UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Kerja Praktek Kerja Praktek merupakan salah satu program pembelajaran dan pelatihan dalam bentuk satu mata kuliah yang diwajibkan bagi mahasiswa tingkat akhir sebelum mahasiswa tersebut menyelesaikan program pendidikan S1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. Dalam kerja praktek, mahasiswa diharapkan dapat mengembangkan wawasan, pengalaman dan pengetahuan terhadap materi pembelajaran yang diperoleh selama perkuliahan. Kerja Praktek ini secara teoritis bertujuan untuk membandingkan teori – teori dalam perkuliahan dengan praktek nyata di lapangan. Secara praktis bertujuan untuk melihat bentuk peralatan dan mengetahui pekerjaan yang sebenarnya dari sistem kelistrikan di lapangan dan sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan program pendidikan S1. PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero) merupakan suatu perusahaan yang bergerak di bidang peleburan aluminium dan memiliki pembangkit listrik tersendiri. Daya listrik untuk peleburan aluminium di Kuala Tanjung berasal dari pembangkit listrik tenaga air yang ada di Paritohan. Dalam proses peleburan aluminium diperlukan daya listrik yang kontinu, baik dan memiliki sistim yang handal. PLTA Siguragura dan Tangga memiliki kapasitas yang cukup besar yaitu sekitar 513 MW pada beban puncak yang disalurkan kepada peleburan alumunium dan didukung dengan fasilitas pendukung seperti gardu induk pada kedua pembangkit. Melihat keadaan yang demikian maka kami selaku mahasiswa yang memiliki latar belakang pendidikan di bidang teknik elektro arus kuat 1
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM ingin melaksanakan kerja praktek di PT Indonesia Asahan Alumunium ini. Diawali dengan proses pengajuan izin yang kami laksanakan dengan pihak universitas dan pihak perusahaan, maka kami secara resmi disetujui untuk mengadakan kerja praktek di PT Indonesia Asahan Alumunium. Materi pokok yang kami dalami adalah bidang sistem peralatan tegangan tinggi, sistem pembangkitan dan transmisi daya listrik secara umum. 1.2
Tujuan Kerja Praktek Adapun tujuan dari Kerja Praktek ini adalah :
1.2.1
Untuk Mahasiswa a. Secara teoritis bertujuan untuk membandingkan teori – teori dalam perkuliahan dengan praktek nyata di lapangan. b. Secara praktis bertujuan untuk melihat bentuk sebenarnya dari peralatan – peralatan dan sistem kelistrikan yang ada. c. Secara
akademis
bertujuan
sebagai
salah
satu
syarat
untuk
menyelesaikan program S1. d. Menambah keterampilan dan mendapatkan pengalaman bekerja secara langsung di PT Indonesia Asahan Aluminium e. Melatih diri untuk bekerja secara disiplin dan bertanggung jawab terhadap berbagai aktivitas yang dilakukan selama Kerja Praktek. f. Mahasiswa dapat memiliki sikap yang kreatif dan berinisiatif untuk mengembangkan ilmu pengetahuan yang diperoleh dari perkuliahan dan Kerja Praktek
1.2.2
Untuk Perusahaan 2
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM a. Hasil
Kerja
Praktek
mahasiswa
dapat
digunakan
untuk
menggambarkan teknologi sistem ketenagalistrikan yang ada pada perusahaan dari sudut pandang akademis dan membandingkannya dengan perkembangan pada saat ini. b. Menjalin kerja sama yang baik dengan dunia akademis, khususnya Universitas Sriwijaya. 1.3
Ruang Lingkup Kerja Praktek Ruang lingkup kerja praktek antara lain meliputi : a. Kerja Praktek harus dilakukan oleh setiap mahasiswa yang telah memenuhi persyaratan. b. Kerja Praktek dilakukan pada perusahaan atau lembaga dalam hal ini adalah PT Indonesia Asahan Aluminium. c. Kerja Praktek harus bersifat : -
Latihan Bekerja dengan disiplin dan bertanggung jawab
-
Mengajukan usul – usul perbaikan seperlunya dari sistem kerja atau proses yang ada.
d. Membuat Laporan Kerja Praktek yang harus dilegalisir oleh perusahaan atau lembaga yang bersangkutan 1.4
Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek Pelaksanaan Kerja Praktek ini dimulai sejak tanggal 26 Mei 2014 sampai dengan 20 Juni 2014 bertempat di PT INDONESIA ASAHAN ALUMINIUM (Persero) – POWER PLANT dengan alamat Paritohan, Kecamatan Pintu Pohan Meranti, Kabupaten Toba Samosir, Sumatera Utara, Indonesia.
1.5
Metodologi Kerja Praktek 3
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Dalam rangka melaksanakan Kerja Praktek, dilakukan kegiatan yang meliputi: 1.5.1
Tahap Persiapan Tahap persiapan adalah tahap dimana kami mempersiapkan hal – hal yang diperlukan seperti pengenalan perusahaan, membuat permohonan Kerja Praktek, konsultasi pada jurusan dan membuat proposal Kerja Praktek.
1.5.2
Studi Literatur Mempelajari buku – buku yang berhubungan dengan maslah yang akan dipelajari di lapangan.
1.5.3
Survey Pada tahap ini diadakan peninjauan langsung ke lapangan yang berhubungan dengan tugas / kegiatan Kerja Praktek dan menyusunnya dalam bentuk laporan.
1.5.4
Diskusi Melakukan diskusi dengan pembimbing / mentor / petugas / operator di lapangan serta sesama mahasiswa yang sedang Kerja Praktek dan OJT ( On The Job Training ) di PT Indonesia Asahan Alumunium.
1.6
Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang penulisan, tujuan, waktu dan tempat, ruang lingkup, manfaat, metode yang digunakan dalam
4
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM pelaksanaan dan penulisan, serta sistematika penulisan laporan Kerja Praktek BAB IITINJAUAN UMUM PT INDONESIA ASAHAN ALUMINIUM Bab ini membicarakan tentang sejarah berdirinya PT Indonesia Asahan Aluminium, lokasi perusahaan dan struktur organisasi perusahaan. BAB III
SISTEM BENDUNGAN DAN TURBIN PADA PEMBANGKIT
PT INALUM Bab ini membahas tentang sistem pembangkitan listrik PT Inalum, mencakup konstruksi dam, lokasi dam dan sistem dan sistem penyaluran daya. BAB IV
SISTEM PEMBANGKITAN ENERGI LISTRIK PT INALUM
Bab ini membahas penjelasan umum generator, main transformator, switch yard, sistem transmisi daya listrik. BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan yang diperoleh penulis dari hasil Kerja Praktek dan saran – saran yang diajukan penulis.
BAB II TINJAUAN UMUM PT INDONESIA ASAHAN ALUMINIUM 5
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM 2.1
Sejarah Berdirinya PT. INALUM Usaha untuk mendayagunakan Sungai Asahan satu – satunya sungai yang
mengalir dari Danau Toba dan bermuara ke Selat Malaka, sudah dilakukan berulang – ulang sejak era pendudukan Hindia Belanda. Kemudian dilanjutkan pada masa pendudukan Jepang dan menjadi kenyataan setelah Indonesia Merdeka. Studi kelayakan paling awal dilakukan pada tahun 1919 oleh pemerintah Hindia Belanda dan pada tahun 1939 Maatschappij Tot Exploitatie Van de Waterkracht in the Asahan Rivier (MEWA) mulai merintis pembangunan PLTA ( Pembangkit Listrik Tenaga Air ) Siguragura. Tetapi pecahnya Perang Dunia II membuyarkan rencana tersebut. Selanjutnya pada tahun 1962, Pemerintah Indonesia dan Rusia menandatangani perjanjian kerjasama untuk mengadakan studi kelayakan pembangunan Proyek Asahan. Tetapi, kondisi politik serta ekonomi yang tidak menguntungkan pada tahun 1965 juga telah menggagalkan usaha ini. Nippon Koei, perusahaan konsultan Jepang pada tahun 1968 menyerahkan laporan kelayakan tentang Proyek aluminium Asahan yang kemudian disusul dengan laporan mengenai Powewr Development Project Tahun 1970 dilakukan penandatanganan perjanjian antara Departemen Pekerjaan Umum dan Tenaga Listrik dan Nippon dan penyelidikan secara rinci Proyek PLTA 2 dari pengembangan pembangunan Asahan dan laporan akhirnya diserahkan tahun 1972. Laporan tersebut menyatakan bahwa PLTA layak untuk dibangun dengan sebuah peleburan Aluminium sebagai pemakai utama dari listrik yang dihasilkannya. Pada tanggal 7 juli 1975 di Tokyo, setelah melalui perundingan – perundingan yang panjang dan dengan bantuan ekonomi dari pemerintahan Jepang untuk proyek ini, Pemerintahan Republik Indonesia dan 12 perusahaan Penanam Modal Jepang menandatangani Perjanjian Induk untuk PLTA dan Pabrik Peleburan Aluminium Asahan yang kemudian dikenal dengan sebutan Proyek
6
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Asahan. Kedua belas Perusahaan Penanam Modal Jepang tersebut adalah SUMITOMO CHEMICAL COMPANY Ltd, SUMITOMO SHOJIKAISHA Ltd, NIPPOM LIGHT METALCOMPANY Ltd, C. ITOH & CO., Ltd, NISSHO IWAI CO.,Ltd, NICHIMEN CO., Ltd., SHOWA DENKO K.K., MARUBENI CORPORATION,
MITSHUBISHI
CHEMICAL
INDUSTRIES
Ltd,
MITSHUBISHI CORPORATION, MITSUI ALUMINIUM CO., Ltd., MITSUI & CO., Ltd. Selanjutnya, untuk penyertaan modal pada perusahaan yang akan didirikan di Jakarta keduabelas Perusahaan Penanam Modal tersebut bersama Pemerintah Jepang membentuk sebuah perusahaan dengan nama Nippon Asaha Aluminium Co., Ltd (NAA) yang berkedudukan di Tokyo pada tanggal 25 november 1975. Pada tanggal 06 Januari 1976, PT. Indonesia Asahan Aluminium (INALUM), sebuah perusahaan patungan antara pemerintahan Indonesia dan Nippon Asahan Aluminium Co., Ltd didirikan di Jakarta. INALUM adalah perusahaan yang membangun dan mengoperasikan proyek Asahan, sesuai dengan perjanjian induk. Perbandingan saham antara pemerintah Indonesia dan Nippon Asahan Aluminium Co., Ltd. Pada waktu perusahaan didirikan adalah 10 % dengan 90%. Pada 29 September 1979 perbandingan tersebut berubah menjadi 25 % dengan 75% dan sejak tanggal 24 juni 1987 menjadi 41,13% dengan 58,87 % dan sekarang mencapai 41,12% dengan 59,88% dan akhirnya telah mencapai 100% kepemilikan Indonesia sejak oktober 2014. Untuk melaksanakan ketentuan dalam Perjanjian Induk, Pemerintah Indonesia kemudian mengeluarkan SK Presiden No. 5 tahun 1976 yang melandasi terbentuknya Otorita Pengembangan Proyek Asahan sebagai wakil Pemerintah yang bertanggung jawab atas lancarnya pengembanagan Proyek Asahan. INALUM dapat dicatat sebagai pelopor dan perusahaan pertama di Indonesia yang bergerak dalam industri peleburan aluminium dengan investasi sebesar 411 Miliar Yen.
7
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
2.2
Struktur Organisasi Bagan Struktur Organisasi PT Inalum secara umum
Struktur organisasi PT. Inalum Power Plant terdiri dari tiga departement, yaitu Power Administrasi Departement (PAD), Power Operational Departement ( POD ) dan Power Maintenance Departement ( PMD ). Power Operational Departement ( POD ) dan Power Maintenance Departement ( PMD ) dibagi menjadi beberapa seksi, yaitu sebagai berikut :
8
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM 1.
Power Operational Departement (POD) Power Operational Departement (POD) memiliki 2 seksi yaitu : a. Power Technical Development and Engineering (PTE) Seksi ini menangani perencanaan operasi turbin dan generator listrik dengan menganalisis pengembangan sistemnya. Seksi ini bertugas sebagai perencana dalam hal – hal teknis. b. Power Operational (POP) Seksi ini menangani pengoperasian bendungan air (DAM), mesin – mesin turbin, generator di pembangkit listrik perusahaan.
2.
Power Maintenance Departement (PMD) Power Maintenance Departement (PMD) membawahi 2 seksi yaitu sebagai berikut: a. Power Maintenance (PMN) Seksi ini melaksanakan program dan pekerjaan pemeliharaan terhadap peralatan pembangkit listrik ( Main and Auxilary Machine ), sistem SCADA
(Supervisory
Control
and
Acquisition)
dan
sistem
telekomunikasi milik PT. INALUM Power Plant. b. Power Civil Transmission (PCT) Seksi ini terdiri dari atas dua sub seksi yaitu : ►
Power Civil Transmission – Civil Work (PCT-CW) yang bertugas
menangani pekerjaan
konstruksi dan pemeliharaan gedung,
bendungan, jalan, dan pemeliharaan sepanjang jalur sungai Asahan. ► Power Civil Transmission – Transmission Line (PCT – TL) yang berfungsi menangani pemeliharaan jaringan tegangan tinggi transmisi 9
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM listrik dari pembangkit hingga ke pabrik peleburan dan pemeliharaan jalur distribusi tegangan rendah seluruh lokasi kerja. Selain kedua Departemen diatas ada beberapa divisi di Kuala Tanjung yang memiliki PT. INALUM Power Plant antara lain: 1. INALUM General Affairs and Human Resource (IGH) Divisi ini memiliki dua departemen yang berada di PT. INALUM Power Plant yaitu Power Administration (PAD) dan INALUM Public Relation (IPR) serta subseksi klinik (SOH). (PAD) terbagi atas dua seksi yaitu : a. Power Administration Section (PAS) Seksi ini bertugas antara lain: ► Merekrut dan memberhentikan karyawan ► Mengatur segala sesuatu yang menyangkut segala hak dan
kewajiban
karyawan,
termasuk
fasilitas
dan
kesejahteraan karyawan ► Bertanggung jawab atas pendidikan dan pelatihan karyawan ► Penyediaan fasilitas kantor ► Bidang atau hal – hal umum seperti kesekretariatan , transportasi, bantuan – bantuan dan publikasi. b. Power Security Section (PSC) Seksi ini bertugas menangani masalah keamanan di sekitar pembangkit dan di sekitar areal perumahan karyawan. 2. INALUM Business Division (IBS) 10
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Divisi ini memiliki satu departemen bisnis (Business Departement,SBS) yang berada di PT. INALUM Power Plant dan hanya memiliki satu seksi saja yaitu seksi Procurement Section (PPM) yang secara umum bertugas untuk memenuhi pembelian dan pengadaan material dan jasa di perusahaan. 3. INALUM Planning and Finance (IPF) Divisi ini membawahi seksi Power Budgeting dan Finance (PBF). Seksi ini erat hubungannya dengan permasalahan keuangan dan anggaran dalam perusahaan, serta berfungsi sebagai pembukuuan atas kas masuk dan kas keluar di INALUM Power Plant. Departement hubungan masyarakat (INALUM Public Relation, IPR) memiliki satu seksi di PT INALUM Power Plant yaitu Power Public Relation (PPR) yang bertugas sebagai jendela bagi PT INALUM Power Plant dalam hubungannya dengan masyarakat dan pemerintah. Sub seksi klinik (Paritohan Clinic) merupakan satu sub seksi sebagai perpanjangan tangan dari seksi Hospital (Smelter Occupational and Hospital, SOH). Sub seksi ini bertugas menangani masalah kesehatan karyawan dan para keluarganya.
BAB III SISTEM BENDUNGAN DAN TURBIN PADA PEMBANGKIT PT INALUM 3.1 PLTA PLTA INALUM merupakan suatu pembangkit energi listrik yang memanfaatkan aliran air danau Toba melalui sungai Asahan, aliran air 11
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM dibendung sedemikian rupa kemudian air bendungan dibelokkan melalui terowongan bawah tanah menuju turbin generator. Prinsip nya adalah mengubah energi dari energi potensial dari DAM (bendungan) atau dari ketinggian tertentu menjadi energi mekanik dengan bantuan turbin air dan dari energi mekanik menjadi energi listrik.
Gambar 3.1 Water sistem Pembangkitan PT INALUM
Ditinjau dari cara membendung air PLTA dapat dibagi menjadi dua kategori: a. PLTA run off river b. PLTA dengan kolam tendo (reservoir)
PLTA run off river, air sungai dialihkan dengan menggunakan Dam yang dibendung membendung aliran sungai. Aliran sungai ini kemudian disalurkan ke bangunan air PLTA. PLTA dengan kolam tendo (reservoir) air sungai dibendung
12
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM dengan bendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga terjadi kolam tendo, selanjutnya air tersebut dialirkan ke bangunan air PLTA. Dengan adanya penimbunan air terlebih dahulu di kolam tendo, maka pada musim hujan dimana debit air sungai besar melebihi kapasitas penyaluran air yang diinginkan, air dapat ditampung dalam kolam tendo. Pada musim kemarau dimana debit air kecil dari pada kapasitas penyaluran air bangunan PLTA, kekurangan air ini dapat diatasi dengan mengambil air di kolam tendo tersebut. Inilah kuntungan menggunakan kolam tendo pada PLTA, hal ini tidak dapat dilakukan pada PLTA run off river, pada PLTA run off river biaya pembangunan lebih murah dari pada PLTA kolam tendo. Karna kolam tendo memerlukan bendungan yang besar, jika ada sungai yang mengalir keluar dari danau maka dapat dibangun PLTA dengan menggunakan danau tersebut sebagai kolam tendo. Contoh dalam hal ini adalah PLTA ASAHAN yang menggunakan danau toba sebagai kolam tendo. 3.2 Bendungan Bendungan merupaka suatu bangunan yang sangat penting dalam membangun sebuah PLTA. Semakin tinggi suatu bendungan maka eneergi yang dihasilkan semakin besar yang secara matematis dapat ditulis: Ep
=
m . g. h
Ep
=
Energi (joule)
M =
Massa benda (Kg)
H = Tinggi relatif terhadap permukaan (Meter) Kemudian daya yang dihasilkan dapat dihitung dengan rumus:
P = 9,81 . Q . h
13
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
PLTA INALUM membendung sungai asahan yang merupakan satu – satunya sungai tempat keluar air Danau Toba. PT INALUM memiliki 3 buah bendungan yaitu bendungan Pengatur (Regulaiting Dam), bendungan Siguragura dan bendungan Tangga. Dimana tipe bendungan yang digunakan untuk Regulating Dam dan Siguragura Dam adalah bentuk grafitasi, sedangkan bendungan tangga menggunakan bendungan tipe busur yang pertama di Indonesia. Bendungan juga dapat dikatakan berfungsi sebagai menampung air dalam jumlah besar Untuk menciptakan tinggi jatuh air agar tenaga yang dihasilkan juga besar. Selain itu juga bendungan berfungsi untuk pengendalian banjir. 3.2.1 Bendungan Pengatur (Regulating Dam) Bendungan
ini terletak di desa siruar 14,6 km mulut danau Toba.
Bendungan ini dibangun dengan tipe grafitasi dengan tinggi 39 meter dan panjang 71 meter, seperti terlihat pada gambar 3.2. High water level
= 905,0 Meter
Low Water Level
= 902,4 Meter
Base
= 897,0 Meter
Flood Water Level
= 905,5 Meter
14
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
Gambar 3.2 Regulating DAM
3.2.2 Bendungan Penadah Air Siguragura Bendungan ini terletak di Simorea, 9 Km dari bendungan pengatur. Bendungan ini berfungsi sebagai sumber air yang stabil unutk stasiun pembangkit listrik Siguragura. Bendungan ini dibangun dengan tipe beton grafity dengan tinggi 46 meter dan panjang 173 meter. Seperti gambar 3.3. High water level
= 735,4 Meter
Low Water Level
= 732,6 Meter
Base
= 726 Meter
15
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
Gambar 3.3 Bendungan Siguragura
3.2.3 Bendungan Tangga Bendungan ini terletak di Tangga 4 Km dari stasiun pembagkit Siguragura. Bendungan ini berfungsi unutk memanfaatkankembali air dari stasiun pembangkit Siguragura dan menyuplai air ke stasiun Tangga. Seperti gambar 3.4. High water level
= 506 Meter
Low Water Level
= 502 Meter
Base
= 498 Meter
16
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
Gambar 3.4 Bendungan Tangga
3.3 Fasilitas Pendukung Bendungan a. Saluran Curah Air Banjir (Flood Chlute) Saluran ini dibangun pada bendungan guna untuk mengalirkan air berlebih pada saat banjir. Bendungan ini harus dibangun sedemikian rupa sehingga debit air yang berlebih yang fatal dapat disalurkan dengan baik. Hal ini dapat dibut apabila diketahui keadaan air masuk maksimum ke bendungan tersebut, baik melalui anak – anak sungai maupun melalui hujan. Demikian pula juga halnya dengan bendungan PLTA Asahan. Saluran limpah ini dibangun setelah mengetahui air masuk danau Toba dan anak – anak sungai Asahan. Hal ini dapat diketahui melalui penelitian – penelitian yang cukup lama sebelum pembangunan PLTA. b. Pintu Air Pintu merupakan pelengkap pada suatu bendungan dibagi dalam beberapa pintu, antara lain : 1. Blok Tahan (Flash Board) 17
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM 2. Pintu air gesek tegak 3. Pintu air stoncy 4. Pintu air tummer 5. Pintu air gerigi Pintu air yang digunakan pada PLTA Asahan adalah pintu geser tegak dan pintu geser silendrik. Pintu air geser tegak dipakai apabila tekanan air relatif kecil. Badan pintu naik-turun sepanjang alur pintu (guide gate). Pintu air limpah silindrik atau roller gate dipasang pada bendungan untuk mengalirkan air pasang. Roda atau roller dipasang pada badan pintu untuk mengurangi gaya gesekan pada alur pintu. Pintu jenis ini sangat cocok untuk sungai yang besar atau bila pintu cukup sering dibuka dan ditutup. c.
Terowongan Saluran Atas (Head Race Tunnel) Head Race Tunnel adalah saluran air dari bendungan pengambilan air
menuju tangki peredam dari bendungan pengambilan air menuju tangki peredam (surge tank). Data – data dari Head race Tunnel pada PLTA Asahan adalah : Head Race Tunnel
: PLTA Siguragura
: PLTA tangga
Jumlah jalur
:1
:1
Panjang d.
: 983 m
: 1618 m
Tanki Peredam (Surge Tank) Dari Head Race Tunnel air diteruskan ke surge tank sebelum diteruskan ke
pipa pesat atau (penstock). Surge Tank ini berfungsi untuk membuang gelembung – gelembung udara dari air, sekaligus menenangkan air sebelum masuk ke pipa pesat. Hal ini unutk menghindari kavitasi dan water hammer pada sudu – sudu turbin. e.
Pipa Pesat (Penstock) 18
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Penstock adalah pipa tekan yang digunakan untuk mengalirkan air dari tanki air (Head Tunnel) atau langsung dari bangunan pengembalian ke turbin. Fungsi penstock didesain untuk menahan tekanan pukulan air (Water Hammer). Di Siguragura dan Tangga Penstock dipasang di bawah tanah dengan jenis pipa baja dibungkus dengan beton. Masing – masing 2 (dua) jalur, tiap jalur dibagi 2 (dua) sehingga tiap – tiap turbin dilayani oleh 1 (satu) saluran. Data – data Penstock sebagai berikut : Penstock
Siguragura
Tangga
Tipe
: Terowongan Vertikal : Terowongan Miring
Jumlah Jalur
: 2-4 jalur
: 2-4 jalur
Panjang
: 261 m
: 481 m & 465 m
Diameter
: 4,0 & 2,4 m
: 4,3 & 2,6 m
f. Sistem Pengaturan Air ( Water System ) Sesuai dengan perjanjian PT inalum dengan pemerintah indonesia mengenai batas kegiatan PLTA Asahan adalah ketinggian danau Toba antara 902,4 – 905,0 m dari permukaan laut. Hal ini adalah untuk menjaga operasi jangka panjang PLTA itu sendiri. 3.4 Turbin Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air. Sejak awal abad 18 kincir air banyak dimanfaatkan sebagai penggerak penggilingan gandum, memasuki abad 19 turbin air mulai banyak dikembangkan. Turbin air mengubah energi potensial menjadi energi mekanik, kemudian energi mekanik tersebut diubah oelh generator menjadi energi listrik. Pada generator, turbin inilah yang digunakan sebagai penggerak mula (prime over). 19
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Putaran turbin akan memutar rotor pada generator turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu : turbin impuls dan turbin reaksi. Turbin impuls terdiri atas turbin pelton, turbin turgo, turbin cross-flow, turbin multi jet pelton, sedangkan turbin reaksi terdiri atas turbin francis, turbin propeller dan turbin kaplan. Pada PT Inalum turbin yang digunakan adalah tipe francis, dengan efisiensi hampir 95%. 3.5 Bagian Bagian Turbin a. Runner Runner adalah bagian dari turbin yang memutar shaft pada generator sehingga bagian ini merupakan salah satu bagian yang paling penting dalam pembangkitan. Hal yang tidak boleh terjadi pada bagian ini adalah proses kavitasi, dimana proses ini dapat menyebabkan adanya gelembung – gelembung udara pada sisi runner yang dapat mengakibatkan terjadinya proses korosi pada runner dan membuat runner tidak dapat bekerja secara maksimal sehingga kemampuan mengubah energi potensial menjadi berkurang. Oleh sebab itu pada runner dibuat dengan permukaan yang rata dan licin. Adapun runner sendiri terbuat dari baja tuang. b. Rumah keong (Spiral Case) Rumah keong terbuat dari lapisan dengan kualitas tinggi, dibagi menjadi 4 bagian, karena ukuran yang besar dan juga karena proses pengangkutan tekanan maksimum pada rumah keong adalah 37,2 kg/cm.
c. Stay Ring Bagian ini terbuat dari plat baja berkualitas tinggi dan berfungsi untuk menahan beban berat dari bagian yang berputar. Stay Ring dirancang untuk menahan tekanan pada spiral case pada tekanan 32,7 kg/cm. d. Bantalan Turbin 20
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Fungsi dari bantalan turbin adalah supaya tidak terjadi gesekan langsung antara bagian yang berputar dan bagian yang diam juga menjaga agar tidak terjadi adanya vibrasi pada turbin shaft. Pada bantalan ini diberi minyak oli supaya mengurangi gaya gesekan yang selalu dihindari. Ada tiga bantalan turbin yaitu upper bearing, lower bearing dan turbine guide bearing. Prinsip yang digunakan adalah dengan prinsip tekanan minyak. e. Katup Pintu Masuk (Inlet Valve) Dalam keadaan beroperasi katup pintu masuk dalam keadaan terbuka. Namun jika adanya pemeliharaan pada generator maka katup akan ditutup. Inilah pintu utama air masuk ke dalam sistem turbin. Sistem penutupan ini juga masing – masing berkooordinasi dengan governoor. Pengoperasian dari katup pintu masuk dibuat berdasarkan tekanan oli yang digerakkan oleh motor yang juga berkoordinasi dengan governoor. f.Turbin Shaft Bagian ini terbuat dari campuran karbon dan tembaga yang ditempatkan pada pinggiran roda generator, turbin shaft memiliki diameter 620 mm yang dapat beroperasi dengan aman pada kecepatan maksimum 580 rpm tanpa menghasilkan vibrasi dan distorsi. g.Sudu – sudu Turbin (Stay Vane) Fungsi dari sudu turbin adalah untuk mengatur kecepatan turbin. Sudu ini mengatur dengan cara memperbesar atau memperkecil antara posisi sudu itu sendiri sehingga jumlah air yang masuk pun dapat diatur. Peralatan ini bekerja sama dengan governoor dimana sistem operasinya sudah otomatis. Jika terjadi penambahan beban yang cukup besar amak governoor akan memrintahkan pada sudu – sudu agar membuka lebih besar sehingga masukan air lebih besar pula dan kecepatan dapat dijaga pada putaran 333 rpm.
21
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
BAB IV SISTEM PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK PT. INALUM IV.1.Generator IV.1.1 Umum
22
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Listrik merupakan suatu energi yang sangat berperan besar dalam kehidupan. Untuk menghasilkan energi, dalam hal ini adalah energi listrik PT. INALUM menggunakan pembangkit listrik tenaga air, dimana PT. INALUM memiliki 4 generator di Siguragura dengan merek TOSHIBA dan 4 generator di Tangga dengan merek MITSHUBISHI electric. Adapun spesifikasi generator pada PT. INALUM adalah : GENERATOR SIGURAGURA Tipe
: Konvensial
Kapasitas
: 79,4 MVA
Jumlah Kutub : 18 Frekuensi
: 4167 A
Tegangan
: 10,5 KV
Faktor Daya
: 0,9 lagging
GENERATOR TANGGA Unit No.1 Manufacture Unit electrical output (kW) Output Capacity (kVA) Phasa Frequency (Hz) Rated Voltage (kV) Rated Current (A) Power Factor Rated Speed (rpm) Exitation Voltage (V) Pole Rating Insulation Class
Remarks
Unit No.2
Unit No.3
Unit No.4
Mitsubishi
Mitsubishi
Mitsubishi
Mitsubishi
79,200
79,200
79,200
79,200
88,000 3 50 11 4619 0.9 (Lagging) 333 180 18 Pole
88,000 3 50 11 4619 0.9 (Lagging) 333 180 18 Pole
88,000 3 50 11 4619 0.9 (Lagging) 333 180 18 Pole
88,000 3 50 11 4619 0.9 (Lagging) 333 180 18 Pole
F
F
F
F
Upgrading
Upgrading
Upgrading
Upgrading
IV.1.2 Prinsip Kerja Generator
23
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Generator adalah suatu mesin listrik yang berfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Jenis generator yang digunakan pada PT Inalum adalah generator sinkron. Disebut sinkron atau berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan medan putar. Secara teori prinsip kerja suatu generator adalah : 1. Memenuhi hukum lenz yaitu Arus yang diberikan pada penghantar rotor akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor dan seterusnya melawan putaran rotor. 2. GGL yang dihasilkan akan menghasilkan arus jangkar.
Gbr 4.1. Generator di Power Station Tangga Pada proses penghasilan listrik mula-mula arus DC dialirkan ke kumparan rotor, yang bertujuan untuk menghasilkan medan magnet di sekitar rotor. Rotor dari generator akan diputar oleh prime over (dalam hal ini adalah air) guna menghasilkan medan magnet putar di dalam mesin. Sebagaimana kita ketahui pada stator suatu generator juga terdapat kumparan/belitan. Sehingga medan magnet putar dapat menyebabkan medan magnet yang melingkupi kumparan stator bertambah secara kontinu. Perubahan
24
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM medan magnet secara kontinu dapat menginduksikan tegangan pada kumparan stator. IV.1.3 Sistem Eksitasi Pada Generator Sistem eksitasi pada PLTA termasuk eksitasi statis dan menggunakan thyristor. Kelebihan sistem eksitasi ini adalah : 1.
Mempunyai respon yang cepat seiring kemampuan governor turbin.
2.
Memiliki batas arus eksitasi yang tinggi
3.
Sumber arus eksitasi diambil langsung dari generator. Adapun fungsi eksitasi pada generator adalah :
1. Menimbulkan tegangan stator pada waktu yang sangat singkat menuju sinkronisasi. 2. Menstabilkan suplay daya listrik MW dan MVAR ke sistem. 3. Menjaga tegangan generator tetap berada pada batasan tegangan nominal yang diizinkan (5%tegangan nominal yang diizikan). IV.1.4 Bagian –bagian Generator a. Rangka Stator Rangka stator dibuat dari elemen-elemen baja yang kuat pada pondasi rumah pembangkit. Pasangan tersebut bertujuan untuk menjaga kondisi agar tidak bergeser jika terjadi getaran/gangguan. b. Inti Stator Inti stator terbuat dari pelat-pelat baja yang disusun secara berlapis-lapis dengan ketebalan lebih kurang dari 0,35 mm kedua sisi pelat tersebut diisolasi dengan vermis tahan panas dan diikat kuat pada rangka stator. Tujuan dari pelat baja berlapis-lapis adalah untuk mengurangi rugi25
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM rugi histerisis akibat panas dan arus eddy. Pada sekeliling ini stator bagian dalamnya
dilengkapi
dengan
alur
sebagai
tempat
kedudukan
hantaran/belitan stator. c. Kumparan Stator Kumparan stator dipasang dalam gabungan batang dan disusun pada slot terbuka dengan dua sisi kumparan terletak pada alur slot. d. Rotor Rotor tersusun atas lempengan pelat baja dengan ketebalan pejal kurang lebih 3,2 – 6,0 mm. Penyusunannya dilakukan secara berlapis-lapis seperti halnya dengan lempengan stator, yang juga bertujuan untuk mengurangi rugi-rugi inti akibat arus eddy. Lingkaran rotor merupakan bentuk yang diatur sedemikian rupa sehingga dari setiap satu per satu membentuk sebuah jaringan yang berkeliling. Inti rotor dilengkapi dengan kutub masing-masing dilekatkan kumparan medan. Laporan kumparan disebut dengan isolasi kelas F yang tahan terhadap panas tinggi.
f. Pendingin Generator Sistem pendingin untuk generator menggunakan air cooler dengan cara sirkulasi udara yaitu menghembuskan udara panas dari dalam generator akan keluar dan menjadi dingin udara tersebut di dalam ruangan generator. Alat untuk mendinginkan udara tersebut adalah air cooler yang mirip seperti radiator dan memiliki saluran pipa untuk air masuk (inlet). Sumber air dingin ini dipompakan oleh Main Water Supply Pump berkapasitas 90 KW, 1500 rpm, 380 V, dan 3 fasa. Outlet dari air cooler adalah pipa yang membawa air panas menuju ke sumpit untuk kemudian dibuang ke saluran bawah (tail race). 26
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Pada masing-masing alat pendingin tersebut juga dilengkapi termometer pada inlet dan outletnya yang berfungsi untuk mengetahui perbedaan temperatur dari air yang masuk dan keluar. IV.2 Rem (Brake) dan Pengangkat (Jack) Untuk sistem pengereman pada generator dilengkapi dengan rem hidrolik yang beroperasi berdasarkan tekanan udara. Brake pada generator digunakan untuk mengerem bagian yang berputar pada generator, dalam hal ini rotor dan turbin pada 20% kecepatan nominal atau putaran 66 rpm. Pada setiap unit generator dilengkapi dengan 6 sepatu rem yang mana beroperasi berdasarkan tekanan udara. Sepatu rem digunakan untuk mengerem cincin dari bangian yang terendah dari rotor. Sepatu rem ini dirancang dalam kapasitas yang cukup untuk menghentikan dan mengangkat bagian yang berputar dari generator dan turbin, supaya thrust bearing dapat digerakkan atau diatur atau yang disebut hydraulik pump, minyak yang bertekanan untuk operasi pengankatan dikerjakan oleh portable type operational pump. Operasi pengangkatan harus dilakukan sebelum generator di start yaitu setelah lebih dari satu minggu selesai dikerjakan. IV 3. Penyearah Thyristor Generator sinkron arus searah dijalankan dengan cara membangkitka medan magnet pada kumparan medan. Sistem penguat generator digunakan untuk membangkitkan dan mengontrol supaya arus medan yang mengalir diusahakan selalu konstan untuk beberapa perubahan keadaan. Nilai yang diharapkan adalah sebesar 10,5 kV dengan cara memberikan supply tegangan searah pada kumparan medan sebesar 110 V dan arus medan yang bervariasi untuk memperahatikan output generator 10,5.
Untuk membangkitkan digunakan penyearah tyristor
dimana arus searah didapat dari eksitasi transformator yang mengubah tegangan generator dari 11 kV menjadi 580 V. IV 4. Proteksi Generator 27
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Peralatan proteksi pada generator dilengkapi dengan surge absorber yang terdiri dari lightning arrester dan condensornya
yang dihubungkan secara
parallel. Surge absorber berguna untuk mengamankan gangguan surja lebih dari transmisi karena isolasi yang digunakan adalah kelas B, kapasitas dari surge absorber adalah 14 kV dengan kapasitas 0,3 µF. Adapun proteksi yang digunakan pada generator adalah : - Differensial Relay - Over Current Relay - Ground Over Current Relay - Kegagalan eksitasi atau medan - Speed Relay IV.5. Mengoperasikan Generator Pengoperasian awal generator
harus melalui beberapa langkah, langkah-
langkah tersebut adalah: 1. Melalui intake dam air dialirkan ke turbin, inlet valve dibuka sebagai jalannya air ke turbin. 2. Pengoperasian tidak dilakukan secara serempak keempat generator, generator 1 diputar oleh turbin 1, sampai putaran mencapai 333 rpm dan diberi tegangan eksitasi sebesar 110 V DC. 3. Setelah tegangan keluaran generator 1 mencapai 10,5 KV, tegangan tersebut dinaikkan menjadi 275 KV oleh Main Transformer 1 . 4. Tegangan 275 KV keluaran transformator dihubungkan ke Gardu Induk (Switchyard), Kemudian tegangan dari Generator 2, Generator 3, Generator 4 dihubungkan di Gardu Induk. Penggabungan tegangan keluaran dari keempat Generator harus dilakukan satu persatu, dan keempat generator tersebut harus diparalelkan satu dengan yang lainnya. Syarat-syarat memaparlelkan generator adalah sebagai berikut: 1. Tegangan harus sama antara G1, G2, G3, G4 2. Frekuensi Generator yang diparalelkan harus sama 28
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM 3. Urutan fasa harus sama 4. Karakteristik Generator harus sama Sistem yang memparalelkan semua generator ini secara otomatis diatur oleh synchronizer. PT Inalum mempunyai empat generator di PLTA Sigura-gura dan empat generator di PLTA Tangga. Setelah keempat generator di PLTA Sigura-gura diparalelkan di gardu induk Sigura-gura , Energi listrik ini dihubungkan langsung ke Gardu Induk Tangga dengan jalur transmisi 275 KV dan selanjutnya ditransmisikan ke Gardu Substation di Kuala Tanjung. IV.6. Main Transformator Transformator berfungsi untuk mengubah daya listrik dari suatu besaran (tegangan atau arus) ke besaran tersebut, menjadi lebih tinggi atau menjadi lebih rendah dengan daya yang sama. Prinsip suatu transformator menggunakan prinsip induktansi bersama. Besaran suatu transformator bergantung pada jumlah lilitannya.
Gambar 4.2 Main Transformator Sigura-gura Power Station 29
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Transformator terdiri dari dua kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Untuk konstruksi dipergunakan
untuk
yang lebih sempurna misalnya yang
transformator-transformator
daya,
bagian-bagiannya
dilengkapi dengan beberapa peralatan lainnya seperti bushing, minyak trafo, alatalat pengaman dan lain-lain. Untuk beberapa tipe dari transformator intinya terdiri dari lempenganlempengan baja yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk suatu batangan besi yang membuat celah-celah udara yang sangat kecil antara lempengan yang satu dengan yang lainnya dan diberi isolasi lapisan mikha yang tahan panas. Hal ini dimaksudkan untuk dapat memperkecil rugi-rugi daya. Pembagian transformator berdasarkan penggunaannya: 1. Dilihat dari tegangannya, transformator terbagi dua: a. Transformator Step up b. Transformator Step down 2. Transformator untuk keperluan pengukuran terbagi dua: a. Transformator Arus b. Transformator Tegangan 3. Transformator untuk penyaluran tenaga listrik terbagi dua: a. Transformator Distribusi b. Tansformator Daya Kerja transformator berdasarkan induksi elektromagnetik menghendaki adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder . Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama. Pada main tranformator yang digunakan PT Inalum adalah trafo step-up. Trafo ini digunakan untuk mengubah tegangan yang keluar dari generator 11 kV menjadi 275 kV. Trafo yang digunakan di Sigura-gura terletak 200 m di bawah tanah, sedangkan di Tangga ditempatkan di luar gedung. Transformator di Sigura-gura menggunakan pendingin air, sedangkan Transformator di Tangga
30
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM menggunakan pendingin udara. Transformator ini menaikkan tegangan menjadi 275 kV yang akan ditransmisikan sepanjang 120 km ke Kuala Tanjung. IV.7 Tipe dan Rating Main Transformator Transformator yang digunakan di Sigura-gura Power Station adalah tipe belalai gajah dengan pendingin minyak yang didinginkan air, dipakai di ruangan tertutup (bawah tanah). Sedangkan untuk Transformator untuk Power Station Tangga minyak didinginkan oleh udara, Transformator ini terletak di luar ruangan. Rating Main Transformer Sigura-gura Power Station sbb: - Kapasitas
: 79.400 kVA
- Frekwensi
: 50 Hz
- Tegangan Sisi tegangan tinggi
: 275 kV
Sisi tegangan rendah
: 10,5 kV
- Tap sisi tegangan tinggi
: 287,5 kV, 281,25 kV, dan 275 kV
sisi tegangan rendah
:-
- Basic insulation level (untuk gelombang penuh) sisi tegangan tinggi
: 1050 kV
sisi tegangan rendah
: 90 kV
sisi netral
:200 kV
Rating Main Transformer Tangga Power Station sbb: - Kapasitas
: 88.000 kVA
- Frekwensi
: 50 Hz
- Tegangan Sisi tegangan tinggi
: 275 kV
Sisi tegangan rendah
: 10,5 kV
- Tap sisi tegangan tinggi
: 287,5 kV, 281,25 kV, dan 275 kV
31
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM sisi tegangan rendah
:-
- Basic insulation level (untuk gelombang penuh) sisi tegangan tinggi
: 1050 kV
sisi tegangan rendah
: 90 kV
sisi netral
:200 kV
Gambar 4.3 Main Transformer Tangga Power Station Transformator pada sisi tegangan rendah merupakan hubung delta (Δ) dan disisi tegangan tinggi hubungan menjadi bintang (Ү). Netral pada sisi tegangan tinggi ditanahkan secara solid. Trafo-trafo utama dirancang untuk bekerja terus menerus pada rated outputnya tanpa melewati temperature maksimum yaitu 55° C pada lilitan dan intinya. IV.8 Konstruksi Transformator Inti Transformator utama menggunakan jenis shell form. Inti ini disusun dengan lapisan baja berkualitas tinggi. Inti disusun secara horizontal dan terbuat dari silicon yang dilapisi pelat baja. Inti disusun sedemikian rupa sehingga terletak pada bagian bawah tank dan benar-benar diapit pada semua bagian keliling dengan tekanan pada tiap sis piringan, untuk mengurangi tingkat gangguan dan 32
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM menghilangkan rugi-rugi selama operasi. Tiadak ada suatu ketentuan yang mengatur tentang pendinginan pada inti transformator ini. Belitan terdiri dari susunan yang sangat konsentris, yang terdiri dari beberapa lapis. Lilitan konduktor dibelit secara rectangular dengan isolasi. Isolasi yang dirancang pada main transformer ini dibuat bukan hanya melindungi pada keadaan normal saja tetapi juga dirancang dengan pertimbangan khusus dengan memperhatikan tegangan dan batas aman pada saat pemeliharaan. Jenis isolasi yang digunakan merupakan jenis surge-proof constructon yang dapat melindungi transformator dari tegangan impuls yang disebabkan oleh surja petir pada transmisi listrik dan tegangan impuls saat terjadinya pertukaran (switching) oleh peralatan seperti disconnecting switch, circuit breaker dan peralatan lainnya yang menyebabkan adanya tegangan impuls. Rancangan umum dari trafo dan belitan dibuat sedemikian rupa, sehingga tidak ada pergerakan mekanik di dalam transformator tersebut (yang mengakibatkan adanya hubung singkat di dalam transformator). Main Transformer adalah jenis trafo tiga fasa, dimana bagian tengah dan bagian bawah terpisah sedangkan bagian atas tersambung secara elktrik. Tangki semuanya ditutup, dan dilas dengan plat baja yang digunakan untukmenahan inti yang dibatasi dengan isolasi minyak. Bentuk tangki adalah bentuk gajah, yang dirancang mampu melindungi transformator dari debu. Tangki transformator dapat menahan tekanan minyak sampai 4 kg/cm2. Bushing adalah tempat pemisah/ keluaran arus dari badan trafo, bushing biasanya terbuat dari bahan isolator. Bushing untuk terminal jaringan sisi 275 kV adalah jenis oil condenser type. Sedangkan bushing untuk sis 11 kV menggunakan oil filled porcelain type. Sistem pendingin pada transformator menggunakan minyak yang disirkulasikan melewati kipas pendingin yang terletak di bagian luar tangki trafo. Pada transformator utama Sigura-gura Power Station, pendingin minyak trafo
33
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM menggunakan air, hal ini dipilih, karena transformator ini terletak di bawah tanah sekitar 200 m ke dalam perut bumi. Sedangkan untuk PLTA Tangga main transformernya memiliki system pendingin yang terdiri dari radiator, pompa minyak, dan kipas angin atau secara sederhananya pendingin minyak trafo ini meggunakan udara. Radiator dirancang bekerja pada tekanan minyak sebesar 2,0 kg/cm2. Pompa minyak terletak pada bagian bawah radiator sehingga dapat mensirkulasikan minyak dari bawah ke atas. Pompa minyak dan cooling fans secara otomatis bekerja sama ketika sudah mencapai 80% dari tegangan nominal. Trafo utama ini dilengkapi dengan bucholz relay untuk mengetahui inernal fault trafo yang mengidentifikasikan gas ke dalam minyak trafo yang dapat mengurangi tahanan isolasi minyak trafo. Buchholz relay bekerja berdasarkan tekanan minyak yang ada pada transformator. Tekanan minyak akan berubah jika terjadi gangguan pada trafo. Gangguan tersebut mengakibatkan minyak naik dan bertekanan yang membuat relay bekerja. Relay ini diletakkan pada bagian atas trafo. Pada trasformator juga dilengkapi dengan system pemadam api yang bekerja secara otomatis jika ditemukan indikasi akan terjadi kebakaran pada transformator. Transfomator juga memiliki tap changer dengan besaran pada sekunder 275 kV, 281,25 kV, dan 287,5 kV. Diamana saat ini PLTA milik PT Inalum ini menggunakan tap 287,5 kV di masing-masing Power Station, baik di Sigura-gura dan Di Tangga. Hal ini dilakukan karena PT Inalum sudah sepenuhnya menjadi milik BUMN, bukan milik dua negara lagi yaitu Indonesia dan Jepang. Tap 287,5 kV ini dipilih untuk memenuhi pengiriman daya ke PLN di daerah SUMBAGUT. IV.9 Switchyard (Gardu Induk) Gardu Induk pada sistem tenaga listrik merupakan tempat pengaturan pengiriman transmisi tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator. Gardu induk terdiri dari bangunan yang merupakan ruang control tempat instalasi serta banguna luar gedung yang berisi peralatan-peralatan tegangan tinggi. Tenaga
34
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM listrik yang dihasilkan oleh masing-masing generator disalurkan melalui trafo utama untuk menaikkan tegangan dari 11 kV menjadi 275 kV dan dihubungkan oleh kabel berkapasitas 275 kV ke bus yang terdapat di Gardu Induk. Gardu Induk ini berfungsi juga sebagai gardu pengatur arus dan tegangan dan biasanya terletak di alam terbuka. Gardu Induk Sigura-gura mengirim energy listrik melalui transmisi ke Gardu Induk (switchyard) Tangga dan kemudian diinterkoneksikan, lalu dikirimkan ke pabrik peleburan aluminum di Kuala Tanjung. Swithcyard Siguragura dan Tangga memakai system double bus 275 kV. Sirkuit gardu induk ini menggunakan sirkuit utama, dan pada sirkuit terdapat disconnecting switch yang berfungsi sebagai pengatur tegangan yang keluar dari generator. Dimana dalam switchyard Inalum Power Station ini keluaran dari generator ganjil yaitu generaor 1 dan generator 3 masuk ke bus A serta keluaran dari generator 2 dan 4 masuk ke bus B pada switchyard yang diatur oleh Disconecting Switch. Keuntungan penggunaan double bus pada Gardu Induk adalah: 1. Fleksibel, karena dalam operasinya dapat dipakai system dua bus atau satu bus saja. 2. Salah satu bus dapat di off kan untuk perawatan, dimana saat perawatan salah satu bus, energy listrik dapat disalurakan pada bus yang lain. 3. Sirkuit dapat dipindahkan secara langsung dari satu bus ke bus yang lainnya
dengan
menggunakan
CB
Tie
(Tie
breaker).
Dalam keadaan normal kedua bus digunakan dan tie breaker dalam keadaan tertutup. Untuk keandalan system bus, maka proteksinya dibuat sangat selektif, sehingga bila ada gangguan pada salah satu bus, maka penyaluran daya tidak terputus total. Gardu induk dibagun diluar ruangan, gardu induk dirancang dengan perhitungan yang tepat pada bagian isolasinya untuk menghindari korona, flash dan partial discharge yang diakibatkan kerusakan isolator. Gardu Induk dibangun dengan menggunakan batu-batu kerikil sebagai bagian bawah yang berfungsi 35
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM untuk mengurangi kelembaban udara sekitar dan pengaman terhadap arus induksi yang ada disekitar gardu induk. IV.10. Peralatan-Peralatan pada Gardu Induk a. Circuit Breaker (Pemutus Daya)
Circuit Breaker merupakan pemutus daya pada gardu induk yang berfungsi untuk memutuskan daya dari transformator ke bus di gardu induk saat circuit sedang berbeban. Dalam pengoperasian CB (Circuit breaker), biasanya timbul busur api saat CB sedang memutus atau menyambung daya. Oleh karena itu, di dalam CB dilengkapi dengan pemutus busur api. Pemutus busur api dalam CB bisa berupa semprotan gas bertekanan tinggi atau menggunakan ruang vakum. Pada Gardu Induk milik PT Inalum, sebanyak 17 unit Circuit Breaker pemutus daya 300 kV dipasang dari keluaran main transformator di masing-masing gardu induk Tangga dan gardu induk Sigura-gura. Masing-masing Gardu induk Tangga dan Sigura-gura menggunakan empat buah CB untuk pemutus system transmisi, satu buah untuk tiap bus tie dan 12 unit untuk pemutus daya keluaran dari main transformator. Setiap pemutus daya diisi dengan gas SF6, mempunyai tekanan yang sangat tinggi, dan dioperasikan secara pneumatic dan pada bushingnya dilengkapi dengan trafo arus. Sistem pemutus daya dioperasikan dengan menggunakan udara bertekanan yang disuplai dari tempat air compressor yang terletak dibagian bawah dari pemutus daya. Pemutus daya trip dengan tekanan udara dan kembali ditutup dengan spring force. Spesifikasi pemutus daya yang digunakan PT Inalum adalah sebagai berikut: Rated tegangan
300 KV
frekuensi
50 Hz
Basic insulation impuls level
1.050 kV
Rated insulation current Untuk transmisi
2.000 A
Untuk bus tie
2.000 A 36
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Untuk main transformator
1.200 A
Rated interrupting capacity
20 kA
Rated short time current
20 kA untuk dua detik
Rated Interrupting time
3 Cycle
Rated SF6 gas pressure
5 kg/cm2
Rated control voltage
110 V DC
Rated operating air pressure
15 kg/cm2
Circuit Breaker bias ditripkan dalam keadaan semua posisi dan dapat secara normal ditutup dan dibuka untuk pengujian dan perbaikan. b. Disconnechting Switch Disconnecting swich digunakan untuk memutuskan daya pada saat tidak bertegangan. Lain halnya dengan circuit breaker, disconnecting switch bekerja memutuskan circuit pada saat semua system berhenti. Ada sebanyak 22 unit Disconnecting switch (DS) 300 kV digunakan di masing-masing gardu induk Sigura-gura dan Tangga, 12 diantaranya digunakan untuk system transmisi, 2 digunakan untuk bus tie sirkuit dan 8 digunakan untuk main transformator. Sistem operasi DS dioperasikan secara pneumatic. Sistem operasi DS juga menggunakan tekanan udara yang disuplai dari air compressor. Spesifikasi Disconnecting Switch yang digunakan PT Inalum adalah: Rated voltage
300 kV
Rated frequency
50 Hz
Basic insulation input level
1050 kV
- for transmission line circuit
2.000 A
- for bs tie circuit
2.000 A
- for transformator circuit
1.200 A
Rated short time current
20 kA untuk 2 detik
Rated control voltage
100 V DC
37
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Disconnecting Switch (DS) dapat dioperasikan secara local (langsung) ataupun di remot jarak jauh dari Master
Control
Room (MCR). Operasi secara local
bertujuan untuk menutup atau membuka secara manual pada saat pengujian dan pemeliharaan. c. Trafo Arus Setiap trafo arus dibuat pada bushing di circuit breaker. Tidak ada trafo arus yang secara khusus atau tersendiri dalam gardu induk. Adapun rating dari trafo arus adalah: 1. Rated Current Ratio i. ii.
iii. iv.
Transmission Line Circuit USE (Siguragura – Tangga Line) For line protection 1200/800/400/1 A For bus protection 2000/1 A Transmission Line Circuit USE (Tangga-Kuala Tanjung Line) For line protection 2000/1200/800/1 For bus protection 2000/1 A For matering 2000/1 A Bus TIE Circuit USE For bus protection 2000/1 A For matering 2000/1 A Main Transformator For bus protection 2000/1 A For matering 1200/1 A For transformator protective relaying 1200/1 A
2. Rated Burden For line protection 100 VA For bus protection 60 VA For matering 25 VA i. Bus TIE For bus protection 60 VA For bus protection 25 VA ii. Main Transformator For bus protection 60 VA For bus metering 15 VA For main transormator protective relaying 30 VA iii. Rated Over Current Strength For each core 20 KA for two second
38
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM Perbandingan arus pada trafo ini digunakan untuk mengatur proteksi relay yang digunakan pada saluran transmisi.pen-settingan ini dilakukan melihat pada besar impedansi suatu saluran transmisi. Kesalahan sedikit dalam menyetting arus relay dapat mengakibatkan kesalahan yang fatal. d. Lightening Arrester peralatan ini berfungsi untuk membuang tegangan lebih yang diakibatkan oleh surja petir. Ada dua jenis arrester yang sering digunakan, yaitu jenis ekspulsi dan jenis katup. Tipe katup yang digunakan adalah jenis katup: Rating dari lightening arrester Rated voltage
266 KV
Nominal discharge current
10 KV
Power frekuensi
460 KV
Impuls
1050 KV
Power frekuensi starting voltage
> 366KV
Discharge voltage
< 851 KV
e. Capasitance Potencial Device Peralatan ini dipasang pada tiap fasa bus 275 KV untuk mengubah tegangan bus untuk mengubah tegangan bus untuk keperluan pengukuran dan relay proteksi. Potencial device menggunakan minyak dan ddibuat di luar ruangan. Adapun rating dari peralatan ini adalah: a. Rated primary voltage
275/ 3 KV
b. Rated secondary voltage
110/ 3KV
c. Rated burden
500 VA 39
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM d. Accuracy classification class 1.0 according to JECv 190-1977. f. line Trap peralatan ini dipasang pada fasa (fasa R dan S untuk saluran 1 dan pada fasa S dan T untuk saluran 2) saluran transmisi 275 kV. Line Traps beerfungsi sebagai filter untuk keperluan PLC (power line carrier). line traps terdiri dari coil induktansi
(juga dilengkapi dengan lightening arrester) dan dirancang untuk
memisahkan frekuensi carrier dengan impedansi yang tinggi tetapi melewatkan frekuensi daya dengan rugi yang kecil. Terbuat dari aluminium dan dihubungkan secara langsung dengan saluran transmisi. g. Copling Capasitor Empat buah Copling Capasitor dipasang pada saluran transmisi (fasa R pada saluran no.1 dan fasa T pada saluran no.2) yang berfungsi untuk sistem komunikasi power line carrier Rating Copling Capasitor adalah: a. b. c. d.
Rated voltage Power frekwensi Capacitance Carrier frekwensi
275 KV 50 Hz 2.000 Pf 10-450 kHz
h. Sistem Grounding system grounding pada gardu induk menggunak Grounding Mesh dan knduktor yang digunakan pada Grounding adalah jenis baja dengan luas penampang 50
, dan pada saa direncanakan besar tahanan ground 0.22 ohm.
Semua sistem grounding terhubung dari Siguragura maupun Tangga.
40
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab terakhir dari laporan kerja praktik ini, kami mengambil kesimpulan dari semua informasi yang telah kami dapat selama melaksanakan kegiatan kerja praktik di PT Inalum Power Plant. Serta beberapa saran yang mudah-mudahan bisa bermanfaat. Kesimpulan. 1. PLTA Inalum adalah penyuplai daya utama bagi pabrik peleburan aluminium di Kuala Tanjung sekaligus untuk kebutuhan daya di daerah inalum Power Plant. 2. PLTA Inalum memiliki dua pusat pembangkitan, yakni di Sigura dan Tangga.
41
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM 3. PLTA Inalum memiliki tiga bendungan, Siruar Dam sebagai regulating dam, Sigura Dam serta Tangga Dam sebagai bendungan utama untuk pembangkitan. 4. Kapasitas pembangkitan generator Sigura Power adalah 4 x 79,4 MVA, dan kapasitas pembangkitan Tangga Power adalah 4 x 88 MWA. Dengan putaran generator 333 rpm, arus eksitasi 550 A, dan 18 buah kutub serta dengan tegangan keluaran 10,5 kV. 5. Distribusi Listrik PT Inalum menggunakan transmisi 275 KV dengan jumlah tower 271 buah yang terdiri dari empat jenis tower dan double line.
Saran. a. Meskipun system kelistrikan PT. INALUM telah cukup baik, kami sebagai pelaksana kerja peraktik menyarankan agar rugi-rugi daya dalam sistem transmisi terus diminimalisir dengan melakukan study b.
serta pemeliharaan peralatan. Pengoperasian seluruh unit agar dikoreksi lebih lanjut
dan
menyiapkan satu unit untuk selalu stand-by agar memudahkan perawatan atau pun sebagai cadangan jika salah satu unit down. c. Agar melakukan peremajaan ataupun penggantian peralatan-peralan operasi, agar efisiensi peralatan tetap terjaga mengingat banyak peralatan yang sudah termasuk tua.
42
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
DAFTAR PUSTAKA Marsudi,Djiteng. 2005.”Pembangkit Energi Listrik”,Erlangga:Jakarta. Tim Penyusun Buku INALUM. 2001. “Sejarah 25 Tahun PT. Inalum (19762001)”: Jakarta. Tim Penyusun Buku INALUM.1984.”PT. Inalum, Asahan Hidroelectric and Aluminium Project” Nippon Koei.Co.LTD : Tokyo. Toshiba Corp.1980. “Main Equipment”: Tokyo. Toshiba Corp.1980. “Secondary Equipment”: Tokyo
43
UNIVERSITAS SRIWIJAYA – PT INALUM
44
