Laporan Kerja Praktik PT. Krakatau Daya Listrik

LAPORAN KERJA PRAKTIK PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01 PADA PEMBANGKIT UNIT 1 PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Disusun oleh : ATUR PAMBUDI 10/296776/TK/36208 CANDRA PRASETYA AJI 10/305378/TK/37490

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014

HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK  PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01 PADA PEMBANGKIT UNIT 1 PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program S-1  pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Disusun oleh : ATUR PAMBUDI

10/296776/TK/36208 CANDRA PRESETYA AJI 10/305378/TK/37490

Telah disetujui dan disahkan  pada tanggal Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Ir. Harnoko St., M.T. NIP. 195312261984031001

ii

HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK  PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01 PADA PEMBANGKIT UNIT 1 PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program S-1  pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Disusun oleh : ATUR PAMBUDI

10/296776/TK/36208 CANDRA PRESETYA AJI 10/305378/TK/37490

Telah disetujui dan disahkan  pada tanggal Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Ir. Harnoko St., M.T. NIP. 195312261984031001

ii

KERJA PRAKTEK

“PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1

MVA CT-01 PADA PEMBANGKIT UNIT I PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK ”

PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK (KRAKATAU STEEL GROUP) CILEGON

Periode : 03 Februari s/d 28 Februari 2014 Telah Disetujui dan diperiksa Oleh :

Menyetujui,

Pembimbing I

Pembimbing II

DINAS HUMAN CAPITAL PLANNING & DEVELOPMENT

DINAS PROTEKSI & KOMPENSASI

TEDDY PRASETYO Kepala

ERMAWANTO Kepala

Mengetahui, DIVISI HUMAN CAPITAL & GENERAL AFFAIR

MAULANA JUSUF

Kepala

iii

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan kerja praktek di PT. Krakatau Daya Listrik dengan tepat waktu. Selama satu bulan pelaksanaan Kerja Praktek ini, penulis banyak mendapatkan manfaat, di samping menambah pengetahuan maupun wawasan yang telah diperoleh di perkuliahan, juga menambah pengalaman kerja di industri sebagai bentuk aplikasi atas ilmu yang telah didapat di bangku  perkuliahan serta adaptasi tehadap kondisi dunia kerja sebenarnya. Laporan ini berisi hasil pengamatan selama berada di divisi Operasi mengenai “Pengujian Rele Proteksi Transformator Daya 1 MVA CT-01 Pada Pembangkit Unit 1 PT. Krakatau Daya Listrik”.

Keberhasilan pengamatan Kerja Praktek ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan semua pihak terkait. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah SWT atas segala rahmat dan kemudahan yang dilimpahkan sehingga kami dapat melaksanakan Kerja Praktek ini dengan baik tanpa kekurangan suatu apapun. 2. Bapak Sarjiya, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. 3.

Bapak Ir. Harnoko St., M.T., selaku dosen pembimbing Kerja Praktek penulis.

4.

Orang tua yang telah memberikan doa restu, motivasi serta dorongan dan  bimbingan untuk meraih cita-cita kami.

5.

Bapak Maulana Jusuf, selaku Kadiv Human Capital & General Affair.

6.

Bapak Teddy Prasetyo, selaku Kadis Human Capital Planning & Development.

7.

Bapak Sanusi, selaku Kadis Humas Capital Training & Education.

8.

Bapak Hendri, selaku Kadiv Perawatan.

9.

Bapak Rizky, selaku Kepala Dinas Pengendalian Perawatan dan Bapak Ermawanto selaku Kepala Dinas Proteksi dan Kompensasi. Divisi Perawatan PT. Krakatau Daya Listrik.

iv

10. Bapak Rohman Juheri selaku Kasie Proteksi & Meter, Bapak Puntoko selaku Kasie Transmisi dan Distribusi, Bapak Sutrisno selaku Kasie Kompensasi dan Bapak Dedi Purnama selaku Kasie Komputer Proses. 11. Bapak H. Noormansyah, Bapak H. Agus Caturi, Mas Muhiddin dan Mas Praditya Adi N selaku teknisi di Sie Proteksi & Meter yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan untuk kerja praktek ini. 12. Bapak Musthofa, yang banyak membantu penulis dalam proses penyelesaian laporan kerja praktek ini. 13. Teman-teman Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Universitas Gadjah Mada. 14. Semua pihak yang telah membantu dalam melaksanakan proses kerja praktek dari awal hingga akhir.

Penulis menyadari bahwa Laporan Kerja Praktek ini masih jauh dari kesempurnaan dan tidak luput dari kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun, sangat penulis harapkan. Semoga laporan kerja praktek ini bisa  bermanfaat bagi para pembaca. Cilegon, 28 Februari 2013 Penulis

ATUR PAMBUDI

CANDRA PRASETYA AJI

(10/296776/TK/36208)

(10/305378/TK/37490)

v

DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN

ii

HALAMAN PENGESAHAN

iii

KATA PENGANTAR

iv

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR GAMBAR

xi

DAFTAR TABEL

xiv

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1

Latar Belakang

1

1.2

Tujuan

2

1.3

Waktu dan Tempat Pelaksanaan

3

1.4

Batasan Masalah

3

1.5

Metode Pengumpulan Data

3

1.6

Sistematika Penulisan

4

BAB II PROFIL PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK 2.1

Gambaran Umum PT. Krakatau Daya Listrik

6 6

2.1.1

Latar Belakang Berdirinya PT. Krakatau Daya Listrik

7

2.1.2

Lokasi PT. Krakatau Daya Listrik

10

2.1.3

Visi dan Misi PT. Krakatau Daya Listrik

11

2.1.4

Struktur Organisasi

12

2.1.5

Manajemen Perusahaan

15

2.2

Sistem dan Prosedur dalam Produksi

16

vi

2.3

Sumber Daya Manusia PT. Krakatau Daya Listrik

17

2.4

Jasa-Jasa PT. Krakatau Daya Listrik

18

2.4.1

Jasa Operasi dan Perawatan Pembangkit Listrik

18

2.4.2

Jasa Kelistrikan

18

2.4.3

Sewa Alat Berat

18

2.4.4

Jasa Workshop

19

2.4.5

Jasa Dermaga

19

2.4.6

Jasa Penjualan Air Deionat

19

2.5

Kepedulian PT. Krakatau Daya Listrik Terhadap Lingkungan

19

2.5.1

Peduli Lingkungan Alam

19

2.5.2

Peduli Lingkungan Sosial

20

2.6

Keselamatan Kerja

20

2.7

Peningkatan Usaha

21

2.8

Kesejahteraan Karyawan PT. Krakatau Daya Listrik

21

2.9

Teknologi Informasi

22

2.10 Unit Usaha Air Minum

22

BAB III SISTEM TENAGA LISTRIK DI PT KRAKATAU DAYA LISTRIK 24 3.1

Sistem Produksi Listrik

3.1.1

Peralatan Utama dan Peralatan Pendukung Produksi

24 26

3.1.1.1

Ketel Uap Man-Lentjes

26

3.1.1.2

Unit Penunjang Ketel Uap (Boiler)

31

3.1.1.3

Turbin

35

vii

3.1.1.4

Unit Penunjang Turbin Uap

37

3.1.2

Instalasi Demineralisasi Air

39

3.1.3

Sistem Pendingin

40

3.1.4 Generator Krafwark Union PT. Krakatau Daya Listrik 3.2

Sistem Transmisi

3.2.1

3.3

Transformator

41 43 45

3.2.1.1

Konstruksi Transformator Daya

46

3.2.1.2

Prinsip Kerja Transformator Daya

47

3.2.1.3

Jenis Transformasi Daya di PT. Krakatau Daya Listrik

49

Sistem Interkoneksi

50

3.3.1

Prinsip Dasar Sistem Interkoneksi

51

3.3.2

Sistem Interkoneksi PT. Krakatau Daya Listrik

51

3.4

Sistem Distribusi

52

BAB IV SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA -

4.1

DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT KDL

57

Konsep Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik

57

4.1.1

Gambaran Umum Tentang Sistem Proteksi Tenaga Listrik

57

4.1.2

Penyebab dan Sifat Gangguan

59

4.1.3

Zona Proteksi

60

4.2

Sistem Proteksi Transformator

4.2.1 4.3

Jenis Gangguan Pada Transformator

Peralatan Utama Sistem Proteksi Transformator

61 61 63

viii

4.3.1

Trafo Instrumen

64

4.3.2

Rele Proteksi

67

4.3.3

Catu Daya

68

4.3.4

Pengkontrol CB

69

4.4

Mekanisme Kerja Rele Proteksi

70

4.4.1 Rele Arus Lebih

70

4.4.2 Rele Bucholz

75

4.4.3 Rele Temperatur

75

BAB V PENGUJIAN RELE PROTEKSI PADA TRAFO DAYA 1 MVA  – 

5.1

5.2

5.3

5.4

DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

76

Rele Arus Lebih

76

5.1.1 Diagram Koordinasi Rele Arus Lebih

76

5.1.2 Perhitungan Setting Rele Arus Lebih

76

5.1.3 Pengujian Rele Arus Lebih

77

Rele Bucholz

85

5.2.1 Pengujian Rele Bucholz

86

5.2.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Bucholz

92

Rele Oil-Temperature

92

5.3.1 Pengujian Rele Oil-Temperature

92

5.3.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Oil-Temperature

97

Laporan Hasil Pengujian 5.4.1 Laporan Hasil Pengujian Rele Arus Lebih

98 98

ix

5.4.2 Laporan Hasil Pengujian Rele Buchholz dan Rele Oil-Temperature

99

BAB VI ANALISIS TINGKAT KELAYAKAN OPERASIONAL RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01 6.1

100

Analisis Kelayakan Rele Proteksi

100

6.1.1 Rele Arus Lebih (Overcurrent Relay)

100

6.1.1 Rele Buchholz dan Oil-Temperature  BAB VII PENUTUP

106 111

7.1

Kesimpulan

111

7.2

Saran

112

x

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 PT. Krakatau Daya Listrik

6

Gambar 2.2 Logo PT. Krakatau Daya Listrik

7

Gambar 2.3 Peta Letak PT. Krakatau Daya Listrik

11

Gambar 2.4 Struktur Organisasi Level 0-2 PT. Krakatau Daya Listrik

13

Gambar 2.5 Struktur Organisasi Kedinasan PT. Krakatau Daya Listrik

14

Gambar 3.1 Skema Pusat Listrik Tenaga Uap 400 MW PT. KDL

24

Gambar 3.2 Proses Pembangkitan Listrik

25

Gambar 3.3 Economizer

27

Gambar 3.4 Tromol / Drum Boiler

28

Gambar 3.5 Superheater 

28

Gambar 3.6 Cerobong

29

Gambar 3.7 Instalasi Burner 

31

Gambar 3.8 Feed Water Tank 

32

Gambar 3.9 Luft Vorwarmer

34

Gambar 3.10 High Pressure Turbin

36

Gambar 3.11 Low Pressure Turbin

37

Gambar 3.12 Elmo Pump

39

Gambar 3.14 Cooler Cooling Water 

41

Gambar 3.15 Sistem Ring Bus

44

Gambar 3.16 Rangkaian Ekuivalen Transformator

45

Gambar 3.17 Transformator Jenis Inti (Core Type)

46

Gambar 3.18 Transformator Transformator Jenis Cangkang (shell Type)

47

xi

Gambar 3.19 Transformator Ideal

47

Gambar 3.20 Diagram Kelistrikan Krakatau Daya Listrik

54

Gambar 4.1 Pembagian Zona Proteksi

61

Gambar 4.2 Skema dasar rele arus lebih (Overcurrent Relay)

63

Gambar 4.3 Rangkaian Pemasangan Trafo Arus

64

Gambar 4.4 Siemens Current Transformer 500/1 A

65

Gambar 4.5 Karakteristik sisi sekunder CT

66

Gambar 4.6 Siemens Voltage Transformer 4MR1

67

Gambar 4.7 Lead acid cell 

68

Gambar 4.8 Pengkontrol Circuit Breaker

69

Gambar 4.9 Hubungan arus dan tegangan masukan pada empat connections -

untuk rele fase a

71

Gambar 4.10 Wilayah kerja rele arus lebih berarah hubungan 90 o –  45 o

73

Gambar 4.11 Kontruksi Rele Bucholz

74

Gambar 4.12 Kontruksi ReleTemperatur

75

Gambar 5.1 Diagram rangkaian dasar rele arus lebih (overcurrent relay)

78

Gambar 5.2 Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780

79

Gambar 5.3 Keterangan Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780

80

Gambar 5.4 Pengujian rele arus lebih dengan SVERKER 750/780

82

Gambar 5.5 Single line diagram simulasi fault  di incoming trafo CT 1 MVA

82

Gambar 5.6 Kurva koordinasi pengaman penyulang 6 kV

83

Gambar 5.7 Rele Bucholz

85

Gambar 5.8 Pembukaan penutup test key.

87

Gambar 5.9 Penekanan test key untuk memberikan sinyal warning 

87

Gambar 5.10 Memutar kemudian menekan test key untuk memberikan sinyal -

warning Gambar 5.11 Terminal warning  dan terminal tripping 

88 90

xii

Gambar 5.12 Pengujian menggunakan pompa gas

91

Gambar 5.13 Indikator rele oil-temperature

93

Gambar 5.14 Penggeseran bendera merah

94

Gambar 5.15 Pengaturan ulang jarum merah ke posisi 0ºC

95

Gambar 5.16 Penggeseran bendera hitam

96

Gambar 6.1 Grafik pengujian waktu respon rele arus lebih

100

Gambar 6.2 Grafik kinerja CT saat arus lebih

(dibebanin oleh rated burden) Gambar 6.3 Rangkaian ekivalen CT (dilihat dari sisi sekunder)

103 103

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kronologi Pembangunan PT. Krakatau Daya Listrik

9

Tabel 2.2 Waktu awal pengoperasional Boiler

9

Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis Boiler

10

Tabel 3.1 Daftar peralatan utama jaringan Krakatau Daya Listrik

53

Tabel 4.1 Empat connections untuk single phase directional OCR

71

Tabel 5.1 Form laporan hasil pengujian rele arus lebih

98

Tabel 5.2 Form laporan hasil pengujian rele Buchholz dan

rele oil-temperature

99

Tabel 6.1 Tabel hasil pengujian rele Buchholz transformator daya

CT-01 tahun 2011 – 2014

106

Tabel 6.2 Tabel hasil pengujian rele oil-temperature transformator daya

CT-01 tahun 2011 – 2014 Tabel 6.3 Tabel hasil ekstraksi menggunakan gas chromatograph

106 107

xiv

BAB 1. PENDAHULUAN 1.

Latar Belakang

Pengetahuan yang bersifat praktis menjadi suatu hal yang sangat penting bagi seorang mahasiswa, terutama ketika terjun dalam dunia kerja yang sesungguhnya. Berbeda dengan pengetahuan teoritis yang sebagian besar diperoleh melalui bangku kuliah, pengetahuan yang bersifat praktis dan sesuai perkembangan zaman perlu diupayakan pula dari luar lingkungan kampus. Salah satu sarana yang sangat baik bagi mahasiswa adalah melalui kegiatan kerja praktek pada suatu instansi atau perusahaan. Melalui kegiatan tersebut, mahasiswa diharapkan dapat mengetahui kondisi nyata di lapangan dan berbekal pengetahuan dasar yang dimilikinya dapat segera menguasai kemampuan aplikatif guna membantu penanganan masalah tertentu pada instansi atau  perusahaan tempat kegiatan kerja prakteknya. Mahasiswa juga diharapkan mendapat wawasan tentang etika dalam dunia kerja dan hal-hal penting lainnya yang belum  banyak diperoleh dari bangku kuliah. Sistem kelistrikan merupakan elemen penting dalam menunjang proses produksi industri. PT. Krakatau Daya Listrik yang merupakan salah satu perusahaan penyedia  jasa suplai tenaga listrik untuk mendukung proses produksi di lingkup PT. Krakatau Steel Tbk serta beberapa anak perusahaan yang masih tergabung dalam satu grup  perusahaan, mimiliki sistem kelistrikan yang terdiri dari sistem pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi. Keandalan dari sistem tenaga listrik sangat menentukan proses produksi yang dilakukan. Apabila gangguan terjadi pada sistem dan membuat sistem tidak berfungsi dengan baik atau berhenti total, akan dapat menimbulkan kerugian yang sangat besar terutama bagi perusahaan. Oleh karena itu, mutlak dibutuhkan suatu sistem proteksi yang sangat handal dan bermutu yang mampu menunjang penyediaan tenaga listrik di seluruh wilayah operasi dan mencegah kerugian di atas. Sistem proteksi dari peralatan tenaga listrik wajib tersedia mulai dari pembangkitan, transmisi, hingga distribusi.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

1

Selain itu, dibutuhkan peralatan-peralatan sistem tenaga yang dapat bekerja dengan maksimal sesuai dengan setting peralatan tersebut. Dalam mendapatkan tingkat stabilitas dan reabilitas yang tinggi dalam  penyaluran tenaga listrik ke konsumen, diperlukan suatu sistem proteksi yang dapat melindungi peralatan yang dianggap penting sehingga biaya perbaikan yang dikeluarkan oleh perusahaan apabila terdapat gangguan pada sistem tidak terlalu besar. Bertolak dari studi proteksi inilah, kami mencoba untuk mengambil tema tentang “Pengujian Rele Proteksi Transformator Daya 1 MVA CT-01 Pada Pembangkit Unit 1 PT. Krakatau Daya Listrik”

Untuk penjelasan lebih lanjut mengenai peralatan apa saja yang digunakan untuk proteksi pada transformator 1 MVA CT-01 Unit 1 dan kemampuan proteksinya ketika terjadi gangguan, akan dibahas lebih lanjut dalam Laporan Kerja ini. 1.2

Tujuan

Tujuan kerja praktek yang penulis laksanakan di PT. Krakatau Daya Listrik (KDL) adalah: 1.

Memenuhi salah satu persyaratan kurikulum serta syarat kelulusaan mahasiswa  pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

2.

Mengenal ruang lingkup PT. Krakatau Daya Listrik.

3.

Mengenal ruang lingkup Departemen Operasi PT. Krakatau Daya Listrik.

4.

Mempelajari sistem tenaga listrik di PT. Krakatau Daya Listrik.

5.

Melihat dan membandingkan hal-hal yang telah diterima di bangku kuliah dengan aplikasi yang ada di lapangan.

6.

Mengenal lebih dekat dunia kerja di lingkungan perusahaan.

7.

Menambah wawasan dan pengetahuan teknologi secara umum dan teknik tenaga listrik serta penerapannya di industri.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

2

8.

Mencoba melakukan pengecekan dan pengujian secara langsung rele proteksi  pada transformator 1 MVA C-01 pada pembangkit unit 1.

9.

Mencoba membandingkan hasil pengecekan dengan standar operasi yang  berlaku.

1.3

Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Kerja Praktek ini dilaksanakan di Departemen Operasi Divisi Proteksi Head Office Cilegon - Banten, PT. Krakatau Daya Listrik, pada tanggal 3 Februari sampai 28 Februari 2014. 1.4

Batasan Masalah

Masalah yang dibahas dalam laporan kerja praktek ini dibatasi pada studi sistem  proteksi trafo 1 MVA CT-01 pada pembangkit unit 1 menggunakan overcurrent relay, rele buchholz dan rele oil-temperature di PT. Krakatau Daya Listrik, Cilegon –  Banten, yang terdapat dalam ruang lingkup Direktorat Operasi Divisi Perawatan Dinas Proteksi dan Kompensasi.

1.5

Metode Pengumpulan Data

Dalam kerja praktek ini digunakan beberapa metode untuk mendapatkan datadata yang diperlukan sebagai pedoman dalam menulis laporan kerja praktek ini. Metode-metode tersebut adalah:

1. Studi Literatur Melakukan pencarian informasi melalui buku-buku bacaan, laporan-laporan,  pedoman penggunaan alat dan

data-data perusahaan yang diberikan oleh

 pembimbing serta staff PT. Krakatau Daya Listrik.

2. Studi Lapangan Mengikuti dan turut serta secara langsung dalam kegiatan lapangan berupa  perawatan dan pengecekan alat yang dilakukan oleh petugas Dinas Proteksi dan Kompensasi.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

3

3. Wawancara Wawancara dengan para staff karyawan Divisi Perawatan dengan cara mengadakan tanya jawab secara langsung kepada pembimbing maupun karyawan lain di PT. Krakatau Daya Listrik 

1.6

Sistematika Penulisan

Adapun sistematika yang penulis gunakan dalam penulisan laporan kerja p raktek ini adalah sebagai berikut:

BAB I

PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang kerja praktek, tujuan melakukan kerja  praktek, waktu pelaksanaan kerja praktek, batasan masalah, metode  pengumpulan data, dan sistematika penulisan.

BAB II

PROFIL PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Berisi tentang profil PT. Krakatau Daya Listrik mulai dari sejarah  perkembangan dari tahun ke tahun dan berbagai permasalahan maupun kendala dalam ketenaga listrikan di dalamnya.

BAB III

SISTEM KELISTRIKAN PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Berisi gambaran umum sistem tenaga listrik di PT. Krakatau Daya Listrik, mulai dari pembangkitan, transmisi dan distribusi.

BAB IV

SISTEM PROTEKSI TRAFO DAYA 1 MVA CT-01

DI UNIT I

PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Menjelaskan tentang fungsi, kontruksi, cara kerja dan spesifikasi rele  proteksi pada trafo 1 MVA CT-01 di pembangkit unit 1 PT. Krakatau Daya Listrik.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

4

BAB V

PENGUJIAN RELE PROTEKSI PADA TRAFO DAYA 1 MVA CT01 DI PEMBANGKIT UNIT 1 PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK.

Menjelaskan tentang jenis dan hasil pengujian proteksi pada trafo arus 1 MVA di unit pembangkit PT. Krakatau Daya Listrik.

BAB VI

ANALISIS TINGKAT

KELAYAKAN OPERASIONAL

RELE

PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01

Berisi tentang analisis biaya operasi, kelayakan alat proteksi dan langkah  penghematan yang dapat dicapai dari penggunaan rele proteksi pada trafo 1 MVA CT-01 di unit pembangkit PT. Krakatau Daya Listrik.

BAB VII PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan dan saran-saran penulis selama melakukan kerja  praktek di PT. Krakatau Daya Listrik. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

5

BAB II PROFIL PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

2.1

Gambaran Umum PT. Krakatau Daya Listrik

Pada dasarnya PT. Krakatau Daya Listrik ini merupakan anak perusahaan dari Krakatau Steel Group yang dulunya merupakan divisi PLTU PT. Krakatau Steel . PT Kakatau Daya Listrik memiliki Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 400 MW terdiri dari 5 unit pembangkit masing-masing berkapasitas 80 MW, dengan desain khusus untuk melayani beban yang dominan memiliki karakteristik pabrik baja  berteknologi EAF. Program-program pengembangan yang akan dilakukan : 1. Pembangunan Combined Cycle Power Plan (CCPP) 120 MW. 2. Sistem pembelian Listrik dari Independent Power Producer (IPP) 300 MW. 3. Pembangunan sistem SCADA dan jaringan 150 kV. 4. Pembangunan Energy Control Center.

Gambar 2.1 PT. Krakatau Daya Listrik 

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

6

Gambar 2.2 Logo PT. Krakatau Daya Listrik  2.1.1

Latar Belakang Berdirinya PT. Krakatau Daya Listrik

Gagasan pembangunan Industri Baja di mulai pada tahun 1955, survei yang dilakukan menunjukan bahwa daerah Cilegon dan Lampung sebagai daerah yang sangat cocok untuk didirikannya industri ini, maka untuk merealisasikannya  pemerintah melakukan kerjasama dengan Republik Soviet Sosialis. Pelaksanaan  proyek ini dilakukan dengan penandatanganan kontak No. 080/7 Juni 1960 oleh  All Union Eksport-Import Coorporation Moscow, secara resmi pembangunan dimulai tanggal 20 Mei 1962 dan direncanakan selesai pada tahun 1968, akan tetapi kedua  proyek tersebut (di Cilegon dan Lampung), terhenti karena alasan yang berbeda. Terpaksa proyek di Lampung terhenti karena kesulitan memperoleh bahan baku sedangkan proyek di Cilegon terhenti karena adanya pemberontakan G 30 S/PKI. Akhirnya karena sebagian peralatan yang didatangkan dari Uni Soviet telah  berada di Indonesia, pada tanggal 30 Agustus 1970 pemerintah mengeluarkan PP No. 35/1970 yang isinya menyatakan bahwa pemerintah akan melanjutkan proyek industri  baja di Cilegon yang selanjutnya menjadi PT. Krakatau Steel. Dengan bantuan konsultan Inggris, maka PT. Krakatau Steel mengadakan beberapa perubahan rencana yaitu : -

Membatalkan pembangunan dapur lebur untuk peleburan besi baja karena teknologinya sudah tidak digunakan lagi.

-

Meningkatkannya kapasitas  Rolling Mill  pembuatan besi beton dan baja  profit

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

7

Pendirian PT. Krakatau Steel disahkan dengan di tanda tanganinya Akte  Notaris No.35 tanggal 23 Oktober 1973-1974. PT. Krakatau Steel telah memutuskan untuk memperluas jumlah kapasitas produksi agar bisa membuat baja lembaran, slab lembaran,  slab dan hoystrip. Teknologi yang digunakan adalah pembuatan besi dengan  system direct reduction maksudnya reduction maksudnya agar dapat dimanfaatkan gas alam dan pembuatan baja dengan  peleburan didalam dapur listrik yang masih harus di impor. Tahun 1974 proyek ini tidak berjalan sesuai dengan apa yang diharapkan karena Pertamina menghadapi masalah keuangan dan akhirnya proyek ini masih menhalami hambatan. Dan akhirnya  pada yahun yahun 1975 1975 lahirlah Keppres No. 39 Tanggal Tanggal 27 Agustus 1975 1975 tentang kelanjutan  pembangunan PT. Krakatau Steel tahap I dengan kapasitas produksi 0,5 0,5 juta ton/tahun. Peresmian Pabrik Besi Beton, Pabrik Besi Profit dan Pelabuhan khusus yang  berada di Cigading, oleh Presiden Soeharto pada tanggal 27 Juli 1977 dan pada pada tanggal 09 Oktober 1979 diresmikan pula Pabrik Spons, Pabrik Billet Baja, Batang Kawat (wire rood), Krakatau Hoogevens International Pipe Ltd., PLTU 400 MW dan Pusat Penjernihan Air di Krenceng. Berhubungan dengan berkembangnya pabrik-pabrik di kawasan PT. Krakatau Steel, maka kebutuhan akan tenaga listrik untuk pengoperasian pabrik-pabrik tersebut mengalami peningkatan yang sangat pesat, untuk memenuhi kebutuhan ter sebut, maka  pada tanggal 01 Juni 1976 dibangunlah Pembangkit Listrik Tenaga Uap untuk menggantikan tugas Pembangkit Listrik Tenaga Diesel yang hanya berdaya 30 MW. Pembangunan PLTU dikerjakan oleh kontraktor Jerman Barat (Siemens). Proyek PLTU ini diproses dan dikelola langsung oleh Pertamina dengan karyawan yang diangkat oleh Pertamina sendiri, setelah Keppres No. 36 Tahun 1975 di keluarkan maka proyek ini kembali di kelola oleh PT. Krakatau Steel. PLTU ini diresmikan pemakaiannya pada tanggal 09 Oktober 1979 oleh Presiden Soeharto. Pada tanggal 25 April 1995 Divisi PLTU 400 MW berubah status menjadi otonom PLTU 400 MW PT. Krakatau Steel, sesuai surat keputusan Direksi PT. Krakatau Steel Nomor 37/C/DUKSIKpts/1995 tentang perubahan status. Kemudian pada tanggal 28 Februari 1996 sesuai akte notaris Ny. Tuti Setiahati

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

8

Kushardani Soetoro, SH. Unit otonom PLTU tersebut ditingkatkan menjadi Badan Usaha Mandiri dengan nama PT. Krakatau Daya Listrik. Beban utama dari PLTU PT. Krakatau Daya Da ya Listrik adalah pabrik baja dengan tungku listriknya. Hal ini menyebabkan goncangan-goncangan beban yang besar karena diakibatkan oleh bunga api pada elektroda-elektrodanya. Sehingga harus mampu beroperasi dengan isolated system, maka dilengkapi dengan sistem  perencanaan dan sistem pengaturan yang baik. Berikut ini adalah rincianpekerjaan  proyek pembangunan pembangunan PLTU 400 MV : Tabel 2.1 Kronologi Pembangunan PT. Krakatau Daya Listrik

 No.

Pekerjaan

Mulai

Selesai

1.

Perencanaan dan Pondasi

Mei 1976

Desember 1976

2.

Upper Stucture

Juni 1976

September 1979

3.

 Auxiliary Buiding

Oktober 1976

Desember 1977

4.

Cooling water structure

Maret 1977

November 1978

5.

 Pressure pipes pipes

Maret 1977

September 1977

6.

Cabel tunnel

Maret 1977

September 1978

7.

Cable trench & subst

Februari 1977

November November 1978

8.

 Erection power house

April 1978

September 1979

9.

 Installation

 November  November 1976

September 1979 1979

 power distribution

Boiler-boiler PT. Krakatau Daya Listrik berjumlah 5 unit di bangun dan dioperasikan dengan tahap sebagai berikut : Tabel 2.2 Waktu awal pengoperasional Boiler Boiler Unit

Awal Operasi

Boiler 1

26 September September 1978

Boiler 2

23 Oktober 1978

Boiler 3

22 November November 1978

Boiler 4

15 Februari 1979

Boiler 5

06 Maret 1979

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

9

Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis Boiler  Parameter Teknis

Data Teknis

Tahun Pembuatan Unit 1. MAN, Nurnberg, 1974 Unit 2. Lenties, Dusseldorf, 1974 Unit 3. MAN, Nurnberg, 1974

Pabrik Pembuat

Unit 4. MAN, Nurnberg, 1974 Unit 5. Nurnberg, 1974 Klasifikasi

2.1.2

Penggunaan

Pembangkit Tenaga Listrik

Tekanan

Tekanan Tinggi

Material

Steel Boiler

Kapasitas

Tinggi

Sumber Panas

Pembakaran Bahan Bakar

Sirkulasi

 Natural

Metode Pertukaran Panas

Pipa Air

Lokasi PT. Krakatau Daya Listrik

PT. Krakatau Daya Listrik terletak disebelah barat Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC), dipinggir pantai Selat Sunda. Hal ini dimaksudkan agar mempermudah mendapatkan air pendingin (air laut), dalam jumlah yang memadai. Luas keseluruhan PT Krakatau Daya Listrik mencapai 877,080 meter persegi dan areal utamanya mencakup luas 150.000 meter. 19.000 meter diantaranya difungsikan sebagai bangunan. PT. Krakatau Daya Listrik mengandalkan kemampuan kompetensi dan fasilitas yang ada untuk menyediakan energi listrik, jasa kelistrikan dan  pengembangan beberapa usaha lain.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

10

Level 0,0 permukaan ruang mesin terletak pada ± 3,65 m diatas permukaan air laut yang sekaligus menjadi referensi untuk semua level pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Untuk melindungi pantai dari abrasi air laut, diberikan  batu-batu penahan gelombang terutama pada daerah pengambilan dan pengeluaran air  pendingin utama serta daerah sekitar baham bakar minyak (bbm).

Gambar 2.3 Peta Letak PT. Krakatau Daya Listrik 

2.1.3

Visi dan Misi PT Krakatau Daya Listrik

VISI : Penyedia energi dan usaha terkait yang handal dan bersaing di Indonesia.  MISI : Kami adalah insan yang profesional, harmoni dan berintegritas, mempunyai komitmen untuk menyediakan produk energi dan usaha terkait dengan kualitas tinggi dan kompetitif untuk peningkatan kesejahteraan Stakeholder.  NILAI INTI : Profesional, Harmoni, Integritas.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

11

2.1.4

Struktur Organisasi

Struktur organisasi yang dimaksud adalah pencerminan lalu lintas wewenang dan tanggung jawab di dalam suatu peru sahaan secara vertikal dan pencerminan hubingan secara horizontal.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

12

Direktur Utama

Senior Manager

Kepala Sekper

Kepala SPI

Direktur Operasi

Ahli Utama Dirut

Kadiv Perawatan

Kadiv Logistik 

Kadiv Operasi

Direktur Adm & Keu

Direktur Perencanaan & Niaga

Ahli Utama Direktur Keu & Adm

Ahli Utama Direktur

Kadiv Perencanaan

Kadiv  Niaga

Kadiv OUJ

Kadiv HC & GA

Kadiv Perbendaharaan

Kadiv Akutansi

Ahli Utama Direktur Pernc & Niaga

Gambar 2.4 Struktur Organisasi Level 0-2 PT. Krakatau Daya Listrik

13

Kadiv Perawatan

Ahli Teknik Madya Perawatan

Kadis Perawatan Mekanik

Kadis Bengkel & Prasarana

Kadis Prwt listrik & Instrumen

Kadis Transmisi & Distribusi

Kadis Perlatsus & Alat Berat

Kadis Proteksi & Kompensasi

Kadis Pengendalian Perawatan

Kasie Perawatan & Bengkel Lstk

Kasie Perawatan Instrumen

Kasie Pwrt Kontrol & Pengkrn

Kasie Proteksi

Kasie Kmpter Prses & SCADA

Kasie Kompensasi

Teknisi Instalasi T en a a

Teknisi prwt Instmen & Kalibrasi

Teknisi prwt Pwrt Kontrol & Pen krn

Teknisi Proteksi

Teknisi Kmpter Prses & SCADA

Kasie Kompensasi

Gambar 2.5 Struktur Organisasi Kedinasan PT. Krakatau Daya Listrik

14

Kadiv Perawatan

Ahli Teknik Madya Perawatan

Kadis Perawatan Mekanik

Kadis Bengkel & Prasarana

Kadis Prwt listrik & Instrumen

Kadis Transmisi & Distribusi

Kadis Perlatsus & Alat Berat

Kadis Proteksi & Kompensasi

Kadis Pengendalian Perawatan

Kasie Perawatan & Bengkel Lstk

Kasie Perawatan Instrumen

Kasie Pwrt Kontrol & Pengkrn

Kasie Proteksi

Kasie Kmpter Prses & SCADA

Kasie Kompensasi

Teknisi Instalasi T en a a

Teknisi prwt Instmen & Kalibrasi

Teknisi prwt Pwrt Kontrol & Pen krn

Teknisi Proteksi

Teknisi Kmpter Prses & SCADA

Kasie Kompensasi

Gambar 2.5 Struktur Organisasi Kedinasan PT. Krakatau Daya Listrik

14

2.1.5

Manajemen Perusahaan

PT. Krakatau Daya Listrik mempunyai karyawan sebanyak ± 268 orang. Seluruhnya di bagi menjadi 6 level sebagai berikut : 1. Level 0 Direktur Utama.

2. Level 1 Direktur Keuangan & Administrasi, Direktur Operasi dan Direktur Perencanaan & Niaga.

3. Level 2 Kepala Divisi Staf Ahli Direksi. Tugas kepala divisi adalah mengkoordinadikan, mengelola, mengendalikan dan mengevaluasi bidang kerja sesuai dengan unit kerja masing-masing sehingga berhasil dengan kinerja excellent.

2.1.5

Manajemen Perusahaan

PT. Krakatau Daya Listrik mempunyai karyawan sebanyak ± 268 orang. Seluruhnya di bagi menjadi 6 level sebagai berikut : 1. Level 0 Direktur Utama.

2. Level 1 Direktur Keuangan & Administrasi, Direktur Operasi dan Direktur Perencanaan & Niaga.

3. Level 2 Kepala Divisi Staf Ahli Direksi. Tugas kepala divisi adalah mengkoordinadikan, mengelola, mengendalikan dan mengevaluasi bidang kerja sesuai dengan unit kerja masing-masing sehingga berhasil dengan kinerja excellent.

4. Level 3 Kepala Dinas/Setingkat. Tugas kepala dinas adalah menangani, mengelola dan mengendalikan bidang kerja sesuai dengan dinas masing-masing.

5. Level 4 Kepala Seksi/Setingkat. Tugas kepala seksi adalah melaksanakan dan mengawasi kerja sesuai dengan seksi masing-masing.

6. Level 5 Teknisi, Officer, Sekretaris. Termasuk didalamnya adalah tenaga kasar sampai  skilled dan semi profesional seperti operator pabrik, mekanik, elektronik, melter  dan lain-lain.

7. Level 6 Pelaksana

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

15

2.2

Sistem dan Prosedur dalam Produksi

Pelaksanaan sistem dan prosedur dalam produksi PT. Krakatau Daya Listrik memiliki beberapa kebijakan diantaranya adalah :

a.

Kebijakan Umum 1. Penjualan Listrik PT. Krakatau Daya Listrik diutamakan untuk memenuhi kebutuhan listrik Krakatau Steel Group di kawasan KEIC. 2. Setiap permintaan penambahan daya, pelanggan diwajibkan membayar uang  jaminan yang besarnya sesuai dengan tarif yang ditentukan oleh Direksi PT. Krakatau Daya Listrik.

 b.

Kebijakan Opersional 1. Penyambungan baru atau penambahan daya terhadap semua permintaan harus dilakukan evaluasi teknik oleh divisi perencanaan untuk uji kelayakan. 2. Penyambungan baru atau penambahan daya hanya dapat dilakukan apabila : a. Hasil uji instalasi dinyatakan layak.  b. Pelanggan yang bersangkutan membayar UJL. 3. Setiap penambahan daya penyambungan baru harus dibuatkan berita acara oleh dinas pengembangan usaha. 4. Biaya pemakaian listrik a. Tarif pemakaian listrik ditentukan dengan dasar perhitungan terutama dari : 

Biaya bahan bakar



Pengaruh inflasi



 Nilai kurs rupiah terhadap valuta asing

Disamping itu ada pertimbangan-pertimbangan lain dalam kebijakan  penentuan tarif yaitu : 

Kemampuan bayar pelanggan



Tidak tersedianya dana subsidi pemerintah



Azas keadilan



 Nilai ekonomi

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

16

 b. Kepada pelanggan setiap bulannya akan dikenakan : 

Biaya beban



Biaya Pemakaian



Biaya semua peralatan (jika ada)

c. Tarif yang diberlakukan bagi para pelanggan listrik PT. Krakatau Daya Listrik sesuai dengan ketentuan Direksi PT. Krakatau Daya Listrik. d. Rekening listrik bulanan harus sudah diterbitkan selambat-lambatnya tanggal 5 setiap bulan berikutnya. e. Pelanggan harus membayar rekening listrik selambat-lambatnya setiap tanggal berikutnya (kecuali ditentukan lain dalam kontrak), yaitu dengan cara : i. Transfer rekening PT. Krakatau Daya Listrik di Bank yang ditunjuk. ii. Tunai melalui kasir PT. Krakatau Daya Listrik.

c.

Kebijakan Otoritas Rekening listrik ditandatangani oleh : a. Kepala Dinas Pengembangan Usaha  b. Kepala Dinas PAF

2.3

Sumber Daya Manusia PT. Krakatau Daya Listrik

Struktur organisasi PT. Krakatau Daya Listrik sepenuhnya didukung oleh tenaga kerja profesional dengan latar belakang pendidikan teknik dan administrasi bisnis lulusan universitas ternama di Indonesia maupun di luar negeri. Dalam rangka menyediakan kebutuhan energi listrik dan jasa kelistrikan  pelanggan, diperlukan sumber daya manusia yang mempunyai kemampuan dan  pengalaman.

Untuk

itu

secara

berkesinambungan

dilakukan

peningkatan

 profesionalisme SDM melalui tiga progam besar yaitu pengembangan ketrampilan teknis (Technical Skill ), pengembangan kemampuan manajerial ( Managerial Skill ) dan  pengembangan watak karyawan (Character Building ) melalui pendidikan dan  pelatihan dalam maupun luar negeri.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

17

Selain itu PT. Krakatau Daya listrik telah mempersiapkan tenaga kerja yang terlibat langsung pada pengoperasian dan perawatan pembangkit listrik. Sampai saat ini karyawan yang terlibat dalam pengoperasian telah memiliki sertifikat uji kompetensi dari badan yang berwenang.

2.4

Jasa-Jasa PT. Krakatau Daya Listrik

2.4.1 Jasa Operasi dan Perawatan Pembangkit Pembangkit listrik

PT. Krakatau Daya Listrik melayani pengoperasian pembangkit listrik, perbaikan kerusakan dari sisi mekanik, optimisasi pembangkitt listrik, listrik instrumen dan sistem kontrol serta konsultasi atau supervisi teknik operasi dan perawatan.

2.4.2 Jasa Kelistrikan Kelistrikan

Bagi perusahaan yang mengalami masalah kelistrikan, PT. Krakatau Daya Listrik juga melayani : 1. Pemasangan, perbaikan serta perawatan peralatan listrik. 2. Penyambungan dan penggelaran kabel. 3. Pengetesan serta kalibrasi alat listrik. 4. Deteksi kerusakan atau kebocoran jalur kabel bawah tanah. 5. Jasa penghematan biaya listrik.

2.4.3 Sewa Alat Berat Berat

1. Tangki bahan bakar minyak berkapasitas maksimal 28.000 ton. 2. Forklift 3. Kendaraan inspeksi lampu jalan. 4. Truk kabel. 5. Genset 250 KVA, 12 KVA dan 5 KVA 6. Alat ukur listrik.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

18

2.4.4 Jasa Workshop

Jasa workshop merupakan suatu bisnis jasa perusahaan. PT. Krakatau Daya Listrik melayani berbagai bidang mulai dari pemasangan, perbaikan, rekondisi dan rewinding transformator, motor listrik, generator maupun magnetic block.

2.4.5 Jasa Dermaga Dermaga

Lokasi PT. Krakatau Daya Listrik yang terletak di bibir pantai memungkinkan terciptanya dermaga penyokong bisnis jasa pelabuhan. Keunikan dari dermaga ini terletak pada tersedianya pipa yang terhubung langsung dengan tank farm area PT. Krakatau Daya Listrik. Hal ini memungkinkan jasa penjualan air bersih dari dermaga ke kapal, pembongkaran bahan bakar dan tambat tanker di dermaga.

2.4.6 Jasa Penjualan Penjualan Air Deionat

Air yang telah didemineralisasi selain mampu menjadi uap penggerak turbin, umumnya juga dapat digunakan untuk berbagai bidang menyangkut kelistrikan. Oleh karena itu, penjualan air deionat bila dikelola dengan baik, akan memberikan nilai plus  bagi kemajuan bisnis jasa PT. Krakatau Daya Listrik. Listrik.

2.5

Kepedulian PT. Krakatau Daya Listrik Terhadap Lingkungan

2.5.1 Peduli Lingkungan Alam Alam

Meskupun tidak terlalu signifikan, kegiatan produksi energi listrik yang dilaksanakan tentu saja akan berdampak pula pada lingkungan alam sekitar kawasan  perusahaan. Menyadari akan hal itu, perusahaan merumuskan kepedulian terhadap lingkungan alam sekitar melalui progam penghijauan. Selain itu, bekerjasama dengan K3LH PT. Krakatau Steel, setiap 3 bulan sekali dilakukan rencana pengelolaan lingkungan yaitu pengujian air l imbah, pengujian udara emisi di Boiler Unit 1-5, penelitian tekanan panas di tempat kerja, intensitas suara,  pengujian udara embient dan pengetesan pengetesan debu jelaga.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

19

2.5.2 Peduli Lingkungan Sosial Sosial

Lingkungan Sosial di sekitar perusahaan salah satu pendukung kelancaran kegiatan usaha. Sebagai salah satu komitmen perusahaan kepada masyarakat lingkungan sekitar, perusahaan telah melaksanakan program pembinaan usaha kecil. Pembinaan yang dilaksanakan berupa pemberian pinjaman modal usaha, manajemen  produksi, pemasaran dan keuangan. keuangan. Untuk menjaga keseimbangan lingkungan internal perusahaan dalam lingkungan luar, kepedulian sosial lainnya yang dijalankan adalah i mplementasi sistem monitoring  pengembangan masyarakat secara berkesinambungan.

2.6

Keselamatan Kerja

Keselamatan Kerja diadakan untuk mencegah terjadinya kecelakaan kerja yang dapat merugikan karyawan maupun perusahaan. Adapun tujuan dari keselamatan kerja adalah sebagai berikut: 1. Melindungi tenaga kerja atas hak keselamatan. 2. Menjamin keselamatan orang lain yang ada di tempat. 3. Dipakainya sumber industri secara aman dan efisien sesuai dengan tujuan di atas. Adapun tindakan PT. Krakatau Daya Listrik dalam menjamin keselamatan kerja yang diperlukan oleh tenaga kerja antara lain : 1. Safety shoes. 2. Safety helmet. 3. Masker. 4. Sarung tangan. 5. Pelindung telinga. 6. Google (kacamata). Selain itu PT. Krakatau Daya Listrik membuat peraturan keselamatan kerja bagi karyawan agar resiko terjadinya kecelakaan dapat ditekan sekecil mungkin. Langkahlangkah keselamatan kerja sebelum mengoperasikan peralatan listrik di PT. Krakatau Daya Listrik yaitu : Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

20

1. Mematikan sumber tegangan. 2. Hindari kemungkinan tegangan tersambung kembali. 3. Pastikan bahwa instalasi/ peralatan benar-benar bebas dari tegangan. 4. Tanahkan dan hubung singkatkan. 5. Beri perlindungan dan pembatas pada bagian lain yang berdekatan.

2.7

Peningkatan Usaha

Untuk memberikan pelayanan jasa yang handal dan berkualitas sebagai wujud komitmen perusahaan, berbagai program peningkatan dan pembenahan di bidang  pengusaha terus dilakukan. Fenomena kondisi kekurangan suplai listrik (shortage) mulai tahun 2003 di pulau Jawa dapat diantisipasi antara lain melalui metode modifikasi jaringan dan prasarana yang ada, program persiapan ekspansi kapasitas listrik PT. Krakatau Daya Listrik diyakini sebagai salah satu jalan keluar untuk kondisi tersebut. Dengan begitu diharapkan pula mendukung rencana PT. Krakatau Steel untuk mencapai produksi yang direncanakan. Beberapa program yang telah dicanangkan antara lain : 1. Mempersiapkan perluasan kapasitas pabrik. 2. Pengembangan workshop mesin-mesin listrik untuk perluasan usaha jasa kelistrikan, yang akan mampu mengerjakan :

a.  Rewinding  motor, trafo, generator dan magnetic block .  b. Rekondisi mesin-mesin listrik. c. Peremajaan

bagian-bagian

pabrik

untuk

mempertahankan

keandalan dan memperpanjang usia pembangkit listrik.

2.8

Kesejahteraan Karyawan PT. Krakatau Daya Listrik

PT. Krakatau Daya Listrik menyadari bahwa adanya jaminan kesejahteraan bagi setiap karyawannya merupakan syarat mutlak untuk meningkatkan kinerja. Untuk itu, PT. Krakatau Daya Listrik telah menerapkan sistem kesejahteraan terpadu yang menyangkut tidak hanya individu karyawan tetapi juga keluarganya, seperti mengikuti  program JAMSOSTEK dan dana pensiun.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

21

Bagi karyawan juga disediakan fasilitas perumahan, rumah sakit, t empat ibadah, sekolah dan program rekreasi keluarga.

2.9

Teknologi Informasi

Kemajuan yang terjadi dalam teknologi komputer dan komunikasi merupakan daya dorong penggunaan otomatisasi yang dilakukan perusahaan untuk aplikasi  pemonitoran dan pengendalian, terutama pada pusat-pusat pembangkit, operasi distribusi dan layanan pelanggan. Evaluasi dan penyempurnaan Energy Management System (EMS) melalui modifikasi sistem kontrol dari analog ke digital (automatisasi), serta integrasi sistem GL, SIBAR, SILOG dan Cash Books  dalam sistem LAN untuk meningkatkan keakurasian proses data akuntansi terus dikembangkan, sehingga proses laporan keuangan lebih akurat dan selalu diperbarui. Pengembangan sistem informasi manajemen SDM sebagai database karyawan yang lengkap dan terintegrasi dengan semua unit kerja diterapkan sebagai upaya meningkatkan pelayanan kepada karyawan, kecepatan dan ketepatan arus informasi terpadu. Sejalan dengan adanya tuntunan pelayanan menuju e-commerce pada sektor jasa dan perdagangan di masa mendatang, PT. Krakatau Daya Listrik melalui website akan memegang peranan penting sebagai fasilitator untuk keperluan tersebut.

2.10 Unit Usaha Air Minum

Sejak 26 Maret 2001, PT. Krakatau Daya Listrik mendirikan anak perusahaan yang diberi nama PT. Krakatau Tirta Industri. Perusahaan PT. Krakatau Tirta Industri menjadi produsen air minum dalam kemasan dengan produknya yang diberi nama Quelle. Quelle dirintis dan dikembangkan untuk memanfaatkan potensi provinsi Banten secara optimal dalam rangka meningkatkan nilai tambah dan kebanggaan daerah

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

22

Air dari sumber d area Cidanau setelah diproses di pusat penjernihan air PT. Krakatau Tirta Industri, dilarikan melalui saluran pipa ke Grovel Filter dan Carbon  Active Filter berkapasitas 25 m3/jam di Water Treatment Plant   PLTU sebagai sistem  penyaring tahap pertama. Air dari sistem penyaringan tahap pertama merupakan air baku bagi air minum Quelle. Melalui saluran pipa  stainless steel , air baku memasuki sistem penyaringan tahap kedua yang terdiri atas  Anthracite Filter , Carbon Active Filter dan paket Catridge sehingga menghasilkan air bersih dan sehat yang bebas dari bau, rasa dan  partikel berbahaya tanpa mengurangi unsur-unsur yang menyehatkan tubuh. Proses disinfektan menggunakan sistem ozon dan ultraviolet yang dipasang secara seri untuk menghasilkan air sehat yang bebas kuman.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

23

BAB III SISTEM TENAGA LISTRIK DI PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

3.1

Sistem Produksi Listrik

PT. Krakatau Daya Listrik merupakan pemasok energi listrik bagi seluruh industri di kawasan Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC), juga perumahan di kawasan Krakatau Steel. PT. Krakatau Daya Listrik merupakan PLTU yang memiliki 5 Unit Boiler dimana tiap unitnya terdapat satu unit turbo generator. Setiap unit mampu menghasilkan 80 MW. Keseluruhan unit menghasilkan daya listrik sebesar 400 MW. Melalui pengamatan langsung di lapangan, daya aktif yang disuplai dari  pembangkit unit 1 PT. Krakatau Daya Listrik hanya mencapai sekitar 50 MW. Angka ini sudah diatur atas atas dasar pertimbangan efisiensi biaya operasi dari kegiatan  produksi baja di PT. Krakatau Steel. Kebutuhan daya dari unit produksi PT. Krakatau Steel lebih banyak disuplai dari jaringan PT. PLN melalui sistem interkoneksi. Selain itu, turbin uap yang beroperasi hanya sebanyak 1 buah dengan maksimal operasi sebanyak 2 buah.

Gambar 3.1 Skema Pusat Listrik Tenaga Uap 400 MW PT. KDL

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

24

Exhaust gas

Main Steam Header 7 bar Steam Header  Steam

Condensate Header 

HP & LP Steam Turbine

Boiler 

G

Nat. Gas and /or Fuel oil

80 MW

Comb Air  Condenser 

Make up Water  FW Pump

FWTG

Condensate pump

LP Heater  LP Heater  Gas Supply Header Fuel Oil Supply Header Note : Headers are used for all 5 units in parallel operation mode.

Gambar 3.2 Proses Pembangkitan Listrik 

Air yang dihasilkan dari Water Treatment Plane ditampung (WTP), ditampung di Demin Water Tank yang kemudian dipompakan ke  Feed Water Tank (FWT). Dari FWT, air dipompakan dengan pompa pengisi ketel ( Water Treatment Pump) yang terdiri dari dua macam untuk tiap unit ketel, yaitu Electric Kessel Specier Water Pump (ESKP) yang digerakkan oleh motor listrik dan Turbo Kessel Specier Water Pump (TKSP) yang digerakkan oleh turbin uap. Sebelum menuju ke ekonomiser, air pengisi ketel tersebut dialirkan menalui air heater, yang berguna untuk menaikan temperatur udara yang akan bercampur dengan  bahan bakar sehingga pembakaran berjalan dengan baik. Air yang keluar dari air heater memiliki temperatur 1450º C. Kemudian air dipanaskan pada ekonomiser 1, ekonomiser 2 dan ekonomiser 3, lalu air tersebut akan menuji tromol ( Drum Boiler ). Pada tromol ini terjadi pemisahan antara fasa uap dan fasa air pada temperatur 3000º C. Untuk fasa air akan turun ke bawah melalui 2 pipa ( fahrol pipe), kemudian dipanaskan lagi di evaporator. Akibat perbedaan masa jenis setelah pemanasan, air akan naik lagi ke tromol. Sedangkan fasa uap langsung menuju ke  superheater 1,  superheater 2 dan superheater 3. Uap yang keluar dari superheater 3 sudah bertekanan 62 bar dengan temperatur 4800º C dan uap ini digunakan untuk menggerakkan turbin yang selanjutnya menggerakkan generator.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

25

Tiap unit turbin memiliki 2 bagian yaitu turbin tekanan tinggi ( high pressure) dan turbin tekanan rendah (low pressure). Uap yang keluar dari turbin tekanan tinggi, kemudian masuk ke turbin tekanan rendah tetapi sebagian juga di ekstrasikan sebagai uap pemanas pada heater 2 dan feed water tank. Uap yang keluar dari turbin tekanan rendah digunakan untuk pemanas air deionat dipompakan ke  feed water tank sebagai air deionat memalui 2 pemanas bertekanan rendah. Daya listrik yang dibangkitkan dari masing-masing generator bertegangan 10,5 kV dengan daya 80 MW dan dinaikan menjadi 150 KV ke busbar. Selanjutnya, dari rel pembagi didistribusikannya tegangan sesuai tegangan yang dibutuhkan.

3.1.1 Peralatan Utama dan Peralatan Pendukung Produksi 3.1.1.1 Ketel Uap Man-Lentjes

Ketel Uap  Man-Lentjes (Boiler) adalah suatu instalasi yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap. Air yang digunakan PT. Krakatau Daya Listrik adalah air deionat. Boiler ini menggunakan bahan bakar gas dan minyak yang dapat digunakan secara bersamaan tetapi tidak dalam satu burner. Jenis boiler di PT. Krakatau Daya Listrik adalah sirkulasi alam (natural circulated boiler ). Boiler di PT. Krakatau Daya Listrik memanfaatkan gas hasil pembakaran untuk memanaskan permukaan pemanas  pada evaporator, economizer dan superheater hingga gas buang tersebut meninggalkan  boiler melalui cerobong asap. PT. Krakatau Daya Listrik memiliki lima unit ketel yang mempunyai kapasitas maksimum 350 ton/jam untuk tiap unitnya. Adapun instalasi boiler tersebut terdiri dari : a. Ruang bakar Ruang bakar adalah tempat terjadinya pembakaran, dimana panas yang dihasilkan digunakan untuk meningkatkan suhu dan tekanan dari uap  pengumpan.  b.  Economizer   Economizer berfungsi untuk memanaskan air setelah memanaskan air preheater, masuk ke dalam tiga paket economizer ( eko-1, eko-2 dan eko-3), selanjutnya masuk ke dalam drum. Eko-1 dan eko-2 merupakan pipa pemanas bersirip (

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

26

finned tube). Pipa-pipa economizer dilalui oleh air di dalamnya yang menyerap  panas gas buang yang mengalir dalam arah vertikal pada bagian luar pipa-pipa  pemanas economizer.

Gambar 3.3 Economizer 

c. Tromol (Drum Boiler) Tromo ( Drum Boiler) berfungsi memisahkan uap dari air, serta mengkontrol kualitas air dan uap. Drum dilengkapi berbagai peralatan seperti :  safety valve ( NB 01 dan NB 02 ), peralatan ukur dan monitir level, tekanan, kualitas demin

water  dan manhole. Tromol berfungsi untuk : 1. Memisahkan uap dan air 2. Memperbaiki kualitas air yang bersirkulasi 3. Pengaturan sirkulasi boiler secara alami Air dan uap yang masuk ke tromol berasal dari economizer dan feed water tank. Kontruksi dari dalam tromol ini berupa air dan uap, tromol ini dilengkapi oleh alat pengkontrol ketinggian permukaan air, juga terdapat katup pengaman terhadap tekanan lebih. Prinsip pemisahan uap dengan air terjadi secara alamiah. Air akan mengalir lewat saluran bawah kontrol masuk ke dalam kedua pipa turun yang mengalir ke evaporator didalam ruang bakar dan kembali ke tromol.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

27

Gambar 3.4 Tromol / Drum Boiler 

d. Super heater  Berfungsi untuk memanaskan uap yang keluar dari drum hingga menjadi uap  boiler outlet, super heater terdiri dari tiga paket pipa-pipa pemanas tanpa sirip, yaitu sh-1, sh-2 dan sh-3.

Gambar 3.5 Superheater 

e. Cerobong ( stack or chimney) Merupakan bagian boiler yang berfungsi untuk mengeluarkan gas buang setelah dimanfaatkan energinya pada boiler. Cerobong dibuat dengan tinggi tertentu yang menjamin agar polusi gas buang tidak mempengaruhi lingkungan kerja dan

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

28

lingkungan kehidupan sekitar hingga batas-batas yang di pers yaratkan. Cerobong dilengkapi dengan berbagai alat ukur monitoring dan kontrol seperti : temperatur, kandungan CO, kandungan CO2 dan kandungan O2.

Gambar 3.6 Cerobong

1. Spesifikasi Ketel Uap Man-Lentjes 

Pabrik Pembuatan

: Man-Lentjes Jerman Barat

Tahun Pembuatan

: 1976-1977

Tipe

: Sirkulasi alami, pipa air

Kapasitas uap maksimum

: 350 ton/jam

Tekanan uap keluar uap kering

: 72 bar

Jumlah uap pengabutan (atomizing steam) : 1000 kg/jam Daya listrik yang diperlukan

: 795 KW (operasi BBM) : 810 KW (operasi BBG)

Efisiensi (menurut DIN 1942)

: 92,2 % (operasi BBM) : 97,1 % (operasi BBG)

Dimensi Ketel Uap Tinggi kontruksi baja pendukung

: 45,1 m

Lebar

: 12 m

Tinggi keseluruhan

: 60 m

Dimensi Pipa Inlet header economizer 

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

: 193,7 mm

29

Economizer (I,II,III)

: 31,8 mm

Superheater I

: 44,5 mm

Outlet superheater I

: 300 mm

Inlet header superheater II

: 300 mm

Superheater II

: 33,7 mm

Outlet superheater II

: 300 mm

Inlet header superheater III

: 300 mm

Superheater III

: 38 mm

Outlet heade superheater

: 330 mm

Luas Permukaan Panas Efektif Pemanas air umpan

: 6920 m²

Evaporator

: 840 m²

Pemanas lanjut I

: 312 m²

Pemanas lanjut II

: 225 m²

2. Spesifikasi Burner

Jumlah

: 8 (delapan)

Konfigurasi

: 4 tingkat, masing-masing 2 burner

Hubungan udara pembakaran BBM

: individual screw connection

Tipe

:

burner

dengan

pengabut

uap

tekanan Laju aliran minyak maksimum

: 3630 kg/jam

Kapasitas volumetrik/pompa

: 31.190 kg/jam

Tekanan minyak setelah pompa

: 20,6 bar

Daya yang diperlukan/pompa

: 24 KW

Jumlah pemanas minyak

: 2 (dua)

Laju aliran minyak/pemanas

: 31.190 kg/jam

Tekanan uap pemanas

: 7,85 bar / 200ºC

Bahan Bakar Gas Tipe

: central lance gas burner

Laju aliran gas maksimal/burner

: 4100 Nm³/ jam

Tekanan sebelum gas buner

: 2,45 bar

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

30

Gambar 3.7 Instalasi Burner 

3.1.1.2 Unit Penunjang Ketel Uap (Boiler)

Proses kerja ketel uap akan berjalan lancar apabila kebutuhan air pengumpan ketel, bahan bakar dan udara pembakar terpenuhi secara memadahi. Untuk mencukupi kebutuhan tersebut, diperlukan unit penunjang. PT. Krakatau Daya Listrik memiliki unit-unit penunjang ketel uap antara lain : 1.  Feed Water Tank (tangki air pengumpang ketel uap) Merupakan tangki penampung air deionat yang digunakan sebagai air  pengumpan ketel uap. Kapasitas  feed water tank adalah 120 m³ dan berada di ketinggian 15,5 m dari dasar ketel uap. Sebagai tangki air pengumpan ketel uap,  feed water tank juga berfungsi sebagai pemanas air pengumpang ketel uap (heater III). Pemanas airnya berasal dari uap panas lanjut 7 bar dari turbin uap tekanan tinggidan temperatur di dalam tangki air pengumpan mencapai 165º C. Adapun fungsi dari feed water tank tersebut adalah : -

Penghilang gas-gas bekas dan oksigen yang terdapat pada air pengumpan ketel uap.

-

Penampung air hasil kondensasi uap dari turbin.

-

Menyuplai uap air jenuh 7 bar.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

31

Gambar 3.8 Feed Water Tank 

2.  Feed Water Pump (pompa ketel uap) Kebutuhan air pengumpan ketel uap akan dipenuhi oleh dua pompa untuk setiap unitnya. Pompa air pengumpanannya adalah EKSP yaitu pompa yang menggunakan motor listrik sebagai penggeraknya dan pompa TKSP yaitu pompa yang menggunakan turbin uap sebagai penggeraknya. Pada saat operasi normal, pompa yang digunakan adalah pompa EKSP, sedangkan pompa TKSP sebagai cadangan yang dapat secara otomatis untuk menggantikan pompa EKSP bila sedang mengalami kerusakan atau pemeriksaan. Uap yang digunakan turbin uap pada pompa ketel berasal dari boiler melalui manifold. Saluran hisap dari tiap pompa dihubungkan secara terpisah dengan tangki air pengumpan, Sedangkan keluarannya dihubungkan dengan saluran air pengumpan ketel melalui unit pengatur. a. Spesifikasi Feed Water Pumps. Pabrik pembuat

: KSB

Tipe

: HBD 150

Desain

: Tubular

Jumlah tingkat impeller/sudu

: 7 tingkat

Kedudukan

: Horizontal

Temperatur air pengumpan

: 168º C

Rata-rata debit yang dihasilkan

: 390 m³/jam

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

32

Tingkat tekanan rata-rata

: 120 bar

Tekanan hisap

: 7,6 bar

Tekanan yang dihasilkan

: 390 m³/jam

Debit aliran minimum

: Sekitar 100 m³/jam

Aliran air penyeimbang

: 11 m³/jam

Putaran

: 2980 rpm

Kebutuhan daya minimal

: 1890 KW

 b. Spesifikasi Motor Listrik. Pabrik pembuatan

: Siemens

Tipe

: 1 TC 2730-2EE01-Z

Daya motor

: 2100 W

c. Spesifikasi Turbin Uap (penggerak pompa TKSP) Pembuat

: KKK

Tipe

: CFS GS

Desain

: Impuls dengan roda gigi

Tingkat sudu

: Tunggal

Kedudukan

: Horizontal

Daya yang dihasilkan

: 2100 W

Putaran turbin

: 7300 rpm

Putaran poros yang dihasilkan

: 2980 rpm

Tekanan uap yang diperlukan

: 58,8 –  78,4 bar

Suhu yang diperlukan

: 465-495º C

Tekanan yang keluar

: 6,8 bar

Disamping popa ESKP dan TKSP dapat juga dua buah pompa  start up yang digunakan untuk seluruh unit ketel uap. Pompa ini digunakan pada saat restarting satu unit ketel uap sesudah terjadi pemadaman total. Kapasitas pemompaan nominalnya sebesar 120 ton/jam yang cukup memadai untuk memasok sekitar 1/3 kapasitas air pengumpan ketel uap.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

33

3.  Luft Vorwarmer Merupakan pemanas udara yang akan menuju ke ruang bakar. Pemanas udaranya memanfaatkan air pengumpan dari  feed water tank yang bertemperatur 165º C dan air dari luft vorwarmer temperaturnya turun menjadi 145º C. Udara pembakaran diambil dari udara luar dengan menggunakan dua kipas dan jumlah udara yang akan digunakan oleh burner diatur lagi secara terpisah.

Gambar 3.9 Luft Vorwarmer

1.  Forced Draft Fans Proses pemanasan evaporator pada ruang bakar akan sempurna apabila kebutuhan akan udara bahan bakar dan titik api dipenuhi untuk memenuhi kebutuhan udara pembakaran PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan dua buah FDF untuk setiap unitnya. FDF akan menyuplai kebutuhan udara pada ruang bakar. Udara  pembakaran diperoleh dari udara luar yang masuk melalui FDF dan langsung disirkulasikan menuju ruang bakar untuk dipergunakan setiap burner. Udara  pembakaran hanya sekali pakai tanpa melalui penampung terlebih dahulu. Sebelum masu ke ruang bakar, udara dialirkan melalui luvo untuk mendapatkan udara yang  bertemperatur tinggi agar memperoleh hasil pembakaran yang sempurna.

2. Pompa Bahan Bakar Kebutuhan bahan bakar baik BBM atau BBG akan di suplay oleh pompa bahan  bakardari tangki penyimpan minyak residu dipompa menuju tiap-tiap ketel uap

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

34

tekanan konstan antara 2 sampai 3 bar. BBM yang telah dipanaskan menuju tiap  burner melalui sebuah ring. Tekanan maksimal pada pompa minyak diatur dengan menggunakan katup kontrol yang dilengkapi dengan pegas. BBM diusahakan dipanaskan terlebih dahulu agar selalu dalam tekanan uap air yang konstan. Suhu BBM yang selalu fluktuasi dijaga agar mendekati nilai konstan yaitu antara 100º C 120ºC (tergantung pada kualitas minyak trafonya).

3.1.1.3 Turbin

Turbin merupakan suatu jenis penggerak awal yang banyak digunakan di dalam industri, dengan fungsinya antara lain sebagai penggerak mula generator listrik,  pompa dan compressor , serta industri proses. PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan jenis turbin uap sebagai penggerak utama dari generator dan penggerak  pompa air pengumpan ketel uap. Turbin uap adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi panas dalam bentuk uap dengan temperatur tinggi dan tekanan tinggi menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Ekspansi uap yang dihasilkan tergantung dari  pengaturan ekspansi uap, yaitu nozzle dan sudu gerak. Ukuran nozzle pengarah serta sudu-sudu gerak adalah sebagai pengatur distribusi tekanan dan kecepatan uap yang masuk ke dalam turbin. Pada rotor turbin ditempatkan rangkaian sudu-sudu tetap secara sejajar. Dalam pemasangannya, rangkaian sudu tetap dan rangkaian sudu jalan dipasang berselingan, energi panas dalam uap mula-mula diubah menjadi energi kinetik oleh nozzle. Selanjutnya uap berkecapatan tinggi akan membentur sudu-sudu  jalan pada rotor turbin yang pada akhirnya mengakibatkan rotor turbin berputar. Jadi energi kinetik diubah menjadi energi mekanin pada sudu-sudu jala. Spesifikasi turbin uap penggerak generator. Pembuat

: Siemens

Tipe

: WK 80/90/0-3 DAN NG 63/63/0

Daya maksimum

: 80 MW

Daya nominal/desain

: 73 MW

Putaran

: 3000 rpm

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

35

Arah putaran dari turbin ke generator : berlawanan arah jarum jam Tekanan uap utama (normal)

: 72 bar

Tekanan uap utama maksimum

: 80 bar

Tekanan uap utama minimum

: 60 bar

Temperatur uap utama (normal)

: 480o C

Temperatur pemasukan maksimum

: 495o C

Temperatur pemasukan minimum

: 465o C

Tekanan kondensasi

: 0,1 bar

Temperatur pendingin

: 28o C

Kapasitas uap masuk turbin

: 295 ton/jam

Kapasitas ekstraksi : Ekstraksi A1

: 24 ton/jam

Ekstraksi A2

: 22 ton/jam

Ekstraksi A3

: 15 ton/jam

Kecepatan aliran kondensat

: 120 ton/jam

Tekanan kondensator

: 1 bar

Tekanan uap ekstraksi : Ekstraksi A1

: 1,2 bar

Ekstraksi A2

: 4,0 bar

Ekstraksi A3

: 15,0 bar

Gambar 3.10 High Pressure Turbin

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

36

Gambar 3.11 Low Pressure Turbin

3.1.1.4 Unit Penunjang Turbin Uap

Proses kerja turbin akan berjalan dengan lancar apabila sirkulasi uap pada turbin berjalan lancar. Untuk menciptakan kelancaran tersebut, diperlukan unit  penunjang. Di PT. Krakatau Daya Listrik (PLTU 400 MW) terdapat unit-unit  penunjang ketel uap antara lain : 1.

 Kondensor Kondensor di PT. Krakatau Daya Listrik adalah suatu alat yang digunakan

untuk proses pendingin uap dan merubah uap menjadi air setelah dipakai untuk menggerakkan sudu-sudu pada turbin tekanan rendah. Adapun fungsi dari kondensor itu sendiri adalah mengkondensasikan uap bekas yang mengalir dari turbin tekanan rendah, dengan menggunakan air pendingin air laut dan tetap mempertahankan tekanan vakum. Spesifikasi Kondensor. Jumlah

:2

Aliran uap bekas

: 119 ton/jam

Tekanan

: 0,1 bar

Luas pemasukan pendingin

: 1830 m 3

Penampang pipa pendingin diameter luar

: 23 m

Penampang pipa pendingin diameter dalam

: 21 mm

Tebal

: 1 mm

Media pendingin

: air laut

Kecepatan aliran pendingin

: 1,8 m/s

Temperatur masuk air laut

: 28o C

Temperatur keluar air laut

: 35o C

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

37

Jumlah pipa pendingin (dalam kondensator)

: 2 x 3840 buah

Jumlah air pendingin (kapasitas)

: 8650 m3/jam

Dalam kondensor, ruang untuk uap dan air saling berhubungan menjadi satu, dimana pada bagian bawah kondensor terdapat ruang pengumpul air kondensor yang dinamakan hotwell . Air kondensat yang terkumpul di hotwell  sebagai air pengisi ketel yang sebelumnya ditampung di FWT. Ruang uap bekas dan ruang kondensasi harus selalu divakumkan sebelum dioperasikan maupun setelah beroperasi secara normal. Untuk itu maka disediakan pompa cincin air bertingkat ( Elmo Pump) serta uap  perapat (Gland Steam).

2.

 Elmo Pump (pompa vakum) Pompa vakum berfungsi untuk menciptakan keadaan yang vakum pada turbin

dan kondensor, dimana tujuannya adalah agar uap output dari turbin dapat turun melewati kondensor. Apabila proses ini terganggu dapat mengakibatkan kerusakan  pada turbin. Pompa vakum ini berjumlah dua buah untuk tiap unitnya. Pada saat start up kedua pompa vakum dinyalakan secara bersamaan dengan tujuan untuk mencapai kevakuman secepat mungkin, tetapi jika kevakuman yang tercipta sudah stabil cukup menggunakan satu pompa dan pompa yang lainnya stand by sebagai cadangan. 

Spesifikasi pompa vakum : Kapasitas pompa

: 834 m3/jam

Tekanan desain pompa

: 0,2 bar

Daya yang dibutuhkan pompa : 25,5 kW





Air perapat pompa

: 2,7 m3/jam

Daya motor

: 30 kW

Tangki vakum : Dimensi tangki

: D 1250 x 2000 mm

Kapasitansi

: 2 m2

Tekanan dalam tangki

: -0,85 bar (100% vakum)

Spesifikasi pipa Siphon : Jumlah pipa

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

: 5 buah

38

Kapasitas tiap pipa

: 22500 m3/jam

Diameter pipa

: 2,2 m

Panjang pipa

: 300 m

Gambar 3.12 Elmo Pump

3.

Condensate Pump (pompa kondensat) Pompa kondensat berfungsi untuk menyalurkan air hasil kondensasi yang

terkumpul di hotwell . Air hasil kondensasi tersebut dipompakan menuju FWT melalui LP heater  1 dan LP heater 2. Pompa kondensat berjumlah 2 buah untuk setip unitnya. 4.

 Low Pressure Heater (LPH) LP Heater berfungsi untuk memompakan panas dari air deionat yang akan

menuju FWT. Kalor yang dipanaskan air deionat diperoleh dari hasil ekstraksi pada turbin dengan pemanasan ini diharapkan kandungan gas-gas bekas dan gas oksigen yang terdapat pada air deionat bisa berkurang. 3.1.2 Instalasi Demineralisasi Air

Pada operasi turbin uap diperlukan air pengumpan yang tidak mengandung mineral (air deionat). Untuk menghasilkan air deionat dibutuhkan suatu instalasi demineralisasi (water treatment plant ). Sumber air baku di PT. Krakatau Daya Listri k diperoleh dari Cidanau yang terlebih dahulu diolah di pusat pengolahan air di PT. Krakatau Tirta Industri yang berlokasi di Krenceng.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

39

Proses demineralisasi memiliki tiga tahapan untuk dapat menghasilkan produk air siap konsumsi untuk memenuhi kebutuhan di internal perusahaan maupun untuk dijual ke konsumen umum. Pertama, air baku yang telah ditampung di PT. Krakatau Daya Listrik disaring terlebih dahulu oleh saringan pasir ( grafel filter ). Proses  penyaringan ini bertujuan agar kotoran yang terdapat pada air baku dapat tersaring. Proses selanjutnya ialah penyaringan ion-ion dengan menggunakan kation filter   dan anion filter   yang diantaranya terpasang degasifier   atau penghilang gas-gas yang terkandung di dalam air baku. Proses terakhir dilakukan penyaringan gabungan antara kation filter dan anion filter  yang biasa disebut dengan mixed filter , sebagai pengaman  jika masih terdapat kation dan anion yang tidak tersaring pada proses kation filter maupun anion filter . Setelah rangkaian proses penyaringan tersebut terdapat automotive stopvalve yang dapat menutup secara otomatis bila air yang dihasilkan tidak memenuhi syarat yang diizinkan. Proses produksi air deionat ditampung di dalam dua tangki penampung dengan kapasitas 2x200 m 3.

3.1.3 Sistem Pendingin

PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan dua jenis sistem pendingin, yaitu sistem satu kali jalan (once through system) dan sistem resirkulasi (resirculating system). Sistem satu kali jalan merupakan sistem pendingin utama untuk proses kondensasi  pada kondensor dan disinilah terjadi proses kondensasi dimana uap sisa kondensasi menjadi air deionat yang ditampung pada hotwell . Air pada hotwell   kemudian dipompakan kembali menuju feedwater tank oleh pompa kondensor. Air laut dihisap dari laut melalui pipa Siphon  pada kedalaman 6 m dari  permukaan air laut agar diperoleh air laut dengan suhu lebih dingin (28 o C). Air laut masuk melalui pipa Siphon dengan sistem vakum dan ditampung di bak penampungan yang memiliki kedalaman 12 m dengan kapasitas 20000 m 3/jam. Sistem vakum yang dimaksud yaitu bahwa di dalam pipa Shipon digunakan 4 buah pompa vakum.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

40

Pada bak penampung, air laut disterilkan dari organisme dan binatang laut dengan menggunakan NaOCL (khlorinasi). Air laut dialirkan menuju kondensor dengan menggunakan 6 buah pompa pendingin utama ( main cooling water pumps). Tetapi sebelum masuk ke dalam pompa, air laut tersebut disaring secara mekanis melalui tahap penyaringan kasar dan penyaringan halus. Spesifikasi Pompa Air Pendingin : 

Diameter pipa masuk

: 1,3 m



Diameter pipa keluar

: 1,3 m



Debit (kapasitas pompa)

: 18700 m3/jam



Tekanan air pada pipa keluar

: 1,276 bar



Putaran

: 485 rpm



Daya yang dibutuhkan

: 763 kW



Tipe coupling

: elco

Gambar 3.14 Cooler Cooling Water

3.1.4 Generator Kr afwerk Un ion   PT. Krakatau Daya Listrik

Generator di PT. Krakatau Daya Listrik berjumlah 5 buah. Tiap-tiap generator mampu menghasilkan listrik sebesar 100 MVA dengan tegangan 10,5 kV dan arus 5,5 kA. Aliran tegangan kemudian dialirkan masuk ke dalam  switchgear 150 kV melalui suatu transformator generator. Gas  sulfurheksafluorida (SF6) digunakan sebagai isolasi. Swichgear

menyuplai kawasan pabrik baja melalui 3 buah transformator

150/30 kV dengan output   masing-masing sebesar 80 MVA. Suatu sistem 6 kV untuk Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

41

keperluan PT. Krakatau Daya Listrik, juga disuplai dari switchgear  150 kV, melalui 4  buah transformator dengan kapasitas masing-masing 16 MVA.

Spesifikasi Generator : 

Pabrik pembuatan

: Krawfark Union (KWU)



Daya nyata

: 100 MVA



Daya aktif

: 80 MW



Voltase rata-rata

: 10 kV = 5%



Arus stator

: 5,5 kA



Faktor daya

: 0,8



Frekuensi

: 50 Hz



Putaran

: 3000 rpm



Media pendingin

: Udara



Tekanan udara panas maksimum : 71 bar



Tekanan udara dingin maksimum : 40 bar



Tekanan udara dingin minimum

: 20 bar



Stator phase UX

: 0,0009681 Ohm



Stator phase VY

: 0,0009603 Ohm



Stator phase WZ

: 0,0009725 Ohm



Rotor turn

: 0,3961 Ohm



Rated load excitation

: 599 A



Maks. torsi short circuit

: 370 MT



Rotor flywheel affet WR2

: 14,9 rpm



Kecepatan kritis 1

: 18710 rpm



Kecepatan kritis 2

: 5600 rpm



Berat statis (komplit)

: 128 ton



Berat rotor

: 32 ton



Berat ”air cooler section”

: 0,8 ton

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

42

3.2

Sistem Transmisi

Sistem transmisi digunakan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit ke  pusat beban. Karena daya yang disalurkan besar, maka tegangan yang digunakan adalah tegangan tinggi untuk mengurangi rugi-rugi tegangan pada saluran. Dari  pembangkit tegangan keluarannya adalah 10,5 kV. Kemudian masuk ke saluran transmisi setelah tegangan ditransformasikan dengan trafo step up menjadi 150 kV. Setelah energi listrik dialirkan ke mainstation dengan tegangan nominal sebesar 150 kV, kemudian ditransmisikan melalui cabel tunnel (terowongan kabel) ke  substation-substation yang ada. Untuk keperluan industri menggunakan tegangan 30 kV yang di dapat dari tegangan 150kV yang ditransformasi menjadi 30 kV oleh trafo  step down. Terdapat 2 jenis kapasitas trafo step down yang digunakan yaitu 80 MVA dan 100 MVA. Trafo dengan tegangan nominal keluaran 30 kV dengan kapasitas 80 MVA disalurkan ke Main Transfer Station I (MTS I) dan Main Transfer Station II (MTS II). Permintaan daya pada MTS I adalah sebagai berikut : 1. Billet Steel Plant (BSP)

60 MW

2. Slab Steel Plant (SSP)

90 MW

3. Wire Rod Mill (WRM)

8 MW

Sedangkan permintaan daya pada MTS II adalah sebagai berikut: 1. Cold Rod Mill (CRM)

30 MW

2. Hot Strip Mill (HSM)

80 MW

3. Dirrect Reduction (DR)

15 MW

Sedangkan untuk trafo dengan tegangan nominal 30 kV dengan kapasitas 100 MVA disalurkan ke  Main Transfer Station III (MTS III) dengan permintaan daya sebesar 130 MW dari Slap Steel Plant.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

43

Tegangan transmisi 150 kV juga ditransmisikan ke  substation. Pada jaringan transmisi PT. Krakatau Daya Listrik memiliki 2 substation, yaitu : 1. Substation Diesel dengan tegangan keluaran sebesar 150 kV. Kemudian tegangan 150kV tersebut ditransmisikan ke Gantry PLN Cilegon Baru (Universitas Sultan Agung Tirtayasa) dan dialirkan ke trafo  step down untuk didistribusikan ke perumahan dan ke anak perusahaan Krakatau Steel Group di Kawasan Industri Estate Cilegon I. 2. Substation Harbour  dengan tegangan keluaran sebesar 150 kV. Tegangan 150 Kv di alirkan ke saluran transmisi ke  substation Cidanau dengan  panjang 17,7 km (56 tower) dan juga dialirkan ke trafo  step down untuk di distribusikan ke Kawasan Industri Estate Cilegon II. Dalam sistem transmisi PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan konfigurasi ring bus. Sistem ring bus digunakan bila ada dua sumber mensuplai, kelebihan sistem ini adalah secara langsung mengisolir gangguan jika gangguan terjadi pada salah satu sumber. Pada keadaan normal semua breaker pada ring bus berada dalam keadaan tertutup, bila terdapat gangguan pada sumber 1, breaker A dan D terbuka untuk mengisolir gangguan, sementara sumber 2 mensuplai beban. Gangguan dibagian manapun dalam sistem akan menyebabkan dua breaker terbuka, untuk mengisolir gangguan

Gambar 3.15 Sistem Ring Bus

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

44

3.2.1 Transformator

Transformator daya adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari satu level tegangan ke level tegangan yang berbeda. Dalam operasi penyaluran tenaga listrik, transformator dapat dikatakan sebagai j antung dalam sistem transmisi dan distribusi. Pada transformator daya walaupun mempunyai fungsi hanya mengalirkan daya (energi listrik), bukan berarti tidak memiliki nilai rugi daya yang terserap pada transformator tersebut. Rugi-rugi ini dikarenakan ada impedansi dalam pada trafo itu sendiri, seperti rugi besi, rugi lilitan, dan rugi-rugi lainnya. Struktur elemen pada trafo tersebut dapat digambarkan dalam rangkaian ekuivalen sebagai berikut.

Gambar 3.16 Rangkaian Ekuivalen Transformator 

1  = resistansi sisi primer 2  = resistansi sisi sekunder dipandang dari sisi primer  1  = reaktansi sisi primer  2  = reakatansi sisi sekunder dipandang dari sisi primer 0  = resistansi inti besi transformator  0  = reaktansi boco transformator

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

45

3.2.1.1 Konstruksi Transformator Daya

Umumnya konstruksi transformator daya secara singkat terdiri dari : 

Inti yang terbuat dari lembaran-lembaran plat besi lunak atau baja silikon yang diklem jadi satu.



Belitan dibuat dari tembaga yang cara membelitkan pada inti dapat konsentris atau spiral.



Sistem pendinginan pada trafo-trafo dengan daya yang cukup besar.



Bushing untuk menghubungkan rangkaian dalam transformator dengan rangkaian luar.

Antara inti dan belitan akan memberikan dua jenis transformator berikut. 1. Jenis inti (core type)  yakni belitan mengelilingi inti. Jenis ini biasa digunakan untuk transformator dengan daya dan tegangan yang tinggi.

Gambar 3.17 Transformator Jenis Inti (Core Type)

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

46

2. Jenis cangkang (shell type)  yakni inti mengelilingi belitan. Jenis ini biasa digunakan untuk trafo yang mempunyai daya dan tegangan rendah.

Gambar 3.18 Transformator Transformator Jenis Cangkang (shell Type)

3.2.1.2 Prinsip Kerja Transformator Daya

Gambar 3.19 Transformator Ideal

Sisi belitan  1  dan  2  merupakan sisi tegangan rendah dan sisi belitan dan

1

2 merupakan sisi tegangan tingi. Bila salah satu sisi, baik sisi tegangan

tinggi (TT), maupun sisi tegangan rendah (TR) dihubungkan dengan sumber

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

47

tegangan bolak-balik, maka sisi tersebut, disebut dengan sisi primer, sedangkan sisi lain yang dihubungkan dengan beban disebut sisi sekunder. Bila Sisi belitan  1   dan  2   dihubungkan dengan sumber tegangan  bolak-balik sebesar

1 = , maka fluks bolak-balik akan dibangkitkan pada

inti sebesar Φ. Fluks sebesar Φ akan melingkar dan menghubungkan belitan kawat  primer dengan belitan kawat sekunder serta menghasilkan tegangan induksi (EMF=GGL) baik pada belitan primer sebesar sekunder sebesar 

1 = ,maupun pada belitan

= ′ y yang akan mengikuti persamaan berikut.

1 =  = 4,44 Φ  () 2 =  = 4,44 Φ  () 1 =  = EMF (GGL) atau tegangan induks yang dibangkitkan pada  belitan pada belitan primer.

2 =  = EMF (GGL) atau tegangan induks yang dibangkitkan pada  belitan pada belitan sekunder.

1 =  = Banyaknya lilitan pada sisi primer 1 =  = Banyaknya lilitan pada sisi sekunder Φ

= Fluks maksimum dalam besaran maxwell

 

= Frekuensi arus dan tegangan sistem

1 =  = Tegangan sumber yang masuk di primer 2 =  = Tegangan sekunder ke beban

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

48

Fluks maksimum dalam besaran maxwell dan fluks maksimum dalam  besaran weber, hubungannya akan mengikuti persamaan berikut,

Φ =  ×  = Kerapatan fluks maksimum A = Luas penampang dari inti dalam m2 Untuk trafo ideal diatas berlaku persamaan berikut

1 = 1 =  =  2 = 2 =  =  3.2.1.3 Jenis Transformator Daya di PT Krakatau Daya Listrik

Pada PLTU PT. Krakatau Daya Listrik terdapat 3 jenis trafo dengan kapasitas dan fungsi yang bervariasi (di kode kan dengan nama AT, BT dan CT) yaitu :

1.

Trafo AT  step up 10,5/150 kV dengan kapasitas 100 MVA digunakan untuk mentransformasikan tegangan keluaran dari generator sebesar 10,5 kV menjadi 150 kV kemudian di transmisikan ke jaringan. Karena di PLTU ada 5 unit generator, maka jumlah trafo AT juga 5 unit.

2.

Trafo BT step down 150/6 Kv dengan kapasitas 16 MVA digunakan untuk  pemenuhan kebutuhan tenaga listrik di auxiliary load. Pada PLTU PT. Krakatau daya listrik terdapat 5 unit trafo BT.

3.

Trafo CT step down 6 kV/400 V dengan kapasitas 1 MVA digunakan juga untuk pemenuhan kebutuhan tenaga listrik di  auxiliary load. Pada PLTU PT. Krakatau daya listrik terdapat 5 unit trafo CT.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

49

Sedangkan untuk trafo gardu induk (di kode kan dengan nama Trafo AV) yang terletak di Main Transfer Station dan Substation adalah sebagai berikut : 1. Trafo AV01 –  AV09 Merupakan trafo step down 150/30 kV dengan kapasitas 80 MVA dan terletak di Main Transfer Station I dan Main Transfer Station II. 2. Trafo AV11 & AV12 Merupakan trafo step down 150/30 kV dengan kapasitas 100 MVA dan terletak di Main Transfer Station III. 3. Trafo AV01 & AV02 Merupakan trafo step down 150/20 kV dengan kapasitas 80 MVA dan terletak di Diesel Substation. 4. Trafo AV03 & AV04 Merupakan trafo  step down 150/6 kV dengan kapasitas 20 MVA dan terletak di Diesel Substation. 5. Trafo AV03 & AV04 Merupakan trafo step down 150/20 kV dengan kapasitas 20 MVA dan terletak di  Harbour Substation dan di Cidanau  Substation, masingmasing 2 unit pada setiap substation. 3.3

Sistem Interkoneksi

Sisten interkoneksi kelistrikan merupakan sistem terintegrasinya seluruh pusat  pembangkit menjadi satu sistem pengendalian. Fungsi utama dari sistem interkoneksi ialah untuk mendapatkan sistem kelistrikan dengan tingkat keandalan yang tinggi dalam penyaluran daya listrik dari stasiun pembangkit ke pusat beban, secara ekonomis, efisien dan optimum.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

50

Keandalan sistem merupakan probabilitas bekerjanya suatu peralatan dengan komponen-komponennya atau sistem sesuai dengan fungsinya dalam periode dan kondisi operasi tertentu. Faktor –  faktor yang mempengaruhi tingkat keandalan antara lain kemampuan untuk mengadakan perubahan jaringan atau peralatan pembangkitan dan perbaikan dengan segera terhadap peralatan yang rusak. 3.3.1

Prinsip Dasar Sistem Interkoneksi

Dalam proses produksinya, PT. Krakatau Steel Tbk setidaknya membutuhkan suplai daya listrik yang relatif stabil untuk dapat mempertahankan kontinuitas operasi dari proses produksi baja. Untuk menunjang hal tersebut, sistem kelistrikan di PT. Krakatau Daya Listrik tergabung dalam satu sistem tunggal yang tersambung (interconnected) dengan sistem yang berasal dari PLN.

3.3.2

Sistem Interkoneksi PT. Krakatau Daya Listrik

Seperti yang telah dijelaskan pada bab 3.2 mengenai sistem transmisi, PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan tegangan nominal 150 kV yang disalurkan ke  beberapa feeder melalui penghubungan saluran dengan sistem transmisi yang berasal dari PT. PLN melalui main station 150 kV. Dengan sistem ini apabila kebutuhan daya untuk proses produksi di site plant miliki PT. Krakatau Steel tidak bisa dipenuhi oleh  pembangkit, maka bisa dibantu dengan suplai dari berbagai stasiun yang terhubung. Demikian

pula

jika

terjadi

kelebihan

catu

daya,

pusat

pembangkit

bisa

mengirimkannya ke wilayah-wilayah lain yang tersambung dalam sistem interkoneksi.

Tegangan transmisi yang digunakan hanya sebesar 150 kV, hal ini bersangkutan langsung dengan kapasitas transformator AT ( step up) yang hanya dapat menaikkan tegangan hingga 150 kV dengan kapasitas daya yang dapat disalurkan sebesar 100 MVA. Saluran interkoneksi yang terhubung bersumber dari main station Rawa Arum dengan memakai saluran transmisi overhead dengan panjang saluran 4,4 kilometer. Tegangan dari PT. PLN terlebih dahulu disinkronkan dengan rated tegangan 150 kV

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

51

yang ada pada main station PT. KDL sebelum disalurkan ke  grid   yang terhubung langsung dengan beberapa sub station yang mengatur penyaluran beban.

3.4

Sistem Distribusi

Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar ( Bulk  Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik a dalah : 1. Pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelan ggan). 2. Merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan  pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Substation Diesel mempunyai tegangan keluaran sebesar 150 kV. Selain ditransmisikan ke Gantry PLN Cilegon Baru (Universitas Sultan Agung Tirtayasa) tegangan 150 kV tersebut juga dialirkan ke trafo step down dengan tegangan keluaran 6 kV berkapasitas 2 x 20 MVA didistribusikan ke Komples Perumahan Krakatau Steel dan sekitarnya. Tegangan 150 kV di alirkan ke trafo  step down dengan tegangan keluaran 20 kV berkapasitas 2 x 80 MVA didistribusikan ke ke anak perusahaan Krakatau Steel Group di Kawasan Industri Estate Cilegon I. Substation Harbour mempunyai tegangan keluaran sebesar 150 Kv. Selain di transmisikan ke Gardu Induk Cidanau, tegangan 150 Kv tersebut juga dialirkan ke trafo  step down dengan tegangan keluaran sebesar 20 kV dan didistribusikan ke PT. Krakatau Bandar Samudra dan ke Kawasan Industri Estate Cilegon II.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

52

Tabel 3.1 Daftar peralatan utama jaringan Krakatau Daya Listrik

No

1

2.

Peralatan Utama

QTY

Spesifikasi

Lokasi

a. Trafo AT

5 unit

10.5/150kV 100 MVA

PLTU

 b. Trafo BT

5 unit

150/6kV 16 MVA

PLTU

c. Trafo AV01 s/d AV09

9 unit

150/30kV 80 MVA

MTS I & MTS II

d. Trafo AV11 & AV12

2 unit

150/30kV 100 MVA

MTS III

e. Trafo AV01 & AV02

2 unit

150/20kV 80 MVA

Diesel Subt.

f. Trafo AV03 & AV04

2 unit

150/6kV 20 MVA

Diesel Subt.

g. Trafo AV03 & AV04

2 unit

150/20kV 20 MVA

Harbour Subt.

h. Trafo AV03 & AV04

2 unit

150/20kV 20 MVA

Cidanau Subt.

i. Trafo AW 01 s.d AW09

9 unit

30/6kV 8MVA

Aux. feeder AJ

 j. Trafo AW 01,03,10 & 15

4 unit

30/6kV 8MVA

Aux. feeder AF

27 feeder

150kV 31.5 kA

PLTU

 b. AE01 s/d AE08

8 feeder

150kV 31.5 kA

Diesel Subt

c. AE01 s/d AE07

7 feeder

150kV 31.5 kA

Harbour Subt

Over Head Lines (OHL)

56 Tower

150 kV

Cigading- Cidanau

Over Head Lines (OHL)

12 Tower

150kV

KDL - PLN Rawa

Transformer

Switch Gear 150kV

a. AD01 s/d AD26 & AD31

3.

Over Head Lines 150kV

Arum 4.

Circuit Breaker

a. Breaker 30kV

87 feeder

30kV 31.5 kA

Plant KS

 b. Breaker 20 kV

96 feeder

20kV 25.0 kA

Area KIEC,Cidanau

c. Breaker 6 kV

139

6kV 25.0 kA

PLTU, KS, KIEC

feeder 5.

Gardu dan Trafo Station (TS)

a. Gardu 6kV

25 Gardu

6kV

Perumahan KS

 b. Gardu 20kV, TS & Junction TS

122 unit

20kV

Area KIEC Industry

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

53

Gambar 3.20 Diagram Kelistrikan Krakatau Daya Listrik 

54

BAB IV SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

4.1

Konsep Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik

4.1.1 Gambaran Umum Tentang Sistem Proteksi Tenaga Listrik

Daya listrik yang dimanfaatkan oleh konsumen untuk berbagai keperluan,  berasal dari berbagai macam pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP dan lain-lain. Untuk sampai ke konsumen dalam keadaan siap digunakan,  penyalurannya memerlukan jaringan transmisi dan distribusi disertai dengan transformasi tegangan dan arus. Transformasi tersebut dilakukan pada gardu penaik tegangan di stasiun-stasiun pembangkit dan gardu penurun tegangan di pusat-pusat  beban, menggunakan transformator daya dan transformator distribusi.

BAB IV SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

4.1

Konsep Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik

4.1.1 Gambaran Umum Tentang Sistem Proteksi Tenaga Listrik

Daya listrik yang dimanfaatkan oleh konsumen untuk berbagai keperluan,  berasal dari berbagai macam pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP dan lain-lain. Untuk sampai ke konsumen dalam keadaan siap digunakan,  penyalurannya memerlukan jaringan transmisi dan distribusi disertai dengan transformasi tegangan dan arus. Transformasi tersebut dilakukan pada gardu penaik tegangan di stasiun-stasiun pembangkit dan gardu penurun tegangan di pusat-pusat  beban, menggunakan transformator daya dan transformator distribusi. Pembangkit, saluran, dan transformator tersebut merupakan komponen utama sistem tenaga listik yang harus diusahakan agar selalu dalam keadaan siap pakai. Untuk keperluan pengoperasian dan pemeliharaan masih diperlukan peralatan lain sebagai  perlengkapan pemutus/penghubung atau switchgear. Tingkat kesiapan yang tinggi semua peralatan tersebut diusahakan mulai dari pemilihan bahan, rancangan,  pembuatan dan pemasangan, sampai pada pengoperasian dan pemeliharaan yang mengacu pada standar masing-masing. Meskipun demikian selalu masih ada kemungkinan akan gagal karena berbagai penyebab. Proteksi transmisi tenaga listrik sangat penting dalam proses penyaluran daya dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip dalam transmisi tenaga listrik yang baik salah satunya adalah aman selain andal dan ekonomis. Proteksi tenaga listrik merupakan bagian yang menjamin bahwa dalam transmisi tenaga lisrik dapat dikatakan aman. Dapat dikatakan aman karena dalam transmisi tenaga listrik akan diberikan suatu alat yang berfungsi untuk mengamankan transmisi dari gangguan  bahkan mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh pemindahan daya listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain.

57

Proteksi transmisi tenaga listrik sangat diperlukan dalam transmisi tenaga listrik. Dengan proteksi yang bagus, maka transmisi tidak akan rusak ketika ada sebuah gangguan yang bersifat sementara. Jika proteksi transmisi tenaga listrik baik, maka nilai ekonomis dapat diperoleh karena jika dalam suatu transmisi terjadi gangguan, maka kerusakan peralatan tidak dapat menyebar keperalatan yang lain dikarenakan ada sebuah proteksi transmisi. Nilai ekonomis dan aman dapat dipadukan menjadi nilai andal. Andal yang dimaksud disini adalah tidak membahayakan manusia yang berada disekitar transmisi tenaga listrik sehingga manusia yang berada disekitar transmisi ini tidak mengalami gangguan kesehatan maupun gangguan material. Komponen sistem yang gagal ketika sedang beroperasi, harus dipisahkan (diisolir) dari sistem. Komponen tersebut gagal dalam menjalankan fungsinya disebabkan oleh adanya gangguan ( fault ). Dari segi sirkuit listrik, gangguan tersebut umumnya berupa hubung singkat (short circuit) akibat dari kegagalan isolasi. Hubung singkat menyebabkan arus yang mengalir besarnya berlipat kali arus normal dan mungkin pula disertai timbulnya busur api listrik (arcing ).Keduanya akan merusak  peralatan yang bersangkutan apabila terlambat dihentikan. Arus hubung singkat yang  besar juga membahayakan setiap peralatan yang dilaluinya. Adalah menjadi tugas rele untuk mengetahui (mendeteksi) adanya gangguan tersebut lalu memerintahkan  peralatan pemutus (circuit breaker ) untuk mengisolasi peralatan yang mengalami gangguan secara cepat. Selain pada sirkuit listrik, gangguan mungkin terjadi pada bagian-bagian mekanis peralatan seperti pada penggerak mula generator (mesin turbin, mesin diesel),  pada mekanisme pengubah sadapan (tap-changer ) trafo, mekanisme penggerak  pemutus beban, kipas atau pompa pendingin, minyak trafo dan lain-lain. Ciri dan akibat dari gangguan mekanis tersebut berbeda dengan yang berasal dari hubung singkat. Karena pada rele proteksi yang ditugaskan mendeteksi gangguan ini dan perintah ata u actuator -nya pada umumnya berbeda dengan rele yang mendeteksi hubung singkat, misalnya hanya mengaktifkan alarm saja. Hal ini  perlu untuk gangguan yang sifatnya ringan, dimana peralatan tidak perlu diisolir secepatnya, guna memberi kesempatan kesempatan bagi operator mengambil langkahlangkah untuk mencegah pemadaman listrik.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

58

Dengan mengetahui adanya gangguan dan jenis gangguan, kemudian mengaktifkan alarm atau men-trip pemutus beban yang tepat (yaitu untuk mengisolir  bagian yang mengalami gangguan saja) rele proteksi dapat mencegah meluasnya terjadinya kerusakan akibat gangguan (berupa kerusakan maupun pemadaman list rik). Rele proteksi tidak dapat mencegah terjadinya gangguan itu. Jika pemilihan peralatan, desain, dan pembangunan telah memenuhi standar, maka cara pengoperasian dan  pemeliharaanlah yang berperan besar dalam mencegah gangguan.

4.1.2 Penyebab dan Sifat Gangguan

Pada sirkuit listrik yang normal, antara kawat fase dan tanah terdapat isolasi dengan kekuatan yang cukup untuk menahan tegangan yang ada, sehingga arus hanya mengalir dari sumber ke beban lewat kawat fase dan kembali ke sumber, melalui kawat netral atau lainnya. Kalau kekuatan isolasinya menurun sehingga impedansnya menurun mendekati impedans beban, maka sebagian arus akan bocor melalui isolasi tersebut. Pada kegagalan isolasi yang lebih parah, impedans isolasi jauh lebih rendah dari impedans beban, bahkan mungkin mendekati nul. Ini menyebabkan arus tidak mengalir ke beban, tetapi melalui isolasi yang gagal tersebut, dan bahkan menjadi jauh lebih besar dari pada arus beban, dan keadaan ini disebut hubung singkat. Kegagalan isolasi dapat terjadi pada keadaan tegangan normal yang disebabkan oleh:

1. Pemerosotan mutu, karena polusi oleh debu (dust ), jelaga ( soot ), garam ( salt ), dan karena proses penuaan (aging ) isolasi yang secara terus-menerus selama  bertahun-tahun mengalami pemuaian dan penyusutan berulang-ulang, yang membentuk void di dalam isolasi yang padat. 2. Kejadian tak terduga akibat dari benda-benda asing: terkena pohon, burung, ular,  bajing, tanaman merambat, tali layang-layang, angin topan, dan gempa bumi.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

59

Kegagalan isolasi lebih mungkin terjadi karena tegangan lebih (overvoltage), misalnya: 1. Terkena petir yang tidak cukup teramankan oleh alat-alat pengaman petir. 2. Surja hubung (switching surge) pada saat operasi switching. 3. Hubung singkat satu fase ke tanah, menyebabkan tegangan fase yang sehat terhadap tanah naik dibandingkan tegangan normalnya. Hubung singkat yang paling banyak terjadi pada sistem tenaga adalah hubung singkat satu fase ke tanah, sekitar 85% dari keseluruhan kejadian hubung singkat. Hubung singkat fase ke fase sekitar 8%, dua fase ke tanah 5%, dan tiga fasa ke tanah kira-kira 2%. Bagian sistem tenaga yang paling banyak mengalami hubung singkat adalah saluran udara, kira-kira 50% sedangkan pada kabel hanya 10%. Switchgear  dan transformator berturut-turut sekitar 15% dan 12%. Sisanya 13% terjadi pada bagian lainnya.

4.1.3 Zona proteksi

Sistem tenaga yang telah lama berkembang mempunyai cakupan wilayah yang sangat luas. Pembangkit, main substation, saluran transmisi dan distribusinya tersebar di seluruh wilayah layanannya. Tiap rele proteksi mempunyai kemampuan mendeteksi gangguan yang terbatas, baik dari segi jenis maupun lokasi gangguan yang harus ditanganinya. Karena itu, agar seluruh bagian sistem tenaga mendapat proteksi yang cukup, perlu memperhatikan dan mengikuti dua prinsip: 1) Sistem dibagi atas zone-zone proteksi: yakni zone pembangkit dan trafo  step up, zone busbar , zone saluran transmisi. 2) Dalam pembagian zone proteksi, harus dihindari adanya titik buta ( blind spot ), yaitu tempat atau bagian yang tidak terlihat oleh suatu rele proteksi yang ada. Biasanya titik buta bisa terdapat pada peralatan antara dua zone proteksi. 3) Setiap jenis gangguan, harus terdeteksi minimal oleh satu rele proteksi. Apabila suatu gangguan terdeteksi oleh lebih dari satu r ele, maka rele yang kerjanya lebih cepat yang men-trip pemutus beban atau CB. Rele yang lebih lambat bertugas men-trip CB kalau rele yang pertama gagal bekerja. Jika sebuah rele mendeteksi gangguan, output atau elemen kontrolnya mungkin hanya untuk mengaktifkan

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

60

satu alat saja (men-trip satu CB), tetapi ada pula yang harus mengaktifkan  beberapa alat (men-trip lebih dari satu CB) bersamaan supaya peralatan yang mengalami gangguan dapat diisolir dari sistem.

Gambar 4.1 Pembagian Zona Proteksi

4.2

Sistem Proteksi Transformator

Proteksi trafo adalah sistem pengaman yang dilakukan pada trafo daya terhadap gangguan yang terjadi pada daerah pengaman trafo daya. Tujuan proteksi trafo daya adalah sebagai berikut : - Mencegah kerusakan transformator daya karena gangguan yang terjadi dalam trafo daya. - Untuk dapat berpartisipasi dalam penyelenggara selektivitas pengaman sistem sehingga hanya melokalisasi gangguan yang terjadi di daerah pengamanan trafo saja. - Memberikan pengamanan cadangan (back up protection) untuk seksi berikutnya. 4.2.1 Jenis Gangguan Pada Transformator

Gangguan pada trans daya dapat dikelompokkan menjadi dua : 1.  Internal Fault  (Gangguan di Dalam) Merupakan gangguan yang bersumber dari dalam transformator itu sendiri. Gangguan ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

61

a. Gangguan awal Gangguan ini sering disebut gangguan awal, karena berawal dari gangguan yang kecil namun kemudian berkembang menjadi gangguan berat. Gangguan ini disebabkan oleh : 

Kendornya baut-baut penjepit inti dan pada terminal konduktor.



Gangguan pada inti besi akibat kerusakan laminasi isolasi.



Gangguan pada sistem pendingin, seperti kerusakan pada pompa sirkulasi minyak, kipas pendingin akan menyebabkan kenaikan suhu.



Sirkulasi minyak terganggu yang dapat menimbulkan pemanasan lokal (local hot spot ).



Gangguan pada load tap charger .



Gangguan pada terminal bushing akibat adanya, kontaminasi keretakan dan sebagainya.



Adanya arus sirkulasi yang tidak dikehendaki pada transformator yang dipararel.

 b. Gangguan hubung singkat dalam trafo 

Gangguan hubung singkat antar fase.



Gangguan hubung singkat fase ke tanah.



Gangguan pada bushing.



Gangguan antar lilitan pada kumparan yang sama.

2. Through Fault Gangguan ini terjadi diluar trafo dan dapat di klasifikasikan sebagai berikut : a. Gangguan diluar (external fault ) Gangguan hubung singkat antar fase atau gangguan fase ke tanah di luar trafo, misalnya di busbar atau disisi penyulang tenaga menengah. Arus gangguan cukup besar dan dapat dideteksi.  b. Beban lebih (over load ) Trafo daya dapat beroperasi secara kontinu pada beban nominal. Bila beban lebih besar dari beban nominal, maka tranfo akan berbeban lebih dan menimbulkan arus lebih yang mengakibatkan peningkatan suhu. Peningkatan

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

62

suhu menyebabkan penurunan kemampuan isolasi. Keadaan beban lebih  berbeda dengan arus lebih.

4.3

Peralatan Utama Sistem Proteksi Transformator

Proteksi terdiri atas empat komponen utama yakni: 1. Trafo instrumen 2. Rele proteksi 3. Catu daya DC 4. Pengontrol CB Dalam skema sederhana dapat digambarkan seperti pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Skema dasar rele arus lebih (Overcurrent Relay)

Jenis trafo instrumen yang dibutuhkan tergantung pada rele yang dilayani. Rele tegangan memerlukan  potential transformer   (PT), rele daya dan rele jarak membutuhkan CT dan PT. Catu daya dc yang paling dapat diandalkan adalah  station battery yang selalu diisi menggunakan battery charger, berfungsi mencatu arus kontrol guna menutup dan membuka CB, dan catu daya kepada rele apabila digunakan rele statik. Pengontrol CB berfungsi untuk men-trip, menutup dan mungkin diperlukan untuk menutup balik (reclose) CB.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

63

Aspek-aspek penting ketiga komponen utama proteksi trafo instrument,  station battery dan pengontrol CB akan diuraikan di bawah ini : 4.3.1 Trafo Instrumen

Karena sistem tenaga bekerja pada tegangan tinggi dan arus yang besar, maka instrumen pengukur dan rele dihubungkan ke sistem tersebut melalui trafo instrument. Ada dua macam trafo instrumen, yakni trafo arus dan trafo tegangan. Trafo arus untuk mendapatkan arus yang besarnya sebanding dengan arus di sisi primer, besar arus minimal sekundernya adalah 5 A atau 1 A. Trafo tegangan digunakan untuk mendapatkan tegangan sekunder yang sebanding dengan tegangan pada sisi primer, dan besar tegangan nominal sisi sekunder adalah 120 volt. A. Trafo Arus

Primer trafo arus (current transformer ) atau CT dipasang seri dengan saluran arus beban, sedangkan perlengkapan ukur dan rele yang memerlukan arus di hubungkan seri pada sekunder CT. Perlengkapan ukur dan rele yang mendapatkan arus dari CT disebut burden dari CT tersebut.

Gambar 4.3 Rangkaian Pemasangan Trafo Arus

Karena impedans di primer CT terdiri atas impedans beban (load ) sistem yang  jauh lebih besar dari pada impedans burden di sekunder CT, maka arus sekunder CT tidak ditentukan oleh besar burden, tetapi oleh besar beban pada sistem. Tetapi jika burden yang terpasang (seri) pada CT terlampau besar, inti CT akan jenuh dan akibatnya tidak akan dapat menghasilkan arus sekunder yang sebanding dengan arus  primernya. Hal ini dapat dijelaskan menggunakan kurve eksitasi sekunder CT tersebut.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

64

Tegangan sekunder CT adalah hasil kali arus sekunder (A) dengan impedans total di sekunder CT (ohm). Jika jumlah burden besar, maka impedans total akan besar, jika arus beban naik maka tegangan sekunder akan naik yang mungkin melampaui knee  point . Arus eksitasi akan naik dengan laju yang lebih besar, dan arus sekunder CT naik dengan laju yang lebih kecil.

Gambar 4.4 Siemens Current Transformer  500/1 A

Agar praktis dalam pemakaiannya, trafo arus dibuat dalam beberapa tipe konstruksi seperti berikut: 1) Ring type, pasangan indoor, untuk tegangan rendah (TR) dan tegangan menengah (TM). 2) Bushing type, dipasang pada bushing trafo da ya, untuk tegangan tinggi (TT), 3) Bar primary type, pasangan indoor untuk TM, 4) Waund primary type, pasangan indoor untuk TM, 5) Oil-insulated type, pasangan outdoor, untuk TT dan TET (Tegangan Ekstra Tinggi).

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

65

Gambar 4.5 Karakteristik sisi sekunder CT

Menurut kegunaannya, trafo arus dibedakan menjadi dua jenis yaitu CT untuk  pengukuran (measured CT ) dan CT untuk proteksi ( protection CT ). Kedua jenis tersebut berbeda dalam karakteristik, batas operasi, dan batas ketelitiannya. CT  pengukuran titik tumitnya ( AP = ankle point ) tidak tampak (berada di dekat titik 0), kurvenya linier mulai dari titik 0 hingga ke titik lutut ( KP = knee point ). Titik lulut (KP) nya berada pada wilayah pengukuran tertingginya. Titik tumit (AP) CT proteksi  berada di bawah arus nominal CT, dan titik lulutnya berada di wilayah arus hubung singkat, yang jauh lebih tinggi (berlipat kali) arus nominal CT.

B. Trafo Tegangan

Sisi primer trafo tegangan ( potential transformer   atau voltage transformer ) dihubungkan melintang pada tegangan fase ke netral, seperti halnya trafo daya. Konstruksi trafo tegangan berbeda dengan trafo da ya, karena dayanya hanya beberapa Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

66

ratus VA maka pendinginannya tidak ada masalah. Karena harus mampu menahan tegangan tinggi, maka isolasinya menentukanukuran trafo tegangan tersebut. Ada dua macam trafo tegangan, yaitu: 1) Trafo tegangan elektromagnet, yang prinsip kerjanya sama seperti pada tr afo daya. 2) Trafo tegangan kapasitor, yang prinsip kerjanya seperti pada capacitor voltage devider .

Gambar 4.6 Siemens Voltage Transformer 4MR1 4.3.2 Rele Proteksi

Untuk dapat melakukan fungsi mendeteksi gangguan dan mengaktifkan alarm atau men-trip CB, rele proteksi pada dasarnya mempunyai tiga komponen utama sebagai berikut : 1) Elemen pendeteksi gangguan, bagian yang mengamati suatu besaran apakah keadaannya normal atau abnormal, 2) Elemen pengukur atau pembanding, bagian yang membandingkan besaran yang dideteksi dengan keadaan ambang kerja rele. 3) Elemen kontrol atau pemberi perintah, bagian yang memberi perintah kepada  pemutus atau CB, atau kepada piranti alarm gangguan. Pada bahasan kali ini, akan difokuskan tentang sistem proteksi pada trafo CT-01  step down 6 kV / 400 V dengan kapasitas 1 MVA. Terdapat 3 jenis rele yang terpasang  pada trafo ini, yaitu :

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

67

1. Rele Arus Lebih, berfungsi untuk proteksi terhadap beban lebih (overload ), hubung singkat fase ke fase, dan hubung singkat fase ke tanah. 2. Rele  Buchholz ,  berfungsi untuk mengamankan transformator yang didasarkan  pada gangguan transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating  yang umumnya menghasilkan gas. 3. Rele Oil-Temperature, berfungsi untuk mendeteksi suhu minyak secara langsung yang akan membunyikan alarm serta mengeluarkan PMT.

4.3.3 Catu Daya

Di gardu induk atau pusat listrik diperlukan adanya catu daya DC yang andal untuk beroperasinya rele proteksi dan kontrol CB. Catu daya DC terdiri atas batere dan charger , yang dipasang dan dirawat secara benar. Walaupun alat ini telah lama dikenal dan banyak dipergunakan, tetapi umumnya masih sedikit pengetahuan yang lengkap tentang batere yang diketahui. Komponen dasar penyusun batere untuk  substation adalah cell, yang biasanya dari jenis lead acid cell yang terdiri atas : 1. lead peroxide plate, plat PbO2 2. lead plate, plat Pb 3. dikute sulphuric acid , larutan H2SO4 sebagai elektrolit 4. glass or plastic container , wadah yang tahan terhadap asam sulfat

Gambar 4.7 Lead acid cell 

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

68

4.3.4 Pengkontrol CB

Pengcontrol CB berfungsi untuk men-trip, menutup, dan mungkin diperlukan untuk menutup balik (reclose) CB. Rangkaian kontrol PMT sering disebut dengan skema X-Y, yang harus mempunyai sifat trip free dan anti-pumping . 

Trip free : Memungkinkan PMT itu di trip oleh  protective relay, walaupun seandainya closing push button switch sedang ditekan ON.



 Anti- pumping : Mencegah CB beroperasi  pumping  berganti-ganti ON-OFF apabila close push button switch di-ON terus menerus pada saat ada gangguan.

Gambar 4.8 Pengkontrol Circuit Breaker

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

69

4.4 Mekanisme Kerja Rele Proteksi 4.4.1 Rele Arus Lebih Lebih

Pada sistem proteksi transformator daya 1 MVA CT-01, PT. Krakatau Daya Listrik memakai jenis rele arus lebih tipe statik dengan karakteristik kerja directional.  directional.  Rele statik terdiri atas komponen-komponen  solid state seperti transistor, diode, resistor, kapasitor dan lain-lain. Fungsi-fungsi seperti  pengukuran atau pembanding dan kontrol dilakukan pada sirkit statik yang mengolah sinyal digital (binary (binary signal ) tanpa ada bagian yang bergerak. Selain daripada itu, sistem bus yang bus yang dipakai di PT. KDL adalah ring bus, bus, maka jenis rele arus lebih yang cocok adalah rele arus lebih berarah atau directional OCR yang dapat mendeteksi besar arus dan arah arus secara  bersamaan. Rele directional mendapat masukan lain di samping masukan arus utama. Masukan lain itu umumnya berupa masukan tegangan, yang dijadikan acuan arah arus. Interaksi antara masukan arus dan masukan tegangan dapat dijelaskan melalui persamaan berikut : T =  I   |I ||V  ||V | cos (ϕ (ϕ – θ  – θ ) dengan : T = torsi  I   |I | = magnitude arus, baik arus Y maupun arus Δ |V | = magnitude tegangan, baik tegangan Y maupun arus Δ Φ = sudut fase antar V dan I dan I Θ = maximum torque torque angle (MTA) rele Dari persamaan di atas terlihat bahwa agar nilai torsi (T  (T ) tidak nul, maka nilai I nilai I atau V , atau cos (ϕ (ϕ – θ  – θ ) tidak boleh nul. Rele akan bekerja, kalau nilai cos (ϕ – θ  –  θ ) positif, yaitu jika sudut (ϕ ( ϕ – θ  –  θ ) nilainya antara -90o sampai 90 o, dan rele akan restaint  jika cos (ϕ (ϕ – θ  – θ ) negatif. Masukan V dan I dan I tidak dapat diambil dari fase yang sama, karena masukan V akan menjadi nul, pada saat terjadi hubung singkat, baik tiga fase, fase ke fase, atau fase ke tanah. Karena itu masukan tegangannya dipilih berasal dari tegangan fase ke fase atau dari tegangan fase yang lain yang berbeda dengan yang memberikan masukan arus.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

70

Terdapat empat tipe hubungan (connection ( connection)) arus dan tegangan input pada rele arus lebih berarah untuk gangguan fase : 1) Hubungan 90° atau quadrature connection 2) Hubungan 60° No. 1 3) Hubungan 60° No. 2 4) Hubungan 30° seperti pada Tabel 4.1

Connections

Relay A

Rel Rel ay B

Relay C

Voltage

Current

Voltage  Current  Voltage  Current 

90

V bc bc

I a

V ca ca

 I b

V ab ab

 I c

60 No.1

V ac ac

I a-I b

V ba ba

 I b - I c

V cb cb

 I c - I a

60 No.2

-V en en

I a

-V an an

 I b

-V bn bn

 I c

30

V ac ac

I a

V ba ba

 I b

V cb cb

 I c

untuk single phase Tabel 4.1 Empat connections untuk single directional overcurrent relays

Gambar 4.9 Hubungan arus dan tegangan masukan

 pada empat connections untuk connections untuk rele fase a

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

71

Pada Gambar 4.16 sudut fase antara arus dan tegangan dibaca pada keadaan sebagai berikut : 1) Arus I Arus I dengan faktor daya = 1, arus ketiga fase seimbang 2) Arus I Arus I mendahului (lead  (lead ) tegangan V 3) Arah putaran fasor: positif Supaya lebih efektif mendeteksi berbagai macam gangguan, maka hubungan 90° dirancang dalam dua jenis hubungan, yakni: a) Hubungan 90° - 30° (Gambar 4.17(a))  b) Hubungan 90° 90° - 45° (Gambar 4.17(b)) Efektivitas pendeteksian gangguan bagi setiap hubungan rele arus lebih berarah menjadi lebih baik apabila: 1) Torsi kerja yang dihasilkan (sesuai rumus 4.18) 4.18) makin besar. Dilihat dari pengaruh sudut fase arus gangguan (φ), berarti arus gangguan makin mudah mengoperasikan rele kalau sudut φ makin mendekati sudut θ atau arah arus  makin mendekati garis torsi maksimum rele. Misal pada hubungan 60° No. 2 torsi maksimum dicapai kalau arus Ia arus  Ia,, atau Ib atau  Ib,, atau Ic atau  Ic lagging 60° di belakang Va. Va. Pada hubungan 90° 30°, torsi maksimum dicapai kalau arus Ia arus Ia lagging  60°  60° di belakang Va. Va. 2) Banyaknya jenis gangguan yang dapat dideteksi dengan baik makin banyak (Hubung singkat tiga fase, satu fase, dua fase ke tanah, satu fase ke tanah). Semua hubungan tersebut di atas akan mendapat masukan tegangan makin rendah untuk semua jenis gangguan, kalau terjadi di dekat rele. Tetapi keadaan menjadi lebih  baik apabila rele menerima meneri ma masukan tegangan fase ke fase. f ase. Hubung singkat sin gkat satu fase ke tanah dapat dideteksi oleh rele arus lebih berarah kalau nilai arus gangguannya besar (di atas nilai  setting rele). Pada hubung singkat ke tanah melalui impedans atau pada sumber yang ditanahkan melalui resistans, nilai arus gangguan tanahnya kecil, mungkin lebih rendah dari arus beban, sehingga rele fase tidak dapat mendeteksinya.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

72

Agar diperoleh gambaran yang lebih menyeluruh tentang efektivitas kerja rele, masing-masing arus gangguan digambarkan pada diagram wilayah kerja rele.Wilayah kerja rele dibuat seperti pada Gambar 4.18. Wilayah kerja rele ideal adal ah 180°, terdiri atas 90° di sebelah kiri dan 90° di sebelah kanan MTA atau maximum torque line.  Maximum torque angle (MTA) merupakan sudut fase antara arus input dan tegangan  pada koil tegangan rele yang menghasilkan torsi maksimum. Kalau tegangan input tidak digeser fasenya sebelum masuk koil tegangan, maka MTA-nya nul (disebut 0° MTA) dan kalau digeser 30° kearah positif, MTA-nya 30° (disebut 30° MTA), dan kalau digeser 45° disebut 45° MTA. Garis posisi MTA disebut maximum torque line, dan garis ini tegak lurus terhadap garis batas wilayah operasi rele.

Gambar 4.10 Wilayah kerja rele arus lebih berarah hubungan 90 o –  45o

4.4.2 Rele Buchholz 

Rele buchholz   dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun dari OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah di kedua pipa tersebut dipasang rele buchholz . Rele ini gunanya untuk mengamankan trafo dari gangguan internal trafo yang menimbulkan gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung singkat di dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

73

Cara kerjanya yaitu gas yang timbul di dalam trafo akan mengalir melal ui pipa dan besarnya tekanan gas ini akan mengerjakan rele dalam 2 tahap yaitu: 

Mengerjakan alarm ( Buchholz  1st).



Mengerjakan perintah trip ke PMT.

Gambar 4.11 Kontruksi Rele Buchholz 

Pada kondisi normal Rele buchholz   terisi penuh minyak dan pelampung dalam keadaan terapung, pada kondisi ini set contact operation dalam kondisi terbuka. Sedangkan pada kondisi terdapat gangguan di trafo yang menimbulkan gas ma ka gas tersebut akan menuju ke atas ke arah conservator , dan gas akan terkumpul di rele buchholz . Hal ini menyebabkan level permukaan minyak menjadi turun. Pada tahap  pertama pelampung atas untuk alarm warning akan bergerak turun sesuai dengan level  permukaan minyak pada rele buchholz . Ketika pelampung atas turun mencapai warning response fault, maka set contact operation untuk warning akan bekerja ( NC ). Kemudian sinyal warning tersebut dikirim ke ruang kontrol untuk menyalakan kontak alarm warning . Pada tahap berikutnya jika volume gas terus bertambah maka  pelampung bawah akan bergerak ke bawah. Ketika pelampung bawah turun mencapai tripping response fault, maka set contact operation untuk tripping akan bekerja ( NC ). Kemudian sinyal tripping   akan memutus CB dan dikirim ke ruang kontrol untuk menyalakan kontak alarm warning .

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

74

4.4.3 Rele Temperatur

Rele Temperatur mendeteksi kenaikan temperatur belitan sisi primer / sekunder dan minyak, biasa disebut winding temperature dan oil temperature. Misalnya, bila suhu telah mencapai 60°C akan menggerakkan kipas / fan kemudian pada setting tertentu, misalnya 70°C diset alarm, sehingga bila ala rm bekerja masih ada kesempatan untuk menurunkan beban dan terakhir diseting untuk trip, misalnya 80°C tergantung design trafo, hal ini untuk menghindari kerusakan pada trafo akibat panas yang  berlebihan.

Gambar 4.12 Kontruksi ReleTemperatur 

Pada Trafo CT01 di PT. Krakatau daya Listrik, rele temparatur yang dugunakan adalah rele oil-temperature. Rele ini berfungsi untuk menjaga suhu minyak trafo agar tidak melebihi batas maksimal standar suhu yang diperbolehkan. Standar suhu yang di  pakai pada rele oil-temperature  di PT. Krakatau Daya Listrik adalah 70ºC untuk warning dan 80ºC untuk tripping. Ketika suhu minyak trafo telah melebihi 70ºC maka sinyal warning akan dikirim rele menuju ruang kontrol. Jika suhu terus naik lebih dari 80ºC maka sinyal tripping  akan dikirim ke ruang kontrol dan CB akan trip.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

75

Gambar 4.13 Skema Mekanisme Kerja Rele Oil-Temperature

Peningkatan suhu yang terjadi pada minyak trafo akan terdeteksi oleh sensor suhu yang terpasang di dalam trafo, kemudian sinyal output  dari sensor suhu diteruskan ke signal converter   dan transducer. Signal converter mengubah sinyal output sensor menjadi sinyal analog dan sinyal digital. Sinyal analog akan terbaca pada indikator suhu, sinyal digital akan diteruskan ke sistem SCADA. Ketika transducer   mendapat input  maka transducer  akan menghasilkan tegangan tertentu sesuai dengan perubahan suhu dan transducer yang menghasilkan arus tertentu sesuai dengan perubahan suhu, kemudian di alirkan ke ruang kontrol. Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

76

BAB V PENGUJIAN RELE PROTEKSI PADA TRAFO DAYA 1 MVA DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

5.1

Rele Arus Lebih

5.1.1 Diagram Koordinasi Rele Arus Lebih

Gambar 5.1 Diagram rangkaian dasar rele arus lebih (overcurrent relay) Siemens 7SJ78

5.1.2 Perhitungan Setting Rele Arus Lebih Penyulang 6 kV

Penyetelan rele proteksi OCR menggunakan arus nominal penyulang sebesar 400 Ampere dan rasio CT penyulang adalah 100/5 A, rincian setting rele arus lebih lengkap ialah sebagai berikut :

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

77

Arus nominal pada bus 6 kV :  I n (6 kV) =

. kVA = 98 A  rating transformator arus (6 kV) = 100/5 A √  . kV

Arus setting pada rele arus lebih pada bus 6 kV :  I S = 1,2 x 5 A = 7 A (untuk beban non mekanis) Untuk rele definite time : K d = 0,8 ; K fk  = 1,1  I S =

, Kfk  x In (sekunder trafo) A =  x 5 A = 6,875 A Kd ,8

dengan K d : faktor arus kembali K fk  : faktor keamanan, antara 1,1-1,2 5.1.3 Pengujian Rele Arus Lebih

Rele arus lebih medapat masukan tegangan dua fase dari output trafo arus 100/5 A yang didefinisikan sebagai U1 dan U3, dipasang di sisi  feeder  6 kV. Selain itu, rele memerlukan sumber catu daya arus searah (DC) bantu untuk menyuplai tegangan 220 Vdc  yang bertujuan untuk pemakaian internal rele, yang masuk melalui kontaktor nomor 5 dan 6. Arus gangguan { I  sc) akan mengalir melewati empat bagian rele antara lain S1, S2, S3, S4 dan hanya akan mengalir di sekitar empat bagian rele tersebut. Masing-masing bagian memiliki peran untuk sensing arus sekaligus pengklasifikasian arus yang akan menentukan karakteristik kerja rele. I > mengindikasikan arus lebih yang akan mengarahkan rele bekerja secara definite time. Sedangkan I >> mengindikasikan arus hubung singkat yang akan mengarahkan rele bekerja secara instantaneous. Kontaktor S1 & S2 bekerja apabila terjadi overcurrent atau arus lebih yang mengalir melewati rele sehingga rele bekerja dengan definite time. Dari hasil  pengujian, tripping   rele terjadi apabila arus yang melewati rele melebihi arus setting sebesar 7 A dengan batas waktu minimum untuk trip rele sebesar 0,9 detik. Rele dalam kondisi ON dan akan kembali ke kondisi normal apabila arus lebih melewati hanya

78

 bertahan selama kurang dari 0,9 detik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa koordinasi rele sudah cukup baik karena rele trip sesuai dengan waktu trip yang telah diatur pada rele, yakni sebesar 0,9 s. Walaupun terdapat selisih waktu trip sebesar 0,089 sekon, hal tersebut masih dalam batas toleransi kerja rele. Apabila arus yang melewati rele lebih besar dari nominal arus trip minimum dari

karakteristik kerja definite time, maka rele akan beroperasi secara instantaneous atau dengan kata lain rele memiliki respon yang sangat cepat untuk melindungi sistem dari gangguan hubung singkat. Pada kondisi hubung singkat, kontaktor S3 otomatis akan ON dan arus Isc akan mengalir melewati rele waktu. Arus ini memicu kerja tripping coil   yang kemudian akan mengaktifkan kontaktor pada  socket X3 sehingga akan mengaktifkan pula kontaktor pada socket X1. Pada socket X1, kontaktor yang bekerja ialah kontaktor nomor 15 dan 16 dimana dua kontaktor ini akan close, yang nantinya akan berfungsi dalam penyaluran arus hubung singkat ke circuit breaker . Pada setting   kerja rele yang menuntut waktu trip yang cepat seperti ini, rele dapat menahan besar arus gangguan hingga tiga kali lipat dari nilai nominalnya saat rele mulai trip. Prosedur pengetesan kerja rele dilakukan dengan cara injeksi arus melalui probe 5 dengan menggunakan alat SVEKER 750/780, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.2. Tujuan dilakukan injeksi arus yakni sebagai suplai arus nominal pengganti agar nantinya dapat memicu kerja rele untuk melindungi sistem dari gangguan. Proses  pengetesan kerja maupun tes kelayakan rele arus lebih ini dapat dilakukan pada saat sistem telah dibebani maupun belum.

Gambar 5.2 Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

79

Gambar 5.3 Keterangan Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780

Spesifikasi alat penguji rele SVERKER 750/780 : 1. Rangkaian resistor

8. Sumber tegangan auxillary

2. Indikator kondisi start & stop rele

9. Indikator status

3. LCD display

10. Masukan timer 

4. Fungsi freeze / HOLD

11. Saklar start 

5.  Probe konektor

12.  Port USB

6.  Probe ammeter dan voltmeter 

13. Indikator tripping 

7. Sumber arus

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

80

Metode yang dilakukan agar proses pengetesan ini aman bagi kelangsungan kerja sistem ialah dengan cara membuat kontaktor nomor 15 dan 16 pada  socket  X1 dalam  posisi OFF sehingga CB tidak akan mendeteksi adanya gangguan. Prosedur proses  pengujian rele arus lebih akan dijelaskan lebih lanjut pada beberapa poin berikut ini : 

Siapkan peralatan pengujian rele proteksi, dalam hal ini peralatan yang digunakan ialah 1 unit SVERKER 750/780 beserta peralatan pendukung, antara lain kabel probe untuk injeksi arus dan kabel tes lead untuk blocking kerja CB.



 Probe untuk fungsi injeksi arus masukan dihubungkan dengan terminal dengan range arus outputnya maksimal sebesar 10 A.



Langkah selanjutnya ialah menghubungkan  probe  dengan kontaktor nomor 5 yang mengatur arus masukan dari sekunder CT. Besar arus yang digantikan oleh SVERKER sama dengan yang terdapat pada CT yakni maksimal hingga 5A.



Kabel tes lead  dihubungkan pada kontaktor nomor 15 dan 16 dengan tujuan agar CB tidak mendeteksi gangguan karena rangkaian akan berubah menjadi rangkaian tertutup setelah kedua kontak tersebut dibuka.



Putar knob pengaturan arus masukan ke nilai arus masukan yang semakin besar hingga rele mendeteksi adanya arus gangguan, pada tahap ini akan dilakukan  pengamatan terhadap waktu kerja minimum rele. Kemudian turunkan untuk hingga tercapai keadaan saat rele kembali ke kondisi normal dan catat waktu yang tertera pada indikator digital di SVERKER 750/780.



Pengujian karakteristik instantaneous dilakukan dengan terlebih dahulu melakukan reset  terhadap rele agar rele berada pada kondisi stand by kembali.



Pindah probe injeksi ke nilai range arus yang lebih tinggi yakni 0 hingga 20 A.



Tidak jauh berbeda dengan percobaan rele sebelumnya, knob arus diputar hingga rele dapat mendeteksi adanya gangguan dan trip. Catat waktu trip minimum kerja intataneous rele kemudian turunkan arus secara per lahan hingga tidak ada lagi arus yang melewati rele.



Input hasil pengujian preventif ke dalam bentuk laporan inspeksi preventif terhadap rele dengan format laporan terlampir pada bab lampiran.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

81

Gambar 5.4 Pengujian rele arus lebih dengan SVERKER 750/780

Gambar 5.5 Single line diagram simulasi fault  di incoming trafo CT 1 MVA

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

82

Gambar 5.6 Kurva koordinasi pengaman penyulang 6 kV

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

83

Dari kurva di atas merupakan kurva koordinasi kerja rele sebagai komponen  proteksi untuk trafo daya 1 MVA CT-01. Pada kurva di atas dijelaskan karakteristik waktu tunda rele OCR apabila terjadi gangguan pada outgoing sistem bus 6 kV. Waktu kerja rele OCR tergantung dari nilai setting dan karakteristik waktunya. Elemen tunda waktu rele terbagi menjadi dua, yakni elemen low set dan elemen high set . Elemen low set bekerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang lebih kecil, sedangkan elemen high set  bekerja ketika terjadi hubungan dengan arus hubung singkat yang cukup besar. Pemilihan karakteristik tunda waktu dimaksudkan agar apabila terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang cukup besar (dalam kurva di atas ketik a terjadi gangguan dengan arus ≥  30A) maka rele akan segera memerintahkan circuit breaker  (CB) untuk segera mungkin trip. Dari hasil  plotting   di atas, dapat diketahui adanya beberapa  setting dan koordinasi rele arus lebih tipe 7SJ78-P diantaranya adalah : 1. Setelan pick up dari rele OCR 7SJ78-P sudah tepat karena berada di sebelah

kanan full load ampere (FLA) trafo. 2. Setelan tundaan waktu sudah sesuai dengan  setting   waktu trip  selama 0,9

sekon, serta setelan  pick up untuk karakteristik instantaneous  sudah bekerja secara tepat dengan melakukan trip pada Isc ≥ 30 A.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

84

5.2

Rele Buchholz 

5.2.1 Pengujian Rele Buchholz 

Pengujian rele buchholz   bertujuan untuk mengamankan lilitan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas, yang disebabkan hubung singkat pada komponen trafo.

Gambar 5.7 Rele Buchholz 

Jika terjadi gangguan ringan didalam tangki trafo, semisal hubung singkat dalam kumparan, maka hal itu akan menimbulkan gas. Gas yang terbentuk akan terkumpul didalam rele pada saat perjalanan menuju tangki konservator, sehingga level minyak dalam rele akan turun dan menyebabkan kontak alarm bekerja. Sinyal alarm akibat adanya gangguan ringan disebut sinyal warning, kemudian sinyal tersebut di teruskan ke ruang kontrol. Bila level minyak trafo turun akibat adanya kebocoran maka pelampung atas akan memberikan sinyal alarm dan bila penurunan minyak ini terus berlanjut maka  pelampung bawah akan memberikan sinyal trip. Jika terjadi busur api yang besar maka, kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat hal ini meyebabkan meningkatnya

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

85

kecepatan aliran minyak yang bergerak melalui rele buchholz . Pada kecepatan aliran tertentu pelampung bawah akan menutup kontak untuk memberikan sinyal trip. Sinyal alarm akibat adanya gangguan berat dan menyebabkan trip  disebut sinyal tripping, kemudian sinyal tersebut di teruskan ke ruang kontrol. Pengujian Rele  Buchholz   pada Trafo CT-01 di PT. Krakatau Daya Listrik dilakukan 1 tahun sekali kecuali jika ada gangguan, pengujian ini bertujuan untuk menguji kinerja dan fungsi rele ketika ada gangguan ringan maupun gangguan berat. Pengujian mekanis dengan menggunakan test key dan pengujian pompa gas. Pengujian menggunakan test key dilakukan dengan cara memberikan sinyal warning dan sinyal tripping   secara manual melalui tombol yang ada di Rele  Buchholz . Sedangkan  pengujian menggunakan pompa gas yaitu dengan memasukan udara ke dalam rele buchholz  dan meyebabkan aktifnya sinyal warning dan sinyal tripping . Setelah selesai  pengujian gas akan dipompa keluar. 1. Pengujian manual dengan menggunakan test key. a.

Sinyal warning. Pengujian sinyal ini bertujuan untuk mensimulasikan adanya gangguan ringan pada rele buchholz , seperti adanya hubung singkat dalam kumparan. Pengujian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Buka tutup test key (Gambar 5.5). 2. Tekan test key (Gambar 5.6) turun sampai berhenti (sesuai anak panah). 3. Kemudian hubungi ruang kontol apakah sinyal tersebut diteruskan dan terbaca sebagai sinyal warning. 4. Lepaskan test key. 5. Tutup kembali test key seperti semula. 6. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal warning  sudah hilang. 7. Apabila sinyal warning  belum hilang, maka lakukan pengecekan secara menyeluruh. Terutama pada bagian terminal.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

86

Test Ke Tuas  pompa

Gambar 5.8 Membuka penutup test key.

Gambar 5.9 Menekan test key untuk memberikan sinyal warning

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

87

 b. Sinyal tripping. Pengujian sinyal ini bertujuan untuk mensimulasikan adanya gangguan berat  pada rele buchholz , seperti adanya kebocoran minyak trafo atau adanya  busur api. Pengujian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Buka tutup test key (Gambar 5.5). 2. Putar test key kearah kiri (Gambar 5.7). 3. Tekan test key (Gambar 5.6) turun ke bawah. 4. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan terbaca sebagai sinyal tripping. 5. Lepaskan test key. 6. Tutup kembali test key seperti semula. 7. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal tripping  sudah hilang. 8. Apabila sinyal warning   belum hilang, maka lakukan pengecekan secara menyeluruh. Terutama pada bagian terminal.

Gambar 5.10 Memutar kemudian menekan test key untuk memberikan sinyal warning 

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

88

2. Pengujian menggunakan pompa gas Pengujian ini bertujuan untuk mensimulasikan gangguan akibat adanya kandungan gas yang berlebihan pada minyak trafo. Ketika gas terkumpul di rele buchholz   maka hal ini menyebabkan level minyak trafo turun, sehingga  pelampung atas akan turun dan memberikan sinyal warning . Apabila gas yang terkumpul di rele buchholz   semakin banyak dan level minyak trafo di rele buchholz   semakin turun maka pelampung bawah akan turun dan memberikan sinyal tripping.  Langkah-langkah pengujian menggunakan pompa gas adalah sebagai berikut : a. Sinyal warning. Sinyal warning   terjadi ketika ada gas yang terkumpul di dalam rele buchholz , hal ini menyebabkan level minyak menjadi turun. Pelampung atas yang terendam minyak trafo juga akan turun. Maka sinyal warning  akan muncul. Langkah pengujiannya adalah sebagai berikut : 1. Buka penutup keran lubang angin. 2. Tekan tuas pompa ke bawah.(gambar 5.5) 3. Pompa gas ke dalam rele buchholz   melalui keran lubang angin dengan alat khusus sampai pelampung atas turun. 4. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan terbaca sebagai sinyal warning. 5. Kemudian tekan tuas pompa ke bawah agar gas yang tadi dipompa ke dalam rele buchholz  dapat menyembur keluar, sinyal warning akan hilang dan pelampung atas kembali naik. 6. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal warning sudah hilang. 7. Apabila sinyal warning   belum hilang, maka lakukan pengecekan secara menyeluruh. Terutama pada bagian terminal. 8. Tutup kembali keran lubang angin.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

89

Terminal tripping

Terminal warning

Gambar 5.11 Terminal warning  dan terminal tripping 

 b. Sinyal tripping. Ketika alarm warning   dibiarkan maka hal ini akan memicu munculnya sinyal tripping, penumpukan gas di rele buchholz   semakin banyak hal ini menyebabkan level minyak trafo semakin menurun. Pelampung bawah yang teremdam minyak trafo akan ikut turun. Dan sinyal tripping   akan muncul. Langkah pengujiannya adalah sebagai berikut : 1. Buka penutup keran lubang angin. 2. Tekan tuas pompa ke bawah.(gambar 5.5) 3. Pompa gas ke dalam rele buchholz  melalui keran lubang angin dengan alat khusus sampai pelampung atas tidak teremdam minyak dan  pelampung bawah menjadi turun (gambar 5.9). 4. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan terbaca sebagai sinyal tripping. 5. Kemudian tekan tuas reset ke bawah agar gas yang tadi dipompa ke dalam rele buchholz   dapat menyembur keluar, sinyal tripping akan hilang dan level minyak kembali naik.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

90

6. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal tripping  sudah hilang. 7. Apabila sinyal tripping   belum hilang, maka lakukan pengecekan secara menyeluruh. Terutama pada bagian terminal. 8. Tutup kembali keran lubang angin. Lubang Angin

Selang Pompa

Gambar 5.12 Pengujian Menggunakan Pompa Gas.

Dari data hasil pengujian diatas dapat disimpulkan bahwa rele buchholz   masih  berfungsi dengan baik, pengujian sinyal warning dan sinyal tripping   baik secara manual dengan test key dan dengan menggunakan pompa gas, berjalan dengan baik dan terdeteksi di ruang kontrol.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

91

5.2.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Buchholz 

Munculnya sinyal warning dan tripping   biasanya disebabkan karena adanya gangguan pada rele buchholz yaitu dengan adanya gas yg terkandung pada minyak trafo akibat hubung singkat atau adanya busur api di dalam trafo. Terkadang sinyal warning   dan tripping   juga muncul karena adanya gangguan non teknis pada rele buchholz , padahal tidak ada gangguan di dalam trafo. Jenis gangguan non teknis yang  bisas muncul pada rele buchholz  adalah sebagai berikut : 1. Gangguan pada terminal elektronis rele buchholz . Gangguan ini disebabkan karena adanya hubung singkat pada terminal warning atau hubung singkat pada terminal tripping  (gambar 5.6). Biasanya hal ini dapat terjadi apabila ada kebocoran pada seal kotak terminal sehingga air atau minyak trafo dapat masuk ke dalamnya. 2. Gangguan karena endapan minyak trafo di rele buchholz . Gangguan ini disebabkan karena kualitas minyak trafo yang kurang baik sehingga terdapat banyak kotoran di dalamnya. Kotoran minyak trafo akan mengendap dan menempel pada pelampung, sehingga pelampung akan menjadi lebih berat dan tenggelam. Hal ini menyebabkan  set contact operation  pelampung akan bekerja atau close. 3. Gangguan karena rusaknya test key. Gangguan ini disebabkan karena rusaknya test key  sehingga test contact operation bekerja.

5.3

Rele Oil-Temperature 

5.3.1 Pengujian Rele Oil-Temperature

Rele ini mempunyai sensor temperatur yang ditempatkan pada ruangan yang  berisi minyak, yang terletak di bagian atas tangki trafo. Sensor tersebut dihubungkan ke instrumen (termometer dan kontak-kontak) melalui pipa kapiler. Kenaikan suhu minyak trafo dapat disebabkan karena adanya gangguan di dalam trafo seperti adanya hubung singkat dan adanya busur api. Kenaikan suhu pada minyak trafo dapat

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

92

menyebabkan kerusakan isolasi yang ada didalam trafo itu sendiri, hal ini dapat menyebabkan trafo menjadi rusak. Pengujian rele oil-temperature  bertujuan untuk mengetahui fungsi rele dapat  beroperasi ketika ada gangguan yang menyebabkan suhu minyak trafo menjadi meningkat dan melebihi batas maksimal yang ditentukan. Pada indikator rele oil-temperature terdapat 2 jarum indikator, yaitu jarum yang  berwarna hitam dan jarum yang berwarna merah. Jarum berwarna hitam menunjukan suhu aktual minyak trafo saat itu, sedangkan jarum berwarna merah menunjukan suhu tertinggi yang pernah dicapai oleh minyak trafo. Untuk mengatur suhu warning dan suhu tripping , menggunakan bendera merah dan hitam yang terletak pada bagian atas skala pengukuran. Bendera merah untuk warning dan bendera hitam untuk tripping. Setting  nilai suhu warning  pada rele oil-temperature yang terpasang pada trafo 1 MVA CT-01 pada PT. Krakatau Daya Listrik adalah sebesar 70ºC, sedangkan untuk suhu tripping sebesar 80ºC. Pengujian fungsi rele oil-temperatur dilakukan 1 tahun sekali kecuali jika ada gangguan.

Bendera Warning 

Bendera Tripping

Gambar 5.13 Indikator Rele Oil-Temperature

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

93

Pada pengujian rele oil-temperature Trafo CT-01 di PT. Krakatau Daya Listrik dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Pengujian alarm warning. 1. Buka penutup kaca indikator rele. 2. Setelah dibuka, ubah setting alarm warning, dengan cara menggeser bendera merah hingga mencapai nilai dibawah suhu aktual (gambar 5.11). 3. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan terbaca sebagai sinyal warning. 4. Apabila ingin mengatur nilai suhu warning kembali ke  settingan semula , geser bendera merah kembali ke suhu warning . 5. Reset bendera merah kembali ke suhu aktual (gambar 5.12). 6. Pasang kembali kaca indikator. 7. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal warning  sudah hilang.

Bendera Merah

Suhu Aktual

Gambar 5.14 Penggeseran bendera merah

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

94

Gambar 5.15 Pengaturan ulang jarum merah ke suhu aktual

 b. Pengujian alarm tripping. 1. Buka penutup kaca indikator rele. 2. Setelah dibuka, ubah setting alarm tripping, dengan cara menggeser bendera hitam hingga mencapai nilai dibawah suhu aktual (gambar 5.13). 3. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan terbaca sebagai sinyal tripping. 4. Apabila ingin mengatur nilai suhu tripping kembali ke  settingan semula , geser bendera hitam kembali ke suhu tripping . 5. Reset bendera merah kembali ke suhu aktual (gambar 5.12). 6. Pasang kembali kaca indikator. 7. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal warning  sudah hilang.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

95

Bendera hitam

Suhu Aktual

Gambar 5.16 Penggeseran bendera hitam

Dari data hasil pengujian pada Tabel 5.2 dapat disimpulkan bahwa rele oiltemperature  masih berfungsi dengan baik, pengujian sinyal warning dan sinyal tripping   dengan menggeser bendera  setting , berjalan dengan baik dan terdeteksi di ruang kontrol. Besar nilai suhu pada indikator dan yang tertampil pada display ruang kontrol memiliki selisih dan masih bisa ditoleransi. Suhu trafo CT-01 pada saat  beroperasi normal berkisar antara 30-36ºC.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

96

5.3.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Oil-Temperature

Munculnya sinyal warning dan tripping   biasanya disebabkan karena adanya gangguan pada trafoyang terdeteksi oleh rele oil-temperatute yaitu dengan adanya kenaikan suhu melebihi batas pada minyak trafo akibat hubung singkat atau adanya  busur api di dalam trafo. Terkadang sinyal warning   dan tripping   juga muncul karena adanya gangguan non teknis pada rele oil-temperatute, padahal tidak ada gangguan di dalam trafo. Jenis gangguan non teknis yang bisas muncul pada rele oil-temperatute adalah sebagai berikut : 1.

Gangguan pada terminal elektronis rele oil-temperatute. Gangguan ini disebabkan karena adanya hubung singkat pada terminal warning atau hubung singkat pada terminal tripping . Biasanya hal ini dapat terjadi apabila ada kebocoran pada seal kotak terminal sehingga air dapat masuk ke dalamnya dan menyebabkan hubung singkat atau disebabkan oleh masuknya serangga dan  jamur yang menempel terminal, sehingga konduktivitasnya turun.

2. Gangguan karena kerusakan indikator. Gangguan ini disebabkan kerusakan pada indikator. Sehingga terjadi hubung singkat pada terminal.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

97

5.4

Laporan Hasil Pengujian

5.4.1 Laporan Hasil Pengujian Rele Arus Lebih Tabel 5.1 Form laporan hasil pengujian rele arus lebih

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

98

5.4.2

Laporan Hasil Pengujian Rele Buchholz   dan Rele Oil-Temperature

Tabel 5.2 Form laporan hasil pengujian rele Buchholz  dan rele oil temperature

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

99

BAB VI ANALISIS TINGKAT KELAYAKAN OPERASIONAL RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01

6.1

Analisis Kelayakan Rele Proteksi 6.1.1

Rele Arus Lebih (Over cur r ent Rel ay  ) 1.2 1

    )    n    o     k 0.8    e    s     (    a    j    r 0.6    e    K    u    t     k 0.4    a    W 0.2

0 2011

2012

2013

2014

Tahun

Definite Time

Instantaneous

Setting Definite

Setting Instantaneous

Gambar 6.1 Grafik Pengujian Waktu Respon Rele Arus Lebih

Grafik di atas menujukkan hasil pengujian lama respon kerja rele ketika gangguan berlangsung. Pengujian operasi rele dilakukan rutin setelah satu tahun  pemakaian rele untuk sistem proteksi trafo daya CT-01. Pada karakteristik kerja definit waktu, terlihat rele diatur dengan waktu trip minimum sebesar 0,9 sekon. Analisis hasil pengujian rele memakai basis data dari laporan pengujian empat tahun terakhir, yakni pada tahun 2011, 2012, 2013 dan yang terkhir pada tahun 2014. Untuk mendapatkan informasi tentang tingkat keandalan rele, dilakukan dengan perhitungan selisih waktu kerja dan waktu setting  yang dinyatakan sebagai delta t (Δt). Selain itu selisih arus kerja dengan mengambil basis dari arus fase R ( I  R) dan arus  setting trip  rele ( I S ) juga turut dipertimbangkan untuk mendukung informasi mengenai tingkat keandalan rele. Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

100

Variasi nilai delta t (Δt) dan delta  I (Δ I ) pada rele arus lebih tersebut dapat terjadi antara lain oleh faktor-faktor berikut ini : 



Kesalahan pembacaan arus oleh operator   Error pada alat untuk injeksi arus ke rele proteksi, dalam pengujian digunakan SVERKER 750/780.



 Error pada rele proteksi dalam membaca arus.



 Error pada trafo arus (error transformasi dan error  arus)



Besar beban pada sistem. Dalam perancangan suatu peralatan proteksi, khususnya yang menggunakan

rele arus lebih sebagai komponen proteksi utamanya, tentunya terlebih dahulu ditentukan spesifikasi untuk komponen pengukuran utama untuk dipadukan dengan rele. Dari keempat poin yang telah disebutkan di atas, penulis lebih menitikberatkan penyebab adanya selisih waktu antara waktu  setting dan waktu trip rele saat pengujian disebabkan oleh faktor error   dan burden pada transformator arus 100/5 A untuk proteksi. Untuk poin kesatu hingga ketiga tidak dipilih karena baik dari sisi sumber daya manusia, kesiapan alat uji serta kondisi terakhir rele itu sendiri dinilai masih  berada dalam keadaan normal. Kalibrasi alat uji rele juga rutin dilakukan sehingga alat pengujian rele selalu dalam kondisi baik saat ingin dilakukan pengetesan rele. Seperti yang sudah dijelaskan pada bab 4 bahwa arus sekunder CT tidak ditentukan oleh besar burden, melainkan oleh besar beban pada sistem. Beban CT  bisa berupa alat ukur maupun rele proteksi dengan besar tegangan yang sebanding dengan jumlah beban CT tersebut. Misal sebuah CT dengan arus nominal 5A mempunyai impedans input 2 Ω, maka besar burden CT ialah :  Burden to system load = (5A x 2Ω) x 5A = 50 VA Kesalahan ataupun error   dari transformator arus bersumber dari kesalahan transformasi (transformation error ) dan kesalahan arus (current error ). Nilai error  pada trafo arus dapat dihitungan melalui rumusan berikut ini :

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

101



Kesalahan transformasi (transformation error ) Merupakan perbandingan transformasi trafo yang terdiri atas  perbandingan antara arus primer dan arus sekunder. K n = I p/ Is Apabila rating  trafo arus yang dipilih ialah 100/5 A, maka : Kn = 100/5 = 20 A



Kesalahan arus (current error ) Merupakan kesalahan pengukuran transformator yang timbul akibat tidak samanya rasio aktual dengan rasio pengenal. Fi = 100.

Kn . ec − prim prim

Kn

: rated perbandingan transformasi

 I   prim

: arus primer aktual

 I sec

: arus sekunder aktual

Misal nilai arus aktual yang terukur dari sekunder CT 100/5 A sebesar 498,57 mA, maka nilai aktual arus yang mengalir di penghantar adalah 9,97 A. Fi = 100.

.,9 − 9,97  = 1,7% 9,97

Kesalahan arus rasio maupun arus CT akan berdampak pada besarnya kesalahan pembacaan di alat ukur dan juga pada kesalahan operasi sistem proteksi. Presentasi error reading ini nilainya sangat bervariatif sehingga hasil pengukuran tidak linear atau tidak berbanding lurus dengan rasio yang tertera. Semakin kecil arus yang diberikan pada CT, presentase error reading   akan semakin besar melampaui batas spesifikasi CT.

102

Gambar 6.2 Grafik kinerja CT saat arus lebih (dibebani oleh rated burden)

Zm : impedans terhadap arus eksitasi Ie

Zb : impedans burden

Zl : impedans beban sistem (load )

Zs : impedans sekunder CT

Gambar 6.3 Rangkaian ekivalen CT (dilihat dari sisi sekunder)

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

103

Bila sumber 6 kV melayani beban 100 A melalui satu saluran dinyatakan terhadap netral, maka nilai tegangannya menjadi (1/ √ 3) x 6 kV = 3529 V dan impedans sistem dayanya ialah Z = 3529 V/ 100 A = 35,29 Ω. Misal arus normal 100 A, I  p = 5 A, I  s = 4,8792 A dan I e = 0,0725 A. Apabila beban bertambah dua kali lipat, I  p = 10 A, I  s = 9,7584 A dan I e menjadi 0,145 A. Hal tersebut membuat arus sekunder CT turut naik dua lipat. Kenaikan tersebut disebabkan oleh impedans beban C l   berkurang setengahnya. Berbeda apabila burden yang berubah, misalnya Z b menurun dua kali lipat dari nilai awal, maka besar arus hampir tidak berubah dengan  I  p tetap = 5A, I  s = 4,8792 A dan  I e = 0,0724 A. Artinya arus output CT tidak dipengaruhi oleh perubahan burden, akan tetapi oleh perubahan beban (load) rangkaian daya, keadaan ini berlaku jika CT belum mencapai titik jenuh. Hal ini tentunya akan mempengaruhi rated arus  pick up dan drop out dari rele arus lebih yang terkoneksi ke trafo arus. Ukuran saluran yang relatif pendek membuat tidak adanya perbedaan besar arus gangguan yang cukup di kedua ujung saluran, maka dari itu karakteristik rele yang cocok ialah definit waktu. Kaitannya dengan nilai impedans, apabila impedans ke arah sumber (Z S) jauh lebih besar dibandingkan impedans ke arah  beban (Zl) penggunaan rele inverse akan kurang bermanfaat. Sebagai acuan, kebermanfaatan rele inverse baru dicapai jika ZS > Z l  maka I  f  tidak berbeda banyak untuk gangguan di ujung jauh dan di ujung dekat dari saluran yang dilindungi. Oleh karena itu, karakteristik definit waktu sangat cocok jika dipasang pada saluran yang pendek, dibandingkan dengan karakteristik inverse. Perhitungan Zs dan Z l dapat dilakukan apabila diketahui terlebih dahulu nilai Xs dan Xl yang dapat dilihat pada name plate dari unit pembangkit. Analisa  perhitungan lebih lanjut akan dijelaskan pada perhitungan berikut ini : Syarat kerja karakteristik definite time rele arus lebih :

Zs > Zl



Xd” (generator 3 fase 100 MVA)

= 12% = 0,12 pu



Xd” (trafo step up AT 10,5/150 kV) = 9,8% = 0,098 pu



Xd” (trafo step down BT 150/6 kV) = 9,5% = 0,095 pu



Xd” (trafo tegangan 6/0,4 kV)

= 5%

= 0,05 pu

Zs = Xd” generator + Xd” trafo AT + X d” trafo BT + X d” trafo tegangan = 0,12 + 0,098 + 0,095 Zl = Xd” trafo tegangan

 

=

,  ,5

 0,313  0,05

pu

pu

Zs = 6,26 Zl

Dari perhitungan di atas didapatkan hasil perhitungan yang menunjukkan nilai impedans sumber (Zs) yang mencakup nilai impedans dari generator 100 MVA hingga impedans di saluran outgoing 150 kV, memiliki nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan impedans ke arah beban (Zl). Hal ini mendukung teorema yang menjelaskan tentang syarat kerja karakteristik definite time  dari rele yang dipasang di feeder 6 kV BA-04.

105

6.1.2

Rele Buchholz dan Rele Oil-Temperature 

Tabel 6.5 Tabel hasil pengujian rele buchholz  Trafo CT-01 tahun 2011 - 2014 No

Tanggal Pengujian

Rele

1.

01/02/2011

 Buchholz

2.

01/02/2012

 Buchholz

3.

04/02/2013

 Buchholz

4.

03/02/2014

 Buchholz

Hasil Pengujian

Warning  :  baik Tripping  :  baik  Warning  :  baik  Tripping  :  baik  Warning  :  baik  Tripping  :  baik  Warning  :  baik  Tripping  :  baik 

Dari tabel 5.1 dapat diketahui bahwa rele buchholz Trafo CT-01 masih  bekerja dengan baik hal ini ditunjukan dengan hasil pengujian selama 4 tahun terakhir. Rele buchholz Trafo CT-01 dapat dikatakan memiliki tingkat keandalan yang tinggi. Tabel 6.4 Tabel hasil pengujian rele oil-temperature Trafo CT-01 tahun 2011 –  2014

No

Tanggal Pengujian

1.

01/02/2011

2.

01/02/2012

3.

04/02/2013

4.

03/02/2014

Rele

Oil Temperature Oil Temperature Oil Temperature Oil Temperature

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

Suhu Aktual

28 ºC

30 ºC

32 ºC

34 ºC

Hasil Pengujian

Warning  :  baik Tripping  :  baik  Warning  :  baik  Tripping  :  baik  Warning  :  baik  Tripping  :  baik  Warning  :  baik  Tripping  :  baik 

106

Dari tabel 5.1 dapat diketahui bahwa rele oil-temperature Trafo CT-01 masih bekerja dengan baik hal ini ditunjukan dengan hasil pengujian selama 4 tahun terakhir. Suhu aktual dalam kondisi normal kecuali pada pengujian tahun 2011, karena pengujian tersebut dilakukan saat trafo dalam kondisi tidak  beroperasi. Rele oil-temperature Trafo CT-01 dapat dikatakan memiliki tingkat keandalan yang tinggi. Salah satu penyebab rele buchholz   dan rele oiltemperature  bekerja karena ada kandungan gas berlebih dan kenaikan suhu  pada minyak trafo. Maka perlu dilakukan pengujian minyak trafo. Pengujian minyak trafo meliputi pengujian : 1. DGA (Dissolved Gas Analysis) Merupakan suatu metode analisa kualitatif dan kuantitatif gas terlarut dalam minyak isolasi transformator. Metode ini digunakan untuk mengetahui

dan

menganalisa

ketidaknormalan

maupun

prediksi

gangguan yang terjadi pada bagian dalam (internal) transformator. DGA (Dissolved Gas Analysis)  dilakukan dengan menggunakan alat berupa Gas Chromatograph. Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan jumlah kandungan gas dalam transformator dan gangguan yang menimbulkan keberadaan gasgas tersebut.

Tabel 6.5 Tabel Hasil Ekstraksi Menggunakan Gas Chromatograph PERBANDINGAN GAS DENGAN GAS

GANGGUAN GAS YANG MUDAH TERBAKAR (%)



60,0

 

30,0



5,0

 bila ada kandungan -

 

3,3

CO & CO2)

 

1,6

Lompatan bungan api diminyak (dan terjadi loncatan dalam kertas

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

107



86,0

Corona dalam minyak



13,0

terjadi corona dalam kertas bila

 

0,5

ada kandungan CO & CO2)



0,2

 

0,2

 

0,1

 

63,0

Terjadi panas berlebihan

 

17,0

(bila



16,0

kemungkinan



trace

atau hubung singkat)



trace



92,0

Terjadi panas berlebihan



6,7

 pada kertas isolasi



1,2

 

0,01

 

0,01

 

0,01

ada

kandungan ada

(dan



gangguan

2. Warna Minyak Isolasi Warna minyak isolasi transformator akan berubah seiring dengan  penuaan

yang terjadi

pada

minyak. Perubahan

warna

minyak

transformator dipengaruhi kandungan material-material pengotor, seperti karbon. Karbon terbentuk karena adanya  partial discharge  maupun arcing   pada

minyak

isolaso.

Pengujian

warna

minyak

isolasi

transformator pada dasarnya membandingkan warna minyak setelah terpakai dengan warna minyak yang baru. Warna minyak yang bertambah gelap menunjukan telah terjadi proses oksidasi. Tujuan dari pengujian ini

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

108

adalah untuk mengetahui laju penurunan kualitas minyak transformator. Metode pengujian yang biasa digunakan adalah ASTM D-1500.

3. Tegangan Tembus Minyak Isolasi Tegangan tembus (dielectric strength)  minyak isolasi transfomator adalah kemampuan minyak transformator untuk menahan loncatan listrik  pada saat terjadi gangguan pada operasional transformator. Metode  pengujian yang biasa dipakai adalah IEC 156 dimana cara pengujiannya adalah dengan menambah tegangan secara perlahan pada elektroda hingga muncul loncatan api. Saat dimana terjadi loncatan api itulah yang merupakan nilai tegangan tembus (dielectric strength)  minyak isolasi tersebut.

4. Kadar Air Minyak Isolasi Kadar air dalam minyak transformator mendapat perhatian serius untuk terus dipantau dan dijaga agar nilainya dibawah ambang berbahaya. Hal ini karena jika dalam minyak transformator terdapat kandungan air dan oksigen yang tinggi akan mengakibatkan timbulnya korosi. Akibatnya akan dihasilkan asam dan endapan sehingga usia transformator menjadi turun. Kandungan air juga bisa menurunkan nilai tegangan tembus (dielectric strength) minyak transformator.Sesuai standar ASTM D 1533, kandungan air dinyatakan dalam ppm (part per million). Biasanya kandungan air berasal dari udara saat transformator dibukan untuk keperluan inspeksi, selain karena kebocoran pada trasnformator itu sendiri.

5. Kadar Asam Pengukuran kadar asam dilakukan untuk mengetahui tingkat keasaman minyak transformator akibat dari proses oksidasi yang terjadi selama transformator beroperasi. Kadar asam menjadi begitu penting untuk dipantau karena, keasaman minyak transformator bisa memicu

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

109

terbentuknya senyawa lain. Semakin tinggi kadar asamnya, semakin  besar peluang terbentuknya senyawa lain pada minyak transformator.

6. Tegangan Antar Muka Tegangan antar muka (Interfacial Tension - IFT)  pada prinsipnya merupakan besar kekuatan tarikan yang diukur dalam dyne per centimetre untuk memecahkan lapisan film yang terjadi pada lapisan antara minyak dan air. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat oksidasi atau  pencemaran yang terjadi pada minyak transformator. Nilai IFT yang cenderung menurun menunjukan bahwa telah terjadi kenaikan tingkat keasaman pada minyak transformator. Minyak yang

masih baik

kondisinya memiliki nilai IFT sebesat 40-50 dyne/cm.

7. Sedimen Endapan ataus sedimen pada minyak trasnformator dibentuk karena adanya oksigen dan air dalam minyak transformator. Kandungan endapan akan semakin banyak pada bagian bawah transformator. Keberadaan endapan (sedimen) ini akan mengakibatkan suhu transformator akan naik

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

110

BAB VII PENUTUP 7.1

Kesimpulan

Berdasarkan pelaksanaan Kerja Praktik dan penyusunan laporan yang telah dilakukan maka dapat ditarik sejumlah kesimpulan sebagai berikut : 1. Proteksi mekanis yang digunakan pada Trafo CT-01 adalah rele arus lebih (overcurrent relay), rele buchholz  dan rele oil-temperature. 2. Pengujian fungsi rele pada setiap trafo dilakukan secara rutin 1 tahun sekali, kecuali bila ada gangguan yang bersifat destruktif. 3. Pengujian rele arus lebih menggunakan metode injeksi arus melalui alat SVERKER 750/780. 4. Metode injeksi arus bertujuan untuk mengetahui apakah rele bekerja sesuai dengan  setting waktu dan arusnya, serta untuk mengetahui performa rele dengan membandingkan respon kerja rele dengan tes uji rele sebelumnya. 5. Rele arus lebih tipe 7SJ78 dinilai masih cukup responsif dalam menerima gangguan di feeder  6 kV, terlihat dari selisih waktu kerja yang masih sesuai dengan setting kerja rele. 6. Pengujian rele buchholz   terdiri dari pengujian manual dengan dengan menggunakan test key dan pengujian dengan pompa gas. Kedua pengujian  bertujuan untuk mensimulasikan sinyal warning dan sinyal tripping ketika ada gangguan yang terjadi di trafo. 7. Pengujian rele oil-temperature  dilakukan dengan cara mengubah  setting suhu warning   dan  setting   suhu tripping   di bawah suhu aktual. Kedua  pengujian terebut bertujuan untuk mensimulasikan sinyal warning dan sinyal tripping   ketika suhu minyak trafo melebihi batas normal.Pada saat  beroperasi suhu normal minyak Trafo CT-01 berkisar antara 30ºC sampai 36ºC.

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490)

111