tello

8/6/2019 -Lap-KPII-PLTG-Tello

1/43

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. LATAR BELAKANG MASALAH

Seiring dengan perkembangan dunia industri, fabrikasi pengolahan dan

perkembangan teknologi lainnya maka akan meningkat pula kebutuhan akan tenaga

listrik karena energi listrik dapat dengan mudah dibangkitkan, ditransmisikan, lalu

didistribusikan dengan melalui bentuk konversi energi dari energi yang satu menjadibentuk energi yang lainnya.

Suatu sistem tenaga listrik tidak hanya didukung oleh sistem operasi yang

optimal maupun pelayanan yang efisien, tapi juga tergantung pada sistem

pengontrolan dan sistem proteksi itu sendiri. Tujuan sistem pengontrolan dalam

sistem tenaga listrik adalah mengontrol agar segala peralatan listrik yang membangun

sistem kelistrikan dapat bekerja secara maksimal mulai dari pengontrolan sistem

pembangkitan ke beban sampai pada pengontrolan terhadap gangguan yang mungkin

terjadi selama pengoperasian sistem itu sendiri.

Salah satu sistem pengontrolan dari peralatan-peralatan kelistrikan adalah

pengontrolan dari kerja generator, dimana tujuannya adalah mempertahankan kondisi

kerja dari generator itu sendiri dengan mengatur parameter-parameter yang ada di

dalamnya seperti frekuensi dan tegangan. Hal ini sebenarnya dilakukan untuk

mempertahankan kesinambungan pelayanan kepada konsumen.

Generator adalah alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik

Generator menghasilkan energi listrik dengan digerakkan atau diputar oleh suatu

penggerak mula (prime mover). Penggerak mula dari pada Generator dapat berupa

turbin air (PLTA), turbin gas (PLTG), turbin uap (PLTU), mesin diesel (PLTD), dan

lain-lain. Generator akan mengkonversi energi mekanik tersebut menjadi energi

listrik yang kemudian dapat dipergunakan untuk melayani kebutuhan rumah tangga,

1


2/43

industri dan lain-lain.

Seiring dengan meningkatnya kebutuhan listrik, maka pembangunan

pembangkit listrik pun terus ditingkatkan seperti halnya di Sulawesi Selatan,

misalnya PLTA Bakaru, PLTGU Sengkang (Swasta), PLTD Suppa dan

PLTU/PLTG/PLTD Tello Makassar, serta masih banyak pembangkit yang ada di

daerah-daerah kabupaten.

Pembangkitan tenaga listrik yang terdapat di Tello menjadi tempat bagi kami,

mahasiswa Teknik Elektro Universitas Hasanuddin, untuk melihat secara langsung

proses pembangkitan energi listrik. Sebagai perusahaan nasional yang menunjang

pendidikan, maka sangatlah tepat jika kami memilih perusahaan PT. PLN (Persero)

Wilayah Sulselrabar Sektor Tello untuk melakukan kerja praktek.

I.2. TUJUAN PENULISAN

Adapun tujuan penulisan laporan ini adalah :

1. Sebagai sarana pelatihan bagi kami mahasiswa untuk mengetahui

langkah-langkah kerja yang benar agar keputusan yang diambil bisa

memberikan hasil yang optimal.

2. Memberikan pemahaman dan pengalaman mengenai cara kerja

peralatan dan hubungannya dengan sistem sehingga dapat pula

menyelesaikan masalah pada suatu peralatan apabila dibutuhkan.

3. Mengetahui prinsip dasar suatu proses pembangkitan energi listrik khususnya

PLTG.

4. Mengetahui sistem pengontrolan Generator dan sistem proteksi yang

digunakan pada PLTG General electrik

I.3. BATASAN MASALAH

2


3/43

Luasnya ruang lingkup pembangkit energi elektrik baik dari segi

klasifikasinya maupun dari segi sistemnya, maka perlu kami batasi ruang lingkup

masalah sesuai dengan keperluan, mengingat keterbatasan waktu dan instrumen

pendukung serta kemampuan penyusun. Adapun masalah yang kami bahas adalah

mengenai :

Sistem Pengontrolan dan Proteksi Pada PLTG General Electric

I.4. METODEOLOGI PENULISAN

Adapun metode yang digunakan dalam penyusunan laporan ini adalah sebagai

berikut :

1. Metode Pustaka

Dalam metode ini dilakukan pengumpulan teori-teori dasar yang berkaitan

dengan penulisan yang diperoleh dari literatur pada perpustakaan pusat

UNHAS, perpustakaan Jurusan Teknik Elektro dan literatur-literatur lain yang

mendukung.

2. Metode Penelitian Lapangan

Pada metode ini dilakukan pengamatan langsung dilapangan terhadap objek

tertentu ataupun dengan mengadakan tanya jawab langsung kepada

pembimbing lapangan guna mengumpulkan data-data.

I.5. SISTEMATIKA PENULISAN

3


4/43

Sebagai gambaran umum tentang keseluruhan isi dari laporan ini, maka kami

memaparkannya dalam beberapa bab sebagai berikut :

BAB I : Merupakan bagian dari pendahuluan yang berisi latar belakang

masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan

sistematika penulisan.

BAB II : Berisi landasan teori tentang Pembangkit Listrik Tenaga Gas ( PLTG ).

BAB III :Berisi tentang Sistem Pengontrolan, standart prosedur operasi, Proteksi

PLTG GEBAB IV : Merupakan bagian akhir dari laporan ini yang berisi kesimpulan dan

saran.

BAB II

4


5/43

LANDASAN TEORI

II.1 PRINSIP KERJA PLTG

II.1.1 Pengertian

Pembangkitan adalah proses produksi tenaga listrik yang dilakukan dalam

pusat-pusat tenaga listrik atau sentral-sentral dengan menggunakan generator.

PLTG adalah salah satu jenis pembangkit listrik yang menggunakan turbine

sebagai prime movernya dengan gas sebagai fluida kerjanya. Dibandingkan denganpembangkit listrik lainnya, turbine gas merupakan pembangkit yang cukup sederhana

yang terdiri atas empat komponen utama yaitu :

1. Kompresor

2. Ruang bakar

3. Turbine gas

4. Generator

II.1.2 Prinsip Kerja

Sistem turbine gas menggunakan compressor aksial, dikatakan kompresor

aksial karena aliran udara yang melalui kompresor searah dengan poros dan rotor.

Kompresor aksial dapat mencapai efesiensi 90% dan perbandingan tekanan yang

dihasilkan setiap tingkat sekitar 1,05-1,15 atm, maka untuk menghasilkan

perbandingan tekanan yang tinggi diperlukan jumlah tingkat yang lebih banyak (17

tingkat atau lebih) hal ini mengakibatkan ukuran kompresor aksial menjadi lebih

panjang . Udara atmosfer masuk ( air inlet ) melalui kompresor dan masuk ke pompa

automiser yang ukurannya lebih kecil sehingga tekanan udaranya menjadi besar.

Karena tekanan udara yang besar mengakibatkan temperatur udara naik. Kemudian

udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi itu masuk ke dalam ruang bakar

(combustion chamber). Di dalam ruang bakar, bahan bakar dan udara yang

5


6/43

dikabutkan kemudian diberi pengapian (ignition) dari busi sehingga terjadi proses

pembakaran.

Proses pembakaran adalah ekivalen dengan proses pemasukan kalor pada

siklusBrayton. Proses pembakaran ini terjadi secara kontinu sehingga temperatur gas

pembakaran harus dibatasi sesuai dengan kekuatan material sudu-sudu turbine. Hal

ini perlu dilaksanakan karena kekuatan material akan turun dengan naiknya

temperatur.

Tekanan ruang bakar berkisar antara 2,5-10 atm, temperature gas pembakaran

keluar dari ruang bakar sekitar berkisar antara 500-1100 C. Untuk membatasi

temperatur gas pembakaran keluar dari ruang bakar maka sistem turbine gas

memerlukan jumlah udara berlebih, dimana udara tersebut diperlukan untuk

menyempurnakan proses pembakaran dalam waktu sesingkat-singkatnya.

Membandingkan bagian-bagian ruang bakar yang homogen. Gas panas yang

dihasilkan dari proses pembakaran masuk ke dalam turbine dan berfungsi sebagai

fluida kerja yang memutar rotor turbine bersudu yang terkopel dengan generator

sinkron. Di dalam turbine terjadi proses ekpansi untuk menurunkan tekanan dan

menambah kecepatan udara. Sekitar 60% daya yang dihasilkan dari turbine

digunakan untuk memutar beban (generator listrik, pompa, compressor, baling-

baling, dan sebagainya).

II.1.3 Diagram Alir Turbine Gas

Seperti juga PLTD, PLTG atau turbin gas merupakan mesin dengan proses

pengoperasian dalam (internal combustion). Bahan bakar berupa minyak atau gas

alam dibakar di dalam ruang pembakaran (combustor). Udara yang memasuki

kompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan bakar

disemprotkan ke ruang pembakaran untuk melakukan proses pembakaran. Gas panas

ini berfungsi sebagai fluida kerja yang memutar roda turbin bersudu yang terkopel

dengan generator sinkron kemudian mengubah energi mekanis menjadi energi

6


7/43

listrik. (lihat gambar 1)

PLTG

merupakan mesin bebas getaran, tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi

(bolak-balik). Temperatur turbine gas (1000C) jauh lebih tinggi dari pada jenis

turbine yang lain. Efesiensi konversi thermalnya mencapai 20%-30%. PLTG

berfungsi memikul beban puncak karena membutuhkan bahan bakar yang sangat

besar ( biaya investasi rendah tapi biaya operasi tinggi).

II.1.4 Siklus Turbin Gas

Sesuai dengan teori, bahwa turbine gas mengikuti siklus Brayton,. Pada siklus

yang sederhana, proses pembakaran atau proses pembuangan gas bekas terjadi pada

tekanan konstan sedangkan proses kompresi dan expansi terjadi secara kontinyu.

Gambar di bawah ini menunjukkan proses secara sistematis dan berlangsung kontinu.

Dari

siklus

7


8/43

Brayton dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut :

Pada titik 1 udara dihisap masuk kedalam compressor (C) terjadi pemanfaatan udara

sehingga udara tersebut bertekanan tinggi. Udara bertekanan tinggi tersebut dialirkan

ke titik 2 dan dicampur dengan bahan bakar di dalam ruang bakar B (Combustion

chamber). Hasil dari pembakaran tersebut gas panas yang bertekanan tinggi dialirkan

ke titik 3, untuk selanjutnya menuju turbin (T) dan memutar rotor turbin dikeluarkan

ke titik 4 (Exhaust). Gambar 3 memperlihatkan bagian - bagian utama suatu turbine

gas beserta masing-masing komponennya .

Data - data ini adalah untuk mempermudah pada saat dilakukan inspection,

baik itu inspection combustion, hot gas path (HGP), maupun mayor inspection (MI)

yang harus dilakukan pada periode tertentu. Hal mana untuk memperhitungkan

bagian-bagian tersebut agar diperoleh efesiensi yang maksimum dalam melakukan

inspection.

8


9/43

II.1.5. Proses Pengoperasian PLTG

Secara garis besar urutan kerja dari proses pengoperasian PLTG tersebut sbb :

1. Proses starting

Pada proses start awal untuk memutar turbine menggunakan mesin diesel

sampai putaran poros turbine/compressor mencapai putaran 3400 rpm maka

secara otomatis diesel dilepas dan akan berhenti.

2. Proses kompresi

Udara dari luar kemudian dihisap melalui air inlet oleh kompresor dan masukke ruang bakar dengan cara dikabutkan bersama bahan bakar lewat nozzle

secara terus menerus dengan kecepatan tinggi.

3. Transformasi energi thermis ke mekanik

Kemudian udara dan bahan bakar dikabutkan ke dalam ruang bakar diberi

pengapian (ignition) oleh busi (spark plug) pada saat permulaan pembakaran.

Pembakaran seterusnya terjadi terus menerus dan hasil pembakarannya

berupa gas bertemperature dan bertekanan tinggi dialirkan ke dalam cakram

melalui sudu-sudu yang kemudian diubah menjadi tenaga mekanis pada

perputaran porosnya.

4. Transformasi energi mekanik ke energi listrik.

Poros turbine berputar hingga 5.100 rpm, yang sekaligus memutar poros

generator sehingga menghasilkan tenaga listrik. Putaran turbin 5.100 rpm

diturunkan oleh load gear menjadi 3000 rpm, dan kecepatan putaran turbine

ini digunakan untuk memutar generator.

Udara luar yang dihisap masuk compressor, kemudian dimanfaatkan hingga

pada sisi keluarannya menghasilkan tekanan yang cukup tinggi. Bersama dengan

udara yang yang bertekanan tinggi, bahan bakar dikabutkan secara terus menerus dan

hasil dari pembakaran tersebut dengan suatu kecepatan yang tinggi mengalir dengan

perantaraan transition piece menuju nozzle dan sudu - sudu turbine dan pada akhirnya

9


10/43

keluar melalui exhaust dan dibuang ke udara bebas.

II.1.6 Bagian-Bagian Utama Turbin Gas

Komponen - komponen utama pada suatu turbine gas meliputi :

1. Saluran udara masuk

2. Compressor

3. Ruang bakar

4. Turbine

5. Saluran gas buang

6. Bantalan

Saluran Udara Masuk

Udara pada pembakaran turbine gas diambil dari udara luar (ambient), sebelum

udara dihisap dan masuk, compressor haruslah dijaga kelembaban dan

kebersihan udaranya dari debu-debu. Sebab kelembaban yang tinggi

memungkinkan udara menjadi basah, sehingga mengandung bintik-bintik air

yang akan menimbulkan korosi pada permukaan sudu- sudu compressor.

Untuk menghindari hal-hal tersebut maka pada saluran udara masuk dilengkapi

dengan saringan- saringan penangkap bintik-bintik air dan debu.

Kompressor

Kompressor adalah alat yang digunakan untuk mengkompresikan udara dengan

jumlah yang besar untuk keperluan pembakaran, pendinginan dan lain-lain.

Compressor yang digunakan adalah jenis aksial dengan 17 tingkat yang seporos

dengan turbine. Untuk melakukan proses kompresi, kompresor memerlukan

tenaga yang sangat besar. Tenaga untuk memutar compressor adalah sekitar

dari gaya yang dihasilkan oleh turbine. Karena pembebanan pada PLTG

bervariasi maka jumlah udara yang masuk melalui filter diatur oleh inlet Guide

Vane.

10


11/43

Ruang Bakar

Unit turbin gas general electric ruang bakarnya terdiri dari sepuluh buah yang

tersusun melingkar di sekitar compressor casing

Bagian-bagian yang menunjang proses pembakaran pada ruang bakar antara lain:

1. Sistem penyalaan

2. Flame detector

3. Cross fire tube

Dari hasil pembakaran bahan bakar, gas panas yang dihasilkan digunakan untuk

menggerakkan turbine.

Turbine

Turbine adalah bagian yang terpenting dari perangkat PLTG, turbine merupakan

perangkat yang mengkonversikan energi panas dari hasil pembakaran di ruang

bakar yang bertemperatur dan bertekanan tinggi ke suatu energi yang baru yaitu

energi mekanik.

Kecepatan aliran gas panas yang melalui sudu tetap dan sudu gerak adalah

momentum gaya aksial kecepatan mendorong sudu yang disatukan dengan rotor

menimbulkan energi baru yaitu energi mekanik gerak putar poros.

Saluran gas buang

Saluran gas buang adalah suatu bagian dari sistem turbine, dimana gas yang

telah dipergunakan untuk memutar poros turbine dan kemudian dibuang pada

atmosfer udara. Rangka saluran gas buang dipasang pada bagian turbine shell

dan diperkuat dengan baut. Pada rangka ini terdapat silinder - silinder luar dan

dalam . Pada bagian luar dan dalam terdapat diffuser, dimana aliran gas bekas

menjadi radial.

11


12/43

Bantalan

Unit turbine gas menggunakan dua bantalan :

- Journal bearing

- Thrust bearing

Fungsi bagian ini untuk menunjang rotor turbine sebagai penghubung rotor dan

stator turbin.

PLTG General Electric memiliki turbine dengan data sebagai berikut :

Model : 6551B

Manufaktur : General Electric

Fuel : Distilate

Base rating,Gas : N/A

Base rating, Dist. : 33,44 kw

Turbine stages : 3

Made in : USA

II.2 GENERATOR

II.2.1 Prinsip Kerja Generator

Prinsip kerja generator serempak berdasarkan induksi elektromagnetik. Setelah

rotor digerakan pengerak mula dengan demikian kutub-kutub pada rotor akan

berputar. Jika kumparan kutub diberi arus searah maka pada permukaan kutub akan

timbul medan magnet searah yang berputar dan kecepatannya sama dengan putaran

kutub.

Garis-garis gaya yang berputar tersebut akan memotong kumparan jangkar

tersebut timbul EMF atau GGL atau tegangan induksi,frekuensi EMF (ggl).

Persamaan mengikuti persamaan :

12


13/43

HznP

f120

.=

Dimana:

P = jumlah kutub

n = kecepatan putaran (rpm)

Besarnya tegangan induksi yang ditimbulkan pada kumparan jangkar yang ada pada

stator akan mengikuti persamaan :

E = C.n.

Dimana:

C = konstanta mesin

= fluks medan (weber)

n = kecepatan putaran (rpm)

II.2.2 Konstruksi Generator

Konstruksi generator sinkron terdiri dari :

1. Stator adalah bagian dari generator yang diam dan berbentuk silinder

2. Rotor adalah bagian dari generator yang berputar dan berbentuk silinder.

3. Celah udara adalah ruangan antara rotor dan stator.

Konstruksi stator

Konstruksi stator terdiri dari :

1. Kerangka atau gandar dari besi tuang untuk menyangga inti

jangkar.2. Inti jangkar dari besi lunak/baja silikon.

3. Alur/parit/slot dan gigi tempat meletakkan belitan (kumparan)

berbentuk alur terbuka dan setengah tertutup.

4. Belitan jangkar terbuat dari tembaga yang diletakkan pada alur.

13


14/43

Konstruksi Rotor

Konstruksi rotor terdiri dari dua jenis :

1. Jenis kutub menonjol (salient pole) untuk generator dengan

kecepatan rendah dan medium. Kutub menonjol terdiri dari inti

kutub, badan kutub dan sepatu kutub. Belitan medan dililitkan

pada badan kutub juga dipasang belitan peredam (damper

winding). Belitan kutub dari tembaga, badan kutub dan sepatu

kutub dari besi lunak.

2. Jenis kutub silinder untuk generator dengan kecepatan tinggi,

terdiri dari alur-alur yang dipasang kumparan medan juga ada

gigi alur dan gigi tersebut terbagi atas pasangan kutub.

Kumparan kutub dari dua macam kutub tersebut dihubungkan dengan

cincin geser untuk memberikan tegangan arus searah sebagai penguat

medan, tegangan arus searah tersebut dari sumbernya melalui sikat dan

diberikan ke cincin geser.

Belitan Jangkar

Belitan jangkar ada pada stator dan selanjutnya disebut belitan stator dirangkai

untuk hubung tiga fasa yang terdiri dari :

a. Belitan satu lapis (single layer winding)

b. Belitan dua lapis (double layer winding)

Belitan satu lapis terdiri dari :

1. Mata rantai (concentric or chain winding)

2. Gelombang (wave)

Belitan dua lapis terdiri dari :

1. Jenis gelombang (wave)

2. Jenis gelung (lap)

Jarak antara sisi belitan dan cara meletakan belitan pada alur/slot menimbulkan

14


15/43

faktor kisar atau faktor distribusi.

II.2.3 Karakteristik Generator PLTG GE

Generator pada PLTG general electric yang terdiri atas dua unit,

menggunakan generator sinkron tiga fasa ,ada pun karakteristik dari generator PLTG

GE adalah sebagai berikut :

Name plate : 2 poles , 3 phase, WYE connected, 50 Hz, 3000 rpm

Tabel 1. Karakteristik Generator PLTG GE

Ratings Peak

Daya Output 45,40 MVA 46,56 MVA

Armature ampere 2270 A 2337 A

Armature volts 11,5 Kv 11,5 KV

Field Amperes 756 752

Exciter Volts 125 125

Power Factor 0.8 0,85

II.3 SISTEM PROTEKSI

II.3.1. Filosofisi Sistem Proteksi

Filosofi dasar dari sistem proteksi adalah bagaimana melindungi sistem tenaga

listrik dari ekses gangguan yang terjadi pada sistem dengan cara memisahkan

gangguan tersebut dari sistem lainnya dengan cepat dan tepat.

Kualitas sistem proteksi yang diinginkan adalah yang cepat,sensitif,selektif dan andal.

Cepat berarti, reaksi sistem proteksi tersebut harus secepat mungkin

memisahkan daerah yang terganggu dari sistem lainnya, tanpa menimbulkan hal-hal

lain yang menimbulkan bentuk gangguan baru pada sistem.

Sensitif berarti, sistem proteksi tersebut bereaksi terhadap gangguan yang

bagaimanapun kecilnya selama gangguan tersebut termasuk dalam tugasnya.

15


16/43

Selektifberarti, sistem proteksi tersebut harus bereaksi dengan tepat, sehingga

yang dipisahkan dari sistem hanya bagian yang terganggu, tanpa menyebabkan

bagian lain yang tidak seharusnya terpisah dari sistem turut dipisahkan dari sistem.

Andalberarti, sistem proteksi tersebut akan bekerja sesuai apa yang diharapkan,

dimana keandalan dapat mengacu pada konsepsecurityataudependability.

Keandalan dengan konsep security berarti, suatu kepastian bahwa sistem

proteksi tidak akan salah operasi, yang berarti sistem proteksi tidak akan bereaksi

terhadap gangguan yang bukan diperuntukkan kepadanya bagaimanapun besarnya

gangguan tersebut, sedangkan keandalan dengan konsep dependability berarti suatu

kepastian bahwa sistem proteksi pasti bereaksi untuk kondisi yang dirasakan sebagai

kondisi gangguan.

Dalam banyak sistem kedua hal di atas tidak mungkin kedua duanya dipenuhi

100%, sehingga banyak sistem yang merupakan sistem kompromi antar keduannya.

Kesederhanaan, dimana digunakan peralatan dan rangkaian yang sederhana

akan tetapi tujuan tercapai.

Ekonomis, dimana dengan biaya yang minimum dapat dicapai fungsi proteksi

yang maksimum

II.3.2 Komponen yang Terdapat pada Suatu Sistem Proteksi

Komponen-komponen yang terdapat pada suatu sistem proteksi tersebut adalah :

1. Peralatan yang diperoteksi

2. Sensor, yang mendeteksi perubahan parameter sistem dari peralatan

yang diperoteksi

3. Relay proteksi, yang merupakan otak yang mengevaluasi apakah

perubahan parameter tersebut sudah dapat diklasifikasikan sebagai

kondisi gangguan atau tidak (berdasarkan referensi yang diberikan

kapada relay tersebut, yang pada masyarakat proteksi dikenal sebagai

relay setting) dan apabila hasil evaluasi tersebut dianggap sebagai

16


17/43

gangguan maka relay proteksi akan mengeluarkan pertanda bahwa ada

kondisi gangguan atau perintah eksekusi trip(membuka) circuit breaker

yang terkait.

4. Circuit breaker adalah alat untuk menghubungkan atau memisahkan

peralatan yang diproteksi dari sistem.

5. Sumber DC, pada relay static dan relay numeric. Sumber DC merupakan

sumber daya untuk mengaktifkan rangkaian operasi dari relay,

sedangkan pada relay elektromekanis, hal ini tidak dibutuhkan.

Sumber DC ini pun, pada umumnya dipakai sebagai sumber daya untuk closing

dan tripping coil pada CB. Meskipun ada juga CB yang masih memakai sumber

AC untuk kebutuhan tersebut.

6. Kawat penghantar, merupakan link yang mengantar informasi antara peralatan

peralatan tersebut.

17


18/43

BAB III

SISTEM PENGONTROLAN DAN PROTEKSI

GENERATOR PLTG GE

III.1 SISTEM PENGONTROLAN GENERATOR PLTG GE

Dalam melayani konsumen, sebuah sistem tenaga listrik harus memenuhi

kualitas tertentu terutama tegangan dan frekuensi generator, yang mana sangat

dipengaruhi oleh keseimbangan suplai daya listrik dengan beban terpasang. Tegangan

dan frekuensi akan mengalami perubahan akibat fluktuasi beban. Tegangan dan

frekuensi akan turun pada saat beban berlebih akibat fluktuasi beban, demikian pula

jika beban berkurang maka tegangan dan frekuensi akan naik. Untuk itu maka

pengaturan frekuensi dan tegangan sangat diperlukan untuk mengontrol perubahan

beban dan frekuensi sehingga tetap dalam batas toleransi yang diperlukan.

III.1.1 Sistem Penguatan (Exciter)

Secara umum exciter Generator AC memiliki beberapa jenis :

Direct Couple Exciter

Gambar 4. Model Direct Couple Exciter

Sistem ini termasuk sistem penguatan poros, di mana arus penguatan rotor

18


19/43

didapat dari generator arus searah yang dikopel seporos dengan rotor

generator. Biasa dipakai generator shunt. Dengan mengatur arus eksitasinya

maka tegangan stator arus bolak-balik bisa diatur. Bila arus eksitasi naik

maka tegangan genertor naik dan sebaliknya

Reduction Gear Excitation

Gambar 5. Model Reduction Gear Excitation

Sistem penguatan ini termasuk sistem penguatan sendiri, dimana arus

penguatan rotor sendiri di dapat dari generator DC uang dikopel ke poros

dengan reduction gear. Dengan mengatur arus eksitasi maka tegangan stator

arus bolak-balik bisa diatur.

Motor Generator Excitation

Gambar 6. Model Motor Generator Excitation

Sistem penguatan ini termasuk sistem penguatan terpisah di mana arus

pernguatan arus rotor generator didapat dari generator DC yang digerakkan

oleh notor AC yang diberi oleh suplai oleh sumber tersendiri. Dengan

mengatur arus eksitasi maka tegangan stator arus bolak-balik bisa diatur.

19


20/43


21/43

III.1.2. Pengaturan Tegangan

Pada umumnya beban generator tidak konstan. Hal ini menyebabkan tegangan

pembangkit juga berubah besarnya. Agar tegangan pada pembangkit mengikuti

perubahan beban luar maka tegangan generator harus diatur. Pengaturan tersebut pada

prinsipnya dengan mengatur besar kecilnya arus penguat generator. Untuk mengatur

tegangan generator (dengan arus penguat) secara otomatis dapat dilakukan dengan

pengatur tegangan otomatis.

Pengatur tegangan otomatis (Automatic Voltage Regulator , AVR ) dibagi

menurut cara kerjanya , yaitu jenis kontinu (kontinu duty) dan jenis terputus

(intermittent duty). Jenis pertama digunakan untuk mengatur tegangan dalam batas

variasi yang kecil tetapi tidak ada untuk harga tertentu , jenis kedua untuk mengatur

tegangan pada harga tertentu dalam batas toleransi tertentu pula . Selain jenis-jenis di

atas, ada pula jenis tanpa kontak , jenis yang menggunakan tahanan secara langsung

atau tidak langsung, dan jenis vibrasi. Jenis tanpa kontak dapat bekerja secara kontinu

tanpa menggunakan kontak (mekanis), atau operasi mekanisnya dilakukan dengan

menggunakan penguat magnetis (magnetic amplifier), penguat berputar (rotating

amplifier), semikonduktor. Jenis yang menggunakan tahanan secara langsung disebut

juga jenis berkontak banyak (multicontact type); di sini tahanan yang dipasang dalam

rangkaian medan dari penguat (medan) diatur langsung oleh isyarat control. Pada

jenis yang tidak menggunakan tahanan langsung, tahanan yang dipasang pada

rangkaian medan diatur dengan perantara motor pengatur atau suatu mekanisme

hidrolik . Jenis vibrasi menggunakan kontaktor untuk mengatur tegangan pada harga

rata-rata yang konstan dengan menghubungkan atau memutuskan (on-off operation)

sebagian atau seluruh tahanan yang terhubung pada rangkaian medan.

21


22/43

III.1.3 Pengaturan Frekuensi

Tujuan pengaturan frekuensi adalah untuk mempertahankan agar

pembangkitan daya aktif selalu sama dengan beban. Untuk mempertahankan

frekuensi dalam batas toleransi yang diperbolehkan, penyediaan/pembangkitan daya

aktif dalam sistem harus sesuai dengan kebutuhan pelanggan atas daya aktif, harus

selalu sesuai dengan beban daya aktif. Pengaturan ini dilakukan dengan menambah

atau mengurangi jumlah energi primer (bahan bakar), dan dilakukan pada governor.

Alat yang mengontrol kondisi ini adalah LFC (Load Frekuensi Control). Kekurangan

alat ini adalah tidak dapat mengembalikan frekuensi ke kondisi normalnya, hanyamembuatnya stabil pada frekuensi tertentu. Untuk itu digunakan AGC (Automatic

Generation Control). Alat ini terdapat pada MARK V, dalam bentuk logic.

III.1.4. Pengaturan Daya Reaktif (VAR)

Tujuan dari pengaturan daya reaktif adalah untuk memenuhi kebutuhan akan

daya reaktif dari sistem. Daya reaktif diperlukan guna memperbaiki cos dari sistem

serta mengurangi loses dari sistem. Pengaturan daya reaktif diatur melalui arus

eksitasi dengan menaikkan tegangan sumber eksitasi.

III.1.5. Paralel Generator

Tujuan paralel generator :

o Untuk melayani beban yang berkembang (memperbesar

kapasitas daya yang dibangkitkan).

o Untuk menjaga kontinuitas pelayanan apabila ada mesin

(generator) yang harus dihentikan (misal untuk reparasi)

Syarat paralel generator :

o Tegangan sama

o Frekuensi sama

22


23/43

o Phasa sama

o Urutan phasa sama

Untuk sinkronisasi dipasang pearalatan

o Lampu test sinkronisasi peralatan

o Voltmeter Differensial

o Sinkronoskop

o Frekuensimeter Differential

o Pensinkroniser

o Relay pemeriksa sinkron

III.2.OPERASI KELISTRIKAN PLTG GE

III.2.1 Umum

Pembangkit Listrik Tenaga Gas General Electric terdiri dari dua unit, Mesin

PLTG dikopel langsung dengan generator sinkron 3 phasa berkutub dua salient. Daya

output generator sinkron adalah 45,4 KVA, tegangan 11,5 KV. Titik bintang

generator dihubungkan ke sistem pentanahan netral resistance. Daya output generator

tersebut dihubungkan dengan kabel berisolasi ke annex switchgear 11,5 KV yang

terdiri dari CB generator dan trafo pemakaian sendiri.

Untuk mensuplai daya ke switch yard 150 KV outdoor, switchgear 11,5 KV

dihubungkan dengan kabel tanah ke trafo step up tegangan 11,5/150 KV. Sisi

tegangan tinggi dari trafo step up tersebut dihubungkan dengan switch yard 150 KV

outdoor melalui saluran kabel tanah berisolasi. Titik bintang sisi tegangan tinggi

dihubungkan ke tanah melayang (melalui lighting arrester).

Untuk keperluan peralatan bantu , PLTG GE mempunyai trafo pemakaian

sendiri dengan daya 1600 KVA, tegangan 11,5/380 KV. Sisi tegangan tinggi trafo

pemakaian sendiri dihubungkan ke switchgear 11,5 KV melalui kabel berisolasi. Titik

bintang sisi tegangan rendah dari tiap unit trafo pemakaian sendiri ditanahkan

23


24/43

langsung. AC power supply untuk start pada kondisi normal dan pada saat operasi,

supply daya untuk start alat-alat bantu diperoleh dari trafo pemakaian sendiri.

Karakteristik trafo pemakaian sendiri adalah :

Daya output : 1600 KVA

Tegangan input : 11,55 KV

Tegangan output : 380 volt

Arus Primer : 80,33 A

Arus sekunder : 2430,95 A

Jumlah Phasa : 3

Frekuensi : 50 Hz

Impedansi : 6 %

BIL : HV LI95 AC 38/LI AC3

Vektor Group : DYn-5

Pendinginan : ONAN

Standart : IEC-76

Oil : 1240 Liter

Berat Total : 4965 Kg

Tahun Pembuatan : 1997

Pabrikan : PT. Trafindo Perkasa

Supply daya tersebut diperoleh dari tap trafo tenaga di sisi 11,5 KV dan diturunkan

tegangannya melalui trafo pemakaian sendiri.

Pada saat stop/start, supply daya AC untuk control alat Bantu diperoleh dari

busbar 150 KV yang diturunkan tegangannya melalui trafo daya dan kemudian

diturunkan lagi melalui trafo pemakaian sendiri 1600 KVA.

Karakteristik trafo daya PLTG GE adalah :

Daya output : 36/46 MVA

Jumlah phasa : 3

24


25/43

Frekuensi : 50 Hz

Tegangan Primer : 150 KV

Tegangan sekunder : 11,5 KV

Arus Primer : 356 A

Arus sekunder : 928,8 A

Vektor group : YnD-11

Tegangan impedansi : 12 %

Type pendinginan : ONAN/ONAF

Berat Minyak : 8,3 T

Berat total : 34,1 T

Temperatur ijin belitan : 50C

Temperatur ijin minyak : 55C

Pabrikan : TAKAOKA

III.2.2 Standart Operating Procedure (SOP)

Persiapan Sebelum Start

1. Periksa bahan bakar Diesel start (cukup)

2. Periksa L.O diesel start (cukup)

3. Periksa L.O Reservoir tangki (cukup)

4. Perikasa Level air radiator (cukup)

5. Periksa Level L.O compressor udara tangki cukup

6. Periksa Level air compressor udara tangki cukup

7. Periksa tekanan tangki compressor 6 kg/cm8. Periksa bahan bakar tangki harian cukup

Prosedur Start

1. Pastikan alat-alat bantu dan alat-alat proteksi dalam keadaan siap (ready

to start), tampilkan pada layar monitor pada posisi START

25


26/43

UP/PERMISSIVES caranya arahkan kursor pada:

EXIT (click)

START UP PERMISSIVES (click)

2. Untuk memposisikan unit pada signal Ready to Start, arahkan kursor

pada:

MAIN DISPLAY (click)

Posisikan AUTO pada MASTER SELECT,

arahkan kursor pada AUTO (click).

Tampilkan kembali START

UP/PERMISSIVES untuk memastikan siap

untuk start (ready to start), caranya lakukan

pada uraian nomor satu di atas.

3. Apabila signal telah siap untuk start (ready to start), arahkan kursor pada :


Posisi start pada MASTER

CONTROL, arahkan kursor pada :

START (click)-EXECUTE

COMMAND (click).

Proses pembangkitan

Pada saat perintah start dieksekusi maka pada awal mulanya mesin diesel

start bekerja dimana mesin diesel ini seporos dengan turbin generator dan

putaran turbin akan mengikuti putaran mesin diesel start. Hal ini dilakukan,

karena jika tidak turbin akan membutuhkan gaya tekan yang sangat besar dan

membutuhkan bahan bakar yang lebih besar pada awal start. Pada saat yangbersamaan bahan bakar disemprotkan melalui Nozzle ke dalam ruang bakar

dalam bentuk kabut bersama dengan udara, dibakar (diberi pengapian) oleh

busi untuk menghasilkan gas yang bertekanan untuk memutar turbin.

Berputarnya turbin berarti rotor generator juga berputar. Karena rotor

26


27/43

berputar, maka generator mulai menghasilkan output (tegangan dan frekunsi)

melalui proses induksi elektromagnetik.

Ketika putaran turbin melebihi putaran diesel start maka diesel start akan

lepas secara otomatis. Putaran turbin akan terus dinaikkan dengan

penambahan bahan bakar yang diatur secara otomatis, Rotor generator yang

seporos dengan turbin akan terus berputar hingga mencapai putaran ideal

untuk menghasilkan tegangan dan frekuensi yang diinginkan atau siap untuk

melakukan sinkronisasi.

Proses sinkronisasi

Untuk pengaturan sinkronisasi, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan

auto dan manual.

Untuk dapat menampilkan prosedur sinkronisasi, arahkan kursor pada :

EXIT (click)

SYNCHHRONIZING DISPLAY (click)

Akan tampak pada layar sinkronisasi.

1. Sinkronisasi secara AUTO

Posisikan auto sync. Pada sync. Mode, caranya

arahkan kursor : AUTO SYNC (click)

EXECUTE COMMAND (click). Bila telah

dilaksanakan maka proses sinkronisasi akan berjalan

secara auto, ditandai dengan masuknya CB generator

(breaker close) antara jam 11.55-12.05.

Atur beban sesuai kebutuhan secara bertahap. Bila

dalam keadaan mendesak / Emergency, pengatur beban

dapat diatur sesuai laju perubahan frekuensi.

Atur tegangan, power factor (cos ), daya reaktif

(MVAR), sesuai dengan batas yang ditetapkan.

Untuk pengaturan beban dan tegangan dilakukan pada

27


28/43

MANUAL MODE atau pada SPEED / LOAD

CONTROL, dengan mengarahkan kursor pada

pengaturan RAISE atau LOWER. Caranya arahkan

kursor pada RAISE (click) untuk menaikkan beban

atau LOWER (click) untuk menurunkan beban.

Bila sinkronisasi dan pengaturan beban telah selesai,

posisikan kembali SYNC. MODE pada posisi OFF.

Caranya arahkan kursor pada SYNC. OFF (click) -

EXECUTE COMMAND (click)

Untuk dapat memantau lebih jelas kondisi system pembangkitan

tampilkan kembali layar pada posisi MAIN DISPLAY (click).

2. Sinkronisasi secara MANUAL

Sinkronisasi secara manual dapat dilaksanakan pada dua tempat, yakni

pada Remote Control dan pada Panel Generator (local).

Prosedur stop unit

Untuk prosedur penyetopan unit langkah yang dilakukan dengan menurunkan

beban secara bertahap sampai pada beban minimal (0,5 MW) diikuti denganpelepasan Circuit Breaker (Breaker Trip), bila telah tercapai penyetopan dapat

dilaksanakan, dengan memberikan sinyal stop pada turbin.

Pelaksanaannya adalah :

1. Arahkan kursor pada EXIT (click)

2. SYNCHRONIZING DISPLAY (click). Bila telah

dilaksanakan maka akan tampak sarana penurunan beban

hingga pelepasan Circuit Breaker ( Breaker Trip)

3. Untuk penurunan beban lakukan pada Manual Mode, pilih

sarana LOWER LOAD, caranya arahkan kursor pada :

LOWER(click) lakukan hingga beban mencapai beban

minimal (0,5 MW), bila telah tercapai lepaskan circuit breaker

28


29/43

(breaker trip), caranya adalah : arahkan kursor pada

BREAKER TRIP di MANUAL MODE.

4. BREAKER TRIP (click). Perhatikan signal pada breaker, bila

penunjukan breaker telah terbuka (open) maka proses

pelepasan breaker telah selesai, selanjutnya penyetopan turbin

bisa dilaksanakan, bila breaker open tunggu 5 menit untuk

meyetop unit. Caranya :

Arahkan kursor pada :


Posisikan stop pada MASTER

SELECT, arahkan kursor pada :

STOP (click)-EXECUTE

COMMAND (click)

Maka proses penyetopan unit telah tercapai, periksa kembali keadaan

pembangkitan hingga kondisi dalam keadaan aman.

Normal load operation (pembebanan)

Pembebanan generator setelah synchronizing dapat dilakukan dengan duacara, yaitu :

1. Pembebanan secara Manual (Manual Loading)Pembebanan Manual dapat dilakukan dengan menekan SPEED SP

RAISE/SPEED SP LOWER pada CRT Main Display. Dapat juga

dilakukan dengan cara mengatur governor control switch ( 70 R4/Cs)

pada generator control panel. Untuk menaikan beban dilakukan dengan

memutar switch ke kanan, dan sebaliknya untuk menurunkan beban

dilakukan dengan memutar switch ke kiri.

Pengaturan beban dengan menggunakan governor control switch ( 70R4/

CS), untuk menaikan beban lebih besar dari 25 % full load tidak dapat

dilakukan dalam satu menit.

29


30/43

2. Pembebanan secara AUTO ( Automatic Loading )

Pada awal start jika tidak ada pilihan pembebanan, unit akan dibebani

dengan SPINNING RESERVE load point. Dimana SPINNING

RESERVE load point adalah sedikit lebih besar dari tidak ada beban,yaitu

8 % dari beban dasar.

Pada intermediate load point, PRE-SELECTED load, dan temperatur

control load point BASE dan PEAK dapat dipilih setiap saat setelah

sinyal start diberikan. Pemilihan akan ditampilkan pada CRT.

Pembebanan unit sesuai dengan pilihan pembebanan yang telah dipilih.

PRESELECTED LOAD adalah titik beban yang lebih besar dari

SPINNING RESERVE dan kurang dari BASE, sekitar 50 %.

Pengoperasian secara remote ( remote operation )

Untuk memindahkan control turbin dari control compartemen ke lokasi

peralatan remote. Pilih REMOTE pada CRT Main Display. Dengan

kondisi ini, start turbin; automatially synhronized, dan pembebanan dapat

dilakukan secara remote.

Jika dilakukan synchronisasi secara manual dari remote control, maka

selector switch ( 43 S ) pada panel generator control harus diposisikan pada

OFF/REMOTE.

Shutdown and cool down

1. Normal Shutdown

Normal Shutdown dapat dilakukan dengan memilih STOP pada CRT

Main Display. Prosedur shutdown akan mengikuti secara automatic

melalui pengurangan beban generator, perubahan kecepatan turbin,

penutupan bahan bakar pada bagian-bagian kecepatan dan initial dari

pada cooldown sequence yang pada akhirnya mesin stop.

2. Emergency shutdown

Emergency dilakukan dengan menekan tombol Emergency Stop.

Emergency shutdown dapat dilakukan dengan cara mekanik yaitu dengan

30


31/43

mendorong / menekan manual emergency trip valve yang terletak pada

gauge cabinet assembly, atau manual trip button pada overspeed trip

mekanik yang terletak di samping accessory gear.

3. Cooldown

Setelah dilakukan shutdown, maka rotor harus tetap berputar selama masa

pendinginan . Perputaran rotor turbin diperlukan gunanya adalah untuk

mencegah lendutan rotor, resultant rubbing dan imbalance dan

dihubungkan dengan kerusakan lain yang mungkin terjadi jika peralatan

bantu start tanpa berhenti tanpa pendinginan terlebih dahulu. Turbin dapat

dioperasikan dan dibebani setiap saat selama siklus pendinginan.

Siklus pendinginan dapat dilakukan menggunakan bagian-bagian starting

yang mana hal ini dilakukan pada operasi cranking speed. Pada unit-unit

yang mempunyai electromotor sebagai starting device, operator harus

memperhatikan petunjuk lamanya motor dapat beroperasi tanpa

overheating.

Peralatan yang diperlukan untuk putaran selama cooling down pada MS

5000 dan MS 6001 adalah hydraulic ratchet yang dihubungkan dengan

peralatan torque converter. Ratchet berputar sekali setiap 3 menit dan

memutar rotor 47 derajat.

Waktu minimum yang diperlukan untuk pendinginan turbine tergantung

pada ambient temperature turbine. Faktor lain seperti udara langsung dan

kelembaban udara di luar dan air drafts di dalam instalasi, dapat juga

mempengaruhi waktu yang diperlukan untuk coolingdown.

Rotor harus tetap berputar selama 24 jam sejak shutdown, untuk

meyakinkan keamanan minimum dari rubs dan unbalance pada kondisi

subsequent starting. GE Company, merekomendasikan bahwa

pengoperasian putaran rotor terus menerus selama 48 jam setelah

shutdown untuk memperoleh pendinginan rotor yang merata.

4. Black Start Operation

31


32/43

PLTG GE mempunyai fasilitas black start yang dapat dioperasikan dalam

kondisi blackout atau tidak ada sumber tegangan AC dari luar.

Supply tegangan untuk peralatan control diperoleh dari sumber tegangan

DC battery.

Ignition atau pengapian dan internal AC control, diperoleh dari tegangan

DC yang dikonversi menjadi tegangan AC oleh inverter

Ketika turbine distart, DC Emergency Lub Oil beroperasi untuk

mensupply pelumasan hingga Accessory gear mendrive main oil lub

pump. Pompa emergency jalan terus sampai accelerating speed signal

(14HA) menyala, yaitu pada kecepatan putaran 95%. Pompa emergency

kemudian akan shutdown jika lube oil pressure switgh (63QL)

menunjukkan tekanan yang cukup.

Dalam pengoperasian black start juga dibutuhkan tambahan 88HR DC

hydraulic ratghet pump assembly. Bagian ini diperlukan untuk

mengontrol tekanan oli dalam menjalankan clutch dan rathet assembly.

Untuk bahan bakar mesin, tekanan yang disupply ke turbine didrive oleh

fuel oil pump diperoleh dari fuel forwading pump AC/DC.

Motor DC akan menjalankan pompa sampai tegangan AC diperoleh

untuk menjalankan motor AC. Kebutuhan tekanan bahan bakar yang

tinggi dapat dicukupi oleh nomalnya accessory gear driven fuel pump.

III.3. SISTEM PROTEKSI PLTG GE

III.3.1 Alat Sensor

Alat sensor berfungsi untuk mendeteksi perubahan parameter pada sistem dari

peralatan yang diproteksi. Alat sensor ini berupa VT (voltage transformer) dan CT

(current transformer).

32


33/43

III.3.2 Relay Proteksi

Pada PLTG GE relay proteksi yang digunakan adalah relay numeric yang

mana dikendalikan oleh sebuah microprocessor. Relay numeric atau relay digital

yang digunakan adalahDGP System. DGP system adalah sebuah mikroprosesor yang

dikombinasikan dengan relay digital di mana menggunakan sampling bentuk

gelombang dari arus dan tegangan input untuk keperluan proteksi, control, dan

memonitor generator. Sampling tadi digunakan untuk menghitung arus dan phasa

tegangan yang mana digunakan untuk fungsi alogaritma proteksi. DGP System

menggunakan interface MMI (Man Machine Interface) dan DGP LINK software

komunikasi yang sesuai dengan GE digital relay system.

Di bawah ini beberapa fungsi proteksi yang ada pada DGP System :

1. Stator Differential (87G)

2. Current Unbalance (46)

3. Loss of Exicitation (40)

4. Antimotoring (32-1)

5. Time overcurrent with voltage restraint (51V)

6. Stator Ground (64G1)

7. Ground Overcurrent ( 51 GN)

8. Over exicitation (24)

9. Overvoltage (59)

10. Undervoltager (27)

11. Over and Undefrequency (81)

12. Voltage Transformer Fuse Failure (VTFF)

Stator Differential

Fungsi ini menyediakan Proteksi dengan kecepatan tinggi selama terjadi

gangguan phasa-phasa, dan tiga phasa didalam stator generator. Stator

33


34/43

differential menggunakan sebuah produk restraint alogaritma dengan dual

slope karakteristik..

Stator differential tidak akan bekerja untuk gangguan berulang pada belitan

mesin. Ini juga tidak akan bekerja untuk ganguan satu fasa ketanah, jika

sistem tersebut tidak ditanahkan atau ditanahkan dengan impedansi yang

tinggi.

Proteksi terhadap hubung tanah akan berfungsi jika netral dari mesin ( atau

salah satu mesin yang dioperasikan parallel) ditanahkan. Sebuah bagian kecil

dari belitan sampai titik netral tidak dapat diproteksi, jumlah gangguan sangat

ditentukan dari tegangan yang dapat menyebabkan arus pick-up minimum

yang mengalir sampai titik netral dan impedansi pentanahan. Peralatan

pembatas arus pada rangkaian netral tanah akan meningkatkan impedansi

netral dan akan menurunkan fungsi proteksi gangguan tanah.

Current Unbalance

Di sini ada beberapa kondisi tidak normal pada generator, kondisi tidak

normal ini dapat berupa ketidakseimbangan beban, gangguan pada sistem dan

rangkaian terbuka. Komponen urutan negative (I2) dari arus stator

berhubungan langsung dengan kondisi tidak normal ini dan pengaturan

jumlah putaran fluks medan pada mesin. Kekurangan ini akan menyebabkan

pemanasan pada inti rotor. Kemampuan dari mesin untuk bertahan dari

pemanasan yang disebabkan oleh arus yang tidak terbatas (unbalance current).

Proteksi current unbalance dari DGP sistem menyediakan karakteristik waktu

operasi yang cepat sesuai I2 T = K. Sebuah karakteristik linear yang dibuat

kira-kira untuk pendinginan mesin sementara pada kondisi arus yang tidak

terbatas ( unbalance current ). Didalamya ditambahkan 46T, DGP sistem juga

memasukkan sebuah alarm unbalance current (46A) yang mana dioperasikan

oleh komponen urutan negative (I2) disesuaikan dengan pick-up dan time

delay.

Loss of Excitation

34


35/43

Fungsi ini digunakan untuk mendeteksi kekurangan eksitasi pada mesin

sinkron. DGP sistem memasukkan dua karakteristik mho, untuk mendeteksi

mesin, tiap bagian disesuaikan jangkauan, waktu mati dan pewaktuan. Logika

disediakan dalam DGP system untuk memblok fungsi ini dari adanya

tegangan urutan negative ( dideteksi oleh sebuah Voltage transformer fuse

failure condition) dan sebuah eksternal VTFF Digital input DI6.

Eksitasi dapat hilang karena tripnya field breaker, rangkaian terbuka atau

hubung singkat pada belitan medan, kerusakan pada regulator, atau hilangnya

sumber untuk meyupplai belitan medan. Ketika sebuah generator sinkron

kehilangan eksitasi, ini cenderung membuatnya menjadi sebuah generator

induksi. Jika ini berlangsung pada kecepatan normal, beroperasi dengan daya

yang berkurang, dan penerimaan daya reaktif (VARS) dari sistem. Impedansi

ini dilihat oleh relay, relay melihat generator bukan sebagai gangguan tetapi

merupakan karakteristik mesin. Aliran daya sebelumnya berkurang akibat

eksitasi.

Studi mengindikasi bahwa fungsi dari zona mho dapat diset untuk mendeteksi

kasus kegagalan eksitasi dalam waktu yang singkat. Dan zona kedua dapat

mendeteksi semua kasus kegagalan eksitasi. Setting waktu yang lama

dibutuhkan oleh second zone (40-2) untuk keamanan selama kondisi ayunan

daya untuk sistem stabil.

Anti Motoring

Fungsi ini untuk mengatasi terjadinya aliran daya aktif dari sistem ke

generator. Kondisi ini terjadi saat semua atau sebagian prime mover hilang

daya putarnya, dan saat itu juga daya yang dibangkitkan kurang dari daya

beban. Daya aktif / nyata akan mulai mengalir ke dalam generator dari sistem.

Motoring power secara khusus membedakan jenis penggerak mula seperti

yang ditunjukkan oleh Tabel di bawah. Untuk spesifikasi penggunaan,

minimum penggerak daya dari generator dapat diperoleh dari supply setiap

unit.

35


36/43

Tabel 2. Nilai Daya Penggerak Berdasarkan Penggerak

mulanya

Jenis penggerak mulaPenggerak daya dalam percent

dari unit ratingGas turbine

Diesel

Hydraulic turbine

Steam turbine

10 100

15 25

2 100

0,5 4

DGP system menyediakan sebuah fungsi untuk reverse power (32-1) dan

disesuaikan dengan time delay.

Time overcurrent with voltage restraint (51V)

Sebuah sistem harus dapat dilindungi dari gangguan, untuk itu time

overcurrent with voltage restraint yang terdapat pada DGP sistem berfungsi

untuk sebagai back up protection.

Stator Ground (64G1)

Fungsi ini untuk mendeteksi adanya gangguan stator ground fault dengan

sebuah impedansi ground yang tinggi pada generator. Pada keadaan normal

netral dari belitan stator mempunyai potensial tertutup terhadap ground.

Ground Overcurrent ( 51 GN)

Fungsi ini untuk mengatasi adanya arus lebih yang terjadi akibat adanya

hubung singkat pada generator. Prinsip kerja dari Ground over current sama

dengan prinsip kerja overcurrent relay.

Over exicitation (24)

Fungsi ini untuk mengatasi arus eksitasi yang berlebih pada rotor, eksitasi

yang lebih pada generator dapat menaikkan temperatur pada belitan stator

akibat arus yang besar sehingga dapat merusak belitan rotor.

Over Voltage

Fungsi ini untuk mengatasi adanya tegangan lebih pada generator. Tegangan

36


37/43

yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yang diijinkan dapat

menyebabkan kerusakan isolasi dari belitan stator dan berakibat pada hubung

singkat antara belitan. Selain itu overvoltage dapat mengakibatkan terjadinya

overspeed dan merusak pengatur tegangan otomatis (AVR).

Under Voltage

Fungsi ini untuk mendeteksi mengatasi tegangan yang rendah pada output

generator. Apabila generator bekerja pada tegangan yang rendah maka akibat

pada beban. Tegangan yang rendah pada generator akan mengakibatkan daya

yang dipasok ke beban berkurang sehingga merugikan. Apabila generator

berada dalam interkoneksi maka akan mengakibatkan terjadinya aliran daya

ke generator.

Over and Under Frequency

Fungsi ini untuk mendeteksi frekuensi generator, under frequensi dapat

meyebabkan membukanya CB sehingga perlu dideteksi, untuk mengatasinya

dengan dilakukan dengan menyeimbangkan beban dengan daya yang

dibangkitkan. Over frequency dapat meyebabkan over speed, overvoltage

sehingga dapat membahayakan generator.

Voltage Transformer Fuse Failure (VTFF)

Fungsi ini dapat operate untuk semua Partial loss dari tegangan AC yang

disebabkan satu atau lebih blown fuses, jika tegangan AC hilang negative

squence voltage detektor akan pickup dan positive squence detector akan

akan drop out.

III.3.3. Circuit Breaker (CB)

Circuit breaker berfungsi sebagai switch atau saklar yang memutuskan dan

menghubungkan peralatan yang diproteksi dari sistem. Circuit breaker bekerja

berdasarkan perintah dari relay.

37


38/43

III.3.4. Sumber DC

Sumber DC yang digunakan pada sistem proteksi Generator PLTG GE berasal

dari sebuah batterai dengan tegangan 125 volt.

III.3.5 Gangguan pada Generator

Gangguan pada generator dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Gangguan Listrik (electric fault)

2. Gangguan Mekanis/Panas (mechanical thermal fault)

3. Gangguan Sistem (system fault)

Gangguan Listrik (electrical fault)

Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi akibat gangguan

pada bagian listrik dari generator. Gangguan ini meliputi :

a. Hubung singkat tiga fasa

b. Hubung singkat dua fasa

c. Hubung singkat belitan stator ke tanah ( Stator ground fault

)

Kerusakan pada gangguan dua fasa dapat diperbaiki dengan

menyambung (laping) atau mengganti sebagian dari konduktor, tetapi

kerusakan akibat gangguan satu fasa ketanah yang bunga api dan

merusak isolasi serta inti besi. Kerusakan ini sangat fatal dan

memerlukan perbaikan total.

d. Hubung singkat belitan rotor hubung tanah (rotor ground

fault)

Jika terjadi hubungsingkat satu titik ketanah belum memberikan

pengaruh terhadap roror, namun jika hubung singkat ketanah terjadi pada

dua titik maka akan seolah-olah hubung sinkat antara dua belitan.

38


39/43

Pengaruh dari hubung singkat dua titik adalah :

Gaya tarik rotor menjadi tidak seimbang sehingga

putarannya menjadi berayun

Mempercepat kerusakan bantalan

Bisa menyebabkan gesekan antara rotor dan stator,

yang menyebabkan pemanasan pada bagian yang

bergesek, sehingga dapat meyebabkan sifat isolasi

dari belitan stator berubah. Dan selanjutnya

mentebabkan hubungsingkat antara belitan atau

hung tanah pada stator.

e. Kehilangan arus eksitasi (loss excitation)

Hilangnya arus eksitasi dapat menyebabkan putaran mesin menjadi naik

dan mengubah fungsi generator sinkron menjadi generator induksi.

Kondisi ini akan menyebabkan pemanasan lebih pada rotor akibat arus

induksi yang bersirkulasi pada rotor.

f. Tegangan lebih (overvoltage)Tegangan yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yang

diijinkan dapat menyebabkan kerusakan isolasi sari belitan stator dan

berakibat pada hubung singkat antara belitan. Selain itu overvoltage

dapat mengakibatkan terjadinya overspeed dan merusak pengatur

tegangan otomatis (AVR).

Gangguan mekanis/panas (mechanical or thermal fault)

Jenis-jenis gangguan mekanis atau panas adalah :

a. Generator berfungsi sebagai motor

Motoring adalah peristiwa berubahnya fungsi generator menjadi motor

akibat adanya daya balik (reverse power)

Daya balik (reverse power) terjadi akibat turunnya daya masukan dari

39


40/43

penggerak utama (prime mover). Sehingga torka listrik lebih besar dari

torka mekanik, hal ini mengakibatkan terjadi perubahan bentuk dari

sudu-sudu turbin (kavitasi sudu-sudu turbin).

b. Pemanasan lebih pada stator

Pemanasan lebih pada stator meyebabkan :

Kerusakan laminasi

Kendornya bagian-bagian tertentu pada

generator seperti pasak-pasak stator (stator

wedges), terminal /ujung belitan dan sebagainya.

c. Kesalahan paralel

Kesalahan dalam memparalelkan generator karena syarat-syarat paralel

tidak terpenuhi mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan kopling

generator dan penggerak utama karena terjadinya momen puntir.

d. Gangguan pada pendingin stator

Gangguan pada pendingin stator (pendingin dengan media udara,

hydrogen atau air) menyebabkan kenaikan suhu belitan stator dan

berakibat pada isolasi belitan.

Gangguan sistem (system fault)

Gangguan pada system yang berakibat pada generator yaitu :

a. Terjadinya pelepasan beban secara mendadak ;

Terjadinya gangguan hubung singkat baik itu tiga fasa, dua fasa, dua fasa

ketanah, satu fasa ketanah dan open circuit menyebabkan bekerjanya relay

proteksi dan berakibat pada pelepasan beban. Pelepasan beban

mengakibatkan daya yang dibangkitkan lebih besar dari daya yang beban,

akibatnya torka mekanik lebih besar dari torka listrik sehingga frekuensi

dan tegangan generator menjadi naik.

b. Lepas sinkron (loss sinkron)

40


41/43

Apabila kondisi pada point a. berlanjut terus maka akan mengakibatkan

ketidak stabilan sistem. Hal ini mengakibat stress pada belitan generator

dan gaya punter yang berfluktuasi dan beresonansi, sehingga akan

merusak turbine dari generator. Pada kondisi ini Generator harus dilepas

dari sistem.

BAB IV

PENUTUP

IV.1 KESIMPULAN

1. PLTG General electric pada PT. PLN WILAYAH SULSELRABAR

SEKTOR TELLO terdiri atas dua unit dengan masing-masing unit

berkapasitas 45,40 MVA.

41


42/43

2. Pengoperasian PLTG General Electric mencakup proses start, pembangkitan,

proses sinkronisasi dan proses stop.

3. Sistem proteksi dan kontrol pada PLTG General Electric menggunakan DGP

System di mana sistem ini menggunakan mikroprocessor dan tergolong

dalam relay numeric.

IV.2. SARAN

1. Sistem proteksi dan kontrol pada PLTG GE menggunakan sistem digital

(komputerisasi) sehingga diperlukan pemeriksaan pada peralatan komputer

secara berkala

2. Sebaiknya diadakan diskusi secara rutin dengan Pembimbing Lapangan

mengenai apa yang telah dilihat selama Kerja Praktek dilaksanakan.

DAFTAR PUSTAKA

GE Power System, Gas turbine operating manual, PLN ujung pandang sulawesi,

Indonesia, 1997

Taniadji, Sony . 2005 . Kuliah Sistem Proteksi. Makassar

W. Culp JR, Archie . 1991 .Prinsip-prinsip konversi energi (terjemahan Ir Darwin

sitompul, Meng) . Jakarta : Erlangga

Zuhal . 1982 .Dasar Tenaga Listrik . Bandung : ITB

42


43/43

-lap-kpii-pltg-tello

Documents