Laporan Kerja Praktek Proteksi Generator Revisian

LAPORAN KERJA PRAKTEK SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR SINKRON 3 FASA PT INDONESIA POWER UJP JATENG 2 ADIPALA CILACAP

Oleh :

PUTRA ADANG WIGUNA NIM : 1403030036

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2018

HALAMAN PENGESAHAN FAKULTAS LAPORAN KERJA PRAKTEK SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR SINKRON 3 FASA

PT INDONESIA POWER UJP JATENG 2 ADIPALA CILACAP Disusun oleh:

 Nama : Putra Adang Wiguna

 NIM

: 1403030036

Telah melakukan Kerja Praktek di PT Indonesia Power UJP JATENG 2 Adipala Cilacap mulai tanggal 08 Januari 2018 2018 sampai dengan dengan 02 Februari 2018. 2018.

Laporan ini disahkan pada:

Hari

: .................................. ..................................

Tanggal

: .................................. ..................................

Mengetahui,

Kepala Program Studi Teknik Elektro

Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Fakultas Teknik UMP

Fakultas Teknik UMP

Winarso, S.T., M.Eng.

Itmi Hidayat Kurniawan, S.T., M.Eng.

 NIP: 2160311

 NIP: 2160520

ii

HALAMAN PENGESAHAN PERUSAHAAN LAPORAN KERJA PRAKTEK

SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR SINKRON 3 FASA PT INDONESIA POWER UJP JATENG 2 ADIPALA CILACAP

Disusun Oleh :

 Nama

: Putra Adang Wiguna

 NIM

: 1403030036

Fak/Prodi : Tenkik dan Sains / Teknik Elektro Institusi

: Universitas Muhammadiyah Purwokerto

Telah melaksanakan Kerja Praktek di PT Indonesia Power UJP 2 JATENG Adipala Cilacap, dari tanggal 08 Januari 2018 s/d 02 Februari 2018. Laporan ini telah diperiksa dan disahkan pada : Hari

: ..................................... .....................................

Tanggal

: ..................................... .....................................

Menyetujui Manager

Pembimbing Lapangan

Pemeliharaan Listrik Unit & BOP PT. Indonesia Power UJP PLTU 2 Jateng Adipala

PT. Indonesia Power UJP PLTU 2 Jateng Adipala

Wasis Waskitho

Al Hakim

 NIK :

NIK :

iii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa melimpahkan rahmat dan inaya-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan kerja p raktek di PT Indonesia Power UJP JATENG 2 Adipala Cilacap sesuai waktu yang telah ditentukan, serta dapat menerima ilmu-ilmu dan pengalaman pengalaman selama melaksanakan kerja praktek, dan tentunya tentunya dapat menyelesaikan Laporan Laporan Kerja Praktek ini.

Laporan kerja praktek ini disusun berdarsarkan data-data yang diperoleh selama kegiatan yang dilakukan selama kerja praktek di PT Indonesia Power pada  bagian pemeliharaan listrik. Topik khusus yang diambil adalah “ SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR SINKRON 3 FASA PT INDONESIA POWER UJP JATENG 2 ADIPALA CILACAP”. CILACAP ”. Kerja praktek merupakan salah satu syarat wajib bagi mahasiswa yang menyelesaikan pendidikan Sarjana pada Program Studi Elektro, Fakultas Teknik dan Sains Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Pelaksanaan Kerja Praktek ini dimaksudkan agar mahasiswa memperoleh  pengalaman, wawasan di dunia kerja sekaligus menerapkan ilmu yang telah didapat di perkuliahan dengan dunia kerja. Dengan mengikuti kerja praktek ini diharapkan dapat semakin termotivasi untuk belajar lebih giat, karena telah melihat kenyataan yang ada di lapangan, dimana dituntut untuk selalu belajar dan meningkatkan kualitas pribadi.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih atas segala  bimbingan dan bantuan yang diberikan selama menjalankan kerja praktek. Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada :

iv

1.

Allah Subhanawata’ala atas segala rahmat dan hidayah serta inayah-Nya, sehingga dapat melaksanakan Kerja Praktek di PT Indonesia Power UJP JATENG 2 Adipala Cilacap.

2.

Kedua orang tua dan seluruh keluarga yang senantiasa memberikan doa dan dukunagan.

3.

Bapak Winarso, S.T., M.Eng. selaku Kepala Program Studi yang selalu mengarahkan mahasiswanya untuk menjadi pribadi yang sukses.

4.

Bapak Itmi Hidayat Kurniawan, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing yang berpengalaman memberikan banyak ilmu dan mendampingi dari  pengajuan proposal sampai selesai pelaksanaan kerja praktek.

5.

Bapak Al Hakim selaku mentor yang senantiasa memberikan motivasi dan arahan sehingga terselesaikannya kerja praktek selama satu bulan di PT Indonesia Power UJP Jawa Tengah 2 Adipala Cilacap ini.

6.

Rekan-rekan kerja praktek yang senantiasa berbagi waktu, ilmu serta suka maupun duka bersama. Sadar bahwa dalam pembuatan laporan kerja  praktek ini masih jauh dari kesempurnaan, maka dari itu penulis mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Purwokerto, Februari 2018

Penulis

v

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN FAKULTAS ........................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN PERUSAHAAN.................................................... iii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................1 1.1 Latar belakang ...............................................................................................1 1.2 Tujuan Kerja Praktek.....................................................................................2 1.3 Manfaat Kerja Praktek...................................................................................3 1.4 Batasan Masalah ............................................................................................3 1.5 Metode Pengambilan data .............................................................................4 1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan...................................................................4 1.7 Sistematika Penulisan ....................................................................................5 BAB II PROFIL INSTANSI ....................................................................................6 2.1 Sejarah Umum ............................................................................................... 6 2.2 Logo Perusahaan ...........................................................................................7 2.3 Profil Umum PT. Indonesia Power UJP JATENG 2 Adipala Cilacap .........7 2.4 Visi dan Misi perusahaan ..............................................................................8 2.5 Sistem manajemen perusahaan ......................................................................9 BAB III LANDASAN TEORI...............................................................................12 3.1 Umum ..........................................................................................................12 3.2 Bagian umum Pembangkit Listrik Tenaga Uap ..........................................13 3.2.1 Boiler dan Auxiliary Equipment ............................................................14 3.2.2 Sirkit air dan uap ...................................................................................17 3.2.3 Sistem udara ..........................................................................................20 3.3 Auxiliary Power In Main Power Building ...................................................21 3.4 Generator Sinkron Tiga Fasa .......................................................................26 3.5 Prinsip Kerja Generator Sinkron .................................................................29 3.6 Proteksi Generator .......................................................................................33 3.6.1 Macam-Macam gangguan Pada Generator Dan Penyebabnya .............34 3.6.2 Syarat-Syarat Suatu Sistem Relay proteksi ...........................................41 3.6.3 Macam-Macam Realay Proteksi ...........................................................43

vi

3.6.4 Resiko Kegagalan Proteksi ................................................................... 45 BAB IV PEMBAHASAN ..................................................................................... 46 4.1 Proteksi Generator Sinkron 3 Fasa ............................................................. 46 4.2 Sistem Proteksi Generator PLTU Jateng 2 Adipala ................................... 47 4.2.1 Gangguan Pada Genertor Sinkron 3 Fasa ............................................. 47 4.3 Analisa Relay Proteksi Generator ............................................................. 50 4.4 Kurva Kapabilitas Generator ...................................................................... 52 BAB V PENUTUP................................................................................................ 56 5.1 Kesimpulan................................................................................................. 56 5.2 Saran ........................................................................................................... 56 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 58 LAMPIRAN .......................................................................................................... 61

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Logo Perusahaan ............................................................................... 7 Gambar 2.2 IP Aksi ............................................................................................... 8 Gambar 2.3 Bagan Susunan Jabatan Bagian Operasi ........................................... 9 Gambar 2.4 Bagan Susunan Jabatan Bagian Pengolahan Energi Primer.............. 10 Gambar 2.5 Bagan Susunan Jabatan Bagian Pemeliharaan .................................. 10 Gambar 2.6 Bagan Susunan Jabatan Bagian Enjinering ....................................... 11 Gambar 2.7 Bagan Susunan Jabatan Bagian Administrasi ................................... 11 Gambar 3.1 Proses Konversi Energi Pada PLTU ................................................. 12 Gambar 3.2 Siklus Proses Pembangkitan Energi Pada PLTU Jateng 2 Adipala .. 14 Gambar 3.3 Layout Peralatan PLTU Batubara ..................................................... 15 Gambar 3.4 Diagram Pressured Boiler ................................................................. 16 Gambar 3.5 Diagram Balance Draft Boiler .......................................................... 17 Gambar 3.6 Economiser Pipa Bersirip .................................................................. 18 Gambar 3.7 Sirkit Air Boiler ................................................................................. 19 Gambar 3.8 Sirkit Udara Pembakaran .................................................................. 21 Gambar 3.9 Force Draft Fan ................................................................................21 Gambar 3.10 Blok Diagram Kelistrikan PLTU Jateng 2 Adipala ........................ 23 Gambar 3.11 Konsep Dasar Penyearahan Tegangan ............................................ 26 Gambar 3.12 Konstruksi Utama Generator AC .................................................... 26 Gambar 3.13 Rotor Tipe Kutup Sepatu ( Salient Pole) ......................................... 28 Gambar 3.14 (a) Rotor ztipe Silinder (b) Penampang Rotor Silinder ................... 29 Gambar 3.15 Skema Proteksi Dengan Relay Pada Generator .............................. 33 Gambar 3.16 Skema Relay Untuk Short Circuit . .................................................. 35 Gambar 3.17 Skema Relay Pengaman Untuk Ground Fault Generator .............. 36 Gambar 3.18 Single Line Relay Rotor Hubung Tanah ......................................... 36 Gambar 3.19 Skema Pengaman Loss of Excitation .............................................. 37 Gambar 3.20 Skema Pengaman Over Voltage ...................................................... 37

viii

Gambar 3.21 Skema Pengaman Power Reverse ................................................... 38 Gambar 3.22 Skema Pengaman Loss of Shyncron ............................................... 40 Gambar 3.23 Single line Diagram Proteksi Generator.......................................... 44 Gambar 4.1 Kurva Kapabilitas Generator PLTU Jateng 2 Adipala ...................... 54 Gambar 6.1 Generator PLTU Jateng 2 Adipala .................................................... 62 Gambar 6.2 Relay Room PLTU Jateng 2 Adipala................................................. 62 Gambar 6.3 Centralized Monitoring Room PLTU Jateng 2 Adipala.................... 63 Gambar 6.4 Ruang Simulator PLTU Jateng 2 Adipala ......................................... 63 Gambar 6.5 Sistem Eksitasi Generator PLTU Jateng 2 Adipala .......................... 64 Gambar 6.6 Name Plate Generator PLTU Jateng 2 Adipala ................................ 65 Gambar 6.7 Daftar Hadir Dan Uraian Kegiatan Kerja Praktek (1) ....................... 66 Gambar 6.8 Daftar Hadir Dan Uraian Kegiatan Kerja Praktek (2) ....................... 68 Gambar 6.9 Data Gangguan Terhadap Generator PLTU Jateng 2 Adipala (1) .... 69 Gambar 6.10 Data Gangguan Terhadap Generator PLTU Jateng 2 Adipala (2) .. 70 Gambar 6.11 Data Gangguan Terhadap Generator PLTU Jateng 2 Adipala (3) .. 70

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Spesifikasi Generator PLTU Jateng 2 Adipala ............................. 31 Tabel 3.2 Insulation Level and Temperature ........................................................32 Tabel 3.3 Macam-Macam Relay Proteksi dan Fungsinya .................................... 43 Tabel 3.4 Gangguan Pada Generator PLTU Jateng 2 Adipala ............................. 48

x

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

PLTU merupakan jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan karena efisiensi yang tinggi dan bahan bakarnya mudah didapat s ehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan sekumpulan mesin konversi energi kimia dalam bahan bakar menjadi listrik. Proses konversi energi  pada PLTU berlangsung melalui tiga tahap, yaitu : pertama, energi kimia dalam  bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi. Kedua, energi panas diubah menjadi energi mekanik dalam  bentuk putaran. Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.

Pada era modern seperti sekarang ini kebutuhan akan adanya energi listrik yang kontinyu sangat diharapkan. Demi kelangsungan adanya energi listrik yang cukup, diperlukan sebuah manajemen pemeliharaan energi listrik yang baik. PT. Indonesia Power UJP Jateng 2 Adipala Cilacap adalah salah satu perusahaan yang  bergerak pada bidang pembangkit energi listrik yaitu PLTU Bunton Adipala Cilacap, perusahaan ini juga merupakan salah satu yang termasuk dalam proyek  pemerintah untuk membangun pembangkit listrikmencapai 35.000 Megawatt hingga 2019. Program ini sendiri bertuuan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik masyarakat Indonesia dari Sabang sampai Merauke. Hal ini tentu akan berdampak signifikan terhadap perekonomian rakyat Indonesia terutama diluar pulau Jawa yang selama ini kekurangan suplai listrik. Sepanjang 2014-2019 pemerintah  bekerjasama dengan PLN dan swasta untuk membangun 109 pembangkit, dengan 35 pembangkit dari PLN dengan kapasitas 10.681 MW dan 74 pembangkit swasta 1

dengan kapasitas 25.904 MW. Dengan proyeksi pertumbuhan ekonomi 6-7 persen  pertahun maka kapasitas listrik yang dibutuhkan adalah 7000 Megawatt per tahun, dan proyek ini telah dikukuhkan dalam Rencana Pembangunan Jangka Menengah  Nasional (RPJMN) 2014-2019. Dalam perkembanganya PT.Indonesia Power UJ P Jateng 2 Adipala Cilacap terus melakukan upaya untuk membangun lingkungan kerja yang sehat dan aman demi kelancaran proses produksi yang secara tidak langsung dapat menjaga kontinuitas pembangkitan listrik Indonesia.Pada PLTU Bunton Adipala Cilacap ini terdapat ti ga komponen utama pembangkit energi listrik yaitu, turbin, generator dan transformator.

Pada dasarnya, sistem tenaga listrik harus beroperasi dalam keadaan yang aman setiap saat. Sebaik apapun suatu sistem tenaga listrik dirancang pasti akan terjadi suatu kesalahan pada sistem dan mungkin kesalahan tersebut bisa membahayakan nyawa manusia dan peralatan.

Tujuan dari pembangkitan energi listrik adalah untuk menghasilkan dan memasok energi listrik ke konsumen. Sistem harus dirancang dan dikelola untuk dapat memberikan pelayanan listrik dengan keandalan yang tinggi kepada konsumen juga mutu listrik yang baik. Gangguan listrik pada rutinitas sehari-hari masyarakat modern seperti pemadaman listrik yang sering atau berkepanjangan menyebabkan

protes

pelayanan

sehingga

menekankan

produsen

meningkatkan keandalan dan sistem proteksi yang baik.

1.2 Tujuan Kerja Praktek

1. Mengenal dunia kerja khususnya di bidang pembangkitan energi listrik.

2

untuk

2. Merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Muhammadiyah Purwokerto. 3. Mengaplikasikan teori yang didapat selama masa perkuliahan dengan realita yang terjadi dilapangan.

1.3 Manfaat Kerja Praktek

Manfaat dari kerja praktek adalah sebagai berikut : 1. Memperoleh secara langsung penerapan ilmu pengetahuan dan teknologi yang didapat di dunia pendidikan pada dunia industri. 2. Mengetahui bagaimana proses pembangkitan energi litrik tenaga uap. 3. Menambah wawasan tentang dunia kerja dalam lingkup industri utilitas khususnya pada bagian pemeliharaan, dan dapat menyesuaikan diri dengan dunia kerja. 4. Mengetahui bagaimana sistem proteksi pada generator sinkron 3 fasa pada PLTU Jateng 2 Adipala Cilacap.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah digunakan dalam pembahasan guna mengantisipasi  penyimpangan masalah pokok yang dibahas terlalu jauh. Batasan yang diambil dalam pembahasan masalah ini adalah tentang jenis-jenis sistem proteksi dan  pengaruh sistem proteksi generator pada PLTU Jateng 2 Adipala Cilacap terhadap sistem pembangkitan.

3

1.5 Metode Pengambilan data

Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penyusunan Laporan Kerja Praktek ini adalah:

1. Metode survei atau pengamatan langsung ke lapangan yaitu pengamatan secara langsung mengenai perawatan yang dilakukan oleh team teknisi  pemeliharaan listrik. 2. Metode wawancara yaitu berupa pengumpulan informasi melalui konsultasi secara lisan dengan team teknisi pemeliharaan listrik dan engineer  terkait. 3. Metode pengumpulan data yaitu dengan cara mengumpulkan data atau informasi tertulis mengenai generator dan sistem proteksinya. 4. Studi pustaka pengumpulan literature dan teori - teori yang berkaitan dengan sistem proteksi generator sebagai pelengkap dan pendukung laporan.

1.6 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Waktu dan tempat pelaksanaan Kerja Praktek adalah sebagai berikut : 1. Waktu Kerja praktek ini dilaksanakan pada : Periode 08 Januari 2018 –  02 Februari 2018, setiap hari senin –   jumat, dari jam 07:00 –  16:00 WIB. 2. Tempat Kerja praktek ini dilaksanakan di: PT Indonesia Power UJP Jawa Tengah 2 Adipala Cilacap.

4

1.7 Sistematika Penulisan

Untuk memudahkan pembaca dalam memahami laporan kerja praktek ini, maka laporan ini disusun dengan susunan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang bidang ilmu, latar belakang,  batasan masalah, metode pengumpulan data, manfaat dan tujuan, waktu dan tempat, dan sistematika penulisan.

BAB II PROFIL INSTANSI Dalam bab ini penulis menjelaskan penjelasan profil umum instansi, visi, misi, dan sistem manajemen perusahaan / company profile.

BAB III LANDASAN TEORI Dalam bab ini penulis menjelaskan landasan teori tentang konsep dasar PLTU serta sistem proteksi pada generator sinkron 3 fasa pada PLTU JATENG 2 Adipala Cilacap.

BAB IV PEMBAHASAN Dalam bab ini penulis membahas tentang sistem proteksi generator serta sebab dan akibatnya ,di PT Indonesia Power UJP JATENG 2 Adipala Cilacap.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

5

BAB II PROFIL INSTANSI 2.1 Sejarah Umum

PT Indonesia Power sebagai perusahaan yang bergerak di pembangkitan tenaga listrik serta jasa operasi dan pemeliharaan pembangkit, PT.Indonesia Power memegang peranan penting dalam kelistrikan di Indonesia sejak di bentuknya pada tanggal 3 Oktober 1995. Dengan berawal pada pengolahan pembangkit listrik di Jawa Madura Bali, saat ini Indonesia Power telah melakukan pengembangan bisnis  jasa operasi pemeliharaan di seluruh Indonesia baik melalui pengolahan sendiri, melalui anak perusahaan, maupun melalui usaha patungan.

PT Indonesia Power mengelola 5 unit pembangkitan (UP), yaitu UP Suralaya, UP Semarang, UP Perak Grati, UP Saguling, dan UP Mrica, 1 Unit jasa  pemeliharaan (UJH), 6 Unit Jasa Pembangkitan (UJP), Yaitu

UJP Banten 1

Surlaya, UJP Banten 2 Labuan, UJP Banten 3 Lontar, UJP Jawa Barat 2 Pelabuhan Ratu, UJP Jawa Tengah 2 Adipala, dan UJP Pangkalan

Susu, serta 3 unit

 pembangkitan dan jasa pembangkitan (UPJP), Yaitu UPJP Priok, UPJP Bali, dan UPJP Kamojang.

Untuk memastikan seluruh proses yang ada di perusahaan terkelola dengan  baik dan sesuai prinsip etika bisnis yang sehat, PT.Indonesia Power telah mengimplementasikan integrated management system yang mencakup ISO 9001, ISO 14001,OHSAS 18001, ISO 28000,SMK3,SMP,PAS 55, dan kriteria Baldrige, yang dievaluasi setiap tahun melalui audit internal dan eksternal untuk perbaikan kinerja perusahaan.

6

2.2 Logo Perusahaan

Gambar 2.1 logo perusahaan. 2.3 Profil Umum PT. Indonesia Power UJP JATENG 2 Adipala Cilacap

PLTU 2 JATENG Adipala merupakan pembangkit listrik PPDE 1 yang terakhir dibangun di pulau jawa dikelola (O&M) Oleh PT Indonesia Power melalui unit jasa pembangkitan (UJP) Jawa Tengah 2 Adipala. Pembangkit ini memiliki kapasitas 1x 660 MW. Berbeda dengan pembangkit PPDE lainnya, pembangit ini menggunakan Supercritical boiler   dengan tekanan uap mencapai 25.4 Mpa. Berlokasi diselatan pulau Jawa tepatnya di desa Bunton, kec.Adipala, kab. Cilacap, Jawa Tengah, PLTU Jawa tengah 2 Adipala dibangun untuk mendukung suplai sistem kelistrikan Jawa Madura Bali dengan terhubung pada jaringan interkoneksi 500 KV melalui Gardu Induk Kesugihan Cilacap.

Sama halnya dengan pembangkit PPDE lainnya, PLTU 2 Jateng Adipala akan menggunakan bahan bakar batu bara berkualitas rendah ( Low Rank Coal ) dengan nilai kalori sekitar 4200 KCal/kg.

Pemanfaatan batu bara jenis ini merupakan kebijakan yang dibuat oleh  pemerintah karena jumlahnya yang sangat melimpah di tanah air. Selain itu, 7

 pemilihan bahan bakar ini untuk mengurangi penggunaan bahan bakar minyak yang  biaya produksinya jauh lebih mahal. Jadi, selain pembangkit ini bisa mendukung suplai kelistrikan Jawa Madura Bali tetapi juga bisa lebih efisien dibandingkan menggunakan pembangkit berbahan bakar minyak.

2.4 Visi dan Misi Perusahaan

Visi: 

Menjadi perusahaan Energi terpercaya yang tumbuh berkelanjutan.



To become Subtainable and Trusted Energy Company

Misi: 

Menyelenggarakan bisnis pembangkitan tenaga listik dan jasa terkait yang  bersahabat dengan lingkungan.



To engage in Environmentally friendly power generation business and its related service

Gambar 2.2 Gambar IP AKSI

8

IP AKSI: 1. Integritas ; Insan IP senantiasa bertindak sesuai etika perusahaan serta memberikan yang terbaik bagi perusahaan. 2. Profesional; insan IP senantiasa menguasai pengetahuan ketrampilam dan kode etik bidang pekerjaan serta melaksankan secara akurat dan konsisten. 3. Proaktif; Insan IP senantiasa peduli dan cepat tanggap melakukan  peningkatan kinerja untuk mendapatkan kerpercayan stakeholder. 4. Sinergi; insan IP senantiasa membangun hubungan kerja sama yang  produktif atas dasar saling percaya untuk menghasilkan karya unggul. 2.5 Sistem Manajemen Perusahaan

1. Bagan Susunan Jabatan Bagian Operasi Unit Jasa pembangkitan PLTU Jawa Tengah 2 Adipala

Gambar 2.3 Bagan Susunan Jabatan Bagian Operasi

2. Bagan Susunan Jabatan Bagian Pengelolaan Energi Primer Jasa  pembangkitan PLTU Jawa Tengah 2 Adipala

9

Gambar 2.4 Bagan Susunan Jabatan Bagian Pengelolaan Energi Primer

3. Bagan Susunan Jabatan Bagian Pemeliharaan Unit Jasa pembangkitan PLTU Jawa Tengah 2 Adipala

Gambar 2.5 Bagan Susunan Jabatan Bagian Pemeliharaan

4. Bagan Susunan Jabatan Bagian Enjinering Jasa pembangkitan PLTU Jawa Tengah 2 Adipala

10

Gambar 2.6 Bagan Susunan Jabatan Bagian Enjinering

5. Bagan Susunan Jabatan Bagian Administrasi Jasa pembangkitan PLTU Jawa Tengah 2 Adipala

Gambar 2.7 Bagan Susunan Jabatan Bagian Administrasi

11

BAB III LANDASAN TEORI 3.1 Umum

PLTU merupakan pembangkit listrik tenaga termal yang banyak digunakan karena efisiensinya baik dan bahan bakarnya mudah didapat sehingga menghasilkan energi listrik yang ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi listri k. Proses konversi energi pada PLTU memiliki 3 tahapan yaitu : 

Pertama, energi kimia dalam bentuk bahan bakar dirubah menjadi energi  panas dalam bentuk uap bertekanan dan bertemperatur tinggi.



Kedua, energi panas (uap) dirubah menjadi energi mekanik dalam bentuk  putaran.



Ketiga, energi mekanik dirubah menjadi energi listrik.

Gambar 3.1 Proses konversi energi pada PLTU

12

PLTU menggunakan fluida kerja uap yang bersikulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang  –   ulang. Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut : 

Pertama air diisikan ke  boiler   hingga mengisi penuh seluruh luas  permukaan pemindah panas. Didalam boiler   air ini dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.



Kedua, uap hasil produksi boiler   dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.



Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet dalam kumparan.

3.2 Bagian Utama Pembangkit Listrik Tenaga Uap

PLTU adalah mesin pembangkit yang mempunyai komponen utama dan instalasi penunjang. Komponen utama PLTU ada empat, yaitu: 

 Boiler 



Turbin



Kondensor



Generator

PLTU menggunakan fluida kerja uap air yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus PLTU dapat dilihat pada gambar 3.2

13

Gambar 3.2 Siklus proses pembangkitan PLTU Jateng 2 Adipala Cilacap

3.2.1 Boiler dan Auxilary E quipment 

 Boiler atau ketel uap adalah suatu perangkap mesin yang berfungsi untuk merubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan hasil pembakaran bahan  bakar. Pembakaran dilakukan secara continue  di dalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar. Uap yang dihasilkan boiler   adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Pada unit pembangkit boiler, boiler   juga biasa disebut dengan steam generator pembangkit uap mengingat arti kata boiler  hanya pendidih, sementara pada kenyataanya dari boiler  dihasilkan uap superheat  bertekanan. Ditinjau dari bahan bakarnya, maka PLTU dapat dibedakan menjadi:

14



PLTU Batubara



PLTU Minyak



PLTU Gas



PLTU Nuklir atau PLTN

Jenis PLTU batubara masih dapat dibedakan berdasarkan proses  pembakaranya, yaitu PLTU dengan pembakaran batu bara bubuk PF Boiler dan PLTU dengan batubara curah (chain grate boiler ).

Perbedaan antara PLTU Batubara dengan PLTU minyak dan gas adalah limbah abunya. PLTU batubara mempunyai perlatan bantu yang lebih baik dan lebih kompleks dibanding PLTU yang paling sederhana peralatan bantunya.

Gambar 3.3 Layout peralatan PLTU Batubara

15

Ditinjau dari tekanan ruang bakar boilernya, PLTU dapat dibedakan menjadi : 

PLTU dengan pressuired boil er 



PLTU dengan balanced draft boiler 



PLTU dengan vacuum boiler 

Sistem pengaturan tekanan ruang bakar ( furnance pressure) biasa disebut draft   atau tekanan statik didalam ruang bakar dimana proses pembakaran bahan  bakar berlangsung. PLTU dengan  pressures boiler   (tekanan ruang bakar positif) digunakan untuk pembakaran bahan bakar minyak atau gas. Tekanan dalam ruang  bakar yang positif diakibatkan oleh hembusan udara dari kipas tekanan paksa ( forced draft fan, FDF), gas buang keluar dari ruang bakar ke atsmosfir karena  perbedaan tekanan.

Gambar 3.4 Diagram pressuried boiler 

16

Gambar 3.5 Diagram balanced draft boiler 

PLTU dengan balanced draft boiler   (tekanan berimbang), biasanya digunakan untuk pembakaran bahan bakar batubara. Tekanan ruang bakar dibuat sedikit dibawah tekan atsmosfir, biasana sekitar –   10 mmH2 O. Tekanan ini hasil dari pengaturan dua buah kipas, yaitu hisap paksa induced draft fan IDF dan FDF. IDF berfungsi untuk menghisap gas dari ruang bakar dan membuang ke atmostir melalui cerobong. 3.2.2 Sirkit Air dan Uap

Sirkit air dan uap dalam boiler merupakan satu mata rangkaian siklus fluida kerja. Boiler mendapat pasokan fluida kerja air dan menghasilkan uap untuk dialirkan ke turbin. 1. Sirkit air Air sebagai fluida kerja diisikan ke boiler menggunakan pompa air pengisi (BFP) dengan melalui economiser  dan ditampung drum boiler.

17

 Economiser adalah bagian dari boiler yang merupakan pemanas air terakhir sebelum masuk ke drum. Didalam economiser  air menyerap panas gas buang yang keluar dari superheater sebelum dibuang ke atmosfir melalui cerobong. Sirkit air di boiler adalah, air dari drum turun melalui pipa-pipa down corner ke header bawah (bottom header ). Dari header   bawa air didistribusikan ke pipa pipa pemanas (riser ) yang tersusun membentuk dinding ruang bakar boiler. Didalam riser air mengalami pamanasan sehingga mendidih dan naik ke drum kembali. Peralatan yang dilalui dalam sirkit air adalah drum boiler, down corner  , header  bawah (bottom header), dan riser. Perpindahan panas dari api/gas ke air didalam pipa-pipa boiler terjadi secar a radiasi, konveksi dan konduksi. Akibat pemanasan selain temperatur naik hingga mendidih juga terjadi sirkulasi air secara alami dari drum turun melalui down corner  ke header  bawah dan naik kembali ke drum melalui pipa-pipa riser . Adanya sirkulasi ini sangat diperlukan agar terjadi pendinginan terhadap  pipa-pipa pemanas dan mempercepat proses perpindahan panas. Kecepatan sirkulasi akan berpengaruh terhadap produksi uap dan kenaikan tekanan serta temperaturnya.

Gambar 3.6 E conomiser  pipa bersirip

18

Gambar 3.7 Sirkit air boiler 

 Drum boiler  berfungsi untuk menampung dan mengontrol kebutuhan air dalam boiler. Fungsi lain yang tidak kalah pentingnya adalah memisahkan uap dan air. Untuk mengontrol kebutuhan air boiler, maka level air dalam drum harus dijaga konstan pada level normalnya. Level ini dapat dilihat di control room maupun di lokal. Kualitas air di boiler juga harus dipantau dengan mengambil sampelnya dari air pada drum.

2. Sirkit uap Sirkit uap dalam boiler adalah, uap dari drum boiler dalam kondisi jenuh dialirkan ke  superheater  I ( primary  SH) dan ke  superheater  II ( secondary  SH) kemudian ke outlet header   untuk selanjutnya disalurkan ke turbin. Apabila suhu uap melebihi batas suhu kerjanya, maka desuperheater  bekerja menyemprotkan air hingga suhu sesuai dengan harga yang diinginkan. Desuperheater  terletak diantara  superheater  I dan superheater II. 19

Superheater berfungsi untuk memanaskan uap air agar kandungan energi  panas dan kekeringannya bertambah sehingga menjadi uap  superheat   (uap panas lanjut). Pemanasan dilakukan dalam dua atau tiga tahap. Sebagai pemanasanya adalah gas hasil pembakaran bahan bakar. Pada PLTU dengan kapasitas > 100 MW dengan turbin multi cylinder, maka uap pada turbin dialirkan kembali ke boiler, yaitu reheater . Konfigurasi reheater  sama dengan superheater .  Reheater  berfungsi untuk memanaskan uap dari HP turbin agar kandungan energi panasnya meningkat lagi setelah memutar turbin. Uap ini selanjutnya dialirkan kembali ke turbin (IP Turbin). Pemanasan dengan gas buang keluar  superheater . 3.2.3 Sistem Udara

1. Sirkit udara Sirkit udara berfungsi untuk proses pembakaran bahan bakar sehingga disebut udara pembakaran. Udara berasal dari atmosfir dihisap oleh FD  fan  dan dialirkan ke air heater . Udara panas dari air heater   kemudian masuk kedalam windbox  dan selanjutnya didistribusikan ke tiap-tiap burner   untuk proses  pembakaran. Peralatan yang berada dalam sirkit udara adalah Forced draft fan (FD fan), air heater   dan windbox. FD  fan  berfungsi sebagai pemasok udara pembakaran dimana udara di amabil dari atsmosfir, air  heater   berfungsi untuk memanaskan udara pembakaran dengan menggunakan gas buang.

Windbox  berfungsi

mendistribusikan udara pembakaran ke masing masing burner   agar terjadi proses  pembakaran.

20

Gambar 3.8 Sirkit udara pembakaran

Gambar 3.9 F orced draft fan

3.3 Auxiliary Power I n Main Power Building

 Auxiliary Power In Main Power Building  adalah suatu sistem kelistrikan di PT.Indonesia Power UJP

PLTU 2 Jateng Adipala yang berfungsi untuk

21

memberikan catu daya pemakaian sendiri serta proteksi terhadap perangkat  –   perangkat listrik serta pendukungnya. Catu daya adalah suatu sistem yang berguna untuk mensuplai dan menyalurkan listrik ke beban dan merupakan sistem yang sangat penting dalam sistem pembangkitan energi listrik karena sistem inilah yang memberikan  supply  pada perangkat agar dapat memulai proses pembangkitan energi listrik (  start up ) untuk mensuplai daya listrik kepada PT. PLN lalu ke konsumen masyarakat. Catu daya pada PT.Indonesia Power UJP PLTU 2 Jateng Adipala menggunakan 2 mode suplai yaitu dari transmisi 500 kV dan daya dari generator, suplai dari transmisi 500 kv digunakan sebagai suplai apabila generator tidak beroperasi atau unit sedang dalam kondisi  shut down  sehingga tidak menghasilkan energi listrik, apabila generator telah menghasilkan energi listrik dan sudah sinkron dengan sistem transmisi 500 kv maka beban pada unit PLTU akan disuplai oleh generator.  Load atau beban yang dikenal dalam catu daya terdiri dari 2 jenis yaitu essential load (beban penting) yaitu beban yang tidak boleh terputus catuannya karena apabila terputus maka dapat mengganggu proses pembangkitan seperti computer sentral , perangkat radio, perangkat kontrol, dan lain  –   lain. Sedangkan non essential load (beban tidak penting) yaitu beban yang apabila terputus catuannya maka tidak mengganggu pembangkitan energi listrik seperti penerangan. PLTU 2 Jateng Adipala memiliki Sebuah generator dengan kapasitas 660 MW dan tegangan keluaran generator 22 KV. Pada unit PLTU 2 Jateng Adipala menggunakan 2 buah unit  Auxiliary Transformator   dengan daya masing-masing 43 MVA dengan input 22 kV dan output 6,3 kV. Pada tegangan 6,3 kV atau disebut unit board 6 kV trafo UAT

22

dibebani motor listrik dan transformator penurun tegangan menjadi 400 Volt atau yang di sebut dengan PDC atau Panel Distribution Control. Dua buah UAT yang terpasang digunakan untuk mensuplai 4 buah board, yaitu seperti pada blok diagram  berikut :

Gambar 3.10 Blok diagram kelistrikan PLTU 2 Jateng Adipala Cilacap

Keterangan 1. GT, Generator Transformer yaitu trafo daya yang berfungsi sebagai step up atau  step down, dimana disaat kondisi normal yaitu generator memproduksi listrik maka GCB ( generator circuit breaker ) akan close dan GT pada fungsi step up untuk memberikan daya ke transmisi 500 kV, sedangkan untuk fungsi  step down  dimana generator tidak beroperasi dan GCB akan berada pada posisi open, pada posisi ini PLTU suplai listriknya dari transmisi 500 kV.

23

2. UAT A dan UAT B (Unit Auxiliary Transformer ), trafo ini fungsinya sebagai  penurun tegangan untuk auxiliary power. 3. Busbar 6,3 kv atau 6,3 kv Unit Board terdiri dari 4 yaitu Unit Board A, Unit Board B, Coal Ash Handling  A, dan Coal Ash Handling B.

Beban pada 6,3 kv Unit Board :

1. Unit Board A Pada Unit Board A terdapat tujuh buah unit Panel Distribution Control , yaitu: a.  Ash Handling  PDC A  b. Station Service PDC A c.  Lighting  PDC A d.  Boiler  PDC A e. Water Treatment  PDC A f. Turbine PDC A g. ESP PDC A Serta dua buah vacum swicthgear dengangan beban motor dan coal handling board  A. 2. Unit Board B Pada unit board B terdapat tujuh buah Unit Panel Distribution Control , yaitu: a.  Ash Handling PDC B  b. Station Service PDC B c.  Lighting  PDC B d. d Boiler  PDC B e. Water Treatment  PDC B

24

f. Turbine PDC B g. ESP PDC B Serta dua buah vacum swicthgear  dengangan beban motor dan coal handling board  B. 3. Coal Handling Board  a. Coal Handling Board  A - CW PDC A - Coal Handling  PDC A - Serta satu buah vacum swicthgear  dengan beban motor  b. Coal Handling Board  B - CW PDC A - Coal Handling  PDC A - Serta satu buah vacuum swicthgear  dengangan beban motor

 Auxiliary Power In Main Power House PLTU 2 Jateng Adipala memiliki  peranan yang sangat vital pada sistem pembangkitan energi listrik, karena sebuah  pembangkitan energi listrrik pada khususnya PLTU menggunakan banyak pompa air untuk menyuplai air dalam boiler untuk kebutuhan uap, sedangkan pompa pada  pembangkit ini menggunakan media motor listrik sebagi driver   dari pompa air. Selain kebutuhan listrik bolak-balik sebagai daya ataupun suplai perangkat pompa air yaitu motor, dan alat bantu lainya seperti steaker reclamer , ship unloader  yang  juga menggunakan motor listrik sebagai penggerak utamanya, adapun sistem kelistrikan arus searah sebagai  suplaiyer   litrik untuk relai-relai  proteksi dan control . Kelistrikan DC (direct current ) disini merupakan litrik yang berasal dari

25

 penyearah tegangan AC (alternating current ) yang di searahkan dengan modul high  frequency switching.

Gambar 3.11 Konsep dasar penyearahan tegangan.

3.4 Generator Sinkron Tiga Fasa

Generator arus bolak-balik atau sering juga disebut altenator, generator AC (Alternating Current) atau generator sinkron. Dikatakan generator sinkron karena  jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub-kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar stator. Kumparan medan generator sinkron terletak pada rotornya sedangkan kumparan  jangkarnya terletak pada statornya.

Konstruksi generator AC ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu: Stator, yaitu bagian diam yang mengeluarkan tegangan bolak-balik dan rotor, yaitu bagian  bergerak yang menghasilkan medan magnet yang menginduksikan ke bagian stator.

26

Gambar 3.12 Konstruksi utama generator AC

Kumparan medan adalah kumparan yang diberi aliran arus DC sehingga akan membangkitkan medan magnet. Medan magnet tersebut kemudian akan menimbulkan fluks magnet, sedangkan kumparan yang lain membangkitkan gaya gerak listrik.Generator kutub dalam ialah apabila kumparan medan terletak pada rotor dan kumparan jangkar terletak pada statornya. Sedangkan, generator kutub luar ialah apabila kumparan medan terletak pada statornya dan kumparan jangkar terletak pada rotornya atau dengan kata lain kumparan jangkarnya berputar.

Pada generator AC sinkron.stator ditempatkan pada rumah (frame)  yang diberi isolasi. Stator terbuat dari laminasi inti besi yang diberi slot sebagai tempat untuk kumparan, tujuan penggunaan laminasi inti besi adalah untuk mengurangi rugi-rugi arus Eddy atau Eddy current .

Ada dua jenis yang berbeda dari struktur medan generator sinkron, yaitu t ipe kutub sepatu ( salient pole) dan kutub silindris (cylindrical pole):

27

1. Rotor kutup sepatu (salient pole)

Generator kecepatan rendah yang digerakan oleh mesin disel ata u turbin air memiliki rotor dengan medan yang menonjol atau kutub medan sepatu seperti gambar dibawah ini:

Gambar 3.13 Rotor tipe kutub sepatu (salient pole)

2. Rotor tipe kutub silindris (cylindrical pole)

Generator tipe kecepatan tinggi atau turbo mempunyai rotor silinder yang dirancang untuk bekrja pada 3000 rpm. Konstruksi silinder penting dalam mesin kecepatan tinggi karena tipe kutub sepatu sukar dibuat untuk menahan tekanan kecepatan tinggi. Generator sinkron dengan konstruksi rotor sil inder digerakan oleh turbin uap atau gas.Pada rotor kutub sepatu, fluks terdistribusi sinusoidal didapatkan dengan mendesain bentuk sepatu kutub. Sedangakan pada rotor silinder, kumparan rotor disusun secara khusus untuk mendapat fluks terdistribusi secara sinusoidal. Untuk generator dengan tipe kutub internal (internal pole generator), suplai DC yang dihubungkan ke kumparan rotor melalui slip ring dan sikat untuk

28

menghasilkan medan magnet merupakan eksitasi daya rendah. Dalam hal ini PLTU Jateng 2 Adipala menggunakan rotor tipe kutub silindris, seperti dibawah ini:

(a)

(b)

Gambar 3.14 (a) Rotor tipe silinder dan (b) penampang rotor pada generator sinkron.

3.5 Prinsip Kerja Generator Sinkron

Prinsip dasar generator arus bolak balik adalah menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan timbul gaya gerak listrik, dimana rotor berlaku sebagai kumparan medan(yang menghasilkan medan magnet dan akan menginduksikan ke stator yang berlaku sebagai kumparan jangkar(yang menghasilkan energy listrik). Pada belitan rotor diberi arus eksitasi DC yang dapat menciptakan medan magnet. Rotor ini dikopel dengan turbin putar yang ikut diputar sehingga dapat menghasilkan medan magnet putar. Medan magnet putar ini akan memotong kumparan jangkar yang ada di stator. Oleh karena adanya perubahan fluks magnetic pada tiap waktunya maka pada kumparan jangkar dapat mengalir gaya gerak listrik yang diinduksikan oleh rotor.

29

Besarnya GGL yang dibangkitkan adalah:

E = C.n.Ø

Dimana: E = Gaya Gerak Induksi (Volt)

C = konstata

n = kecepatan putar rotor (rpm)

Ø = fluksi (weber)

Jika terdapat N lilitan, maka persamaan dapat ditulis:

 = −.

∆ ∆

Dimana:

 N = jumlah lilitan

∆ø

= Fluksi magnetic (Weber)

∆ =

perubahan waktu (s)

E = ggl induksi (Volt)

F = frekuensi (Hz)

30

Bila suatu generator mendapatkan pembebanan yang melebihi kapasitasnya, dapat mengakibatakan generator tidak bekerja bahkan mengalami kerusakan. Untuk mengatasi beban listrik yang terus bertumbuh tersebut, bisa diatasi dengan menjalankan generator lain yang kemudian dioperasikan secara pararel dengan generator yang telah bekerja sebelumnya, pada satu jaringan listrik yang sejenis. Keuntungan dari menggabungkan dua atau lebih generator dalam satu jaringan listrik adalah apabila salah satu generator mengalami gangguan atau tidak  beroperasi maka generator tersebut bisa diberhentikan dan kemudian beban dialihkan pada generator lain, sehingga pemutusan listrik total bisa dihindari.

Terhubungnya suatu generator dengan generator lainya dalam suatu  jaringan interkoneksi yang disebut kerja pararel harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1.  Nilai efektif arus dari tegangan bolak-balik harus sama. 2. Tegangan generator yang dipararelkan mempunyai bentuk gelombang yang sama. 3. Frekuensi kedua generator atau frekuensi generator dengan jala-jala harus sama. 4. Urutan fasa dari kedua generator harus sama.

Tabel 3.1 Data spesifikasi generator PLTU 2 Jateng Adipala Cilacap

SN

Name

Specifications

1

Model

QFSN－660－2

2

Rated power

660MW

3

Rated voltage

22KV

31

Remarks

SN

Name

Specifications

4

Rated current

20377A

5

Frequency

50HZ

6

Power factor

0.85

7

Rated rotate speed

3000r/min

8

Mode of connection

YY

9

Number of pole

2P

10

Insulation level

Grade F

11

Rated hydrogen

0.45Mpa

Remarks

 pressure 12

Cooling method

Water-hydrogen-hydrogen

13

Ventilation mode

Get air from air gap

14

Excitation mode

Potential source static exciter

15

Excitation voltage

491V

(full load) 16

Excitation current

4669A

17

Excitation no-load

1497A

current 18 19

Exitation no-load voltage Inlet water temperature of generator cooler under TMCR condition

150 V

38 oC

Tabel 3.2 Insulation Level and Temperature

SN

Name

Insulation/ Temperature Grade F ≤120℃

1

Insulation level of stator winding

2

Outlet water temperature of stator winding

32

≤85℃

Remarks

Used for grade B

≤90℃

3

Interlayer-temperature of stator winding

4

Insulation level of stator core

Grade F ≤120℃

Used for grade B

5

Insulation level of rotor winding

Grade F ≤110℃

Used for grade B

6

Temperature of collecting ring

≤120℃

3.6 Proteksi Generator

Sistem proteksi generator salah satu komponen yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan yang tujuanya untuk menjaga kontinuitas dan kualitas suplai daya listrik agar sampai ke pusat beban tanpa ada gangguan maupun terputus.

Gambar 3.15 Skema proteksi menggunakan relay pada generator

33

Dengan simbol angka yang ada, berikut adalah arti simbol angka tersebut diatas:

1. 51V :backup overcurrent relay 2. 51G :backup time-overcurrent relay 3. 87

:differential relay

4. 87G: ground differential relay 5. 40 :impedance relay 6. 46 :negatife-phase-squence overcurrent relay 7. 49 :temperature relay 8. 64 : generator ground field relay 9. 60 :voltage-balance relay

Konsep sistem proteksi itu sendiri adalah mendeteksi perubahan parameter sistem,mengevaluasi besar parmeter perubahan terebut dan membandingkan dengan besaran dasar yang telah di setting sebelumnya yang kemudian memberi  perintah kepada perlatan proteksi yang kemudian memberi perintah untuk melakukan proses switching yang akan menghubungkan atau memisahkan bagian tertentu dari sistem. Daerah proteksi pada suatu sistem tenaga listrik dibuat saling terkoordinasi yang tujuanya untuk menghindari kemungkinan adanya daerah yang tidak terproteksi.

PLTU Jateng 2 Adipala Cilacap merupakan sala h satu unit pembangkit yang mempunyai kapsitas yang cukup besar, oleh karena itu perlu dilengkapi dengan sistem

proteksi

yang

baik

untuk

menjaga

 pembangkitan.

34

kehandalan

dan

kontinuitas

3.6.1 Macam-Macam Gangguan Pada Generator dan Penyebabnya

Macam-macam gangguan pada generator dapat diklarifikasikan sebagai  berikut: a. Gangguan listrik/ electric fault 

Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi pada bagian bagian listrik dari generator. Gangguan tersebut antara lain: 1. Gangguan hubung singkat 3 fasa Terjadinya arus lebih pada stator yang dimaksud adalah arus lebih yang timbul akibat terjadinya hubung singkat 3 fasa. Gangguan ini dapat menimbulkan loncatan busur api dengan suhu yang tinggi yang dapat melelehkan belitan dengan resiko terjadinya kebakaran, jika isolasi t idak dibuat dari bahan yang anti terbakar / non-flammable.

Gambar 3.16 Skema relay untuk short circuit 

2. Hubung singkat 2 fasa Gangguan ini lebih berbahaya bila dibandingkan dengan gangguan hubung singkat 3 fasa, karena disamping dapat terjadi kerusakan pada  belitan juga dapat timbul pula vibrasi pada kumparan stator. Kerusakan

35

lain yang timbul adalah pada poros /  shaft dan kopling turbin akibat adanya momen puntir yang besar. 3. Stator hubung singkat satu fasa ke tanah / stator ground fault  Kerusakan akibat gangguan 2 fasa atau antar konduktor kadang-kadang masih dapat diperbaiki dengan menyambung taping atau mengganti sebagian konduktor, tetapi kerusakan laminasi besi (iron lamination) akibat gangguan satu fasa ketanah yang menimbulkan bunga api yang merusak isolasi dan inti besi adalah kerusakan serius yang perbaikanya secara total.Gangguan jenis ini meskipun kecil harus segera diproteksi.

Gambar 3.17 Skema pengaman stator ground fault

4. Rotor hubung tanah / field ground  Pada rotor generator yang belitanya tidak dihubungkan dengan tanah (ungrounded system). Bila salah satu sisi terhubung ke tanah belum menjadikan masalah. Tetapi apabila sisi lainya terhubung ketanah, sementara sisi sebelumnya tidak seera terselesaikan maka dapat terjadi kehilangan arus pada sebagian belitan yang terhubung singkat melalui tanah.Akibatnya terjadi ketidakseimbangan fluksi yang mengakibatkan terjadi vibrasi yang berlebihan serta kerusakan fatal pada rotor.

36

Gambar 3.18 Single line relai rotor hubung tanah

5. Kehilangan medan penguat / loss of excitation Hilangnya medan penguat akan membuat putaran mesin meningkat, dan  berfungsi sebagai generator induksi.Kondisi ini akan berakibat pada rotor dan pasak / slot wedges, akibat arus induksi yang bersirkulasi pada rotor. Kehilangan eksitasi dapat timbul karena tripnya saklar penguat, hubung singkat pada belitan penguat, kerusakan pada kontak-kontak sikat arang pada sisi penguat, dan kerusakan pada sistem AVR.

Gambar 3.19 Skema pengaman loss of excitation (“ 32:directional

overpower relay, 40:impedance relay”)

37

6. Tegangan lebih / Over voltage Tegangan yang berlebihan dan melampaui batas yang diijinkan dapat  berakibat (breakdown) tembusnya desain insulasi yang akhirnya dapat menimbulkan hubung singkat antar belitan.Tegangan lebih dapat dimungkinkan oleh putaran mesin lebih / overspeed, atau kerusakan pada  pengaturan tegangan otomatis / automatic voltage regulator .

Gambar 3.20 Skema pengaman over voltage b. Gangguan mekanis/panas ( mechanical/thermal fault)

Jenis-jenis gangguan mekanik dan panas antara lain: 1. Generator berfungsi sebagai motor (motoring) Motoring adalah peristiwa generator berubah fungsi menjadi motor akibat daya balik (reverse power). Daya balik terjadi disebabkan oleh turunya daya masukan dari penggerak utama (prime mover). Dampak dari akibat peristiwa motoring adalah lebih kepada penggerak utama itu sendiri. Pada turbin uap, motoring dapat mengakibatkan panas lebih pada sudu-sudunya, kavitasi pada sudu-sudu turbin air, dan ketidakstabilan  pada sudu turbin gas.

38

Gambar 3.21 Skema pengaman power reverse / motori ng (“32: directional overpower relay, 40: impedance relay”)

2. Pemanasan lebih setempat Pemanasan lebih setempat pada bagian stator dapat diakibatkan oleh: -Kerusakan laminasi -Kendornya bagian-bagian tertentu pada bagian generator:  stator wedges 3. Kesalahan pararel Kesalahan dalam mempararel 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 adalah kerusakan PMT dan kerusakan pada kumparan stator karena terjadinya kenaikan tegangan sesaat. 4. Gangguan pendingin stator Gangguan pada sistem pendingin stator (pendingin dengan media air, hydrogen ataupun udara) dapat menyebabkan kenaikan suhu pada belitan

39

stator. Apabila suhu belitan stator melampaui batas ratingnya dapat  berakibat kerusakan belitan.

c. Gangguan sistem / system fault

Generator dapat terganggu akibat adanya gangguan yang datang atau terjadi  pada sistem gangguan-gangguan sistem yang terjadi umumnya adalah:

1. Frekuensi operasi yang tidak normal (abnormal frequency operation) Perubahan frekuensi keluar dari batas-batas normal disistem dapat  berakiba ketidakstabilan pada turbin generator. Perubahan frekuensi system dapat dimungkinkan oleh trip-nya unit-unit pembangkit atau  pengahantar (transmisi). 2. Lepas sinkron ( Loss of synhcron) Adanya gangguan sistem akibat perubahan beban mendadak,  switching , hubung singkat dan peristiwa yang cukup besar dapat menimbulkan ketidakstabilan sistem. Apabila peristiwa ini cukup lama dan melampaui  batas-batas ketidakstabilan generator, generator dapat kehilangan kerja  pararel. Keadaan ini dapat menimbulkan arus puncak yang tinggi dan  penyimpangan frekuensi operasi yang keluar dari seharusnya sehingga dapat menyebabkan terjadinya stress pada belitan generator, gaya puntir yang berfluktuasi serta resonansi yang dapat merusak turbin generator. Pada kondisi seperti in maka generator harus dilepas dari s istem.

40

Gambar 3.22 Skema pengaman loss of sychron

3. Arus beban kumparan yang tidak seimbang (unbalance armature current ) Pembebanan yang tidak seimbang pada sistem dan adanya gangguan 1 fasa atau 2 fasa pada sistem yang menyebabkan beban generator tidak seimbang yang dapat menimbulkan arus urutan negatif. Arus urutan negatif yang melampaui batas, dapat menginduksikan arus medan yang  berfrekuensi rangkap yang arahnya berlawanan dengan putaran rotor akan menyebabkan adanya pemanasan lebih dan rusaknya bagian-bagian konstruksi rotor.

3.6.2 Syarat-Syarat Suatu Sistem Relay Proteksi

Dalam perencanaan suatu sistem proteksi, maka untuk mendapatkan suatu sistem proteksi yang baik diperlukan persyaratan-persyaratan berikut: 1. Sensistif ( sensitivity) Pada prinsipnya relay proteksi harus dapat mendeteksi adanya gangguan yang terjadi didaerah pengamananya dan harus cukup sensitif untuk mendeteksi gangguan tersebut dengan rangsangan minimum dan bila

41

 perlu hanya mentripkan pemutus tenaga (PMT) untuk memisahkan  bagian sistem yang terganggu, sedangkan pada sistem yang tidak terganggu dalam hal ini tidak boleh terbuka. 2. Selektif ( selectivity)  selectivity) Selektifitas suatu relay proteksi adalah suatu kecermatan pemilihan gangguan untuk mengadakan suatu pengamanan. Bagian terbuka dari suatu sistem oleh karena terjadi gangguan harus sekecil mungkin, sehingga daerah yang terputus menjadi lebih kecil. Relay proteksi hanya  boleh bekerja bila pada kondisi tidak normal atau gangguan gangguan yang terjadi didaerah pengamananya dan tidak boleh bekerja pada kondisi normal atau pada gangguan diluar daerah pengamananya. 3. Cepat ( speed  speed of operation) operation) Makin cepat relay proteksi bekerja tidak hanya memperkecil kemungkinan akibat gangguan, tetapi dapat memperkecil meluasnya akibat yang ditimbulkan oleh gangguan. 4. Handal (reliability (reliability)) Sebuah relay proteksi harus selai dalam kondisi yang mampu melakukan  pengamanan pada daerah yang diamankan. Keandalan memiliki tiga aspek, yaitu: 

 Dependability:  Dependability: adalah kemampuan suatu sistem untuk beropeasi dengan baik dan benar, pada prinsipnya relay harus dapat diandalkan bekerjanya (dapat mendeteksi dan melepaskan bagian yang terganggu) tidak boleh gagal bekerja, dengan kata lain tingkat dependability-nya dependability-nya harus tinggi.

42



Security: Security: tingkat kepastian suatu sistem relai untuk tidak salah dalam bekerja. Salah bekerja, misalnya lokasi gangguan diluar daerah pengamananya, tetapi salh kerja membuat pengamanan  pemadaman yang seharusnya tidak terjadi.



 Availability:  Availability: adalah waktu perbandingan dimana antara waktu  pengaman dalam keadaan siap kerja (actually in service) service) dan waktu total operasinya.

5. Ekonomis (economic ( economic)) Dengan biaya sekecil-kecilnya diharapkan suatu sistem relai proteksi dapat melakukan kemampuan pengamanan yang sebesar-besarnya. 6. Sederhana ( simplicity)  simplicity) Perangkat relai proteksi disyaratkan mempunyai bentuk yang sederhana dan fleksibel, namun tetap mampu bekerja sesuai kemampuanya.

3.6.3 Macam-Macam Relay Proteksi Generator

Tabel 3.3 macam-macam relai proteksi beserta fungsinya

No

1

Nama Relai

Fungsi Relai

Relai jarak (distance relay) relay) Untuk mendeteksi gangguan gangguan 2 phasa/ 3 phasa phasa di muka generator sampai batas jangkauannya

2

3

Relai

periksa

sinkron Pengaman bantu generator untuk mendeteksi

( synchron  synchron check relay) relay)

 persyaratan sinkronisasi atau paralel

Relai

Untuk mendeteksi turunnya tegangan sampai di

tegangan

kurang

(undervoltage relay) relay) 4

 bawah harga yang diijinkan

Relai daya balik (reverse Untuk mendeteksi daya balik sehingga mencegah  power relay) relay)

generator bekerja sebagai motor

43

5

Relai kehilangan medan

Untuk mendeteksi kehilangan arus penguat pada

 penguat (loss (loss of excita-tion rotor relay) relay) 6

7

Relai phasa urutan negatif

Untuk mendeteksi arus urutan negatif yang

(negative phase sequence

disebabkan oleh beban tidak seimbang dari batas-

relay) relay)

 batas yang diijinkan

Relai arus lebih seketika Untuk mendeteksi besaran arus yang melebihi (instantaneous over cur-  batas yang ditentukan dalam waktu seketika rent relay) relay)

8

Relai arus lebih dengan Untuk mendeteksi besaran arus yang melebihi waktu tunda (time (time over  batas dalam waktu yang ditentukan current relay) relay)

9

Relai penguat lebih (over Untuk mendeteksi penguat lebih pada generator excitation relay) relay)

10

Relai tegangan lebih (over

Bila terpasang di titik netral generator atau trafo

voltage relay) relay)

tegangan yang dihubungkan segitiga, untuk mendeteksi gangguan stator hubung tanah Bila terpasang pada terminal generator : untuk mendeteksi tegangan lebih

11

Relai

keseimbangan

te-

Untuk mendeteksi hilangnya tegangan dari trafo

gangan (voltage (voltage balance

tegangan ke pengatur tegangan otomatis (AVR)

relay) relay)

dan ke relay

12

Relai waktu

Untuk memperlambat/mempercepat waktu

13

Relai

stator

gangguan Untuk mendeteksi gangguan hubung tanah pada

tanah( stator  stator ground fault

stator

relay) relay) 14

15

Relai kehilangan sinkroni-

Untuk mendeteksi kondisi asinkron pada generator

sasi (out (out of step relay) relay )

yang sudah paralel dengan sistem

Relai pengunci (lock out

Untuk menerima signal trip dari relai-relai proteksi

relay) relay)

dan kemudian meneruskan signal trip ke PMT, alarm, dan peralatan lain serta penguncinya

44

16

Relai frekuensi ( frequen frequen-

Untuk mendeteksi besaran frekuensi rendah/lebih

cy relay) relay)

di luar harga yang ditentukan

17 Relai differensial (diffe(differential relay) relay)



Untuk mendeteksi gangguan hubung singkat pada daerah yang diamankan

Diagram proteksi peralatan pembangkit

 Si ngle line diagram proteksi generator Gambar 3.23 Single 3.6.4 Resiko Kegagalan Proteksi

Bila suatu pengaman pada mesin generator tidak dapat berfungsi terhadap gangguan sistem maka dapat menyebabkan: 1. Over Speed Bila putaran generator naik melampaui putaran normal sehingga menyebabkan gaya sentrifugal naik sehingga timbul gesekan dan panas  berlebih pada generator. 2. Temperatur air pendingin tinggi Temperatur air pendingin yang tinggi dapat menyebabkan overheating , akibatnya: a. Pelumas menjadi cepat encer atau tingkat t ingkat viskositasnya menurun

45

 b. Menyebabkan kerusakan bantalan. c. Komponen-komponen mesin mengalami pemuaian akibat panas yang timbul. d. Tekanan minyak pelumas rendah.

Tekanan minyak pelumas yang rendah dapat menyebabkan gesekan antar  bantalan menjadi besar. Akibat dari kegagalan sistem ini dapat menyebabkan kerusakan pada bantalan, kerusakan komponen lain akibat bergesek akrena kurangnya pelumasan.

46

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Proteksi Generator Sinkron 3 Fasa

Dalam melaksanakan proses pembangkitan, penyaluran dan distribusi tenaga listrik, gangguan tidak dapat dihindari. Gangguan kebanyakan merupakan hubung singkat baik satu fasa ketanah maupun antar f asa. Hubung singkat semacam ini mempunyai pengaruh yang besar terhadap peralatan tenaga listrik semacam generator. Selain gangguan hubung singkat, generator juga dapat mengalami  bebrapa gangguan lain semacam kehilangan eksitasi, kehilangan sinkron, tegangan lebih, arus lebih, kehilangan medan penguat, frekuensi operasi yang tidak normal dan masih banyak lagi lainya.

Suatu gangguan atau kegagalan bagaimanapun dapat mempengaruhi aliran arus normal pada sistem tenaga. Untuk menanggulangi gangguan-gangguan yang ada maka dipasanglah alat pengaman atau sistem proteksi untuk menghilangkan akibat gangguan atau meminimalisirkanya bahkan mencegah terjadinya gangguan.

Dalam operasinya mesin sinkron memerlukan suatu sistem proteksi yang  bisa mengamankan dari gangguan-gangguan tersebut yang biasanya disebabkan oleh terjadinya kesalahan operasi dari mesin atau kesalahan instalasi yang kurang sempurna. Tindakan pengaman yang tepat dapat mencegah gangguan-gangguan yang terjadi.Maka dari itu sistem proteksi yang baik harus dipasang pada suatu sistem, dalam hal ini adalah generator.

47

4.2 Sistem Proteksi Generator Pada PLTU Jateng 2 Adipala Cilacap

Sistem proteksi yang digunakan pada PLTU 2 Jateng Adipala Cilacap adalah terdiri dari dua sistem utama yaitu proteksi gangguan luar dan proteksi gangguan dalam. Dari keseluruhan alat proteksi yang terdapat pada generator pada uumnya maupun pada PLTU Jateng 2 Adipala adalah berupa relai-relai serta terdapat PMT/pemutus (circuit breaker ), PMS/pemisah (disconnecting switch), CT (Current Transformer ), PT ( Potential Transformer ) dan arrester (pada generator transformer) sebagai pengaman dari sambaran petir.

Dengan sistem yang begitu besar dan kompleks, sistem proteksi generator di PLTU 2 Jateng Adipala menggunakan sistem computerized atau terkomputerisasi untuk memudahkan dalam monitoring.

4.2.1 Gangguan Pada Generator Sinkron 3 Fasa

Gangguan generator relatif jarang terjadi, karena:

1. Instalasi listrik tidak terbuka terhadap lingkungan, terlindung terhadap  petir dan tanaman. 2. Ada transformator block  dengan hubung Wye-Delta sehingga mencegah arus (gangguan) urutan nol dri saluran transmisi masuk ke generator. 3. Instalasi listrik dari generator umumnya menggunakan cable duct yang mengalami gangguan kecil. 4. Trip-nya PMT generator sebagian besar disebabkan oleh mesin  penggerak generator.

48

 Namun, ada pula gangguan yang sering terjadi pada generator, diantaranya: 1. Stator 2. Rotor (system eksitasi) 3. Mesin penggerak 4. Back up instalasi diluar generator Sama halnya dengan generator pada umumnya, generator pada PLTU Jaten g 2 Adipala pun jarang mengalami gangguan dimana hal ini dimungkinkan Karen a sesuai dengan instalasi generator itu sendiri yang tertutup seperti disebut diatas yang menyebutkan bahwa gangguan generator sinkron relatif jarang terjadi, namun hal ini bukan berarti sistem proteksi dari generator itu sendiri menjadi hanya seadanya atau tidak perlu handal, karena pada dasarnya pada saat generator mengalami gangguan baik internal maupun eksternal akan sangat berpengaruh terhadap sistem pembangkitnya, hal ini tentunya dapat merugikan dari segi  perusahaan sendiri maupun unit lain yang terinterkoneksi dan juga tentunya akan  berdampak ke konsumen. Sesuai dengan data yang diambil dari PLTU 2 Jateng Adipala perihal gangguan-gangguan yang terjadi pada generator maupn sistem eksitasinya pada  periode antara tahun 2015-2018 bulan Januari, bisa dilihat seperti pada tabel dibawah ini: Tabel 3.4 Gangguan pada generator PLTU 2 Jateng Adipala Cilacap

NO 1

Deskripsi

Waktu

Ket

Generator protection alarm dan Generator stator ground protectin alarm

20/10 2017

Trip

Carbon brush exciter  mengalami ada yang pemendekan dari 144 buah

18/12/2017

2

49

-

3

Carbon brush shaft grounding  generator menipis

4

5

6

7

8

20/12/2017

-

Perbaikan penunjukan  beban kWh meter bruto belum sesuai ( DCS )

05/11/2016

-

Penunjukan beban kWh meter PS - Exciter , belum sesuai (minus)

05/11/2016

-

Perbaikan temperature slip ring exciter  mencapai lebih 100o C saat beb-an tinggi

14/09/2016

-

11/11/2016

-

Perbaikan AC Exiter Room sisi selatan tidak dapat di operasikan dari modulnya karena tombol pada modulnya tidak ada  Heating line exciter and transformer exciter

03/03/2017

9

10 11

Indikasi bocor pada 1 buah baut hydrogen cooler generator cover  sisi exiter 

15/03/2017

-

16/03/2017

Trip -

 Line hydrogen dryer  ke generator bocor Pemeliharaan pengantian carbon brush generator 09/03/2017

12

13

14

Pemeliharaan generator exciter  dan transformer treatment

27/08/2017

-

Pemeliharaan pengantian carbon brush shaft grounding generator

27/08/2017

-

Carbon brush exciter  sudah aus/memendek

08/08/2017

15 16

17

18

2 buah fan trafo exciter  rusak. Carbon brush exiter  ada 21 buah yang sudah pendek dari 144 buah Screnn blower busbar outgoing  generator (2buah) perlu dikasih cover pengaman Pelacakan alarm pada GT unit Mech Set Prot,  generator rotor earth fault dan Gen Ext Transformer Failure

50

07/04/2017 24/10/2017 -

12/08/2017

Trip

09/05/2016

19

 Hydrogen generator leakage treatment

03/03/2017

-

20

Penggantian Lampu di generator seal oil 

13/12/2017

-

4.3 Analisa Relay Proteksi Generator PLTU Adiapala

Analisa ini didapat sesuai dengan gangguan-gangguan yang terjadi pada generator PLTU Jateng 2 Adipala yang mana tercantum pada tabel 3.4 diatas, diantaranya sebagai berikut: 1. Generator alarm protection untuk stator ground fault, dimana alarm mengindikasikan terjadinya gangguan stator hubung tanah, hal semacam ini disebabkan oleh kebocoran isolasi pada s tator sehingga terjadi hubung sinkat fasa ketanah anatara stator ke tanah. Kerusakan ini bisa menyebabkan kerusaka pada belitan untuk itu dibutuhkan alat proteksi, diantaranya: circuit breaker, curren transformer, dan over curren relay, ground fault relay. Gangguan ini tidak dapat dideteksi oleh relai differensial jika titik netral generator tdak ditanahkan, oleh karenanya ada relai hubung tanah (GFR) untuk melindungi generator dari hubung tanah. Untuk generator yang titik netralnya tidak ditanahkan akan dipasang trafo tegangan yang  berfungsi untuk mendeteksi kenaikan tegangan titk netral terhadap tanah dan selanjutnya akan membuat relai hubung tanah bekerja. Tegangan titik netral terhadap tanah akan naik apabila ada gangguan hubung tanah dan selanjutnya relai hubung tanah akan bekerja, tentunya hal ini akan membuat CB bekerja men-tripkan generator.

51

2. Kebocoran pada hidrogen pendingin generator, kebocoran generator dapat menyebabkan pemanasan yang berlebih pada generator dan dapat membuat belitan jangkar generator sinkron bisa panas dan  juga dan dapat merusak isolasi belitan stator dan isolasi antara  belitan ke inti, maka dari itu dibutuhkan peralatan proteksi berupa  Resistant Temperatur Detector   (RTD) dan juga tentunya circuit breaker (CB).Hal semacam ini bisa terjadi pada stator atau pada  bantalan generator yang menyebabkan kenaikan suhu tersebut karena pembebanan lebih pada generator yang terlalu lama, ventilasi yang kurang sempurna atau terlalu kotor pada isolasi statornya sehingga menghambat pelepasan panas pada lilitan stator. Selain itu aliran minyak pelumas yang kurang baik juga menyebabkan kenaikan suhu yang tinggi, untuk itu generator perlu dipasang RTD yang cara kerjanya adalah ketika suhu elemen RTD meningkat maka resistansi elemen tersebut juga akan meningkat dengan kata lain kenaikan suhu logam element RTD berbanding lurus dengan resistansinya. Dengan ini untuk mengamankan generator terhadap suhu tinggi diapakai relai suhu yang pada tahap pertama akan membunyikan alarm dan kemudian akan membuat PMT me-tripkan generator. 3. Generator rotor eart fault Gangguan rotor umumnya terjadi antara belitan rotor dengan inti rotor dimana disebakan oleh mekanikal atau temperature stress. Karena sistem medan umumnya tidak dihubugkan ke tanah sehingga

52

gangguan tanah yang tunggal umumnya tidak memberikan kenaikan arus gangguan. Hal ini dapat menghubung singkatkan sebagian  belitan dan menghasilkan sistem medan yang tak simetris dan memberikan gaya yang tak seimbang pada rotor. Hal semacam ini akan menyebabkan tekanan yang berlebihan dan distorsi poros, dan rotor akan bergetar. Proteksi yang bekerja adalah relai hubung tanah, relai ini bekerja apabila salah satu (kutub positif atau negatif ) dari rangkaian penguat mengami hubung tanah, dan hal ini dapat menyebabkan over heating karena beban tak seimbang, kemudian karena overheating ini PMT generator akan mengalami trip.

4. Gangguan-gangguan lain, pada generator PLTU Jateng 2 Adipala gangguan yang terjadi selain disebut diatas sangat jarang terjadi  bahkan sebenarnya bentuknya bukan gangguan tetapi berupa maintenance untuk melakukan pergantian sikat pada sistem eksitasi dan komponen kecil lain yang ada diluar generator itu sendiri. Oleh karenanya pengguanaan generator sinkron dapat memperingan biaya  baik dari segi perawatan maupun apabila ada kerusakan.

4.4 Kurva Kapabilitas Generator

Kurva ini menjelaskan pola operasi generator dilihat dari sisi beban yang diterima jaringan. Dari garafik ini dapat ditentukan titik operasi terbaik generator, dilihat dari sisi pendinginya (tekanan gas hidrogen).

53

Generator menghasilkan daya aktif yang dinyatakan dalam W (Watt) , dan daya reaktif yang dinyatakan dalam VAR, dan kapasitas generator dinyatakan dalam MVA. Daya reaktif merupakan daya penyeimbang untuk mempertahankan  batas-batas tegangan keluaran generator atau bisa dikatakan sebagai daya peredam karena reaktansi beban atau salauran. Sekalipun daya ini tidak bisa diubah menjadi energi kerja, tetapi keberadaannya pada generator sangat diperlukan untuk menstabilkan tegangan, khususnya pada masa peralihan saat terjadi perubahan beban, sementara itu belum diikuti oleh perubahan daya riil. Peran daya reaktif menstabilkan tegangan agar tegangan tersebut mampu mendorong arus ke beban. Pengubahan daya reaktif pada generator dilakukan dengan mengubah arus eksitasi  belitan medannya. Oleh karena itu fenomena perubahan daya reaktif atau daya reaktif dapat dipandang sebagai fenomena pengaturan fluks medan atau pengaturan arus eksitasi medan. Pengaturan daya reaktif dilakukan dengan mengatur arus  penguat generator, hal ini dilakukan dengan mengatur tahanan peng atur dalam sirkuit arus penguat, yang membatasi penyediaan daya aktif adalah masalahmasalah mekanis yang berkaitan dengan mesin penggerak, sedangkan yang membatasi daya reaktif adalah kemampuan sirkuit eksitasi menyediakan arus  penguat yang dipengaruhi antara lain oleh sistem pendinginan generator.

Dibawah ini memperlihatkan kurva kapabilitas dari generator PLTU Jateng 2 Adipala dimana memiliki daya: 660 MW, arus: 20377 A, cos phi: 0,85 dan tegangan : 22 kV.

54

Gambar 4.1 Kurva kapabilitas generator PLTU Jateng 2 Adipala

Parameter gas hidrogen pada pendingin generator diperlihatkan pada gambar diatas, dimna:

1. Semakin besar tekanan hidrogen pendingin, maka semakin besar  pula efek pendinginanya sehingga dapat digunakan pula arus pengat yang besar.

55

2. Generator mampu menyerap atau memberikan daya reaktif, namun kemampuan ini dibatasi oleh kurva kapabilitas reaktif yang dimiliki oleh setiap generator. 3. Apabila generator menyuplai atau memberikan daya reaktif, bisa dikatakan generator bersifat kapasitif, namun jika eksitasinya  berlebihan maka hal ini akan menyebabkan panas yang berlebih  pada lilitan rotornya. 4. Apabila generator menyerap daya reaktif, bisa diatakan generator  bersifat induktif, namun jika dalam keadaan kurang eksitasi maka akan menyebabkan panas yang berlebih pada lilitan statornya. 5. Keadaan over excitation dan under excitation harus dihindari karena hal ini bila terjadi akan mengganggu proses produksi energi listrik dimana efek domino dari kedua hal tersebut adalah pemanasan  berlebih (over heating ) yang mengakibatka kerusakan pada laminasi dari lilitan-litan generator dan apabila dibiarkan laminasinya rusak maka akan menyebabkan hubung singkat antar fasa atau dengan  bodi generator.

56

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil seluruh tahapan penelitian yang telah dilakukan pada sistem proteksi generator PLTU Jateng 2 Adipala dapat disimpulkan sebagai  berikut ini:

1. PLTU Jateng 2 Adipala termasuk salah satu program pemerintah untuk membangun listik nasional dengan kapasitas 35.000 MW. 2. PLTU Jateng 2 Adipala merupakan salah satu dari pembangkit interkoneksi yang kontinuitasnya sangat diandalkan, oleh karenan ya kehandalanya sangat harus diperhitungkan dengan sangat baik. 3. Sistem proteksi pada generator pembangkit sangat penting karena generator sendiri merupakan salah satu komponen yang paling  penting pada pembangkt listrik, selain itu sistem proteksi juga digunakan untuk mencegah dan membatasi kerusakan pada  peralatan tenaga listrik selain itu juga untuk menjaga mutu dan keadaan pasokan daya listrik. 4. Sistem proteksi pada generator kebanyakan menggunakan relayrelay yang saling bekerja sesuai kapasitas masing-masing. 5. Selama kurun waktu dari tahun 2015 sampai Januari 2018 telah terjadi kurang lebih 3 kali trip generator yang disebabkan oleh

57

gangguan pada rotor, stator, dan kebocoran hydrogen pendingin generator. 6. Trip-nya generator sangat merugikan pada proses pembangkitan tenaga listrik termasuk pada PLTU Jateng 2 Adipala, dimana dapat menyebabkan diantaranya, tegangan lebih terjadi pada generator dan  putaran lebih pada generator yang membahayakan mesin penggerak generator dan tentunya generator itu sendiri. 7. Perawatan dan pemeliharaan generator dan peralatan bantunya sangat berpengaruh terhadap kinerja generator dan terhindaranya dari kerusakan serta memperpanjang umur/ service life generator.

5.2 Saran

Setelah melakukan kerja praktek di PLTU Jateng 2 Adipala Cilacap, penulis memberikan beberapa saran yang bermanfaat bagi seluruh pihak pembaca, antara lain:

1. Mahasiswa lebih aktif dan kritis pada saat pelaksanaan kerja praktek agar dapat lebih mudah memahami sistem kelistrikan pada industry  pembangkitan energy listrik, dalam hal ini adalah PLTU Jateng 2 Adipala. 2. Mahasiswa agar dapat meningkatkan kemampuan kompetensi sesuai penjurusan yang diambil agar saat pelaksanaan kerja praktek lebih mudah dalam pelaksanaan dan penentuan judul.

58

3. Universitas diharapkan memperbanyak relasi dengan perusahaan perusahaan terkait agar mahasiswa dengan mudah mendapatkan tempat kerja praktek dan dalam pelaksanaanya. 4. Mahasiswa

senantiasa

mengikuti

peraturan

dan

tata

tertib

 perusahaan tempat pelaksanaan kerja praktek guna melatih sikap  profesionalisme. 5. Sebaiknya durasi atau waktu pelaksanaan kerja praktek lebih diperpanjang atau ditambah agar kegiatan kerja praktek dapat dilaksanakan secara maksimal.

59

DAFTAR PUSTAKA

Hartmann, Wayne. 2016. Generator Protection Theory and Application.

Washington:

Hands-On

Relay

School.

Diambil

dari:

www.beckwithelectric.com (18 Januari 2018).

Hasim, Alfian Ashar. 2017. Sistem Proteksi Pada Generator PT.Indonesia Power Sub Unit PLTA Lamajan. 2017. UNJANI Repository.

Marsudi, Djiteng. 2005. Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Muslim, Supari dkk. 2008. Teknik Pembangkit Tenaga Listrik. Jakarta:

Departemen Pendidikan Nasional.

Power Engineering Reference and Forum. 2017. Kurva Kapabilitas Generator.

Diambil

dari:

http://www.powerkita.com/2017/01/13/kurva-kapabilitas-

generator-capability-curve/ (30 Januari 2018).

PT. PLN (Persero). 2011. Sistem PLTU . Jakarta: PLN.

PT. PLN (Persero). 1997.  Kursus Pengoperasian Unit PLTU (modul 3/OP). Jakarta: PLN.

Purnomo, Hery. ‘Tanpa Tahun’. Proteksi Generator Sinkron. Malang: Universitas

Brawijaya.

60

ZHEJIANG ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE. 2016. Operating and

Maintenance Manual. Vol 1: Design Manual. Chapter 4: Generator and Auxiliary Power Equipments.

Zuhal. 2000. Dasar teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya. Jakarta: PT

Gramedia Pustaka Utama.

61

LAMPIRAN

Gambar 6.1 Generator Pada PLTU Jateng 2 Adipala.

62

Gambar 6.2 Relay room PLTU Jateng 2 Adipala

63

Gambar 6.3 Centralized Monitoring Room PLTU Jateng 2 Adipala

Gambar 6.4 Ruang Simulator PLTU Jateng 2 Adipala

64

Gambar 6.5 Sistem Eksitasi Generator PLTU Jateng 2 Adipala

65

Gambar 6.6 Name Plate Generator PLTU Jateng 2 Adipala

66

Gambar 6.7 Daftar Hadir dan Uraian Kegiaatan Kerja Praktek (1)

67

Gambar 6.8 Daftar Hadir dan Uraian Kegiatan Kerja praktek (2)

68

Gambar 6.9 Data Gangguan Terhadap Generator PLTU Jateng 2 Adipala (1)

69