![Sistem Eksitasi Pada Generator [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/sistem-eksitasi-pada-generator.jpg)
15 0 6 MB
SISTEM EKSITASI PADA GENERATOR 2x110MW DI PT PJB PLTU UBJOM KALTIM TELUK
LAPORAN KERJA PRAKTIK Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Kerja Praktik Pada Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
DISUSUN OLEH: SETYO PURNOMO 20160120118
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2019
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN KERJA PRAKTIK PT PJB UBJOM KALTIM TELUK PERIODE 18 JULI 2019 – 18AGUSTUS 2019
DISUSUN OLEH: SETYO PURNOMO
20160120118
TELAH DIPERIKSA DAN DISETUJUI OLEH
GENERAL MANAJER PT PJB UBJOM PLTU KALTIM TELUK
MARYONO
PEMBIMBING LAPANGAN
DEKI WAHYU SA
i
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan inayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Kerja Praktik di PT PJB UBJOM PLTU KALTIM TELUK. Sholawat serta salam semoga senantiasa tercuahkan kepada Nabi Muhammad S.A.W. Penulisan Laporan Kerja Praktik ini bertujuan sebagai salah satu syarat menempuh mata kuliah Kerja Praktik program studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhmmadiyah Yogyakarta Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihakpihak yang telah membantu kami dalam pelaksaan Kerja Praktik ini kepada: 1. Orang tua yang selalu mendukung dan mendoakan dalam setiap kegiatan kerja praktik kami. 2. Bapak Ir. Agus Jamal,M,Eng selaku Dosen Pembimbing 3. Bapak Maryono selaku General Manager PT PJB UBJOM Kaltim Teluk yang telah menerima penulis untuk melaksanakan kerja praktek. 4. Bapak Deki Wahyu Saputro selaku supervisor pemeliharaan listrik dan juga sebagai pembimbing lapangan selama pelaksanakan kerja praktek. ` 5. Karyawan PT PJB UBJOM KALTIM TELUK khususnya divisi pemeliharaan listrik. 6. Semua Pihak yang telah membantu yang tidak mungkin disebutkan satu persatu Penulisan menyadari bahwa penulisan laporan Kerja Praktik masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran guna memperbaiki laporan Kerja Praktik ini. Dan penulis berharap semoga laporan kerja pratik ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Balikpapan, 14 Agustus 2019
Penulis
ii
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ...............................................................................................ii ABSTRAK .................................................................................................................. v BAB I........................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN ...................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang................................................................................................. 1 1.2 Tujuan Umum .................................................................................................. 2 1.3
Tujuan Khusus ........................................................................................... 3
1.4
Manfaat Kerja Praktik.............................................................................. 3
1.5
Rumusan Masalah ..................................................................................... 4
1.6
Batasan Masalah ........................................................................................ 4
1.7
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ................................................................ 4
1.8 Sistematika Penulisan .................................................................................... 5 BAB II ......................................................................................................................... 6 GAMBARAN UMUM PT PJB UBJOM Kaltim Teluk ......................................... 6 2.1
Sejarah Singkat Perusahaan ..................................................................... 6
2.2
Lokasi Perusahaan..................................................................................... 7
2.3
Logo Perusahaan ....................................................................................... 8
2.4
Visi, Misi dan nilai-nilai dasar budaya Perusahaan ............................... 8
2.4.1
Visi Perusahaan ................................................................................... 8
2.4.2
Misi Perusahaan ................................................................................... 8
2.4.3
Nilai-nilai dasar budaya perusahaan .................................................... 9
2.5
Struktur Organisasi Perusahaan.............................................................. 9
BAB III ..................................................................................................................... 10 PROSES PRODUKSI SISTEM TENAGA LISTRIK .......................................... 10 PLTU KALTIM TELUK S 2X110MW ................................................................. 10 3.1 Proses produksi PLTU .................................................................................. 10 3.2 Unit-unit sistem pembangkit pada PLTU Kaltim Teluk ........................... 11 3.2.1 Generator Listrik ....................................................................................... 11 3.2.2 Boiler ........................................................................................................ 15 3.2.3 Transformator ......................................................................................... 17 3.2.4
Switch Gear ........................................................................................... 19
3.2.5 Motor Listrik ............................................................................................ 21 3.2.6 Ship Unloader (SU) ................................................................................ 23
iii
3.2.7 Stacker Reclaimer (SR) .......................................................................... 24 3.2.8
Electrostatic Precipitators (ESP)............................................................ 25
3.2.9 Fly Ash.................................................................................................... 26 3.2.10 Bottom Ash ............................................................................................ 27 BAB IV ...................................................................................................................... 28 TUGAS KHUSUS .................................................................................................... 28 4.1 Gambaran umum tugas khusus ................................................................... 28 4.1.1 Sistem eksitasi dengan sikat (brush excitation) ....................................... 28 4.1.2 Sistem eksitasi tanpa sikat (brushless excitation) .................................... 28 4.2 Sistem eksitasi pada PLTU Kaltim Teluk 2x110 MW ............................... 29 4.2.1 Trafo Eksiitasi .......................................................................................... 33 4.2.2 Automatic voltage regulator (AVR) ......................................................... 35 4.2.3 penyearah tenaga jembatan/Rectifier cubicle(SCR) ................................. 42 4.2.4 lemari pemutus medan (FCB) ................................................................... 48 4.2.5 Battery....................................................................................................... 54 4.3 Pemeliharaan sistem eksitasi di PLTU Kaltim teluk.................................. 57 4.3.1 Carbon brush ............................................................................................. 58 4.3.2 Slipring ..................................................................................................... 63 BAB V ....................................................................................................................... 64 PENUTUP ................................................................................................................ 64 5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 64 5.2 Saran ............................................................................................................... 65 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................... 66
iv
ABSTRAK
Pendidikan jenjang S1 Teknik Elektro dituntut menghasilkan tenaga kerja professional dan kompeten. Kerja praktik merupakan program yang dibuat untuk menciptakan suatu pengalaman kerja tertentu untuk mahasiswa Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah menempuh perkuliahan selama 110 sks , Dengan melaksanakan kerja peraktik mahasiswa dilatih untuk mengenal dan menghadapi situasi ruang lingkup pekerjaan dilapangan, belajar mengadaptasi diri dengan lingkungan guna melengkapi proses belajar yang didapat di bangku kuliah. Lokasi yang dipilih untuk kerja praktik oleh penulis yaitu di PT PJB UBJOM PLTU KALTIM TELUK, yang berada di Jl. PLTU No 1 Teluk Waru, Kawasan Industri Kariangau KM 13, Kalimantan Timur. Dengan mempelajari pemeliharaan generator khususnya pada sistem eksitasi generator.
v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini khususnya dunia industri menyebabkan munculnya kualifikasi yang tinggi pada kualitas sumber daya manusia. Kualitas tersebut tidak hanya meliputi penguasaan materi berupa teori saja, melainkan kualitas penerapan ilmu dalam pelaksanaan di lapangan. Mahasiswa sebagai sumber daya manusia penerus bangsa diharapkan dapat mengimbangi pesatnya perkembangan tersebut dengan cara mengikuti berbagai sarana Pendidikan dan tempat pelatihan yang ada. Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (UMY) sebagai salah satu institusi perguruan tinggi swasta Indonesia berkomitmen penuh dalam mencetak sumber daya manusia yang unggul secara ilmu pengetahuan dan teknologi, berkepribadian baik,
maupun
berintelektual
tinggi.
UMY
memberi
kesempatan
bagi
mahasiswanya untuk mengembangkan diri agar mampu menyesuaikan diri sesuai dengan perkembangan dan tuntutan dunia industri saat ini. Sejalan dengan upaya tersebut, maka UMY memasukkan kegiatan kerja praktik (KP) sebagai mata kuliah wajib tempuh mahasiswa dalam kurikulum studi sarjana. UMY sendiri memiliki beberapa program studi. Salah satunya adalah Teknik Elektro. Lulusan Teknik Elektro dituntut untuk dapat menyelesaikan permasalahan kelistrikan baik pembangkitan, kontrol, Elektronika dan lain lain. Teknik Elektro UMY juga mengajarkan tentang Sistem Tenaga. Sistem Tenaga listrik adalah system penyediaan tenaga listrik yang terdiri dari beberapa pembangkit atau pusat listrik terhubung satu dengan lainnya oleh jaringan transmisi dengan pusat beban atau jaringan distribusi. Pemahaman ilmu sistem tenaga listrik sangat dibutuhkan karena tidak dapat kita pungkiri bahwa dalam kehidupan keseharian kita sangat membutuhkan dan bergantung pada tenaga listik baik itu dunia industri, Pendidikan, dan tempat kita tinggal.
1
PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB) adalah perushaan pembangkitan listik dan anak perusahaan dari PT PLN. PT PJB bergerak di bidang pembangkitan listrik, operasi, perawatan, dan bisnis lainnya yang terkait dengan kelistrikan nasional. PT Pembangkitan Jawa Bali Unit Bisnis Jasa Operation and Maintenance (PT PJB UBJOM) Kaltim Teluk merupakan salah satu unit usaha milih PT PJB anak PT PLN (Persero) yang berlokasi di desa kariangau Balikpapan barat, adalah perusahaan pembangkit listrik terintegrasi yang diproyeksikan untuk menghadapi pertumbuhan ekonomi di Kalimantan timur yang tumbuh dengan pesat. PLTU Kaltim Teluk merupakan pembangkit listrik yang berada di Kalimantan yang memiliki kapasitas pembangkit 2 x 110 MW yang juga menjadi salah satu pembangkit yang memuat beban-beban yang ada di kota Balikpapan. Oleh sebab itu PLTU Kaltim Teluk menjadi tempat yang sangat cocok untuk mendapatkan pengalaman dalam dunia kerja, khususnya di sistem tenaga listrik. Pengaplikasian ilmu sistem tenaga listrik dapat diaplikasikan dalam banyak bidang salah satunya sistem pembangkitan mulai dari energi kimia menjadi energi listrik yang dimana di dalamnya terdapat banyak proses hingga listrik bisa sampai ke beban ataupun konsumen. Di sini penulis lebih memfokuskan pembahasan mengenai sistem eksitasi pada generator.
1.2 Tujuan Umum Tujuan umum yang ingin dicapai dalam pelaksanaan kerja praktik ini adalah sebagai berikut: 1. Menerapkan ilmu yang diperoleh di perkuliahan secara nyata di lapangan atau dunia kerja. 2. Membuka wawasan mahasiswa agar dapat mengetahui dan memahami aplikasi ilmu kelistrikan di dunia industri, serta mampu menyerap dan berasosiasi dengan dunia kerja secara utuh. 3. Menumbuhkan dan menciptakan pola berpikir konstruktif yang lebih berwawasan bagi mahasiswa.
2
4. Mengembangkan pengetahuan, keterampilan, kemampuan profesi melalui penerapan ilmu, latihan kerja, dan pengamatan teknik yang dilakukan di PT PJB UBJOM Kaltim Teluk 5. Menjalin hubungan baik antara pihak Universutas Muhammadiyah Yogyakarta dengan PT PJB UBJOM Kaltim Teluk
1.3
Tujuan Khusus Tujuan Khusus yang ingin dicapai dalam pelaksanaan kerja praktik ini adalah sebagai berikut: 1. Memenuhi Satuan Kredis Semester (SKS) yang harus ditempuh sebagai persyaratan akademis di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 2.
Menerapkan ilmu yang diperoleh di perkuliahan secara nyata di lapangan atau dunia kerja khususnya terkait tentang analisa sistem tenaga
3.
Menumbuhkan dan menciptakan pola berpikir konstruktif yang lebih berwawasan bagi mahasiswa.
4.
Mengembangkan pengetahuan, keterampilan, kemampuan profesi melalui penerapan ilmu, latihan kerja, dan pengamatan teknik yang dilakukan di PT PJB UBJOM Kaltim Teluk.
5.
Menjalin hubungan baik antara pihak Institut Teknologi Kalimantan dengan PT PJB UBJOM Kaltim Teluk
6.
Mempelajari lebih dalam tentang sistem kelistrikan di PT PJB UBJOM Kaltim Teluk.
1.4
Manfaat Kerja Praktik Manfaat yang didapatkan dari pelaksanaan kerja praktik ini adalah sebagai
berikut. 1. Mahasiswa dapat memperoleh gambaran tentang dunia kerja yang nantinya akan berguna bagi mahasiswa apabila telah menyelesaikan perkuliahan, sehingga dapat menyesuaikan diri dengan dunia kerja.
3
2. Dapat mengetahui perbandingan antara teori dan ilmu yang diperoleh selama perkuliahan dengan praktik di lapangan, khususnya di PT PJB UBJOM Kaltim Teluk. 3. Sebagai tambahan referensi bagi UMY, khususnya mengenai perkembangan teknologi industri di Indonesia yang dapat digunakan oleh pihak-pihak yang membutuhkan. 4. Memahami tentang penerapan ilmu analisa sistem tenaga di dunia industri, khususnya di PT PJB UBJOM Kaltim Teluk.
1.5
Rumusan Masalah Rumusan masalah pada laporan kerja praktik ini adalah sebagai berikut.
1.
Bagaimana sistem kelistrikan yang ada pada PLTU PT PJB UBJOM Kaltim Teluk ?
2.
Bagaimana sistem Eksitasi pada generator di pembangkit PLTU PT PJB UBJOM KALTIM TELUK ?
1.6
Batasan Masalah Dalam penulisan laporan kerja praktik ini, agar materi yang dibahas tidak
meluas, maka materi pembahasan difokuskan pada pembahasan berikut: 1. Mengetahui proses produksi sistem tenga listrik pada PLTU Kaltim Teluk 2. Mengetahui bagaimana sistem kerja dari eksitasi generator 3. Pemeliharaan sistem eksitasi generator di PLTU
1.7
Waktu dan Tempat Pelaksanaan Tempat dan waktu pelaksanaan kerja praktik ini adalah sebagai berikut:
Tempat : PT PJB UBJOM Kaltim Teluk Alamat : Jl. PLTU No 1 Teluk Waru, Kawasan Industri Kariangau KM 13, Kalimantan Timur. Waktu : 18 Juli 2018 – 18 Agustus 2019
4
1.8 Sistematika Penulisan BAB I : PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, tujuan, manfaat, ruang lingkup, waktu dan tempat pelaksanaan, dan sistematika laporan.
BAB II : GAMBARAN UMUM PT PT PJB UBJOM Kaltim Teluk Berisi mengenai profil perusahaan PT PJB UBJOM Kaltim Teluk
BAB III : PROSES PRODUKSI Pembahasan umum mengenai Proses produksi sistem tenaga listrik PLTU Kaltim Teluk 2x110MW BAB IV : TUGAS KHUSUS Berisi gambaran umum mengenai tugas khusus yang dikerjakan selama kegiatan kerja praktik.
BAB V : PENUTUP Berisi kesimpulan dan saran.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
5
BAB II GAMBARAN UMUM PT PJB UBJOM Kaltim Teluk 2.1
Sejarah Singkat Perusahaan PLTU Kaltim Teluk Balikpapan merupakan salah satu pembangkit listrik
tenaga uap yang dimiliki oleh PT PLN (Persero), dioperasikan dan dipelihara oleh PT PJB UBJOM Kaltim Teluk yang berlokasi di jalan PLTU Nomor 1 Teluk Waru, Kawasan Industri Kariangau, Kelurahan Kariangau, Kecamatan Balikpapan Barat, Kota Balikpapan, Provinsi Kalimantan Timur. PT PJB UBJ O&M Kaltim Teluk (UJKT) dibentuk pada tanggal 14 Juli pada tahun 2014. Penugasan oleh asset owner (PT PLN) kepada PT PJB untuk mengoperasikan PLTU Kaltim Teluk Balikpapan dimulai pada tahun tersebut diawali dengan tahap supporting pra-COD dengan diawali mobilisasi manajemen unit antara lain GM dan Manajer bidang. Disusul dengan pegawai lainnya hingga jumlah pegawai telah terpenuhi pada tahun 2017. Dengan kapasitas total terpasang sebesar 220 MW, PLTU Kaltim Teluk terdiri dari 2 unit pembangkit dengan kapasitas masing-masing 110 MW. PLTU unit 1 telah mendapatkan status Commercial Operation Date (COD) pada tanggal 27 Januari 2017 sedangkan PLTU unit 2 pada tanggal 8 Februari 2017. Kedua unit ini sebelumnya telah berhasil melaksanakan beberapa tes termasuk yang terakhir adalah Reliability Run (RR) dan Performance Test (PT). Selanjutnya PLTU Kaltim Teluk akan melayani kebutuhan listrik yang ditransmisikan melalui Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV pada sistem Kalimantan, yaitu interkoneksi antara sistem Mahakam (KALTIMRA) dengan sistem Barito (KALSELTENG) yang dimulai pada tahun 2018. Adanya interkoneksi sistem Kalimantan ini memiliki dampak bagi PLTU Teluk Balikpapan, diantaranya dengan interkoneksi tersebut memberi peluang PLTU Teluk Balikpapan memproduksi energi listrik secara maksimal dengan kata lain Capacity (CF) PLTU Teluk Balikpapan akan tinggi. Namun seiring dengan peluang tersebut, juga adanya tantangan keandalan unit pembangkit. Sejara
kegagalan PLTU Teluk Balikpapan yang cukup kompleks dan jumlah yang cukup banyak akan dapat diselesaikan dengan program-program yang dapat menjawab tantangan keandalan unit tersebut. Arah pengembangan, roadmap dan programprogram tersebut dijabarkan dalan buku yang telah tersusun.
Gambar 2.1 Milestone PLTU Kaltim Teluk Balikpapan Dengan adanya proyek ini, maka masing-masing elemen dari PT. PLN (Persero) memiliki tungas sebagai berikut : 1.
Sebagai pengendali proyek adalah Unit Pembangkitan Indramayu.
2.
Sebagai supervise konstruksi adalah PT. PLN (Persero) Jasa Manajemen Konstruksi.
3.
Sebagai Supervisi Sertifikasi dan Laik Operasi adalah PT. PLN (Persero) Jasa Sertifikasi
2.2
Lokasi Perusahaan PT PJB UBJOM Kaltim Teluk yang berlokasi di Jalan PLTU Nomor 1
Teluk Waru, Kawasan Industri Kariangau KM 13, Kecamatan Balikpapan Barat, Kota Balikpapan Provinsi Kalimantan Timur.
7
Gambar 2.2 PLTU Kaltim Teluk
2.3
Logo Perusahaan Berikut adalah logo dari PT PJB UBJOM Kaltim terluk yang sampai
sekarang masih berlaku dan dipakai:
Gambar 2.3 Logo PT PJB UBJOM Kaltim Teluk
2.4
Visi, Misi dan nilai-nilai dasar budaya Perusahaan
2.4.1 Visi Perusahaan Menjadi Perusahaan terpercaya dalam bisnis pembangkitan terintegrasi dengan standar kelas dunia. 2.4.2 Misi Perusahaan Menjadi solusi dan nilai tambah dalam bisnis pembangkitan terintegritas untuk menjaga kedaulatan listrik nasional
8
Menjalankan bisnis pembangkitan secara berkualitas, berdaya saing dan ramah lingkungan. Mengembangkan kompetensi dan produktivitas human capital untuk pertumbuhan yang berkesinambungan. 2.4.3 Nilai-nilai dasar budaya perusahaan Integrity : Menjunjung tinggi etika, jujur, dan amanah memegang teguh kaidah tata kelola perusahaan yang baik (Good Corporate Gorvernance). Professional : Setiap karyawan bertanggung jawab terhadap tugas dan wewenang
dengan
mengutamakan
keselamtan
dan
keharmonisan
lingkungan, serta senantiasa percaya diri dengan terus mengembangkan kompetensi. Joint Collaboration : Melakukan kerjasama melalui integritas, membangun jejaring, dan sinergi dengan berbagai pihak untuk Bersama-sama meningkatkan skala bisnis PJB Raya dan PLN Group. Business Excellent : Setiap karyawan menerapkan praktik bisnis terbaik dalam mengelola dan mencapai tujuan PJB Raya secara berkesinambungan dengan Ssenantiasa berorientasi pada pelanggan, berpikir bisnis & mengambil risiko terukur, inovatif, gesit, simple, dan adaptif.
2.5
Struktur Organisasi Perusahaan
Gambar 2.4 Struktur Organisasi PT PJB UJKOM
9
BAB III PROSES PRODUKSI SISTEM TENAGA LISTRIK PLTU KALTIM TELUK S 2X110MW 3.1 Proses produksi PLTU Konversi energi adalah perubahan bentuk dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Dalam perubahan bentuknya selalu ada perubahan energi yang dikandungnya. Perubahan energi yang dimaksud dapat berarti menghasilkan energi atau membutuhkan energi untuk berubah bentuk. Konversi energi pada pembangkit termal terjadi di peralatan/mesin-mesin termal. Dapat dikatakan mesinmesin termal bekerja karena adanya konversi energi/perubahan bentuk energi. Sumber-sumber energi yang ada di alam ini dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu energi yang dapat diperbaharui (renewable) dan energi yang tidak dapat diperbaharui (non renewable). Energi yang tidak dapat diperbaharui ini umumnya merupakan energi fosil. Pembangkit-pembangkit termal semuanya menggunakan energi fosil, misalnya : PLTG, PLTU, PLTGU, dan PLTD. Energi fosil yang digunakan adalahHSD, gas, Heavy Fuel Oil (HFO), dan batubara. Dalam Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik (energi sekunder) adalah bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa batubara (padat), minyak (cair), atau gas.Ada kalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar. Berikut tahapan konversi energi pada PLTU batubara: 1. Konversi energi tingkat pertama yang terjadi adalah konversi energi primer dari batubara (energi kimia) menjadi kalor (energi panas). Hal ini dilakukan melalui proses pembakaran dalam ruang bakar dari ketel uap PLTU. 2. Konversi energi tingkat kedua, energi panas kemudian dikonversikan menjadi energi dalam uap (entalpi) di boiler, melalui proses perpindahan panas ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uap yang dikumpulkan dalam drum dari ketel. 3. Energi dalam uap (entalpi) pada drum ketel selanjutnya dikonversikan menjadi energi mekanikberupa putaran pada turbin uap. 4. Terakhir, energi mekanik dari turbin uap dikonversikan menjadi energi listrik pada generator.
10
Secara skematis, proses tersebut di atas digambarkan oleh gambar di bawah ini :
Gambar 3.1 proses produksi PLTU
3.2 Unit-unit sistem pembangkit pada PLTU Kaltim Teluk 3.2.1 Generator Listrik Generator listrik adalah sebuah mesin yang dapat mengubah energi gerak (mekanik) menjadi energi listrik (elektrik). Energi yang menggerakkan generator sendiri sumbernya bermacam-macam. Pada pembangkit listrik tenaga uap misalnya generator bergerak karena disandingkan dengan turbin uap yang berputar karena tekanan dan uap hasil pendidihan air. Generator bekerja berdasarkan hukum faraday yakni apabila suatu penghantar diputarkan didalam sebuat medan magnet sehingga memotong garis garis gaya magnet maka pada ujung penghantar tersebut akan timbulkan gaya gerak listrik yang mempunyai satuan volt.
11
Gambar 3.2 Turbin Generator Listrik PLTU kaltim teluk
Gambar 3.3 Name Plate Turbin Generator Listrik PLTU kaltim teluk
12
NO.
1.
Item
Value
Plant
Keban
Division
Agung 2.
Unit
1#
3.
Rated capacity
130
MVA
4.
Rated active power
110
MW
5.
Rated power factor
0.85
6.
Rated generator voltage
13800
v
7.
Rated generator current
5414
A
8.
Rated field voltage
204,3
v
9.
Rated field current
1321
A
10. No-load field current
510
A
11. Potential transformer ratio
13800V/100 V
12. Current transformer ratio
800aA5A
13. Rtaed capacity of excitation
1100
KVA
transfoermer 14. Excitation transfoermer ratio
13800V/420 V
15. Current transformer ratio of the LV
200A/1A
side
16. Shunt
2500A/75MV
17. Number of rectifiers
2
18. Fast Fuse
RS8-800V/1400AP2m105NK
19. Field current breaker
E3H/E MS-2500A/1000V
20. Synchronozing signal transformer
500VA
21. De-excitation resistance
2 series, 24 parallels, resisdual voltage 1050V
22. Dc powe supply
220V
Tabel 3.1 Setting generator dan parameter sistem eksitasi
13
Pada PLTU Kaltim Teluk terdapat 2 (dua) turbin generator yang berfungsi sebagai generator utama untuk pembangkitan dan 1 (satu) generator cadangan yang akan digunakan pada saat kedua turbin generator utama tidak dapat beroperasi dengan normal, generator tersebut disebut emergency diesel generator (EDG) . Emergency diesel generator adalah peralatan pembangkita tenaga listrik yang bertujuan untuk segera dapat membantu atau menggantikan fungsi dari turbin generator utama. Kapasitas EDG pada PLTU Kaltim Teluk adalah 0,6 MVA dimana dengan kapasitar tersebut generator tidak dapat menopang keseluruhan sistem yang ada maka dari itu tidak semua beban di topang oleh EDG. beban-beban yang ditanggung oleh emergency diesel generator meruapakan beban-beban penting pada PLTU.
Gambar 3.4 Emergency Diesel Generator (EDG)
14
Pada generator terdapat sebuah sistem pengaman yaitu Generator Circuit Breaker (GCB). Generator Circuit Breaker (GCB) adalah sebuah sistem penghubung dan pemutus jaringan listrik yang berada dalam sebuah tabung nonferro dan menggunakan bahan gas SF6 sebagai media isolasinya. SF6 berfungsi untuk meredam loncatan bunga api listrik sekaligus mengisolasikan antara bagianbagian yang bertegangan.
Gambar 3.5 Generator Circuit Breaker 3.2.2 Boiler Boiler atau dikenal dengan ketel uap, adalah suatu peralatan atau sistem yang bertujuan untuk merubah air menjadi uap dan dapat digunakan sebagai penggerak atau untuk keperluan industry. Boiler merupakan suatu bejana tertutup, dimana kalor dari pembakaran bahan bakar dipindahkan ke air melalui ruang bakar dan bidangbidang pemanas. Pada PLTU Kaltim Teluk boiler yang digunakan adalah boiler tipe Circulating Fluidized Bed (CFB). Konsep dasar dari boiler CFB adalah boiler stoker (unggun fluidisasi) dimana batu bara dibakar diatas rantai berjalan dan diberikan hembusan udara dari sisi bawah sehingga batu bara membara diatas rantai berjalan tersebut. Pada boiler tipe CFB memililiki 3 bagian utama yaitu: 1. Furnace, berfungsi sebagai tempat terjadinya pembakaran bahan bakar. 2. Cyclone, berfungsi untuk memisahkan batubara yang belum terbakar dengan abu sisa pembakaran dan mengembalikannya ke furnace. 3. Backpass, berfungsi sebagai ruang pemanfaatan kalor yang terdapat dalam flue gas.
15
Gambar 3.6 Skema Boiler CFB (Priambodo, 2017)
Gambar 3.7 Boiler CFB
16
3.2.3 Transformator Transformator adalah alat listrik yang berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dari rangkaian sat uke rangkaian lainnya dengan frekuensi sama dan dapat mengubah nilai tegangannya naik atau turun sesui kebutuhan. Pada PLTU Kaltim Teluk terdapat beberapa jenis trafo yaitu : 1. Main Transformer, atau generator transformer adalah trafo utama yang berfungsi untuk menaikan atau menurunkan tegangan yang kemudian nantinya akan disalurkan ke gardu induk (GI) atau ketempat lainnya
Gambar 3.8 Main Trafo
Gambar 3.9 Main Trafo
17
2. Trafo Eksitasi, Sistem eksitasi untuk membangkitkan medan magnet pada rotor, maka diperlukan arus searah DC yang umumnya disebut penguat. Perangkat yang berfungsi mensuplai arus penguat ini disebut eksiter/sistem exitasi.
Gambar 3.10 Trafo eksitasi 3. Auxiliary Transformer, adalah trafo utama untuk pemakaian sendiri yang dipasang parallel dengan trafo generator, berfungsi unutk menurunkan tegangan pembangkitan 13,8 kV menjadi 6,3 kV
Gambar 3.11 Trafo Auxiliary
18
3.2.4
Switch Gear Switchgear adalah panel distribusi yang mendistribusikan beban kepanel-
panel yang lebih kecil kapasitasnya. Fungsi switch gear adalah untuk menjaga keandalan serta juga memiliki fungsi untuk memproteksi atau melindungi peralatanperalatan listrik seperti; generator, transformator daya dari suatu pembangkit dan jalur transmisi daya lainnya terhadap gangguan-gangguan yang mungkin dapat terjadi kapan saja. Komponen-komponen switchgear antara lain : 1. Busbar (Rel), adalah salah satu komponen utama dari switch gear yang berfungsi sebagai tempat atau mediator untuk menghubungkan beberapa rangkaian atau peralatan
Gambar 3.12 Bus Bar Switch Gear
2. Circuit Breaker (CB), CB digunakan untuk memutuskan beban bila terjadi gangguan pada saluran transmisi dan distribusi dan gangguan peralatan lain yang dapat membahayakan sistem. 3. Disconnectiong Switch (DS), adalah alat uang digunakan untuk memisahkan bagian rangkaian tertentu dan rangkaiannya dalam suatu sistem dan hanya dapat di proses pada saat rangkaian tak berbeban.
19
4. Alat-alat pelindung dan alat ukur switchgear, untuk melindungi peralatan tenaga listrik pada switchgear dengan cara membatasi surge tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah.
Gambar 3.13 Switch Gear Pada switchgear terdapat beberapa panel-panel listrik yang bertujuan untuk membagi, menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari sumber ke pemakai. Main Distribution Panel (MDP) adalah panel yang berfungsi sebagai penerima daya/power untuk mendistribusikan jaringan listrik. Pada Main Distribution Panel (MDP) terbagi menjadi 2 kelompok yaitu, Low Voltage Main Distribution Panel (LVMDP) dan Medium Voltage Main Distribution Panel (MVMDP).
Gambar 3.14 panel distribusi
20
Selain itu terdapat juga Motor Control Center (MCC), yang berfungsi untuk mengontrol motor pada suatu proses industri. Panel MCC juga memiliki fungsi untuk mengatur lighting dan feeder. Sistem operasi panel MCC dapat dijalankan secara local ataupun menggunakan remote control. Pada PLTU Kaltim Teluk menggunakan Distributed Control System (DCS) yang biasanya diletakkan pada satu raungan bersama panel MCC itu sendiri.
Gambar 3.15 Panel Motor Control Center
3.2.5 Motor Listrik Pada PLTU Kaltim Teluk terdapat beberapa peralatan utama seperti Boiler, Turbin, Generator, Kondensor danjuga peralatan bantu lainnya. Kebanyakan dari peralatan bantu tersebut digerakkan menggunakan motor listrik. Motor listrik merupaka sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran. Energi mekanik ini digunakan untuk memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dan lain sebagainya.
21
Gambar 3.16 Motor listrik AC Pada motor listrik, tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Prinsip kerjanya berdasarkan hukum gaya Lorenz dan kaidah tangan kiri fleming, yang akan menyatakan apabila sebatang konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam medan magnet maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Arus listrik yang mengalir pada batang konduktor menjadi elektro magnetik. Berdasarkan klasifikasinya motor listrik dibagi menjadi dua yaitu motor Direct Current (DC) dan motor Alternating Current (AC). Motor DC adalah motor yang memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah untuk dapat menggerakannya. Motor AC adalah motor listrik yang menggunakan arus listrik bolak-balik. Tegangan yang digunakan untuk menggerakan motor listrik AC biasanya 380 volt – 400 volt dan sampai 6 kV untuk motor industri besar ataupun di motor pembangkit listrik.
Gambar 3.17 Motor listrik DC
22
3.2.6 Ship Unloader (SU) Ship Unloader, merupakan alat utama dalam pembongkaran batubara yang dikirim melalui kapal tongkang. Ship unloader memiliki
cara
kerja
dengan
mengambil batubara dari tongkang dan diletakkan pada hopper ship unloader yang kemudian diumpankan ke belt conveyor untuk diteruskan ke coal yard maupun coal bunker . Ship unloader dapat beroperasi secara manual maupun semi
Gambar 3.18 Ship Unloader (SU) 3.18
23
3.2.7 Stacker Reclaimer (SR) Stacker Reclaimer adalah suatu peralatan untuk menaruh atau menata (fungsi sebagai stacker) batubara di coal yard dan mengambil (fungsi sebagai reclaimer) batubara dari coal yard untuk kemudian disalurkan ke coal bunker melalui conveyor
Gambar 3.19 Stacker Reclaimer (SR)
Gambar 3.18 diatas merupakan gambar Stacker Reclaimer pada PLTU Kaltim teluk. Stacker reclaimer memiliki dua prinsip kerja yaitu proses stacking dan reclaiming. Prinsip kerja stacking adalah dengan menggerakkan belt conveyor pada boom tripper dan boom bucket ke arah live stock area. Bucket wheel tidak digerakkan karena tidak mempunyai peran untuk proses stacking. Sedangkan proses reclaiming adalah dengan menggerakkan conveyor boom tripper dan boom bucket ke arah coal bunker, dan juga dengan memutar bucket wheel guna mengambil batubara dari tumpukan untuk diteruskan diangkut melalui belt conveyor sampai masuk ke coal bunker
24
3.2.8
Electrostatic Precipitators (ESP) Electrostatic Precipitators berfungsi menangkap debu sisa pembakaran
yang disebut dengan fly ash. Gambar 3.19 merupakan gambar ESP pada PLTU Kaltim Teluk. Fly ash yang berada pada Flue Gas melewati ESP yang selanjutnya diberi muatan ion negatif oleh Discharge electrode(particle charging).Kemudian partikel fly ash tersebut dilewatkan ke Collecting Electrode(Elektroda kutub positif) yang menangkap fly ash/ abu terbang (particle collecting).Collecting Electrode digetarkan oleh rapper, fly ash yang menempel jatuh dan terkumpul di hopper ESP. (transporting of collected materials).
Gambar 3.20 Electrostatic Precipitators (ESP)
25
3.2.9 Fly Ash Fly ash merupakan tempat penampungan sisa pembakaran berupa serbukserbuk debu yang dapat dimanfaatkan campuran bahan baku semen. Gambar 3.20 diatas merupakan gambar fly ash pada PLTU Kaltim Teluk Fly ash ini merupakan sisa-sisa pembakaran batubara yang berupa debu dari economizer hopper, air preheater hopper, dan ESP.
Gambar 3.21 Fly Ash
26
3.2.10 Bottom Ash Bottom Ash merupakan tempat penampung sisa pembakaran batu bara yang bersifat berat Gambar 3.21 merupakan gambar bottom ash silopada PLTU Kaltim Teluk. Material bottom ash ditampung pada kolam yang telah disediakan. Apabila sudah terkumpul s dapat langsung dijatuhkan ke truk penampung untuk dikirim.
Gambar 3.22 Bottom Ash
27
BAB IV TUGAS KHUSUS 4.1 Gambaran umum tugas khusus Sistem eksitasi adalah sistem mengalirnya pasokan listrik arus searah sebagai penguatan pada generator listrik, sehingga menghasilkan tenaga listrik dan besar tegangan keluaran bergantung pada besarnya arus eksitasi. eksitasi memegang peranan penting dalam mengendalikan kestabilan suatu pembangkit karena apabila terjadi fluktuasi beban maka eksitasi sebagai pengendali akan berfungsi mengontrol keluaran generator seperti tegangan, arus dan faktor daya dengan cara mengatur kembali besaran-besaran input guna mencapai titik keseimbangan baru. Sistem eksitasi pada generator listrik terdiri dari 2 macam, yaitu:
4.1.1 Sistem eksitasi dengan sikat (brush excitation) Sistem eksitasi menggunakan sikat, sumber tenaga listrik berasal dari sumber listrik yang berasal dari generator arus searah (DC) atau generator arus bolak balik (AC) yang disearahkan terlebih dahulu dengan menggunakan rectifier. Jika menggunakan sumber listrik yang berasal dari generator AC atau menggunakan Permanent Magnet Generator (PMG) medan magnetnya adalah magnet permanen. Dalam lemari penyearah, tegangan listrik arus bolak balik diubah atau di searahkan menjadi tegangan arus searah untuk mengontrol kumparan medan exciter utama (main exciter). Untuk mengalirkan arus eksitasi dari main eksiter ke rotor generator menggunakan slip ring dan sikat arang, demikian juga penyaluran arus yang berasal dari pilot exciter ke main exciter. 4.1.2 Sistem eksitasi tanpa sikat (brushless excitation) Penggunaan sikat atau slip ring untuk menyalurkan arus eksitasi ke rotor generator mempunyai kelemahan karena besarnya arus yang mampu dialirkan pada sikat arang relatif kecil. Untuk mengatasi keterbatasan sikat arang, pada generator pembangkit menggunakan sistem eksitasi tanpa menggunakan sikat (brushless excitation). Keuntungan sistem eksitasi tanpa menggunakan sikat (brushless excitation), antara lain adalah:
28
Energi yang diperlukan untuk eksitasi diperoleh dari poros utama (main shaft), sehingga keandalannya tinggi. Biaya perawatan berkurang karena pada sistem eksitasi tanpa sikat (brushless excitation) tidak terdapat sikat, komutator dan slip ring. Pada sistem eksitasi tanpa sikat (brushless excitation) tidak terjadi kerusakan isolasi karena melekatnya debu karbon pada farnish akibat sikat arang. Mengurangi kerusakan (trouble) akibat udara buruk (bad atmosfere) sebab semua peralatan ditempatkan pada ruang tertutup. Selama operasi tidak diperlukan pengganti sikat, sehingga meningkatkan keandalan operasi dapat berlangsung kontinu pada waktu yang lama. Pemutus medan generator (Generator field breaker), field generator dan bus exciter atau kabel tidak diperlukan lagi. Biaya pondasi berkurang, sebab aluran udara dan bus exciter atau kabel tidak memerlukan pondasi.
4.2 Sistem eksitasi pada PLTU Kaltim Teluk 2x110 MW Sistem eksitasi pada PLTU kaltim Teluk menggunakan sistem eksitasi dengan sikat (brush excitation) dengan tipe regulator eksitasinya adalah EXC9000 dan tipe eksitasinya FJL-5GAI-PADE2B. Dalam sistem eksitasi statis ini (eksitasi shunt atau eksitasi sendiri), tenaga eksitasi diambil dari terminal generator, Output dari generator yang sebesar 13,8KV di alirkan ke Generator Transformator (GT) dan ke Auxilary trafo yang dimana dari auxilary trafo ini tegangan yang dari 13,8KV di turunkan menjadi 6KV lalu dari auxilary trafo ini di alirkan lagi ke trafo eksitasi yang besar teganganya di turunkan lagi menjadi 400V yang kemudian di proses di ruang cubicle dimana di ruang cubicle terdapat Regulator cubicle, AC inlet cubicle, rectifier cubicle dan F.C.B cubicle.
29
Arus medan dari mesin sinkron mengalir melalui transformator eksitasi, penyearah tenaga, dan pemutus medan. Transformer eksitasi berfungsi untuk menyesuaikan tegangan generator dengan tegangan masukan yang disyaratkan untuk penyearah tenaga, dan memberikan isolasi elektrik antara terminal mesin dan kumparan medan. Tegangan sekunder transformator eksitasi didesain sedemikian rupa sehingga tegangan keluaran konverter sesuai dengan batas tertinggi tegangan DC. Untuk membangkitkan eksitasi, peralatan medan sesaat disuplai dari sumber AC atau suplai medan sesaat DC. Konverter tenaga (SCR), dikontrol oleh AVR, dan disuplai oleh transformator eksitasi yang terhubung ke terminal generator, suplai secara kontinu dan arus eksitasi yang masuk ke medan generator melalui pemutus medan (F.C.B) besarnya dapat diubah-ubah. Untuk sistem Start up proses eksitasi di PLTU Kaltim Teluk menggunakan battery, dibawah ini di jelaskan bagian-bagian dari proses sistem eksitasi dengan sikat pada PLTU Kaltim Teluk. Struktur sistem Sistem eksitasi sebagian besar tersusun oleh lima komponen sebagai berikut: Komponen suplai tenaga eksitasi: transformator eksitasi (TE) Komponen Kontrol: automatic voltage regulator/Regulator Cubicle(AVR) Komponen tenaga: penyearah tenaga jembatan/Rectifier cubicle(SCR) Komponen medan sesaat dan de-eksitasi: lemari pemutus medan (FCB) Komponen Battery
30
Gambar 4.1 Ruang cubicle sistem eksitasi
31
Sistem eksitasi self & shunt statis yang berada di PLTU Kaltim teluk yang dilengkapi dengan generator berukuran besar dan sedang disusun seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut. Name
No.
Size(W×D×H)(m
Basic Description
m³) Regulator (AVR)
1 Unit
800×1000×2260
3-chanel,
2-bus,
or 800×800×2260 intelligent detecting, intelligent interface, color LCD touching screen Rectifier cubicle
2~4 Units
800×800×2260
1000A
Intelligent
800×1000×2260
2000A
local BUS
1000×1200×2260 4000A Field
circuit 1 Unit
800×1000×2260
Field circuit breaker,
breaker(F.C.B)
De-excitation control
cubicle
circuit,excitation starting unit, outlet BUS bar
Non-linear
1 Unit
cubicle
800×1000×2260
High-capacity nonlinierresistor, crystal tube flyover
Excitation Transformer
1 Set
3-phase epoxy dry transformer or transforming dry
Tabel 4.1 Bagian-bagian sistem eksitasi
32
Diagram blok sistem eksitasi Seperti yang ditunjukkan dalam diagram, sistem eksitasi EXC9000 terdiri dari regulator, interface human-machine,interface eksternal, penyearah, de-eksitasi, perlindungan over-voltage dan transformator eksitasi dll.
Diagram 4.1 Diagram blok sistem eksitasi
4.2.1 Trafo Eksiitasi Dalam sistem eksitasi, Trafo Eksitasi adalah sumber tenaga eksitasi yang bersumber dari generator unit keluaran tegangan sebesar 13,8 KV. Dari generator di salurkan ke trafo auxilary yang tegangananya di step down dari 13,8K menjadi 6,3 KV yang kemudian dari trafo auxilary tadi tegangan di salurkn kembali ke trafo eksitasi yang tegangannya di step down lagi daari 6,3 KV menjadi 400V AC. Trafo ekitasi juga berfungsi untuk mengisolasi peralatan eksitasi dari terminal generator secara elektrik. Sisi tegangan tinggi dihubungkan dengan terminal generator dan sisi tegangan rendah dihubungkan dengan sisi AC penyearah. Kapasitas dan rasio transformasi ditentukan menurut karakteristik eksitasi generator. Agar dapat
33
memenuhi operasi generator yang disyaratkan, parameter trafo eksitasi pada PLTU Kaltim Teluk dapat dilihat pada tabel dbawah: Nama
Desain
Tipe
Three-phasedry-type transfoermer
Model trafo eksitasi
ZSCB91100/13,8/0,42
Kapasitas
1100KVA
Frekuensi
50HZ
Batas rasio trafo
13,8KV/420V
Impedansi
6%
Model pendingin
Udara natural/pendingin Tabel 4.2 Parameter trafo eksitasi
Gambar 4.2 Trafo Eksitasi
34
Gamba 4.3 Name Plate Trafo Eksitasi 4.2.2 Automatic voltage regulator (AVR) AVR terletak di bagian dalam lemari pengatur. Fungsi AVR adalah untuk menjaga tegangan generator tetap konstan, sehingga kuantitas umpan baliknya adalah tegangan terminal generator. Komputer menampung semua jenis simulasi dan nilai switching, kemudian menghitung dan melatih semua jenis simulasi dan nilai switching untuk mengontrol keluaran SCR dan untuk mengatur sistem eksitasi.
Diagram 4.2 Automatic Voltage Regulator (AVR) Regulator eksitasi EXC9000 adalah regulator 3-channel, A / B channel adalah mikrokomputer, bagian pengontrol intinya adalah 32-digit pengontrol BUS, dan Channel C sebagai saluran analog. Saluran A adalah saluran utama; sinyal pengukur diperoleh melalui set tegangan pertama (PT1) dan penginduksi arus mutual (CT1)
35
BV1 & BA1 di terminal generator. Saluran B adalah saluran siaga pertama; sinyal pengukuran diperoleh melalui set tegangan ke-2 (PT2) dan penginduksi arus bersama (CT2) BV2 & BA2. Sinyal tegangan sinkron yang dikumpulkan dari sisi sekunder transformator eksitasi adalah untuk penggunaan 3 saluran. Begitu pula dengan arus eksitasi dari transformator arus di sisi sekunder transformator eksitasi. Microcomputer/analog 3-channel dan 2-mode struktur redundan digunakan yang terdiri dari dua saluran pengatur tegangan otomatis (A & B) dan satu saluran pengatur manual (C). Tiga saluran sepenuhnya independen satu sama lain dari sirkuit pengukuran ke sirkuit output pulsa. Saluran pengatur bekerja dengan prinsip mode main-auxiliary. Mode normal adalah bahwa Saluran A adalah saluran operasi, Saluran B adalah saluran siaga, dengan saluran B dan C secara otomatis melacak saluran A. Baik saluran B dan Saluran C dapat dipilih sebagai saluran siaga, dengan saluran B menjadi yang pertama. pilihan. Jika ada yang salah dengan saluran A, saluran itu secara otomatis beralih ke saluran siaga. Saluran C sepanjang waktu secara otomatis mengikuti saluran operasi. Itu sama dengan saluran B ketika ada sesuatu yang salah, saluran C akan secara otomatis beralih ke untuk operasi. Hubungan ketiga saluran regulaor adalah sebagai berikut
Diagram 4.3 Kolokasi chanel regulator Keterangan:
测量元件 : Elemen pengukur
A 套调节器 : Satu set regulator A
B 套调节器 : Satu set regulator B
36
C 套调节器 : Satu set regulator C
操作元件 :Elemen operasi
电源系统
: Sistem tenaga
A. Perangkat keras pada AVR Seperti yang ditunjukkan pada diagram berikut, regulator terdiri dari saluran pengatur A, B dan C, papan BUS kuantitas analog, sakelar papan BUS kuantitas, antarmuka manusia-mesin, sirkuit antarmuka dll. Perangkat keras tersebut adalah sebagai berikut: a. Saluran otomatis A, B dengan masing-masing berisi: -
Satu modul CPU
-
Satu modul ukur DSP
-
Satu modul I/O
b. Satu modul quantity BUS interface c. Satu modul analogue quantity BUS interface (termasuk chanel c) d. Satu modul L.O.U. e. Saty set modul Human-machine interface f. Satu modul I/O dan output relay yang sesuai
Diagram 4.4 bagian perangkat keras dari AVR
B. Pengaturan nilai set point dan prinsip kerja Regulator (AVR)
37
Peningkatan, penurunan, atau preset nilai set point dapat dikontrol dengan input perintah melalui kuantitas sakelar atau input sinyal melalui sirkuit komunikasi serial. Nilai yang ditetapkan memiliki batas maksimum & minimum. Pengaturan kecepatan nilai pengaturan dapat diatur melalui perangkat lunak. Ada dua unit pengaturan dalam regulator, yaitu unit pengaturan tegangan dan unit pengaturan arus, untuk pengaturan tegangan generator konstan dan pengaturan
arus
eksitasi
konstan.
Ketika
regulator
menerima
perintah
menghentikan sinyal, ia menetapkan nilai pengaturan pada batas minimum, sementara itu mengatur nilai pada nilai inisialisasi ketika menerima perintah start up. Operasi manual untuk menambah atau mengurangi eksitasi adalah untuk secara langsung mengatur nilai pengaturan, yang akan digunakan untuk mengatur tegangan generator atau daya reaktif. Pengaturan tegangan generator konstan disebut pengaturan otomatis dan pengaturan arus eksitasi konstan, regulasi manual. Setelah generator berkedip untuk menambah tegangan, kedua peraturan akan saling melacak, yaitu yang siaga melacak yang berfungsi di mana dua keluaran yang diatur setara. Pelacakan tidak dapat dihilangkan dengan kerja manual. Mode otomatis adalah mode operasi utama, yang bagus untuk meningkatkan stabilitas operasional di dalam sistem. PSS bekerja dengan mode otomatis, yang membantu secara efisien, mengandung agitasi daya aktif yang sering terjadi dalam sistem. Mode manual adalah mode bantu, yang tidak dapat digunakan untuk waktu yang lama.Setelah regulator diisi atau dipulihkan, standarnya adalah ke mode otomatis.Dua mode kerja ini dapat diaktifkan secara manual. Dalam beberapa kasus seperti kesalahan PT, mereka juga dapat secara otomatis diaktifkan.
C. Power System Stabilizer (PSS) Stabilizer sistem tenaga disingkat PSS memiliki fungsi-fungsi berikut. a. Meningkatkan stabilitas statis sistem tenaga; b. Meningkatkan stabilitas dinamis sistem tenaga; c. Amortisasi getaran frekuensi rendah dari sistem tenaga. Prinsip PSS: Satu atau dua sinyal di antara ∆P 、 ∆ω 、 ∆f digunakan dalam sistem eksitasi untuk kontrol umpan balik tambahan untuk meningkatkan amortisasi positif. Ini
38
tidak mengurangi keuntungan dalam cincin tegangan sistem eksitasi, juga tidak mempengaruhi kinerja transien sistem kontrol eksitasi. PSS adalah fungsi perangkat lunak standar untuk regulator dalam sistem eksitasi EXC9000. PSS yang kami kembangkan, mengadopsi daya terakselerasi sebagai sinyal umpan balik (∆P 、 ∆ω), secara efisien merampas roblem daya reaktif dalam umpan balik daya tunggal. PSS dapat dinyalakan atau dimatikan. Jika PSS dinyalakan, hanya ketika daya aktif generator lebih tinggi dari daya input maka output PSS akan efektif. Ketika PSS dimatikan, output dari PSS tidak efektif, selalu eual ke 0.
39
Gambat 4.4 Cubicle AVR tampak depan
40
Gambar 4.5 cubicle AVR tampak belakang
41
4.2.3 penyearah tenaga jembatan/Rectifier cubicle(SCR) Penyearah tenaga (SCR) mengubah suplai tenaga AC yang disalurkan oleh transformator eksitasi ke suplai tenaga DC dan menyalurkannya ke rangkaian medan magnet generator. Sesuai dengan nilai arus medan, beberapa penyearah jembatan beroperasi secara paralel untuk membagi arus medan secara bersama. Ketika suatu lengan tertentu ada gangguan, penyearah jembatandapat menyediakan arus medan yang stabil untuk generator. Parameter generator dan tipe SCR menentukan jumlah jembatan paralel dan arus keluaran tiap jembatan. Secara umum, ketika satu jembatan keluar dari operasi, perlengkapan eksitasi masih dapat memenuhi keluaran nominal generator. Dalam beberapa proyek, ketika satu jembatan keluar dari operasi, perlengkapan eksitasi masih dapat memenuhi gangguan eksitasi generator. Penyearah dikontrol oleh AVR. AVR mengatur keluarannya untuk mngubah arus eksitasi dan dengan demikian mengatur tegangan terminal generator dan daya reaktif generator.
Diagram 4.5 penyearah terkontrol gelombang penuh 3 fasa
42
A. Tipe kerja Rectifire Cubicle Mode redundansi Cubicle Rectifire dapat disediakan berdasarkan persyaratan pengguna, yaitu tipe jembatan tunggal, dan tipe paralel.
Gambar 4.6 Jembatan tunggal
Gambar 4.7 jembatan paralel
B. Komponen utama dari setiap Rectifier Cubicle Ada 2 jenis Rectifier Cubicle yang kompatibel dengan Regulator Cubicle dalam sistem eksitasi EXC9000, yaitu, intelligent rectifier cubicle dan conventional rectifier cubicle. a. intelligent rectifier cubicle Komponen utama dari setiap intelligent rectifier cubicle adalah
6 komponen tabung pemecah kristal (silikon + heatsinker)
6 sekering cepat dengan indikator kontak transform
43
6 transformator tegangan impuls dengan toleransi tegangan tinggi
1 set perangkat perlindungan RC terputus yang terintegrasi
1 atau 2 kipas angin yang saling siaga
1 atau 2 titik tekanan angin untuk pemantauan on-off dari 2 kipas
1 board intelligent rectifier cubicle
1 board pulse
1 layar LCD dengan tombol sentuh
1 atau 2 resistor pengukur suhu untuk memeriksa suhu angin kipas
3 current sensors
Fungsi utama intelligent rectifier cubicle Boardn kontrol intelligent rectifier cubicle terdiri dari interface SCM, CAN
BUS, sirkuit isolasi fotolistrik dan sirkuit pengontrolnya. Sinyal dari rectifier cubocle dikirim ke SCM melalui layar atau terminal kabel penghubung. SCM akan mengekspor sinyal yang diproses, sinyal keluaran kemudian dikirim ke layar atau melalui sirkuit isolasi fotolistrik dan sirkuit kontrol, dan yang terakhir, mereka akan digunakan untuk mengontrol operasi. Board ini dapat digunakan dalam pengujian dan pengendalian cerdas, mewujudkan pengujian arus jembatan-lengan, pengujian suhu angin sejuk, pemantauan sekering cepat, pemantauan perlindungan kapasitansi resistor, pemantauan pengukuran tekanan angin, pengendalian Intelligent balancing current, pengontrolan on / off kipas, penyesuaian tampilan saat ini dalam bilik penyearah, pengaturan bilik penyearah, dan komunikasi CAN, dll.Saat tidak aktif, ada sinyal yang dikirim ke regulator eksitasi
b. conventional rectifier cubicle. Komponen utama dari setiap conventional rectifier cubicle adalah
6 komponen SCR
6 fuser cepat dengan indikator
transformator tegangan 6-pulse
44
1 set peralatan perlindungan RC terisolasi
atau 2 kipas stand-by yang saling menguntungkan
Instrumen mesin dan lampu indikator normal
Dibandingkan dengan sistem intelligent rectifier cubicle, conventional rectifier cubicle lebih ringkas dalam struktur dan fungsinya. Tanpa unit pengontrol yang cerdas dan bagian pengujian terkait lainnya, data dan sinyal untuk pengambilan sampel dan pemantauan terbatas pada kisaran kecil. Indikator untuk sinyal terutama lampu indikator, dan parameter seperti arus keluaran terutama ditunjukkan oleh instrumen tampilan mesin. Itu tidak mengadopsi mode BUS lokal sebagai unit lain untuk output sinyal. Sebagai gantinya, mode koneksi relai diadopsi, yang menghasilkan lebih sedikit transmisi informasi dan lebih banyak kabel penghubung di antara cubicle. Keseimbangan saat ini di antara cubiclet erutama dipastikan dengan pencocokan parameter melalui SCR atau penyeimbangan arus garis panjang.
45
Gambar 4.8 Rectifire cubicle tampak depan
46
Gambar 4.9 rectifire cubicle tampak belakang
47
4.2.4 lemari pemutus medan (FCB) Field circuit breaker (FCB) terletak antara kumparan medan dan penyearah jembatan. Keluaran DC dari penyearah jembatan mengalir ke kumparan medan generator. Itu merupakan bagian penting rangkaian deeksitasi. Dibawah kondisi genting, itu dapat dipisahkan secara cepat dan mentransfer energi medan ke resistor pelepasan untuk menjamin keamanan generator.
Diagram 4.5 rangkaian Field Circuit Breaker (FCB) Cubicle
48
A. De- excitation dan over-voltage protection Dalam kasus pematian normal sistem eksitasi, regulator secara otomatis membalikkan untuk de-eksitasi; dalam hal terjadi pematian yang tidak disengaja, pemutus sirkuit medan dan energi medan rotor dialihkan ke resistor non-linear untuk de-eksitasi.Saat generator tidak bekerja secara normal, mis. Tiang selip, tegangan induksi akan diproduksi di sirkuit rotor. Sekarang unit pendeteksi tegangan berlebih rotor A61 yang dipasang pada rangkaian rotor akan mendeteksi sinyal kelebihan tegangan arah positif dari rotor. Dan kemudian komponen silikon yang dikendalikan V62 akan dipicu segera, unit resistor non-linear FR akan secara paralel terhubung ke rangkaian rotor dan yang terjadi
Diagram 4,6 de-excitation dan protection circuit Keterangan : QFG :Field circuit breaker FR
:energy-flow resistor
RD :rapid fuse V61. :diode V62 :SCR A61 :SCR trigger CT :Over-voltage performance detector
49
energi tegangan berlebih akan dihilangkan melalui fungsi penyerap energi dari resistor konsumsi; Dan sinyal over-voltage arah negatif di sirkuit rotor akan ditransmisikan ke energi yang diserap oleh resistor non-linear dengan cara dioda V61 untuk memastikan menahan sirkuit terbuka rotor generator dan perlindungan insulasi rotor yang andal dari kerusakan. Karena perlindungan ini, belitan rotor akan menghasilkan medan magnet yang merugikan, menetralkan medan balik yang dihasilkan oleh arus urutan negatif dari stator untuk melindungi permukaan rotor dan cincin pelindung rotor terhadap pembakaran. Dalam konser dengan perlindungan tegangan berlebih, sinyal perintah yang sesuai dikirim ke sistem pemantauan melalui pemantauan sinyal terkini dari CT induktor bersama.Pemutus sirkuit medan dapat dipasang di sisi DC atau di sisi AC. Keuntungan utama mengadopsi de-eksitasi AC adalah pilihan sederhana dari sakelar AC, teknologi produksi yang matang, biaya produksi rendah, jaminan yang lebih aman yang diberikan untuk mendeteksi dan memelihara dengan memasang pemutus arus medan di sisi AC. Arus pengenal yang lebih kecil dari sisi DC juga dapat digunakan dalam perlindungan kesalahan penyearah. Cacatnya adalah efisiensi busur-gangguan yang buruk, tegangan busur rendah. Jadi pulsa juga harus dipotong, jika tidak energi tidak dapat ditransfer melalui inversi. Dalam kasus hubung singkat generator, hubung singkat sisi sekunder transformator trafik dll, tegangan AC adalah nol, kondisi inversi tidak siap, yang berakibat kesalahan pada penghilangan AC AC. Ketika sakelar yang sama dipasang pada sisi DC, tegangan busur sakelar adalah 1,5 kali dari tegangan pada sisi AC, yang merupakan keuntungan besar untuk pembalikan. Pemasangan sakelar pada sisi DC juga dapat mencegah gangguan pada inisialisasi proses eksitasi dan pengereman listrik. Yang terbaik adalah memasang pemutus sirkuit medan pada sisi DC untuk genset skala besar.Resistor de-eksitasi dapat ZnO atau Sic. Dan resistor linier juga bisa digunakan. Desain resistor deeksitasi harus mempertimbangkan tegangan busur pemutus sirkuit di pemutus sirkuit medan, tegangan maksimum yang diizinkan oleh belitan eksitasi serta energi maksimum yang mungkin dalam belitan eksitasi.
50
Setelah menerima perintah trip eksitasi proteksi dari proteksi generator atau dari dalam, pemutus sirkuit yang diajukan terputus, pulsa dihentikan, dan melalui dioda negatif arus eksitasi mengalir ke resistor de-eksitasi. Di sirkuit de-eksitasi dengan SCR dipasang pada arah negatif, ketika pemutus sirkuit yang diajukan terputus dan pulsa dihentikan, konektor SCR terpicu. Setelah langkah ini diadopsi, tegangan AC sekunder dari transformator eksitasi disuperposisikan ke tegangan busur listrik pemutus sirkuit yang diajukan untuk memastikan perpindahan energi yang andal dan memperpendek waktu de-eksitasi.
Diagram 4.7 instalasi FCB pada sisi DC
Diagram 4.8 instalasi FCB pada sisi AC
51
Gambar 4.10 FCB cubicle tampak sisi depan
52
Gambar 4.11 FCB cubicle tampak sisi belakang
53
4.2.5 Battery Battery adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam baterai dapat berlangsung proses perubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas ) yang berlawanan didalam sel. Battery pada sistem eksitasi di PLTU Klatim teluk berfungsi untuk sistem start up eksitasi generator dan jenis battery yang digunakan adalah battery basah 220VDC A. Prinsip kerja Battery
Gambar 4.12 (a) Proses discharging; (b) Proses charging a. Proses discharge pada sel berlangsung menurut skema Gambar 4.11 (a). Bila sel dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. b. Pada proses pengisian menurut skema Gambar 4.11(b). Dibawah ini adalah bila sel dihubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negatif menjadi katoda dan proses kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:
54
1). Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power suplai ke katoda. 2). Ion-ion negatif rnengalir dari katoda ke anoda 3). Ion-ion positif mengalir dari anoda ke katoda Jadi reaksi kimia pada saat pengisian (charging) adalah kebalikan dari saat pengosongan (discharging). B. Battery hubung seri Koneksi baterai dengan hubungan seri ini dimaksudkan untuk dapat menaikkan tegangan baterai sesuai dengan tegangan kerja yang dibutuhkan atau sesuai tegangan peralatan yang ada. Sebagai contoh kebutuhan tegangan baterai pada suatu unit pembangkit adalah 220 Volt, maka akan dibutuhkan baterai dengan kapasitas 2 Volt sebanyak 104 sel baterai dengan dihubungkan secara seri.
Gambar 4.13 Battery hubung seri
55
Gambar 4.14 Ruang Battery pada PLTU kaltim teluk
56
4.3 Pemeliharaan sistem eksitasi di PLTU Kaltim teluk Sistem eksitasi pada PLTU Kaltim teluk merupakan sistem eksitasi yang menggunakan carbon brush, di bagian eksitasi generator ini juga terdapat beberapa komponen seperti slip ring, carbon brush dan exciter sehingga membutuhkan pemeliharaan yang rutin di antaranya seperti pengecekan dan penggantian carbon brush dan juga pemeliharaan fuse pada rectifiere cubicle
Gambar 4.15 Exciter
57
4.3.1 Carbon brush Carbon brush adalah komponen yang terbuat dari bahan carbon/graphite yang berfunngsi menghantarkan/penghubung arus eksitasi dari kabel yang diam ke bagian yang bergerak yaitu slipring rotor generator jumlah carbon brush untuk setiap unit berjumlah 30 carbon brush yang dimana diterbagi dalam 15 carbon brush (+) dan 15 carbon brush (-). sedangkan untuk Brush holdernya berjumlah 10. Tipe carbon brush yang digunakan di PLTU Kaltim teluk adalah LFC 544.
Gambar 4.16 Carbon Brush
58
Gambar 4.17Preventive Maintenance Carbon Brush
59
Gambar 4.18 Preventive Maintenance carbon brush
60
Pada gambar 4.15 dan gambar 4.16 terlihat pemeliharaan carbon brush dimana pemeliharaan yang dilakukan adalah pengecekan ukuran carbon brush, sebelum melakukan pengukuran carbon brush, hal yang harus di lakukan terlebih dahulu adalah pengecekan parameter operasi generator,pengecekan temperatur body genertaor dan tegangan shaft pada generator seperti gambar 4.15 di atas. Setelah itu melakukan pengukuran panjang carbon brush yang berada di brush holder ukuran carbon brush yang masih baru berukuran sekitar 5,5 cm dan ukuran carbon brush yang harus di ganti adalah carbon brush yang berukuran di bawah 2,5 cm gambar carbon brush yang baru dan yang harus di ganti dapat dilihat pada gambar di bawah ini, gambar 4.17 adalah ukuran brush carbon yang baru dan gambar 4.18 menunjukan brush carbon yang sudah harus di ganti.
Gambar 4.19 carbon brush
61
Gambar 4.20 carbon brush A. Brush holder Bagian brush holder utamanya terdiri dari 2 (dua) bagian cincin baja yang dirancang khusus dan terpasang secara terisolasi menggunakan baut penahan pada tumpuan Brush holder. Suppluy arus eksitasi ke brush set berasal dari cubicle eksitai melalui kabel.
Gambar 4.21 Brush holder
62
4.3.2 Slipring Slipring adalah salah satu komponen rotor generator yang berfungsi sebagai penghubung listrik pada komponen yang berputar dengan komponen yang diam. Slipring terdiri dari lingkaran konduktif yang terpasang pada poros sedemikian rupa sehingga tidak terjadi hubung singkat listrik antara poros dan lingkaran konduktif. Slip ring terbuat dari matrial stainless steel yang dipasang terisolasi pada bagian ujung atas shaft generator. Pada setiap slipring terpasang bilah-bilah fan yang terbuat dari material synthetic resin, fan tersebut mensirkulasikan pendingin udara pada area slipring dengan cara menarik udara dari power masuk melalui saringan pleindung yang berfungsi mendinginkan slipring dan peralatan brush, menarik keluar debu carbon dan menghembuskab kembali udara ke power house melalui saringan. Dari slipring arus eksitasi mengalir ke atas jalur pelat tembaga didalam shaft kemudian ke body rotor dan selanjutnya mengalir ke belitan rotor generator.
Gambar 4.22 slipring
63
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan kesimpulan yang dapat di ambil dari uraian tugas khusus di atas pada Bab IV adalah sebagai berikut : 5.1.1 Sistem eksitasi pada PLTU Kaltim teluk adalah sistem eksitasi statis (eksitasi shunt atau eksitasi sendiri) eksitasi dengan sikat/carbon beush excitation. 5.1.2 Tegangan yang di butuhkan trafo eksitasi untuk di salurkan ke cubicle eksitasi sebesar 400AC. 5.1.3 Sumber energi untuk eksitasi di dapatkan dari poros utama generator itu sendiri sehingga tingkat keandalanya stabil. 5.1.4 Nilai eksitasi berbanding lurus dengan output tegangan dari generator, agar output tegangan dari generator stabil sebesar 13,8KV. 5.1.5 Biaya perawatan sistem eksitasi dengan carbon brush relatif lebih tinggi karna butuh penggantian carbon brush yang rutin. 5.1.6 Nilai arus eksitasi harus stabil agar selalu sesuai dengan arus dasar pada sistem eksitasi sehingga kestabilan sistem secara kesuluruhan stabil. 5.1.7 Nilai eksitasi yang baik memiliki respon yang cepat manakala terjadi gangguan baik di internal maupun eksternal yang dapat mempengaruhi kerja generator. 5.1.8 proses kerja eksitasi di mulai dari trafo eksitasi kemudian di salurkan ke ruang cubicle untuk di dapatkan nilai tegangan dan arus DC yang kemudian dari cubicle di salurkan ke exciter yang mana dari exciter di salurkan ke slip ring yang kemudian langsung terhubung dengan rotor dari generator.
64
5.2 Saran Setelah dilakukan penulisan laporan mengenasi sistem eksitasi di PLTU Kaltim teluk dan melihat langsung proses pemeliharaan sistem eksitasi maka penulis memberikan beberapa saran sebagai berikut: 5.2.1 Pada sistem eksitasi dengan sikat maka perawatan brush carbon harus menjadi perhatian utama demi menjaga kontinuitas pasokan energi listrik yang stabil. 5.2.2 Sistem eksitasi pada PLTU Kaltim Teluk dapat di ganti dengan menggunakan sistem eksitasi tanpa sikat (brushless excitation) yang tentunya akan meningkatkan keandalan sistem secara keseluruhan.
65
DAFTAR PUSTAKA Marsudi, Djiteng, Ir., Operasi Sistem Tenaga Listrik, Penerbita Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006. https://docplayer.info/53095012-Rekayasa-pengembangan-existing-carbon-brushpada-slipring-generator-43-75-mw-aplikasi-plta-singkarak.html http://www.ejurnal.bunghatta.ac.id/index.php?journal=JFTI&page=article&op=vi ewFile&path[]=4910&path[]=4160 http://www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wpcontent/uploads/2012/05/21060110141 101_MKP.pdf Manual users excitation EXC9000 STATIC EXCITATION SYSTEM Guangzhou electrical aparatus research institute Manual users electric maintenance manual Qiangdao Huafeng Weiye Electric Power Technology Engineering co.,LTD Sinohydro corporation limited volume 6 of 11 Date Version 3/16/2015
66
