SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR PT INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN
LAPORAN KERJA PRAKTIK
Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Akademik Mata Kuliah Kerja Praktek dan Seminardi Jurusan Teknik Elektro Universitas Jenderal Achmad Yani
Disusun Oleh :
Alfian Ashar Hasim NIM. 2201151007
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM DIPLOMA III UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI
CIMAHI – 2017 2017
SISTEM PROTEKSI GENERATOR PT INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN
Oleh :
Alfian Ashar Hasim NIM. 2201151007
Pelaksanaan di perusahaan/industri : Tanggal
: 19 Juli s/d 19 Agustus 2017
Tempat
: PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN
Disahkan, Cimahi, ….Agustus 2017
Cimahi, ….Agustus 2017 ….Agustus 2017
Pembimbing Perusahaan
Dosen Pembimbing
Rochmat Hidayat
Sunubroto, ST.,MT.
NIP. 820241003
NID. 412123863
Cimahi, ….Agustus 2017 ….Agustus 2017 Ketua Program Studi D3 Teknik Elektro
Sunubroto, ST., MT. NID. 412123863
SURAT PERNYATAAN
Kami yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Rochmat Hidayat
Jabatan
: Supervisior Operator Pemeliharaan
Nama Perusahaan
: PT. INDONESIA POWER POWER SUB UNIT PLTA L LAMAJAN AMAJAN
menyatakan dengan sebenarnya bahwa mahasiswa dari Jurusan Teknik Elektro Universitas Jenderal Achmad Yani, dibawah ini : Nama
: Alfian Ashar Hasim
NIM
: 2201151007
telah melaksanakan kegiatan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di perusahaan kami sejak tanggal 19 Juli s/d 19 Agustus 2017. Demikian surat ini kami buat untuk dipergunakan sebagai mana mestinya.
Cimahi,04 September 2017
Supervisior Operator Pemeliharaan
Rochmat Hidayat NIP. 820241003
i
KATA PENGANTAR
Saya panjatkan Puji dan Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas selesainya LAPORAN Kerja Praktik di PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN dan atas berkat rahmat dan karunia-Nya pula penulis dapat menyelsaikan Laporan Kerja Praktik dengan judul “ PENGGUNAAN MAIN VALVEPT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN” LAMAJAN”
Laporan Kerja Praktik ini penulis susun dalam rangka sayarat akademin mata kuliah Kerja Praktik dan Seminar program di Jurusan Teknik Elektro.Pada kesempatan ini tak lupa penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang secara terus-menerus telah membantu penulis baik moral maupun spiritual. Terima kasih penulis ucapkan kepada: 1. Orang tua dan keluarga, yang selalu memberikan doa serta dukungan. 2. Bapak Iwan Sukmana, selaku Supervisior Senior PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN yang telah mengizinkan penulis untuk PKL disini 3. Bapak Rochmat Hidayat, selaku pembimbing selama kegiatan Kerja Praktek di PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN 4. Staff Maintenance PT INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN, yang telah memberikan dukungan serta arahan. 5. Bapak Yuda Bakti Zainal, Ir., ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 6. Bapak Sunubroto, ST.,MT. selaku
Ketua Program Studi D3Teknik
Elektronika dan sekaligus dosen pembimbingyang senantiasa bijaksana kepada mahasiswa Elektronika. 7. Bapak/Ibu, yang dengan tangan terbuka telah memberikan kesempatan penulis untuk melaksanakan kerja praktek. 8. Pihak-pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis, yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu namun dengan tidak mengurangi rasa hormat penulis mengucapkan terima kasih.
ii
Penulis menyadari bahwa penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun guna memperbaiki isi laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membaca laporan ini. Cimahi, 04 September 2017
Penulis
iii
ABSTRAK
Kerja Praktek (KP) adalah suatu bentuk pendidikan dengan cara memberikan pengalaman belajar bagi mahasiswa untuk berpartisipasi dengan tugas langsung di Lembaga BUMN, BUMD, Perusahaan Swasta, dan Instansi Pemerintahan
setempat.
Kerja
Praktek (KP)memberi
kesempatan
kepada mahasiswa untuk mengabdikan ilmu-ilmu yang telah diperoleh di kampus. Kerja Praktek (KP) merupakan wujud relevansi antara teori yang yang didapat selama di perkuliahan dengan praktek yang ditemui baik dalam dunia usaha swasta maupun pemerintah. Pelaksanaan mata kuliah Kerja Praktek (KP) bertujuan untuk :memberikan pengalaman kerja secara nyata sebelum memasuki dunia kerja, memberikan kesempatan untuk membandingkan dan menerapkan pengetahuan akademis yang telah didapatkan dengan memberikan kontribusi pengetahuan pada perusahaan, lebih memahami konsep-konsep non akademis dan non teknis di dunia kerja nyata seperti hubungan atasan-bawahan, penerapan lapangan yang terkadang tidak sesuai dengan teori akademis dan lain sebagainya. Kerja praktek dilaksanakan di PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN, yaitu sebuah perusahaan yang fokus pada pembangkit listrik tenaga air. Kerja praktek pada PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN dimulai dari tanggal 19 Juli 2017 sampai dengan 19 Agustus 2017 (±8 minggu). Kerja praktek yang dilakukan di perusahaan ini yaitu meneliti dan mempelajari cara proses pengoperasian PLTASUB UNIT LAMAJAN pada unit 1.2 dan 3, dan difokuskan pada sistem proteksi generator.
K ata Kunci K unci : Si ste stemPr oteksi G ener ner ator
iv
ABSTRACT
Job Training is a form of education by providing learning experiences for students to participate directly in the Institute with the task of state, enterprises, Private Companies, and Local Government Agencies. Job Training gives students the opportunity to devote sciences that have been obtained on campus. Job Training is a form of relevance between theory gained during in classes with practice encountered both in private business and government. government. Implementation of courses Job Training intends to provide work experience significantly before entering the world of work, provide an opportunity to compare and apply the academic knowledge that has been gained by contribution knowledge to the company, to better understand the concepts of non-academic and non-technical in the real working world as a superior and a subordinate, the application of a field that sometimes does not correspond to academic theory and so forth. Practical work carried out in PT.INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN, a company focused into a power of electric from hydro. Practical work on PT. INDONESIA POWER SUB UNIT PLTA LAMAJAN starting from the date of July 19, 2017 untilSept 19, 2017 (± 8 weeks). Practical work done in this company is research and study how to process the operation of PLTA SUB UNIT LAMAJAN at unit 1, 2 and 3 is focused on the
Syst System Pr otecti cti on G enerat nerato or . K eywords ywords : S yste ystem P r otection tection Ge G enerator nerator
v
DAFTAR ISI
SURAT PERNYATAAN ..................................................... ........................................................................... .................................. ............ i KATA PENGANTAR ........................................ .............................................................. ............................................ ............................. ....... ii ABSTRAK ........................................... ................................................................. ............................................ ........................................... ..................... iv DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ....................................... ................. vi DAFTAR GAMBAR ................................................. ....................................................................... ......................................... ................... viii BAB I .................................................... .......................................................................... ............................................ ............................................ ...................... 1 PENDAHULUAN.................................................. ......................................................................... ............................................. ......................... ... 1
1.1 Latar Belakang .................................................. ........................................................................ ............................................ ...................... 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................. ................................................................... ............................................ ...................... 1 1.3 Batasan Masalah.......................... Masalah................................................ ............................................ ............................................ ...................... 2 1.5 Manfaat ........................................... ................................................................. ............................................ ........................................ .................. 2 1.6
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ......................................... ............................................................... ...................... 3
1.7 Sistematika Sist ematika Penulisan ........................................... .................................................................. ........................................ ................. 3 BAB II ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. ............................. ...... 5 PROFIL PERUSAHAAN .............................. .................................................... ............................................. ................................. .......... 5
2.1 Tinjauan Umum Perusahaan ........................................ .............................................................. ................................. ........... 5 2.2Visi dan Misi Perusahaan ........................................... .................................................................. .................................... ............. 6 2.3 Makna dan Logo Perusahaan ................. ....................................... ............................................ ................................. ........... 7 2.4Logo Perusahaan ........................................................... ................................................................................. ................................. ........... 8 2.5
Sejarah Perusahaan .................................... .......................................................... ............................................. ......................... .. 8
2.6Lokasi dan Tata Letak Perusahaan ........................................... ................................................................. ...................... 9 2.7Tata Guna Lahan Perusahaan ............................................ ................................................................... ........................... .... 11 2.8Management.............................................................. ..................................................................................... ................................... ............ 11 BAB III .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................. ........................... .... 12 LANDASAN TEORI ........................... ................................................. ............................................ .......................................... .................... 12
3.1 Umum .............................. ..................................................... ............................................. ............................................. ............................... ........ 12 3.2 Macam-Macam Macam-M acam Generator ........................................... .................................................................. ............................... ........ 12 vi
3.3 Sistem Pembangkit Generator AC ................................... ......................................................... ........................... ..... 13 3.4 Macam- macam Relai Proteksi Generator dan Fungsinya .......................... .......................... 14 BAB IV ........................................................ ............................................................................... .............................................. .................................. ........... 16 PEMBAHASAN ......................................... ............................................................... ............................................. ................................... ............ 16
4.1 Proteksi Generator Sinkron Tiga Fasa ............................................ ........................................................ ............ 16 4.2Sistem Proteksi PLTA Lamajan ............................................ ................................................................... ....................... 23 4.3 Pemeliharaan Generator Sinkron ......................................... ............................................................... ........................ 29 BAB V ................................. ....................................................... ............................................ ............................................. ...................................... ............... 33 PENUTUP ............................................ .................................................................. ............................................ .......................................... .................... 33
5.1 Kesimpulan ............................................ .................................................................. ............................................ ............................... ......... 33 5.2 Saran ................................. ....................................................... ............................................ ............................................. ............................... ........ 33 DAFTAR PUSTAKA ......................................... ............................................................... ............................................ ........................... ..... 34 LAMPIRAN........................................................... .................................................................................. .............................................. ....................... 35
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Logo PT. Indonesia Power ........................................... ............................................................ ................. 8 Gambar 2.1. Kolam Dan Pipa Pesat. .......................................... ................................................................ ...................... 10 Gambar 2.2. Kolam, Pipa Pesat, dan PH .......................................... ......................................................... ............... 10 Gambar 2.4. Struktur Organisasi PT. Indonesia Power Sub unit lamajan . 11 Gambar 4.1. Panel Protections unit 1 ........................................... .............................................................. ................... 23 Gambar 4.2. Single Line Diagram Rele Gangguan Rotor Hubung Tanah .. 25 Gambar 4.3. Single line Diagram Rele Arus Lebih ........................................ ........................................ 27 Gambar 4.4. Single Line Diagram Rele Daya Balik ....................................... ....................................... 29 Gambar 4.5. Common Plant Interface .......................................... ............................................................. ................... 29 Gambar 4.6. Interface Gangguan pada Generator Generator Utama ............................ ............................ 30
viii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Listrik sangat berguna baik dalam pemenuhan kebutuhan rumah tangga ataupun kebutuhan dunia industri. Kebutuhan listrik dari tahun ke tahun semakin meningkat seiring dengan laju pertumbuhan penduduk. Maka dibangunlan pembangkit-pembangkit energi listrik sehingga terpenuhi kebutuhan listrik dalam negeri. Tentu saja pembangkit listrik mempunyai peran yang sangat besar pada semua sektor kehidupan masyarakat sehingga keberadaannya menjadi sangat penting. PLTA adalah suatu pusat tenaga air yang memiliki peralatan tertentu dan bertujuan untuk merubah (konversi) energi potensial air menjadi energi listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) bekerja dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator). Keandalan dan keberlangsungan keberlangsungan suatu sistem tenaga listrik
dalam
melayani
konsumen
sangat
tergantung
pada
perawatan/pemeliharaan serta sistem proteksi yang digunakan. Adanya gangguan pada suatu sistem pembangkit dapat mengganggu operasi dari sistem pembangkit tersebut yang dapat membahayakan bagian bagian penting didalamnya karena dapat mengakibatkan kerusakan dan penurunan umur pembangkit. Karena itu diperlukan suatu pemeliharaan dan sistem proteksi yang dapat melindungi setiap bagian dari sistem pembangkit listrik. 1.2 Rumusan Masalah
PLTA Lamajan terdiri dari waduk, kolam pengendap, kolam tando harian, pipa pesat ( penstock penstock ), ), turbin air, generator bolak-balik, peralatan control dan
1
peralatan proteksinya. Adapun masalah yang di fokuskan pada laporan inimembahas tentang sistem proteksi dan pemeliharaan generator 3 fasa sub unit PLTA Lamajan 1.3 Batasan Masalah
Pembahasan dari laporan ini hanya seputar analisis sistem proteksi secara umum, adapun pembahasan-pembahasan yang lain sebagai berikut : 1.3.1. Gangguan-gangguan yang yang terjadi pada generator sinkron si nkron 3 fasa. 1.3.2. Macam-macam sistem proteksi yang digunakan di PLTA Lamajan. Lamajan. 1.3.3. Cara-cara pemeliharaan generator sinkron 3 fasa. 1.4 Tujuan
Pelaksanaan
Kerja
Praktek
ini
bertujuan
untuk
menggali
ilmu
pengetahuan, serta mendapatkan pengetahuan yang lebih mendalam tentang sistem proteksi dan pemeliharaan generator 3 fasa di Sub Unit PLTA Lamajan. Adapun tujuan dari pelaksanaan Kerja Praktek di PT. INDONESIA POWER UP SAGULING SUB UNIT PLTA LAMAJAN adalah: 1.4.1. Mempelajari dan mendapatkan ilmu pengetahuan yang mendalam mengenai pengetahuan dibidang teknologi terutama dalam bidang pembangkit listrik dan pengontrolan. pengontrolan. 1.4.2. Mempelajari dan menganalisis sebuah generator yang ada di PLTA Lamajan terutama dalam sistem proteksinya serta pemeliharaannya. 1.4.3. Agar mengetahui fungsi dari sebuah generator dan semua yang ada di pembangkit listrik. 1.4.4. Memahami dan mengetahui proteksi apa saja yang digunakan di PLTA Lamajan. 1.5 Manfaat
Melalui kerja praktek ini, mahasiswa dapat menimba pengalaman kerja dari para pegawai tempat kerja praktek. Kerja praktek yang dilakukan dirasakan sangat banyak manfaatnya.
2
Adapun manfaat dari Kerja Praktek yang dilakukan di PT. INDONESIA POWER UP SAGULING SUB UNIT PLTA LAMAJAN adalah: 1.5.1. Menambah ilmu pengetahuan terutama dibidang pembangkit listrik. 1.5.2. Mendapatkan pengalaman tentang berinteraksi dalam lingkungan kerja. 1.5.3. Lebih memahami teori yang telah didapat karena dipraktekan secara langsung. 1.5.4. Dapat mengukur kemampuan dengan terjun langsung kedunia kerja. 1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan
1.6.1. Waktu pelaksanaan Kerja Praktek Waktu pelaksanaan kerja praktik yaitu tanggal 19 Juni 2017 s/d 19 Agustus 2017. 1.6.2. Tempat pelaksanaan Kerja Praktek Pelaksanaan Kerja Praktik (KP) yang dilakukan yaitu di PT. INDONESIA
POWER
UP
SAGULING
SUB
UNIT
PLTA
LAMAJAN. 1.7 Sistematika Penulisan
Pada penulisan laporan ini, penulis membuat sistematika penulisan agar memudahkan dalam membaca dan memahami isi dari laporan secara garis besarnya. Secara global sistematika penulisan ini dibagi menjadi 5 bab : BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan latar belakang penulisan sebagai topik, identifikasi masalah yang timbul, dan pembahasan masalah sebagai ruang lingkup yang hanya akan di bahas dalam penulisan. BAB II PROFIL PERUSAHAAN
Bab ini menjelaskan mengenai PLTA Lamajan dari mulai sejarah, peralatan yang digunakan di PLTA, serta data-data seputar perusahaan tersebut dan lain sebagainya.
3
BAB III LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori mengenai peralatan yang akan di bahas (Generator sinkron 3 fasa). BAB IV PEMBAHASAN
Pada bab ini pembahasan terkait judul yang di ambil seputar sistem proteksi dan pemeliharaan generator 3 fasa. Pembahasan meliputi jenis gangguan, macam-macam proteksi yang digunakan, serta cara pemeliharaannya secara umum. BAB V PENUTUP
Bab ini menjelaskan kesimpulan dari keseluruhan dari yang telah di analisis, serta saran dari kerja praktek. DAFTAR PUSTAKA
Berisikan referensi-referensi yang di ambil dari buku maupun internet.
4
BAB II PROFIL PERUSAHAAN 2.1 Tinjauan Umum Perusahaan
PT Indonesia Power, atau IP, adalah sebuah anak perusahaan PLN menjalankan usaha komersial pada bidang pembangkitan tenaga listrik. Saat ini Indonesia Power merupakan perusahaan pembangkitan listrik dengan daya mampu terbesar di Indonesia. Cikal bakal perusahaan ini adalah PT Pembangkitan Tenaga Listrik JawaBali I (PLN PJB I), yang didirikan pada tanggal 3 Oktober1995 sebagai anak perusahaan PLN yang waktu itu baru saja berubah statusnya dari Perum menjadi Persero. Pada Persero. Pada tanggal 3 tanggal 3 Oktober2000, PJB Oktober2000, PJB I berubah nama menjadi PT
Indonesia
Power.
Indonesia
Power
mengelola
8
Unit
Bisnis
Pembangkitan: Priok, Suralaya, Saguling, Kamojang, Mrica, Semarang, Perak-Grati dan Bali. Bisnis utama IP adalah pengoperasian pembangkit listrik di Jawa dan Bali yang tersebar di 8 lokasi. Unit usaha pembangkitan IP diberi nama Unit Bisnis Pembangkitan (UBP). Ke-delapan UBP itu berikut DMN (Daya Mampu Netto) per 8 November 2007 adalah: 2.1.1. UP Suralaya, mengoperasikan PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Suralaya Unit 1-4 (4x400 ( 4x400 MW) dan Unit 5-7 (3x600 MW) 2.1.2. UP Priok, mengoperasikan PLTU Priok Unit 3&4 (2x45 MW), PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap) Priok Blok I dan II masing-masing (3x120 MW dan 1x171 MW), PLTG Priok Unit 1&3 (2x26 MW) 2.1.3. UP Saguling, mengoperasikan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Saguling (4x175 MW) 2.1.4. UP Kamojang, mengoperasikan PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi) Gunung Salak (3x60 MW) dan PLTP Kamojang, Garut Unit 1 (30 MW), Unit 2-3 (2x55 MW)
5
2.1.5. UP Mrica, mengoperasikan PLTA PB Soedirman (3x60 MW), PLTA Jelok (4x5 MW), PLTA Timo (3x4 MW), PLTA Wonogiri (2x6 MW), PLTA Garung (2x13 MW), PLTA Sempor (1 MW) PLTA Ketenger (1 MW dan 2x3,5 MW), PLTA Wadaslintang (2x9 MW), PLTA Kedungombo (1x22,5 MW) 2.1.6. UP Semarang, mengoperasikan PLTU Tambak Lorok Unit 1-2 (2x188 MW), Unit 3 (105 MW), PLTGU Tambak Lorok Blok I dan II masing2 (3x100 MW dan 1x152 MW), PLTG Cilacap (1x26 MW dan 1x29 MW) 2.1.7. UP Perak-Grati, mengoperasikan PLTU Perak, Surabaya Unit 3-4 (2x50 MW), PLTGU Grati, Lekok, Pasuruan Blok I (3x100 MW dan 1x160 MW), PLTG Grati Blok II (3x100 MW) 2.1.8. UP Bali, mengoperasikan PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel) Pesanggaran, Denpasar(total 55 MW), PLTG Pesanggaran (106 MW), PLTG Gilimanuk (130 MW) dan PLTG Pemaron (2x40 MW) Selain UP, IP juga mempunyai bisnis jasa pemeliharaan pembangkit listrik yang diberi nama Unit Bisnis Pemeliharaan (UBHar) yang berkantor di jalan KS Tubun, Jakarta. IP juga mempunyai anak perusahaan yang bergerak di bidang trading batubara yaitu PT Artha Daya Coalindo. Sedangkan PT Cogindo DayaBersama adalah anak perusahaan IP yang bergerak di bidang co-generation dan energy outsourcing. 2.2Visi dan Misi Perusahaan Perusahaan Visi Perusahaan :
Menjadi perusahaan energi terpercaya yang tumbuh berkelanjutan. Misi Perusahaan :
Menyelenggarakan bisnis pembangkitan tenaga listrik dan jasa terkait yang bersahabat dengan lingkungan. lingkungan.
6
2.3 Makna dan Logo Perusahaan
Logo atau lambang merupakan bagian dari identitas perusahaan. Sedangkan yang dimaksud dengan identitas perusahaan adalah suatau cara atau hal yang memungkinkan perusahaan dapat dikenal dan dibedakan dari perusahaan lain. PT Indonesia Power mempunyai logo atau lambang yang dijadikan sebagai identitas perusahaa dengan tujuan agar konsumen atau publik pada umumnya mudah mengenal dan mengingat perusahaan. Adapun logo yang yang dimiliki PT.Indonesia Power adalah bertuliskan Indonesia dan Power. Lambang mempunyai arti penting karena lambang merupakan identitas bagi setiap perusahaan. Makna bentuk dan warna logo PT. Indonesia Power merupakan cerminan identitas dan lingkup usaha yang dimilikinya secara keseluruhan. Nama Indonesia Power merupakan nama yang kuat untuk melambangkan lingkup usaha perusahaan sebagai Power Utility Uti lity Company di Indonesia 2.3.1. Bentuk 2.3.1.1.Karena nama yang kuat, Indonesia dan Power ditampilkan dengan menggunakan jenis huruf yang tegas dan kuat. FUTURA BOOK/REGULER dan FUTURA dan FUTURA BOLD. BOLD. 2.3.1.2.Aplikasi 2.3.1.2.Aplikasi bentuk kilatan petir pada huruf “O” melambangkan “TENAGA LISTRIK” yang merupan lingkup usaha utama perusahaan. 2.3.1.3.Titik/bulatan merah ( Red Dot ) diujung kilat petir merupakan symbol perusahaan yang telah digunakan sejak masih bernama PLN PJB 1. Titik ini merupakan simbol yang digunakan sebagian besar materi komunikasi perusahaan dengan simbol yang kecil ini, diharapkan identitas perusahaan dapat langsung terwakili. 2.3.2. Warna 2.3.2.1.Merah
7
Diaplikasikan pada kata Indonesia, menunjukan identitas yang kuat dan kokoh sebagai pemilik seluruh sumber daya untuk memproduksi tenaga listrik guna dimanfaatkan di Indonesia, dan juga di luar negeri. 2.3.2.2.Biru Diaplikasikan pada kata Power, pada dasarnya warna biru menggambarkan
sifat
pintar
dan
bijaksana,
dengan
diaplikasikan pada kata Power, maka warna ini menunjukan produk tenaga listrik yang dihasilkan perusahaan memiliki ciri: Perteknologian tinggi, Efisien, Aman, sertaRamah lingkungan. 2.4Logo Perusahaan
Gambar 2.2. Logo PT. Indonesia Power
2.5 Sejarah Perusahaan
Plengan dan Lamajan adalah pembangkit listrik tenaga air tertua di Indonesia. Dua PLTA ini berada di Kecamatan Pangalengan, Kabupaten Bandung, berjarak sekitar 35 kilometer dari Kota Bandung. Hingga kini keduanya masih beroperasi menyuplai listrik untuk interkoneksi JawaBali. Plengan dan Lamajan dibangun pada awal 1900-an, bersamaan dengan pembangunan sejumlah PLTA di wilayah Jawa Barat, yakni Bengkok-Dago (Bandung), Ubrug (Sukabumi), dan Kracak (Bogor). PLTA itu dikembangkan di Jawa Barat untuk memenuhi kebutuhan perkebun perk ebunan an dan d an pabri p abrik k teh. t eh. 8
Pembangunan Plengan dan Lamajan dilaksanakan pada 1918-1924. Plengan mulai dioperasikan sejak 1923, sedangkan Lamajan setahun kemudian. Jarak kedua PLTA di lereng Gunung Tilu ini hanya 2 km.PLTA Plengan memiliki lima turbin dengan kapasitas total 6,27 MW. Adapun turbin di Lamajan sebanyak tiga buah berkapasitas total 19 MW. Hingga saat ini kedua PLTA ini masih beroperasi di bawah kendali Unit Bisnis Pembangkit Saguling PT Indonesia Power dan menyuplai listrik untuk interkoneksi Jawa-Bali.Untuk operasionalisasi, kedua PLTA memanfaatkan aliran air Sungai Cisangkuy dan anak-anak sungai di sekitarnya. Demi menjamin pasokan air untuk PLTA tersebut, Pemerintah Hindia Belanda membangun dua waduk di Kecamatan P angalengan, yakni Situ Cileunca pada 1922 dan Situ Cipanunjang pada 1930. Kedua situ tersebut mampu menampung air hingga 30 juta meter kubik. Air dari situ dialirkan melalui pipa-pipa besi yang disebut pipa pesat untuk menggerakkan turbin. Pipa berwarna kuning berdiameter 1,2-1,8 meter dipasang sepanjang 540 meter mengikuti kontur pegunungan, mulai dari situ hingga PLTA. Jaringan pipa pesat itu terlihat mencolok dari arah Jalan Raya Pangalengan, kontras dengan hijau pegunungan yang dilintasinya 2.6Lokasi dan Tata Letak Perusahaan
Area Pangalengan secara administratif terletak di wilayah Pangalengan Kab. Bandung selatan, sedangkan pusat kegiatan operasi PT Indonesia Power Sub Unit PLTA Lamajan terletak di desa lamajan yang dihimpit oleh pegunungan dan menurut warga sekitar dinamakan gunung tilu atau gunung tiga karena ada tiga buah gunung yang menjulang tinggi, berada di Kilometer 33 Jalan Raya Pangalengan Kabupaten Bandung, Jawa Barat. Area ini terletak berjarak kira-kira 25 KM sebelah selatan Bandung dan Rata-rata ketinggian terletak antara 1000-1500m dari permukaan laut serta bersuhu 19 hingga 27ºC.
9
Gambar 2.3. Kolam dan Pipa Pesat
Gambar 2.3. Kolam, Pipa Pesat, dan Power House
10
2.7Tata Guna Lahan Perusahaan
Luas daerah operasi Area Lamajan kurang lebih 10 Ha yang sebagian besar berada di areal kawasan hutan dan sebagian lainnya merupakan tanah milik penduduk maupun tanah Negara. Pengadaan lahan dilaksanakan dengan cara pembayaran ganti rugi untuk tanah milik dan pinjam pakai dengan memberikan kompensasi kepada Departemen Kehutanan untuk lahan yang berstatus kawasan hutan. 2.8Management SUPERVISOR SENIOR IWAN SUKMANA
SUPERVISOR OPHAR ROHMAT HIDAYAT
OPERATOR M. ARIEF HAKIM A. TAPUR ZAKI BANGKIT SNTAUSA W. WIKANDA
Gambar 2.4.Struktur Organisasi PT. Indonesia Power Sub unit lamajan
11
BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Umum
Pada prinsipnya PLTA adalah pembangkit Listrik yang memanfaatkan air menjadi listrik dengan malalui proses perubahan energi, yaitu dari energi potensial air (KTH) diubah menjadi energi ener gi kinetis kineti s dengan adanya ketinggian ( Penstock Penstock ), ), lalu energi kinetis ini dirubah menjadi energi listrik (Generator). Jumlah energi listrik yang bisa dibangkitkan dengan sumber daya air tergantung pada dua hal yaitu tinggi jatuh air ( Head ( Head ) dan besar jumlah air yang mengalir (debit). Untuk peralatan yang dibutuhkan pembangkit , yang terdiri dari pipa pesat, generator, turbin air, peralatan proteksi dan peralatan bantu lainnya. Selain itu penulis akan membahas secara umum tentang peralatan -peralatan pembangkit tenaga listrik yang dipergunakan di PLTA Lamajan. 3.2 Macam-Macam Generator
Berdasarkan tegangan yang dibangkitkan generator dibagi menjadi 2 yaitu: 3.2.1 Generator Arus Bolak-Balik (AC)
Generator arus bolak-balik yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan output) berupa tegangan bolak-balik. Hampir semua tenaga listrik yang dipergunakan saat ini bekerja pada sumber tegangan bolak-balik (AC), karenanya, generator AC adalah alat yang paling penting untuk menghasilkan tenaga listrik. Generator AC, umumnya disebut alternator, bervariasi ukurannya sesuai dengan beban yang akan disuplai. Sebagai contoh, alternator pada PLTA Laajan mempunyai ukuran yang sangat besar, membangkitkan ribuan KiloWatt (KW) pada tegangan yang sangat tinggi. Contoh lainnya adalah alternator di mobil, yang sangat kecil sebagai perbandingannya. Beratnya hanya beberapa kilogram dan menghasilkan daya sekitar 100 hingga 200 Watt, biasanya pada tegangan te gangan 12 Volt[1].
12
3.2. .2 .2 Gene Generat rator or Arus Arus Searah Searah (DC) (DC)
Generator arus searah yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan bisa berupa berupa oleh komutator atau menggunakan dioda. 3.3 Sistem Pembangkit Generator AC
Berdasarkan sistem pembangkitannya generator AC dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 3.3.1
Generator 1 Fasa
3.3.2
Generator 3 Fasa
Agar lebih jelas maka akan dibahas secara umum macam-macam generator AC sebagai berikut. 3.3.1 Generator 1 Fasa
Generator yang dimana dalam sistem melilitnya hanya terdiri dari satu kumpulan kumparan yang hanya dilukiskan dengan satu garis dan dalam hal ini tidak diperhatikan banyaknya lilitan. Ujung kumparan atau fasa yang satu dijelaskan dengan huruf besar X dan ujung yang satu lagi dengan huruf U. Jika dua belitan stator dengan impedansi yang tidak sama dipisahkan sejauh 90 derajat listrik dan terhubung secara paralel ke sumber satu fasa, medan yang dihasilkan akan tampak berputar. Ini disebut dengan pemisahan fasa ( phase splitting ). ). Pada motor fasa terpisah ( split-phase split-phase motor ), ), dipergunakanlah lilitan starting untuk penyalaan. Belitan ini mempunyai resistansi yang lebih tinggi dan reaktansi yang lebih rendah dari belitan utama. Jika tegangan yang sama VT dikenakan pada belitan starting belitan starting dan dan utama, arus pada belitan utama (IM) tertinggal dibelakang arus pada belitan starting (IS). (IS). Sudut antara kedua belitan mempunyai mempunyai
beda fasa yang cukup untuk untuk
menimbulkan medan putar untuk menghasilkan torque awal ( starting ( starting torque). torque). Ketika motor mencapai 70 hingga 80% dari kecepatan sinkron, saklar sentrifugal pada sumbu motor membuka dan melepaskan belitan
13
starting. Motor satu fasa biasanya digunakan untuk aplikasi kecil seperti peralatan rumah tangga (contoh mesin pompa). 3.3.2 Generator 3 Fasa
Generator yang dimana dalam sistem melilitnya terdiri dari tiga kumpulan kumparan yang mana kumparan tersebut masing-masing dinamakan lilitan fasa. Jadi pada statornya ada lilitan fasa yang ke satu ujungnya diberi tanda U – X; X; lilitan fasa yang ke dua ujungnya diberi tanda dengan huruf V – Y dan akhirnya ujung lilitan fasa yang ke tiga diberi tanda dengan huruf W – Z. Z. Untuk lebih memperjelas lagi, akan di jelaskan mengenai rangkaian 3 fasa itu sendiri. 3.4 Macam- macam Relai Proteksi Generator dan Fungsinya No 1
Nama Relai Relai
Fungsi Relai
Relai jarak (distance relay)
Untuk mendeteksi mendeteksi gangguan 2 phasa/ 3 phasa di muka generator sampai batas jangkauannya
2
Relai
periksa
sinkron
(synchron check relay) 3
Relai
tegangan
persyaratan sinkronisasi sinkronisasi atau atau paralel kurang
(undervoltage relay) 4
Relai
daya
balik
Relai
Untuk mendeteksi turunnya tegangan sampai di bawah harga yang diijinkan
(reverse Untuk
power relay) 5
Pengaman bantu generator untuk mendeteksi
mendeteksi
daya
balik
sehingga
mencegah mencegah generator bekerja sebagai motor
kehilangan
medan
Untuk mendeteksi kehilangan arus penguat
penguat (loss of excita-tion pada rotor relay) 6
Relai phasa urutan negatif
Untuk mendeteksi arus urutan negatif yang
(negative
disebabkan oleh beban tidak seimbang dari
phase
sequence
relay) 7
Relai
batas-batas yang yang diijinkan arus
lebih
seketika Untuk mendeteksi besaran arus yang melebihi
(instantaneous over cur-rent batas yang ditentukan ditentukan dalam waktu seketika relay) 8
Relai arus lebih dengan waktu Untuk mendeteksi besaran arus yang melebihi tunda (time over current relay)
batas dalam waktu yang ditentukan
14
9
10
Relai
penguat
lebih
(over
Untuk
mendeteksi
penguat
lebih
pada
excitation relay)
generator
Relai tegangan tegangan lebih (over (over
1. Bila terpasang terpasang di titik netral netral generator generator atau
voltage relay)
trafo tegangan yang dihubungkan segitiga, untuk mendeteksi gangguan stator hubung tanah 2. Bila terpasang pada terminal terminal generator : untuk mendeteksi tegangan lebih
11
Relai keseimbangan keseimbangan te-gangan Untuk mendeteksi hilangnya tegangan dari (voltage balance relay)
trafo tegangan ke pengatur tegangan otomatis (AVR) dan ke relay
12
Relai waktu
13
Relai
Untuk memperlambat/mempercepat memperlambat/ mempercepat waktu
stator
gangguan Untuk mendeteksi gangguan hubung tanah
tanah(stator ground fault relay) pada stator 14
15
Relai kehilangan sinkroni-sasi Untuk mendeteksi kondisi asinkron pada (out of step relay)
generator yang sudah paralel dengan sistem
Relai pengunci (lock out relay)
Untuk menerima signal trip dari relai-relai proteksi dan kemudian meneruskan meneruskan signal trip ke PMT, alarm, dan peralatan lain serta penguncinya
16
Relai
frekuensi frekuensi
(frequen-cy (frequen-cy
relay) 17
Relai
Untuk
mendeteksi
besaran
frekuensi
rendah/lebih di luar harga yang ditentukan differensial
rential relay)
(diffe-
Untuk mendeteksi gangguan hubung singkat pada daerah daerah yang diamankan diamankan
15
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Proteksi Generator Sinkron Tiga Fasa
Dalam oprasinya, mesin sinkron memerlukan pengamanan terhadap gangguan yang dapat masuk, gangguan tersebut biasanya disebabkan oleh terjadinya kesalahan oprasi dari mesin atau ada kurang kesempurnaan dalam instalasi. Tindakan pengamanan yang tepat adalah mencegah jangan sampai gangguan-gangguan tersebut terjadi. Hal ini dapat diusahakan/dicapai dengan pengaturan kerja yang teliti dan benar. Tindak lanjut untuk menjaga terjadinya gangguan, maka dipasang alat pengamanan ( protection ( protection). ). Gangguan yang terjadi pada generator sinkron dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Gangguan Listrik (electrical ( electrical Fault)
Gangguan Mekanis/Panas( Mechanical/Thermal Fault )
Gangguan Sistem (System ( System Fault ) Untuk lebih jelas dan menyeluruh tentang gangguan-gangguan pada
generator dilihat sebagai berikut :
lectrr i cal cal F ault ) 4.1.1 Gangguan Listrik (E lect Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi pada bagian-bagian listrik dari generator. Gangguan-gangguan tersebut antara lain : 4.1.1.1. Gangguan Arus Hubungan Singkat. Pada instalasi diluar generator dapat terjadi kesalahan hubungan singkat. Pada keadaan ini generator menyalurkan arus yang sangat besar dalam waktu yang singkat mampu merusak belitan generator sebelum rele bimetal sempat bekerja. Alat yang digunakan untuk gangguan arus hubungan singkat ini adalah :
16
Rele Arus Lebih Elektromagnet Bila arus kumparan rele melebihi arus kerja rele, maka rele bekerja seketika mengirimkan sinyal dan membuka saklar
generator
tanpa
penundaan
waktu.Rele
ini
merupakan kombinasi dari rele arus lebih dengan waktu tunda yang seiring digunakan sebagai satu kesatuan rele arus lebih.Biasanya arus kerja rele ini disiapkan pada 300 sampe 100% arus nominal generator.
Sekring ( Fuse) Fuse) Sekring digunakan untuk mengamankan gangguan arus lebih pada generator-generator kecil. Fuse Fuse ini bekerja berdasarkan adanya arus yang besar melewati fuse, fuse, sehingga timbul panas pada fuse pada fuse dan dan fuse fuse ini memutuskan hubungan antara beban dengan generator dalam waktu yang singkat.
Gangguan Tegangan Lebih Putaran terlalu tinggi dari penggerak oleh suatu gangguan dapat menyebabkan terjadinya tegangan lebih pada
generator.Hal
ini
membahayakan
instrumen-
instrumen generator dan generator sendiri serta beban beban generator lainnya.Pengaman untuk gangguan ini berupa rele tegangan lebih.Untuk generator tegangan tinggi rele dipergunakan dengan bantuan trafo tegangan. Prinsip kerja rele ini sama dengan rele arus lebih, hanya arus pada kumparan rele diambil dari tegangan sekunder dari trafo tegangan.
Gangguan Tegangan Kurang Generator tidak boleh bekerja pada tegangan terlalu rendah. Beban berupa motor akan mengalami arus lebih juga tegangan kurang. Pengamanan gangguan tegangan kurang berupa rele tegangan. Bila tegangan yang
17
dirasakan kurang dari harga set tegangan minimum, maka rele tidak bekerja. Sebelum rele bekerja maka saklar generator akan segera terbuka. Pada generator sinkron tiga fasa yang digunakan di PLTA Lamajan, pengamanan terhadap tegangan lebih dan tegangan kurang diatur melalui AVR ( Automatic Voltage Regulator ). ). 4.1.1.2 Hubung Singkat 3 Phasa Terjadinya arus lebih pada stator yang dimaksud adalah arus lebih yang timbul akibat terjadinya hubungan singkat 3 phasa/ 3 phase fault . Gangguan ini akan menimbulkan loncatan bunga api dengan suhu yang tinggi yang akan melelehkan belitan dengan resiko terjadinya kebakaran, jika isolasi tidak terbuat dari bahan yang anti api /non /non flammable. 4.1.1.3 Hubung Singkat 2 Phasa Gangguan hubung singkat 2 phasa /unbalance phasa /unbalance fault lebih berbahaya
dibanding
gangguan
hubung
singkat
3
phasa/balance phasa/balance fault , karena disamping akan terjadi kerusakan pada belitan akan timbul pula vibrasi pada kumparan stator. Kerusakan lain yang timbul adalah pada poros /shaft dan kopling turbin akibat adanya momen puntir yang besar. 4.1.1.4 Stator Hubung Singkat 1 Phasa keTtanah/Stator Ground Fault Kerusakan akibat gangguan 2 phasa atau antara konduktor kadang-kadang masih dapat diperbaiki dengan menyambung taping atau mengganti sebagian konduktor, tetapi kerusakan laminasi besi (iron (iron lamination)akibat lamination)akibat gangguan 1 phasa ke tanah yang menimbulkan bunga api dan merusak isolasi dan inti besi adalah kerusakan serius yang perbaikannya dilakukan secara total. Gangguan jenis ini meskipun kecil harus segera diproteksi.
18
4.1.1.5 Rotor HubungTtanah/Field Ground Padarotor generator yang belitannya tidak dihubungkan oleh tanah (ungrounded (ungrounded system). system). Bila salah satu sisi terhubung ke tanah belum menjadikan masalah. Tetapi apabila sisi lainnya terhubung ke tanah, sementara sisi sebelumnya tidak terselesaikan maka akan terjadi kehilangan arus pada sebagian belitan yang terhubung singkat melalui tanah. Akibatnya terjadi ketidakseimbangan fluksi yang menimbulkan vibrasi yang berlebihan serta kerusakan fatal pada rotor. 4..1.1.6Kehilangan Medan Penguat/Loss Of Excitation Hilangnya medan penguat akan membuat putaran mesin naik, dan berfungsi sebagai generator induksi. Kondisi ini akan berakibat pada rotor dan pasak/ slot pasak/ slot wedges, wedges, akibat arus induksi yang bersirkulasi pada rotor. Kehilangan medan penguat dapat dimungkinkan oleh :
Jatuhnya/trip saklar penguat (41AC)
Hubung singkat pada belitan penguat
Kerusakan kontak-kontak sikat arang pada sisi penguat
Kerusakan pada sistem AVR
4.1.1.7 Tegangan Lebih/Over Voltage Tegangan yang berlebihan melampaui batas maksimum yang diijinkan dapat berakibat tembusnya (breakdown ( breakdown)) design insulasi yang akhirnya akan menimbulkan hubungan singkat antara belitan. Tegangan lebih dapat dimungkinkan oleh mesin putaran
lebih/overspeed
atau
kerusakan
pada
pengatur
tegangan otomatis/AVR. 4.1.2 Gangguan Mekanis/Panas Mekanis/Panas (Mechanical/Therm (Mechanical/Thermal al Fault)
Adapun gangguan-gangguan generator yang disebabkan oleh mekanik atau panas sebagai berikut adalah
jenis-jenis gangguan gangguan
mekanik/panas antara lain : 19
4.1.2.1 Gangguan Beban Lebih Beban pada generator sinkron tiga pasang yang terlalu besar jangkarnya akan tinggi sehingga memberikan pemanasan pe manasan lebih pada belitan. Isolasi belitan mempunyai ketahanan temperatur maksimum tertentu yang bila temperetur belitan melewati batas maksimmnya, isolasi akan rusak. Rusaknya isolasi belitan memungkinkan terjadinya arus hubungan singkat dan arus inilah yang menyebabkan belitan terbakar. Untuk proteksinya beban lebih ini digunakan peralatan sebagai berikut :
Pengaman Bimetal Pengaman bimetal dapat mencegah mesin beroprasi dalam keadaan beban lebih. Prinsip kerjanya berdasarkan kepada perbedaan koefisien muai dari dua plat logam. Bila arus generator melebihi harga arus kerja, maka pemutusan bimetal akan menyebabkan men yebabkan kotnak bekerja mengirim sinyal dan membuka saklar generator. Kecepatan kerja dari kontak bimetal bergantung kepada besarnya arus yang mengalir.Setting mengalir.Setting dari arus kerja dapat diatur dan bias diambil dengan toleransi 10% dari nominal generator.
Rele Arus Lebih Rele ini dipergunakan dengan bantuan trafo arus. Arus kerja minimum rele dapat diatur, bila batas minimum ini dilewati maka piringan rele akan berputar diberikan oleh pegas spiral . Pengaturan arus kerja rele dilakukan pada pegas dan pengaturan waktu kerja rele dengan mengatur jarak antara kontak diam dan kontak bergerak. bergerak.
4.1.2.2 Generator Berfungsi Sebagai Motor (Motoring) Motoring
adalah
peristiwa
berubah
fungsi
generator
menjadi motor akibat daya balik (reverse ( reverse power ). ). 20
Daya balik terjadi disebabkan oleh turunnya daya masukkan dari penggerak utama ( prime mover ). ). Dampak kerusakan akibat peristiwa motoring adalah lebih kepada penggerak utama itu sendiri. Pada turbin uap, peristiwa motoring akan mengakibatkan pemanasan lebih pada sudu-sudunya, kavitasi pada sudu-sudu turbin air, dan ketidakstabilan pada sudu turbin gas. 4.1.2.3 Pemanasan Lebih Setempat Pemanasan lebih setempat pada sebagian stator dapat dimungkinkan oleh :
Kerusakan laminasi
Kendornya bagian-bagian tertentu di dalam generator seperti : pasak-pasak stator ( stator stator wedges). wedges).
4.1.2.4 Kesalahan Paralel Kesalahan dalam memparalel generator karena syarat-syarat sinkron tidak terpenuhi dapat mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan kopling generator, dan penggerak utamanya karena terjadinya momen puntir. Kemungkinan kerusakan lain yang timbul, kerusakan PMT dan kerusakan pada kumparan stator akibat adanya kenaikan tegangan sesaat. 4.1.2.5 Gangguan Pendingin Stator Gangguan pada media sistem pendingin stator (pendingin dengan media udara, hidrogen, atau air) akan menyebabkan kenaikan suhu belitan stator. Apabila suhu belitan melampaui batas ratingnya akan berakibat kerusakan belitan.
System F ault ) 4.1.3 Gangguan Sistem ( Syst Generator
dapat
terganggu
akibat
adanya
gangguan
yang
datang/terjadi pada sistem. Gangguan-gangguan sistem yang terjadi umumnya adalah :
21
4.1.3.1 Frekuensi Operasi Yang Tidak Normal (Abnormal Frequency Operation) Perubahan frekuensi keluar dari batas-batas normal di sistem dapat berakibat ketidakstabilan pada turbin generator. Perubahan frekuensi sistem dapat dimungkinkan oleh tripnya unit-unit pembangkit atau penghantar (transmisi ( transmisi). ). 4.1.3.2 Lepas Sinkron (Loss of Synhcron) Adanya gangguan di sistem akibat perubahan beban mendadak, switching , hubung singkat dan peristiwa yang cukup besar akan menimbulkan ketidakstabilan sistem. Apabila peristiwa ini cukup lama dan melampaui batas-batas ketidakstabilan generator, generator akan kehilangan kondisi paralel. Keadaan ini akan menghasilkan arus puncak yang tinggi dan penyimpangan frekuensi operasi yang keluar dari seharusnya sehingga akan menyebabkan terjadinya stress pada belitan generator, gaya puntir yang berfluktuasi be rfluktuasi serta resonansi yang akan merusak turbin generator. Pada kondisi ini generator harus dilepas dari sistem. 4.1.3.3 Arus Beban Kumparan Yang Tidak Seimbang (Unbalance Armature Current) Pembebanan yang tidak seimbang pada sistem/adanya gangguan 1 phasa dan 2 phasa pada sistem yang menyebabkan beban generator tidak seimbang yang akan menimbulkan arus urutan negatif. Arus urutan negatif yang melebihi batas, akan mengiduksikan arus medan yang berfrekuensi rangkap yang arahnya berlawanan dengan putaran rotor akan menyebabkan adanya pemanasan lebih dan kerusakan pada bagian-bagian konstruksi rotor.
22
4.2Sistem Proteksi PLTA Lamajan
Proteksi yang digunakan di PLTA Lamajan pada ruang control/ruang oprator terdiri dari 8 macam proteksi yang di pasang dalam satu modul pada panel protections. protections.
Gambar 4.1 Panel Protections Unit 1 Untuk lebih jelas lagi berikut adalah beberapa proteksi yang ada di generator 3 fasa secara umum:
Over Voltage Relay Differential Relay Stator Earth Fault Relay
Rotor Earth Fault Relay
Lost of Rotor Excitation Relay
Over Current Relay
Out of Synchronism Relay
Reverse Power Relay
Over V olta oltage R elay 4.2.1 Over Pada generator yang besar umumnya menggunakan sistem pentanahan netral melalui transformator dengan tahanan di sisi sekunder. Sistem pentanahan ini dimaksudkan untuk mendapatkan nilai impedansi yang tinggi sehingga dapat membatasi arus hubung 23
singkat agar tidak menimbulkan bahaya kerusakan pada belitan dan saat terjadi gangguan hubung singkat stator ke tanah. Arus hubung singkat yang terjadi di sekitar titik netral relatif kecil sehinga sulit untuk dideteksi oleh rele differensial. Dengan differensial. Dengan dipasang transformator tegangan, arus yang kecil tersebut akan mengalir dan menginduksikan tegangan pada sisi sekunder transformator. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan rele pendeteksi tegangan lebih yang dipasang pada sisi sekunder transformator tegangan. egangan yang muncul pada sisi sekunder transformator tegangan akan membuat rele tegangan berada pada kondisi mendeteksi apabila perubahan tegangan melebihi nilai pengaturannya dan generator akan trip. trip. Rangkaian ini sangat baik karena dapat membatasi aliran arus nol yang mengalir ke dalam generator ketika terjadi hubung singkat fasa ke tanah di sisi tegangan tinggi transformator tegangan. Akan tetapi karena efek kapasitansi pada kedua belitan transformator dapat menyebabkan adanya arus bocor urutan nol yang dapat mengaktifkan rele tegangan lebih di sisi netral generator. Dengan demikian rele tegangan lebih yang dipasang harus mempunyai waktu tunda yang dapat dikoordinasikan dengan rele di luar generator. Adapun penyebab overvoltage overvoltage adalah sebagai berikut:
Kegagalan AVR.
Kesalahan operasi sistem eksitasi.
Pelepasan beban saaat eksitasi dikontrol secara manual.
Pemisahan generator dari sistem saat islanding.
ff er enti nti al Re R elay lay 4.2.2 D i ffe Differential Relay Relay untuk melindungi generator dari gangguan akibat hubung singkat ( short circuit ) antar fasa-fase atau fase ke tanah.
Cara
kerja
relay
differential
adalah
dengan
cara
membandingkan arus pada sisi primer dan sisi sekunder, Dalam kondisi normal jumlah arus yang mengalir melalui peralatan listrik
24
yang diproteksi bersirkulasi melalui loop loop pada kedua sisi di daerah kerja. Jika terjadi gangguan didalam daerah kerja relay differential , maka arus dari kedua sisi akan saling menjumlah dan relay akan memberi perintah kepada PMT/CB untuk memutuskan arus.
Stator E arth F ault R elay lay 4.2.3 Stat Stator Earth Fault Relay Relay untuk mendeteksi gangguan pentanahan atau grounding pada generator. Ground fault dideteksi dengan mem bias rangkaian medan dengan tegangan te gangan DC, yang menyebabkan me nyebabkan akan ada arus mengalir melalui relay jika relay jika terjadi gangguan tanah.
lay ) 4.2.4 Rele Gangguan Rotor Hubung Tanah ( R otor E ar th F ault R elay Hubung tanah dalam sirkuit rotor, yaitu hubung singkat antara konduktor rotor dengan badan rotor dimana dapat menimbulkan distorsi medan magnet yang dihasilkan rotor dan selanjutnya dapat menimbulakn getaran (vibrasi) berlebihan dalam generator. Oleh karena itu, hal ini harus dihentikan oleh rele rotor hubung tanah. Karena sirkuit rotor adalah sirkuit arus searah, maka rele rotor hubung tanah pada prinsipnya merupakan rele arus lebih untuk arus searah. Adapun single line line diagram rele gangguan rotor hubung tanah adalah sebagai berikut:
Gambar 4.2 Single Line Diagram Rele Gangguan Rotor Hubung Tanah
25
Pada gambar di atas, ketika tidak ada gangguan maka arus simetri, {Ir = Ia+Ib+Ic =0}, namun ketika terjadi gangguan hubung singkat ke tanah, maka arus menjadi tak simetri {Ir = Ia+Ib+Ic = 3Iao}, sehingga terdapat arus yang mengalir pada rele dan membuat rele mendeteksi gangguan.
of R otor E xcita xci tatio tion n 4.2.5 Rele Kehilangan Medan Penguat Rotor ( L ost of R elay lay ) Hilangnya medan penguat pada rotor akan mengakibatkan generator kehilangan sinkronisasi dan berputar di luar kecepatan sinkronnya sehingga generator beroperasi sebagai generator asinkron. Daya reaktif yang diambil dari sistem ini akan dapat melebihi rating generator sehingga menimbulkan overload pada belitan stator dan menimbulkan overheat yang menimbulkan penurunan tegangan generator. Hilangnya medan penguat rotor dapat dideteksi dengan kumparan yang dipasang paralel dengan main exciter dan kumparan rotor generator. Pada kumparan ini akan mengalir arus yang apabila nilainya kurang dari arus pengaturan yang diinginkan, maka akan membuat rele mengeluarkan sinyal alarm atau alarm atau trip. trip.
Over C urr ur r ent Re R elay lay ) 4.2.6 Rele Arus Lebih (Over Rele ini berfungsi mendeteksi arus lebih yang mengalir dalam kumparan stator generator. Arus yang berlebihan dapat terjadi pada kumparan stator generator atau di dalam kumparan rotor. Arus yang berlebihan pada kumparan stator dapat terjadi karena pembebanan berlebihan terhadap generator. Adapun single line line diagram rele arus lebih adalah sebagai berikut:
26
Gambar 4.3 Single Line Diagram Rele Arus Lebi h Keterangan, CB = Circuit Breaker TC = Trip Coil CB I = Arus yang mengalir pada saluran yang diamankan CT = Transformator Arus Ir = Arus yang mengalir pada rele C = Rele arus lebih Ip = Arus pick-up Arus pick-up dari dari rele
4.2.7 Under Voltage Relay
4.2.8 Rele Daya Balik (Reverse Power Relay)
Rele daya balik berfungsi untuk mendeteksi aliran daya balik aktif yang masuk pada generator. Berubahnya aliran daya aktif pada arah generator akan membuat generator menjadi motor, dikenal sebagai peristiwa motoring. Pengaruh ini disebabkan oleh pengaruh rendahnya input daya dari prime dari prime mover . Bila daya input ini tidak dapat mengatasi rugi-rugi daya yang ada maka kekurangan daya dapat diperoleh
27
dengan menyerap daya aktif dari jaringan. Selama penguatan masih ada maka aliran daya aktif generator sama halnya dengan saat generator bekerja sebagai motor, sehingga daya aktif masuk ke generator dan daya reaktif dapat masuk atau keluar dari generator. Peristiwa motoring ini ini dapat juga menimbulkan kerusakan lebih parah pada turbin ketika aliran uap berhenti. Temperatur sudu-sudu akan naik akibat rugi gesekan turbin dengan udara. Untuk itu di dalam turbin gas dan uap dilengkapi sensor aliran dan temperatur yang dapat memberikan pesan pada rele untuk trip. Akan tetapi pada generator juga dipasang rele daya balik yang berfungsi sebagai cadangan bila pengaman di turbin gagal bekerja. Adapun single line diagram diagram rele daya balik adalah sebagai berikut :
Gambar 4.4 Single Line Diagram Rele Daya Balik Pada gambar tersebut, apabila terjadi gangguan pada F1, maka rele akan men-trip men-trip CB2, CB2, apabila gangguan terjadi pada F2, maka rele tidak akan mentrip CB2 karena arah aliran arus yng terbalik dari kanan ke kiri. Adapun tindak pencegahan adanya gangguan pada generator bisa dilihat pada common plant gambar gambar sebagai berikut:
28
Gambar 4.5 Common Plant Interface Dengan sistem apabila terjadi gangguan pada generator maka interface pada interface pada common plant akan akan menyala, ada pada gambar berikut:
Gambar 4.11 Interface Gangguan Pada Generator Utama 4.3 Pemeliharaan Generator Sinkron
Tujuan dari pemeliharaan generator sinkron adalah sebagai berikut:
Mencegah terganggunya generator pada saat oprasi hingga mungkin terjadi pemadaman tak terduga dapat dikurangi. Hal ini yang mungkin
29
menjadi penyebab terjadinya gangguan dihilangkan pada saat pekerjaan pemeliharaan.
Memperpanjang umur kerja generator. Pekerjaan pemeliharaan generator memperlambat proses penuaan bagian-bagian generator.
Memperoleh kondisi kerja yang lebih baik bagi generator. Seperti temperature kerja lebih rendah, efisien, serta faktor keamanan untuk generator dan peralatan generator itu sendiri. 4.3.1 Pemeliharaan Generator Yang Sedang Berhenti
Terlebih dahulu terminal generator dihubungkan singkat ke tanah untuk membuang muatan listrik yang mungkin di belitan. Terutama untuk generator besar. 4.3.1.1 Belitan Generator
Dalam belitan generator yang merupakan objek pertama untuk pemeriksaan adalah tahanan isolasi belitan. Isolasi belitan generator masih baik bila tahanan isolasinya lebih besar dari:
(Ω) 100 + 100 Penurunan tahanan isolasi generator dapat terjadi oleh kelembapan udara generator ataupun oleh debu kotoran yang menempel pada belitan. Dengan turunanya tahanan isolasi belitan, maka arus bocor makin besar. Pemanasan setempat pada lokasi kebocoran membuka kemungkinan pecah isolasi, selanjutnya belitan akan terbakar oleh arus hubungan singkat. Perhatikan harus diberikan kepada generator yang akan dijalankan, setelah lama berhenti, tes tahanan isolasi belitannya sebelum generator di start .
30
Kebanyakan generator besar dilengkapi dengan elemen pemanas belitan generator. Setelah itu generator tersebut diatur supaya dalam keadaan kering. Kira-kira antara 10 sampai 20°C diatas temperatur ruang. Karena kelembapan pada ruang belitan akan hilang, maka harus selalu dijaga agar belitan generator
bebas
dari
debu
dan
oli
yang
bercampur.
Pembersihan dilakukan dengan sikat kering tanpa bantuan air atau minyak. Harus diperhatikan terhadap penggunaan udara compressor
yang
bertekanan
tinggi
serta
mungkin
mengandung uap air. Lapisan debu pada belitan dapat menyerap uap air yang selanjutnya menurunkan tahanan isolasi belitan,
lapisan
debu
juga
dapat
bersifat
menghambat
pertukaran panas antar belitan generator dan udara luar berhenti keefektifan proses pendingin generator. Hal ini harus dijaga pula kemungkinan menjalarnya kotoran tersebut kebelitan generator.
4.3.2 Pemeliharaan Pada Generator Yang Sedang Berjalan
Dengan pemeriksaan ini langsung dapat diperoleh gambaran atas kebaikan suhu generator. Objek pemeriksaan terhadap generator yang sedang berjalan adalah sebagai berikut. 4.3.2.1 Pemeriksaan Temperatur
Kebanyakan generator besar sudah dilengkapi dengan pengukur temperatur belitan dibeberapa posisi dan dapat dibaca pada panel pengukur generator. Dengan mencatat keadaan temperatur generator pada selang waktu tertentu, maka adanya penyimpangan dari biasanya akan cepat diketahui. Untuk generator kecil pemeriksaan dilakukan dengan perabaan pada mesin. 4.3.2.2 Pemeriksaan Getaran Suara
31
Generator
besar
kadang-kadang
telah
dilengkapi
dengan
pengukuran getaran. Keadaan tidak seimbang akan menimbulkan getaran tertentu pada mesin, disamping timbul suara yang khas. Bila sudah terbiasa didengar karena tertutup oleh kebisingan suara normal dan penggerak. Oleh karena itu pemeriksaan dilakukan pada putaran rendah.Dalam hal ini diperlukan pengalaman untuk dapat melakukan pemeriksaan dengan baik.
32
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Sistem proteksi sangatlah penting pada pembangkit-pembangkit listrik, terutama pada PLTA Lamajan. Tanpa ada sistem proteksi yang baik maka tidak bisa dihindari adanya gangguan pada mesin-mesin yang sedang di oprasikan dan bisa saja terjadi kerusakan yang tidak diinginkan, oleh sebab itu peranan dalam menjaga dan memelihara mesin adalah hal yang utama karena baik/buruk kerja mesin terutama generator tergantung dari cara pemeliharaan dan pengamanannya.
Suatu sistem tenaga listrik memerlukan adanya sistem proteksi untuk dapat mendeteksi adanya gangguan pada sistem untuk dapat mendeteksi adanya gangguan pada sistem sehingga dapat mencegah atau membatasi kerusakan pada peralatan tenaga listrik selain itu juga untuk menjaga mutu dan keadaan pasokan daya listrik.
Perawatan dan pemeliharaan yang baik terhadap generator akan berpengaruh terhadap kinerja generator dan terhindarnya dari kerusakan serta memperpanjang umur generator.
Pada saat pemeliharaan tidak luput peralatan-peralatan yang digunakan harus sesuai standar agar pemeliharaan dan pendataan lebih akurat.
5.2 Saran
Untuk menghindari ataupun untuk mengurangi kerusakan peralatan peralatan akibat gangguan (kondisi abnormal operasi sistem) maka penting memproteksi peralatan peralatan tersebut dengan memilih jenis rele yang sesuai dengan jenis gangguan yang mungkin timbul.
Seharusnya ada pembekalan khusus untuk para para mahasiswa ataupun siswa sebelum terjun langusng ke lapangan.
33
DAFTAR PUSTAKA
lectrr i cal cal Pr otecti cti ons C.E .E , Di ambi dari perpustakaan 1. Manual Book. E lect PLTA LAMAJAN 2. Academia. Sistem Proteksi generator, [Online] Tersedia : http://www.academia.edu/sistem-proteksi-generator.html 2017 [21 Agustus 2017]
Si ste em Pr oteksi Pem Pembangkit ngki t, [Online] Tersedia : 3. Jurnal. Sist http://www.academia.edu/sistem-proteksi.html 2017 [21 Agustus 2017]
34
LAMPIRAN
Pengecekan Vibrasi Pada Lower Bearing
35