Parimbon Pembangkit [PDF]

Citation preview

5



G1



G1



5 MW



5 MW 6,3 kV



6,3 kV



T2



T1 PT



PT NGR 40Ω



CT



CT



CB



CB



LA



LA



20 kV



20 kV LBS



LBS



CT



125 kVA 20 kV/230 V



CT



CB PT LA



LA



Trafo PS I



SistemEksitasi Generator 1



125 kVA 20 kV/230 V



PT



Trafo PS II FEEDER II



FEEDER I



MCC I



400 V



SistemEksitasi Generator 2 400 V



MCC II ATS



P-T-1



UPS



Battery Charger



Motormotor turbin 1



P-B-1



Motormotor boiler 1



P-2



P-1



EDG



Panel untuk keperluan lain



P-T-2



Motormotor turbin 2



P-B-2



Motormotor boiler 2



Gambar 2.1 Trafo PS dihubungkan kesisi 20 kV (sisi sekunder trafo generator)



Keterangan untuk gambar 2.1 sistem kelistrikan untuk pemakaian sendiri melalui trafo tenaga yang dihubungkan melalui sekunder trafo generator (step up transformer). Sebagai contoh untuk Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) skala menengah.



6



G1



7 MW



G2



7 MW



6,3 kV



6,3 kV



6,3 kV



6,3 kV



T2



T1



100 kVA 6,3 kV/230 V



CT



100 kVA 6,3 kV/230V



CT PT



PT NGR 40Ω



CT



PT



CT PT



CB



Sistem Eksitasi Generator I



CB LA



LA 20 kV



Trafo PS II



20 kV



Trafo PS I



Sistem Eksitasi Generator II



1 MVA LBS



LBS



LA



LA



FEEDER I



MCC I



1 MVA



FEEDER MCC II II



400 V



400 V



ATS



P-T-1



UPS



Battery Charger



Motormotor turbin 1



P-B-1



Motormotor boiler 1



P-2



P-1



EDG



Panel untuk keperluan lain



P-T-2



Motormotor turbin 2



P-B-2



Motormotor boiler 2



Gambar 2.2 Trafo PS dihubungkan kesisi 6,3 kV (langsung ke sisi keluaran generator)



Keterangan untuk gambar 2.2 sistem kelistrikan untuk pemakaian sendiri melalui transformator tenaga yang di hubungkan langsung ke sisi keluaran generator sebagai contoh untuk pusat listrik tenaga uap skala menengah dengan bahan bakar batu bara, yang membutuhkan daya untuk pemakaian sendiri yang lebih besar, yaitu untuk motor-motor untuk motor pemompa air, untuk conveyor, crusher, fan pembuangan abu sisa pembakaran dan lain-lainnya.



7



2.3 Bagian Utama pada Sistem Kelistrikan Pemakaian Sendiri Pada suatu sistem kelistrikan pemakaian sendiri pada umumnya terdiri dari beberapa bagian utama, diantaranya : Transformator Tenaga, Switchgear, Low Voltage Switchgear (LVS), Motor Control Center (MCC), Uninterrupted Power Supply (UPS), Emergency Power Supply (EPS) dan Sumber Listrik Arus Searah (DC Power Supply). 2.3.1 Transformator Tenaga Transformator Tenaga adalah piranti listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangakaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi eletromagnetik. Pada suatu sistem pemakaian sendiri pada umumnya dilengkapi dengan beberapa jenis transformator tenaga diantaranya : Unit Service Transformer (UST), Station Service Transformer (SST) dan Unit Auxilliary Transformer (UAT). 1. Unit Service Transformer (UST) Unit Station Transformer adalah transformator pemakaian sendiri yang merupakan transformator step down yang berfungsi untuk melayani beban-beban dari sistem kelistrikan pemakaian sendiri dalam satu kesatuan unit yang telah dikelompokan berdasarkan area kerjanya. Pada umumnya daya listrik dari Unit Service Transformer (UST) dapat diambil langsung dari keluaran generator dan diturunkan tegangannya agar dapat digunakan untuk melayani sistem kelistrikan pemakaian sendiri pada pusat listrik. 2. Station Service Transformer (SST)



8



Station Service Transformer adalah transformator Step Down yang juga berfungsi untuk melayani beban-beban dari sistem kelistrikan pemakaian sendiri dalam satu kesatuan unit yang telah dikelompokkan berdarkan area kerjanya. Pada dasarnya SST sama dengan UST, hal yang membedakan adalah SST adalah transformator step down yang suplai daya listriknya dapat diambil dari jaringan interkoneksi sedangkan UST suplai daya listriknya diambil langsung dari keluaran generator pada pusat listrik itu sendiri. 3. Unit Auxilliary Transformer (UAT) Unit Auxilliary Transformer (UAT) adalah transformator pemakaian sendiri yang merupakan transformator step down yang digunakan untuk melayani beban-beban dari sistem kelistrikan pemakaian sendiri yang membutuhan suplai listrik tegangan rendah. Pada sistem kelistrikan pusat listrik skala kecil dan menengah, suplai daya UAT dapat diambil langsung dari keluaran generator. Sedangkan pada sistem kelistrikan pusat listrik skala besar, suplai listrik UAT diambil dari transformator SST ataupun UST. 2.3.2 Switchgear Pada sistem tenaga listrik secara luas pengertian switchgear adalah komponen-komponen hubung atau pemutus dan pendukung-pendukungnya dalam satu kesatuan unit, sehingga dapat difungsikan sebagai penghubung, pemutus terhadap suatu sistem. Switchgear pada umumnya terdiri dari saklar-saklar atau



9



kontak-kontak yang menghubungkan antara peralatan yang satu dengan peralatan yang lain dan dioperasikan oleh operator baik secara manual maupun otomatis. 2.3.3 Low Voltage Switchgear (LVS) Low Voltage Switchgear adalah substation tegangan rendah yang berfungsi sebagai distributor daya listrik tegangan rendah untuk peralatan-peralatan yang dikelompokkan menurut area kerjanya.



Gambar 2.3 Contoh Single Line Diagram LVS



Pada umumnya memiliki sumber daya dari Unit Service Transformer ataupun Station Service Transformer yang saling dihubungkan dengan TIE Breaker. 2.3.4 Motor Control Center (MCC) Motor Control Center merupakan pusat pengaturan operasi motor listrik. Motor Control Center terdiri dari kumpulan breaker yang digunakan pada motormotor atau beban lain dengan tegangan 200 V – 400 V. Motor Control Center (MCC) berfungsi untuk mengontrol beberapa atau bahkan semua motor listrik dari pusat



10



lokasi suatu plant. Merupakan downstream dari LVS yang berhubungan langsung dengan beban. Pada umumnya dikelompokan sesuai dengan area kerjanya, seperti contohnya Boiler MCC, Turbine MCC, Station MCC, Essential MCC, Water Treatment Plant MCC, Circulating Water MCC, Fire Protection MCC, dan lain-lain. Pada PLTGU Sengkang MCC dan PCC adalah satu kesatuan. 2.3.5 Uninterrupted Power Supply (UPS) Uninterrupted Power Supply (UPS) adalah komponen listrik yang fungsi utamanya sebagai penyedia cadangan atau tambahan listrik untuk peralatan listrik yang vital dalam waktu tertentu. Uninterrupted Power Suplly (UPS) harus tersedia dalam kondisi apapun (termasuk kondisi Blackout). Sumber tegangan pada umumnya berasal dari baterai. Digunakan untuk memikul beban-beban vital yang tidak boleh Shutdown dalam kondisi apapun. 2.3.6 Emergency Power Supply (EPS) Emergency Power Supply (EPS) harus selalu tersedia dalam kondisi apapun (termasuk blackout) untuk menyuplai peralatan-peralatan atau beban vital yang tidak boleh shutdown dalam kondisi apapun. Daya listrik Emergency Power Supply pada umumnya berasal dari Diesel Generator yang hubungkan ke peralatan essential (peralatan yang penting/pilihan) pada pusat listrik. Pada PLTGU Sengkang Blok II ini bernama Black Start Generator yang ada di Blok I saja. Emergency Diesel Generator adalah peralatan pembangkitan berskala kecil yang berfungsi sebagai power supply yang digunakan dikala kondisi darurat (emergency), dimana peralatan ini terdiri dari penggerak utama (prime mover) yang menggunakan Mesin Diesel dengan bahan bakar Solar.



11



2.3.7 Sumber Listrik Arus Searah (DC Power Supply) Pusat listrik selalu memerlukan suplai tegangan arus searah, terutama untuk menjalankan motor pengisi pegas PMT, melayani alat-alat telekomunikasi dan memasok instalasi penerangan darurat. Selain itu, suplai daya arus searah juga digunakan untuk control board, relai proteksi, regulasi, rangkaian sinyal dan lain sebagainya. Dalam pengoperasiannya suplai tegangan arus searah tidak boleh kehilangan power sehingga dibuat dua suplai dan sistem transfer yang menjamin essential board tetap beroperasi. Sumber listrik arus searah pada PLTGU Sengkang Blok II di suplai dari battery.



12



Dalam pembangkitan tenaga listrik ada empat komponen biaya yang biasanya harus diperhitungkan, komponen A,B,C, dan D. Namun, dalam kasus-kasus tertentu, ada tambahan satu komponen lagi yang dikenal dengan komponen E. 



Komponen A Merupakan fixed cost, yakni biaya yang harus tetap dikeluarkan terlepas dari pembangkit listrik tersebut dioperasikan atau tidak. Komponen ini umumnya terdiri dari biaya konstruksi PLT (Pembangkit Listrik Tenaga …) seperti pekerjaan sipil, biaya pembelian turbin, generator, dan lain-lain.







Komponen B dan D Kedua komponen ini dikenal dengan nama variable cost dan biasanya nilainya kecil. Selain itu, keduanya juga sering disebut sebagai OM Cost yang berarti biaya yang dikeluarkan untuk operasi dan maintenance si pembangkit. –



komponen B



merupakan fixed OM Cost, seperti gaji pegawai/karyawan, biaya manajemen, dan lain-lain



13



–



komponen D



merupakan variable OM Cost, seperti biaya untuk pelumas. Semakin sering dan berat kerja si pembangkit, semakin dibutuhkan pulalah pelumas. Maka, biaya komponen D ini akan meningkat. Dan demikian pulalah sebaliknya. 



Komponen C Komponen ini merupakan fuel cost atau biaya bahan bakar. Beberapa faktor yang mempengaruhi harga komponen ini misalnya banyaknya konsumsi bahan bakar yang diperlukan, jenis bahan bakarnya, lama waktu penyalaan pembangkit, dan beberapa hal lainnya.







Komponen E (optional) Biaya ini tidak merupakan biaya wajib yang harus ada dalam komponen biaya pembangkitan. Namun, saat kita berada dalam posisi IPP (Independent Power Producer) atau penyedia listrik non-PLN (Pemerintah), terkadang komponen biaya ini turut kita perhitungkan. Komponen E ini adalah komponen biaya saluran dari trafo step-up yang ada di pembangkit kita ke gardu induk PLN terdekat. Misalnya kita membangun PLTU sendiri di pinggir pantai. Sementara itu, gardu induk PLN terdekat berada pada jarak 5 km dari PLTU Anda. Nah, untuk menghubungkan output trafo step-up di pembangkit Anda ke gardu induk tersebut tentu dibutuhkan saluran listrik kan. Biaya instalasi saluran inilah yang dikenal dengan nama komponen E dan biasanya dibebankan ke PLN selaku pembeli. Off Grid atau disebut juga stand alone PV (photovoltaic) system atau sistem pembangkit listrik yang hanya mengandalkan energi matahari sebagai satu-satunya sumber energi utama dengan menggunakan rangkaian panel surya untuk menghasilkan energi listrik sesuai kebutuhan. Dengan menginstalasi sistem ini Anda tidak perlu lagi menggunakan listrik dari PLN ataupun backup lainnya seperti genset. Off Grid bersifat mandiri, adapun tipe solar sistem untuk hunian yang menggunakan baterai hanyalah sebagai media penyimpanan atau bank energi. Pada sistem Off Grid, kapasistas baterai harus memperhitungkan cadangan jika kondisi cuaca buruk yang berakibat pada produksi energi sinar matahari kurang



14



optimal. Untuk Indonesia, kementrian ESDM menyarankan masyarakat yang menggunakan sistem ini untuk menggunakan baterai dengan kapasitas cadangan minimal 3 hari sebagai patokan (autonomous days).



Sistem On Grid (disebut juga Grid Tie/ Grid Interactive), menggunakan solar panel untuk menghasilkan listrik yang ramah lingkungan dan bebas emisi. Sesuai namanya, rangkaian sistem ini tetap terhubung dengan jaringan PLN dengan mengoptimalkan pemanfaatan energi dari panel surya untuk menghasilkan energi semaksimal mungkin. Dalam sistem On Grid, baterai merupakan hal yang tidak wajib, mengingat tenaga surya bukanlah sumber energi utama. Sesuai namanya, On Grid berarti bekerjasama dengan arus listrik dari PLN. Yakni arus PLN menjadi penghubung atau penyalur arus listrik dari panel surya kepada beban. Sehingga seluruh penggunaan listrik pada waktu siang hari dihasilkan dari energi listrik panel surya. Sedangkan untuk malam hari menggunakan PLN.



Prinsip kerja PLTS sederhana, yakni mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya



15



alam. Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan Bandingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita. Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya 20 watt atau 30 watt. Modulsel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari. Rangkaian kontroler pengisian aki dalam sistem sel surya itu merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10 persen. Bila tegangan turun sampai 10,8 volt, maka kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya. Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunan tegangan itu terjadi pada malam hari, maka kontroler akan memutus pemasokan energi listrik. Setelah proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu. Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan system sel surya itu hanya dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai. Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri. Biasanya panel surya itu diletakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah



16



permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana,karena terdiri dari bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroler macam ini cukup mahal.



Gb 1. Prinsip kerja PLTS (Skema)



Backfeeding merupakan



suatu



istilah



ketika daya



listrik diinduksikan ke



dalam



jaringan



listrik lokal. Daya yang mengalir dalam arah yang berlawanan dari aliran biasa. Jadi ketika aliran normal (pembangkit sudah beroperasi normal), Tegangan dari Daya yang dihasilkan generator yang sudah di naikkan melalui trafo siap didistribusikan melalui swithyard , namun dalam kondisi backfeeding ini ini justru sebaliknya, daya dari switchyard dialirkan ke trafo dan dari trafo ke sebagian sistem dalam pembangkit yang sedang dibangun. Arus bolak-balik (AC) pembangkit listrik biasanya memberikan listrik ke jaringan listrik dengan menginduksi arus mengalir ke dalam jaringan listrik bila



listrik ketika



tegangan positif, dan



mendorong itu mengalir



tegangan negatif, dan beban menyebabkan arus



keluar



mengalir keluar



dari jaringan dari jaringan



listrik ketika tegangan positif dan ke dalam jaringan listrik ketika tegangan negatif. CF atau Capacity Factor merupakan perbandingan antara jumlah produksi listrik pada periode operasi tertentu terhapat kemampuan produksi sesuai daya mampu. Bingung ya baca penjelasannya. Mungkin bahasa mudahnya itu begini. Suatu pembangkit punya kapasitas DMN 100 MW beroperasi pada periode tertentu ( 1 tahun ) itu 100 MW terus, maka itu CF-nya itu 100%. Jadi



17 CF itu perbandingan realisasi produksi pada periode tertentu terhadap kemampuan produksi maksimal suatu pembangkit pada periode tersebut. Trus kenapa kok CF untuk mengukur kinerja pembangkit itu?? sebelumnya saya jelaskan bahwa EAF itu menghitung kesiapan pembangkit dalam hal ini ketika pembangkit itu operasi atau stand by termasuk didalamnya ( enak tho klo pembangkit stand by terus EAF akan 100 % ), klo EFOR menghitung gangguan pembangkit jadi klo gangguan terus otomatis EFOR-nya tinggi. Adapun klo CF menghitung kemampuan operasi pembangkit. Lho kan kenapa pake CF satu jawaban sudah dketahui.