Perawatan dan Overhaul Generator pada PLTD 1. Definisi Generator Generator
Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan sebutan alternator. Generator sebagai sistem cadangan listrik atau "off-grid" diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut digunakan untuk untuk beban prioritas. Generator terdiri dari sisi tetap atau stator dan sisi yang berputar atau rotor. Stator generator AC adalah tempat terbentuknya ggl induksi dan rotor adalah medan ma gnet yang berputar. Untuk memutar rotor diperlukan penggerak. penggerak. Di pusat pembangkit pembangkit listrik, generator generator digerakkan mesin diesel dan turbin. Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang biasanya menggunakan Generator sinkron (alternator) pada pembangkitan. Generator sinkron terdiri dari dua bagian utama yaitu: sistem medan magnet dan jangkar. Generator ini kapasitasnya besar, medan magnetnya berputar karena terletak pada rotor. 2. Macam Generator
Berdasarkan tegangan yang dibangkitkan generator dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Generator Arus Bolak-Balik (AC) Generator arus bolak-balik yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put ) berupa tegangan bolak-balik. 2. Generator Arus Searah (DC) Generator arus searah yaitu generator dimana tegangan te gangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan dilakukan bisa berupa oleh komutator atau menggunakan menggunakan dioda.
3. Konstruksi Generator
Konstruksi generator AC adalah sebagai berikut: -
Rangka stator Terbuat dari besi tuang, rangka stator merupakan rumah dari bagian-bagian generator yang lain.
-
Stator Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator berfungsi sebagai tempat GGL induksi.
-
Rotor Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan sikat-sikat.
-
Cincin geser Terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor.
-
Generator penguat Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai sumber arus.
Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan medan
magnet berputar. Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam, dapat dilihat pada gambar berikut. Keuntungan generator kutub dalam bahwa untuk mengambil arus tidak dibutuhkan cincin geser dan sikat arang. Karena lilitan-lilitan tempat terjadinya GGL itu tidak berputar. Generator sinkron sangat cocok untuk mesin-mesin dengan tegangan tinggi dan arus yang besar. Secara umum kutub magnet generator sinkron dibedakan atas:
Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol (salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran rendah, dengan jumlah kutub yang banyak. Diameter rotornya besar dan berporos pendek.
Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol (non salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran tinggi (1500 rpm atau 3000 rpm), dengan jumlah kutub yang sedikit. Kira-kira 2/3 dari seluruh permukaan rotor dibuat alur-alur untuk tempat lilitan penguat. Yang 1/3 bagian lagi merupakan bagian yang utuh, yang berfungsi sebagai inti kutub.
4. Cara Kerja Generator
Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF pada kumparan rotor. Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena ada dua kutub yang berbeda, utara dan selatan, maka tegangan yang dihasilkan pada stator adalah tegangan bolak-balik. Besarnya tegangan yang dibangkitkan memenuhi persamaan: Ef = 4,44 f Φf N Kw Dimana: Ef = Ggl yang dibangkitkan (volt) Kw= faktor lilitsn f = frekuensi (hertz) Φ = fluks medan magnet Nc = jumlah lilitan N = jumlah kumparan dalam tiap pasa Generator AC bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik. Generator AC terdiri dari stator yang merupakan elemen diam dan rotor yang merupakan elemen berputar dan
terdiri dari belitan-belitan medan. Pada generator AC jangkamya diam sedangkan medan utamanya berputar. 5. Pemanfaatan Generator AC
Contoh generator AC yang akan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda. Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak. Jika magnet tetap diputar, perputaran tersebut menimbulkan GGL induksi pada kumparan. Jika sebuah lampu pijar (lampu sepeda) dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan. lampu tersebut akan dilalui arus induksi AC. Akibatnya, lampu tersebut menyala. Nyala lampu akan makin terang jika perputaran magnet tetap makin cepat (laju sepeda makin kencang). Generator AC (alternator) bervariasi ukurannya sesuai dengan beban yang akan disuplai. Sebagai contoh, alternator pada PLTA mempunyai ukuran yang sangat besar, membangkitkan ribuan kilowatt 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 12 volt. Generator AC banyak kita jumpai pada pusat-pusat listrik (dengan kapasitas yang relatif besar). Misalnya pada PLTA, PLTU, PLTD, PLTN, PLTG, dan lain lain. Disini umumnya generator AC disebut dengan alternator atau generator saja. Selain generator AC dengan kapasitas yang relatif besar tersebut, kita mengenal pula generator dengan kapasitas yang relatif kecil. Misalnya generator yang dipakai untuk penerangan darurat, untuk penerangan daerah-daerah terpencil (yang belum terjangkau PLN), dan sebagainya. Generator tersebut sering disebut home light atau generator set.
6. Pemeliharaan Generator
Tujuan pemeliharaan adalah untuk mencegah terjadinya gangguan pada saat unit beroperasi, sehingga tidak mengakibatkan kerusakan yang lebih besar/fatal dan peralatan tersebut mempunyai masa pakai yang lebih lama, menghasilkan unjuk kerja yang lebih baik serta tingkat keselamatan lebih terjamin.
Kerusakan terbesar pada mesin listrik berputar terutama pada mesin induksi disebabkan oleh kerusakan isolasi winding stator. Kerusakan Isolasi winding biasanya disebabkan oleh: -
Thermal Stresses
-
Mechanical Stresses
-
Environmental Stresses A. Thermal Stresses
Overheating yang terjadi pada winding dan ber langsung lama, menyebabkan stress pada winding & isolasi kawat menjadi rapuh, dan lama kelamaan isolasi akan retak. Jika gejala ini disertai dengan timbulnya PD (Partial discharge), maka proses penuaan isolasi akan semakin semakin cepat. B. Mechanical Stresses:
Winding yang tidak divarnish dengan baik, connection point, blocking coil, adalah merupakan titik paling lemah terhadap pengaruh luar, seperti mechanical vibration dan magnetic vibration. C. Environmental Stresses:
Kontaminasi : udara lembab, debu, karbon, minyak atau bahan kimia lain, yang terkumpul dipermukaan isolasi, adalah merupakan partikel konduktive yang dapat menghantar listrik. Karena adanya beda potensial antara winding dengan ground, maka partikel tsb, akan berfungsi sebagai media hantaran untuk menghantar arus listrik dari winding ke ground, karena sifat kotoran yang demikian maka pada tempat2 penumpukan kotoran akan terbentuk jalur hantaran listrik (“electrical tracking”). Seperti kita ketahui bahwa pelaksanaan pemeliharaan terdapat beberapa klasifikasi, diantaranya pemeliharaan yang biasa dilakukan secara rutin adalah pemeliharaan jenis preventif. Pada umumnya pemeliharaan komponen generator di unit pembangkit termal dilakukan dalam 2 katagori, yaitu : 1. Pemeliharaan yang bersifat Rutin
2. Pemeliharaan yang bersifat Periodik.
6.1 Pemeliharaan Rutin.
Pemeriksaan yang bersifat rutin ialah pemeliharaan yang dilakukan secara berulang dengan periode waktu harian, mingguan dan bulanan dengan kondisi sedang beroperasi, yaitu meliputi: -
Pemeriksaan temperatur belitan stator, bearing, air pendingin, dan sebagainya dilakukan setiap hari.
-
Pemeriksaan kebocoran pendingin minyak (khusus generator dengan pendingin hidrogen) dalam sekali sebulan.
-
Pemeriksaan vibrasi sekali sebulan.
-
Pemeriksaan tekanan hidrogen, seal oil pump.
-
Pemeriksaan fuse rotating rectifier (Brushless excitation) atau pemeriksaan sikat ar ang (Static Excitation / DC Dinamic Excitation). Pada dasamya penggantian sikat arang dapat dilakukan pada keadaan mesin beroperasi, karena pada mesin-mesin yang besar biasanya sikat arang dipasang tidak hanya satu tetapi ada beberapa pasan; dengan cara paralel. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan penggantian pada kondisi beroperasi, yaitu:
-
Terjadinya sengatan tistrik atau terbakar.
-
Terjadi kontak dengan peralatan yang berputar.
-
Lokasi tempat kerja harus bersih, penerangan yang cukup dan diberi batas.
-
Petugas pelaksana harus berpakaian rapi tidak sobek dan pakaian lengan pendek.
-
Semua piranti kerja harus terisolasi dan tidak dapat jatuh pada saat kerja.
-
Beri catatan (tagging) pada panel kontrol bahwa sedang dilaksanakan pekerjaan penggantian sikat arang.
-
Sebelum sikat arang lepas dari rumah sikat arang periksa dan yakinkan bahwa sikat arang yang lain mengontak dengan baik terhadap komutator slip ring.
-
Cek tekanan sikat arang, tidak boleh terlalu lemah atau terlalu keras. Bila tekanan kurang baik akan mengakibatkan:
-
Kontak kurang baik.
-
Bergetar.
-
Timbul bunga api.
-
Sikat arang cepat aus.
6.2
Pemeliharaan Periodik.
Pemeriksaan yang bersifat periodik ialah pemeriksaan yang dilakukan berdasarkan lama operasi dari generator, yang diklasifikasikan: - Pemeriksaan sederhana, setiap 8.000 jam. - Pemeriksaan sedang, setiap 16.000 jam. - Pemeriksaan serius, setiap 32. 000 jam. Pemeriksaan periodik kegiatan yang dilakukan meliputi pembongkaran (disassembly), pemeriksaan (inspection) dan pengujian (testing). Kegiatan pemeriksaan tersebut tidak harus semua komponen dilakukan sama, melainkan tergantung dari klasifikasi pemeriksaan periodiknya. Pemeriksaan sederhana dan sedang, komponen yang diperiksa ti dak seluruhnya melainkan sebagian saja. Tetapi pemeriksaan serius, kegiatan-kegiatan seperti tersebut diatas dilakukan secara menyeluruh terhadap generator dan alat bantunya. Adapun jenis-jenis kegiatan yang dilakukan dalam Pemeriksaan Serius, meliputi: -
Pembuangan Gas H2
-
Pembukaan Penutup (Housing Cover)
-
Pelepasan LP Turbin dan Generator
-
Pelepasan Generator dan Eksiter
-
Pembukaan Bracket Atas dan Bantalan
-
Pembukaan Gland Seal dan Seal Ring
-
Pembukaan Daun Blower
-
Penurunan Bracket Bawah
-
Persiapan Pengeluaran Rotor
-
Pengeluaran Rotor
-
Pemeriksaan Rotor
-
Pemeriksaan Coil Stator, Pasak dan Inti
-
Pencucian Semua Komponen
-
Persiapan Pemasukan Rotor
-
Pemasukan Rotor dan Perakitan Bracket Bawah
-
Perakitan Gland Seal
-
Perakitan Daun Blower
-
Pemeriksaan Lead Box
-
Pengujian Kebocoran Pendingin Gas
-
Perakitan Bracket Atas
-
Pemeriksaan dan Perakitan Eksiter
-
Pelurusan LP Turbin dan Eksiter
-
Pelurusan dan Swing Check : Generator dan Exciter
-
Pengaliran Minyak Bantalan
-
Pengaliran Minyak Perapat
-
Pemeriksaan Terakhir
-
Uji Kebocoran Total Generator
-
Perakitan Bantalan Atas
-
Penyelesaian Semua Perakitan
-
Pengecekan dan Penyetelan Sistem Pengaturan Minyak Perapat
-
Pengecekan dan Penyetelan Sistem Pengaturan Gas H2
-
Pengecekan dan Penyetelan Sistem Cadangan (Back-up System)
Hal-hal yang perlu diperiksa bagian Rotor Generator, meliputi:
- Periksa kebersihan dan perubahan bentuk kumparan serta kerusakan dan penggeseran dari blok isolasinya. - Periksa kekendoran beban penyeimbang (balance weight). - Cek ujung komponen dibawah cincin penahan. - Periksa kelonggaran rakitan penghantar radial. - Periksa komponen-komponen rotor, seperti cincin penahan, pasok blower, dan journal poros (komponen tersebut disarankan diperiksa dengan ultra sonic test atau dye penetrant test untuk mengetahui keretakkan material-material tersebut).
- Teliti kelonggaran dari tiap-tiap baut dan plat alas. -
Kerusakkan dan keausan dari journal rotor dan kopling, diteliti, pasak-pasak rotor dan beban penyeimbangan diperiksa kelonggarannya.
-
Perapat penekan dan cincin perapat harus diperiksa celahnya, kerusakan perubahan bentuk. Cincin perapat harus diperiksa kelancaran geraknya. -
Tiap labyrinth harus diperiksa kerusakkannya dan keadaan celahnya.
- Periksa keausan bahan bantalan. - Ukur tahanan isolasi kumparan.
Pemeriksaan Stator Generator, meliputi:
-
Belitan stator diperiksa tentang kemungkinan terjadinya kontaminasi, kerusakan, retak, pemanasan lebih dan keausan.
-
Pasak stator diperiksa kemungkinan terjadinya pergeseran (kedudukan) dari ujung pasak dan pengganjal dibawah pasak, serta kelonggaran dari pasak-pasak kumparan stator.
- Penyangga ujung kumparan diperiksa, khususnya kelonggaran dari baut pengikatnya. - Penjarak isolasi (insulation spacer) diperiksa kemungkinan merapatnya jarak isolasi, kelonggaran dan keausan dari kain polyster, segmen penyangga kumparan, tali pengikat dan panahan ujung kumparan. -
Cincin phasa, diperiksa kerusakan / perubahan bentuknya.
-
Gulungan di dalam alur (slot) diteliti kelonggarannya dari terminal.
-
Ujung penghantar utama (main lead), diperiksa kerusakan dari porselin bushing dan permukaan sambungan serta kondisi bagian dalam kotak saluran dan netralnya.
-
Pemeriksaan keadaan inti, yang meliputi kerapatan dan laminasi-laminasi, tanda-tanda kerusakan mekanis, tanda-tanda pemanasan setempat dan keadaan susunan pengikat inti.
- Periksa permukaan kumparan, pemukaan inti besi, benda-benda asing serta kebocoran minyak dan air. -
Cek pendeteksi temperatur inti stator (RTD), bila perlu ditest.
-
Periksa klem kawat pentanahan dan bagian-bagiannya.
Pemeliharan Eksiter.
Kegiatan-kegiatan dalam pemeriksaan aksiter tergantung pada jenis sistem eksitasi yang digunakan untuk penguatan generator. Jenis-jenis eksitasi generator:
-
-
Eksitasi Tanpa Sikat (Brushless Excitation).
-
Eksitasi dengan Generator DC
Eksitasi Statik. Komponen-komponen yang perlu diperiksa pada sistem “Eksitasi Tanpa Sikat” (Brushless excitation), meliputi :
-
Periksa dioda penyearah putar (rotating diode rectifier), dari kotoran atau bekas terjadi pemanasan lebih dan kerusakan. -
Periksa zekering, diganti bila ada yang putus.
-
Cek baut-baut terminal.
-
Lakukan pengukuran tahanan isolasi.
-
Periksa penghantar fleksibel dioda dari kerusakan dan kelonggaran.
-
Bersihkan seluruh kumparan-kumparan dari kotoran. Komponen-komponen yang perlu diperiksa pada sistem “Eksitasi dengan Generator DC”, meliputi:
-
Periksa keadaan komutator, apakah ada yang cacat atau permukaan tidak rata.
-
Periksa keadaan sikat arang dan tekanannya.
-
Cek baut-baut pengikat.
-
Ukur tahanan isolasi kumparan rotor dan stator generator DC.
-
Tes pendeteksi temperatur (RTD).
-
Cek sikat arang dan slipring pada sambungan ke eksitasi.
Komponen-komponen yang perlu diperiksa pada “Sistem Eksitasi Statik”, meliputi: -
Periksa sikat arang dan tekanannya.
-
Periksa baut-baut terminal dari sikat arang.
-
Periksa kekotoran pada dudukan sikat arang.
- Periksa slipring, apakah ada permukaan yang cacat dan cek kebersihhan permukaannya. -
Periksa sistem penyearah (Rectifier).
-
Ukur tahanan isolasi transformator dari rectifier.
-
Periksa baut-baut terminal apakah ada bekas pemanasan lebih.
7. Kegiatan Overhaull pada Generator
Overhaul merupakan suatu kata dalam bahasa inggris yang mempunyai arti pemeriksaan yang sangat teliti, jadi dapat kita kembangkan lagi tentang pengertian atau definisi engine over haul yaitu kegiatan pembongkaran komponen komponen kendaraan, kemudian diperiksa dengan sangat teliti agar didapat data-data yang valid, sehingga langkah perbaikan selanjutnya dapat tepat atau sesuai. Dari penjelasan diatas kesimpulannya adalah, bahwa engine overhaul adalah:
Pekerjaan yang teroganisir (perlu adanya perencanaan yang baik)
Bertujuan untuk mengembalikan performa engine kembali ke standar pabrik.
Memberi usia kedua pada engine (menambah umur pemakaian engine)
Penggantian atau pemakaian ulang komponen / parts mengacu pada petunjuk
pemakaian ulang (Guiden for Reusable Parts) yang dikeluarkan oleh pabrik.
NO
Aktivitas
Melepaskan 1
instrumentasi
dan
Kebiatan
Kode
Durasi
Kegiatan
(hari)
A
2
B
B
2
C
C
3
D
D
1
E
E
2
F
F
2
G
G
3
H
yang Mengikuti
setiap
hambatan yang menghalangi penarikan rotor
2 3
Melepaskan proteksi perisai perlindungan pada kedua ujung generator Melepas AC exciter Melaksanakan uji insulasi dengan 5 kV
4
megger untuk stator dan 500 v untuk megger rotor
5 6
Mengecek parameter tegangan, arus untuk menentukan kondisi pembangkitan awal Pembongkaran casing atas bantalan Persiapan penarikan rotor dari instalasi
7
bingkai pendukung dan peralatan khusus lainnya
8
Penarikan rotor
H
2
I
9
Mengangkat keluar rotor
I
1
J
J
4
K
K
1
L
L
4
M
M
2
N
N
1
O
O
2
P
10 11
Pembersihan
stator,
rotor
exciter
menggunakan cairan pembersih Pemeriksaan saluran udara pendingin Pemeriksaan dari inti besi, wedges,
12
kumparan, fase lead, sambungan dan bracket
13
14
15
Pemeriksaan visual koneksi hidrogen, ganti sesuai kebutuhan Pemeriksan kondisi wedges stator dan pengetatan, catat dan perbarui Uji USG dari cincin penahan dan bilah kipas pendingin
16 17 18
19 20
Uji NDT pada bantalan, minyak dan udara segel Uji listrik dari stator dan rotor Pembersihan dan polishing bantalan. Mengatur ukuran bantalan yang diizinkan Merakit kembali dan menghubungkan dalam urutan terbalik Pelaporan
Jumlah Hari
P
2
Q
Q
2
R
R
2
S
S
3
T
T
2
-
43
http://jonielektro.blogspot.co.id/2011/07/pembangkit-listrik-tenaga-diesel.html http://teknikelektro0607.blogspot.co.id/2016/04/pemeliharaan-generator_8.html https://www.academia.edu/32796566/KEGIATAN_OVERHAUL_GENERATOR
