Proses Start Up Generator [PDF]

Citation preview

PENGATURAN DAN ANALISA SISTEM PANEL SINKRON 2 GENSET MENGGUNAKAN MODULE DEEP SEA 7510



Dison Mintuno Andarbeni 41409010005 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana Jakarta Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk – Jakarta Barat Telepon: 021-585722 (hunting), 5840816 ext. 2600 Fax: 021-585733



ABSTRAK Pada saat PLN padam, suplai dari Genset sangat dibutuhkan untuk menggantikan sementara suplai PLN. Jika saat PLN padam pada saat genset sedang dalam perbaikan maka genset tidak berfungsi semestinnya saat dibutuhkan. Pemakaian satu genset dengan KVA yang besar diganti dengan beberapa genset dengan KVA yang lebih kecil. Melalui proses sinkronisasi maka beberapa genset tersebut dapat mensuplai beban secara bersamaan. Ketika salah satu genset dalam perbaikan tidak perlu khawatir jika PLN akan padam, karna genset cadangan akan back-up otomatis jika genset utama sedang dalam perbaikan, selain itu sebagai genset pembantu jika genset utama membutuhkan daya tambahan mensuplai beban. Pada industri atau gedung yang membutuhkan suplai daya dalam jumlah yang besar, biasanya mereka memakai tidak hanya satu genset dengan KVA yang besar, tetapi mereka memakai beberapa genset dengan kapasitas KVA yang lebih kecil. Ini dikarenakan apabila beban yang dipakai kecil, tidak semua genset jalan. Selain itu yang lebih penting adalah perawatannya bisa dilakukan secara bergantian dan tidak terlalu khawatir tiba-tiba PLN padam. Kata Kunci : perbaikan, sinkronisasi, back-up, kapasitas KVA.



BAB I PENDAHULUAN 1



Latar Belakang



Pada saat PLN padam, suplai dari Genset sangat dibutuhkan untuk menggantikan sementara suplai PLN.



Karena berfungsi sebagai back-up, maka kapasitas daya genset umumnya lebih kecil dari kapasitas suplai dari PLN. Pada industri atau gedung yang membutuhkan suplai daya dalam jumlah yang besar, biasanya mereka memakai tidak hanya satu genset dengan KVA yang besar, tetapi mereka memakai beberapa genset dengan kapasitas KVA yang lebih kecil. Ini dikarenakan apabila beban yang dipakai



kecil, tidak semua genset jalan. Pemakaian beberapa genset tidak bisa langsung digabung di panel induk, tetapi harus melalui proses sinkronisasi. Pada proses sinkronisasi ini, tegangan, beda fasa, frekuensi dan putaran fasa harus disamakan untuk semua genset yang akan disinkron. Apabila tidak melalui proses sinkronisasi, bisa mengakibatkan kerusakan pada genset yang bersangkutan. Pada proses sinkronisasi, banyak hal yang harus diperhatikan. Salah satunya adalah jangan sampai genset berubah fungsi sebagai motor karena adanya aliran daya ke arah genset. Untuk mengatasi itu dipakai proteksi Reverse Power Relay, yang akan men-tripkan breaker apabila aliran daya berbalik arah. Pada produk sekarang proteksi Reverse Power Relay dan proteksi yang lain sudah di gabung dalam satu module Synchron. 2



Rumusan Masalah



Berdasarkan uraian latar belakang diatas, permasalahan dalam perancangan tugas akhir ini adalah bagaimana merancang sebuah sistem kontrol sinkron 2 genset dengan kapasitas KVA yang lebih kecil, dikarenakan apabila beban yang digunakan kecil, tidak semua genset jalan, dan untuk perawatan pada genset bisa dilakukan secara bergantian dan tidak terlalu khawatir apabila suplai dari PLN tiba-tiba padam. 3



Tujuan Penelitian



Menentukan pengaturan sinkron 2 genset otomatis pada modul deepsea 7510 sesuai dengan kapasitas genset dan kebutuhan gedung.



BAB II TEORI PENDUKUNG 2.1 Prinsip Umum Sinkronisasi Ganset



Sinkronisasi Genset adalah bentuk penggabungan dua atau lebih sumber listrik untuk memperoleh suatu sumber listrik yang lebih besar. Dalam proses sinkronisasi secara umum yang sering ditemui adalah sinkronisasi antara genset dengan genset baik yang memiliki kapasitas yang sama maupun berbeda. Pada panel sinkron terdapat modul sinkron genset (proses otomatis) yang dapat mengakomodasikan kebutuhan sinkronisasi genset, berikut load sharing, synchrinizing, depenedent start stop dan lain-lain. 2.2 Syarat-Syarat Sinkronisasi Genset Untuk mensinkronisasikan dua sistem, ada lima persyaratan, yaitu: 1. Jumlah fasa di masing-masing system. 2. Arah rotasi dari fasa tersebut. 3. Amplitudo tegangan dari kedua system. 4. Frekuensi kedua system. 5. Sudut tegangan fasa dari kedua system. 2.3 Komponen-komponen pada Panel Sinkron Genset Peralatan yang dibutuhkan sebagai pemutus, pengaman dan pengukur untuk mencegah dan melindungi komponen lainnyadari kerusakan pada panel sinkron genset. 1. Pemutus Tenaga Udara (Air Circuit Breaker) 2. Pemutus Tenaga Mini (Miniature Circuit Breaker) 3. Fuse 4. Saklar Tekan (Push Button) 5. Lampu Tanda (Pilot Lamp) 6. Volt Meter 7. Saklar Pemilih Tegangan (Volt Selector Switch)



8. Ampere Meter 9. Transformator Arus (Current Transformator) 10. Relai Waktu (Time Relay) 11. Relai Tenaga Balik (Reverse Power Relay) 12. Potensio Meter (Speed Adjuster) 13. Battery Charger 14. Module Deepsea 7510



Gambar 2.1 Modul Deepsea 7510



BAB III PENGATURAN SISTEM Power plant pada salah satu Gedung JAATS (Jakarta Automated Air Traffic Services) memiliki dua unit genset diesel dengan kode DG.1 dan DG.2. Genset dengan kode DG.1 digunakan untuk aplikasi standby dan back-up suplai ke beban jika terjadi pemadaman listrik oleh PLN dan diesel genset dengan kode DG.2 digunakan untuk sumber daya tambahan jika diesel dengan kode DG.1 tidak dapat melayani daya beban. Berikut spesifikasi nameplatenya: Tabel 3.1 : Spesifikasi Genset NO 1 2 3 4 5



Specification Fuel Frequency RPM KVA Alternator



DG.1 dan DG.2 Diesel 4 cycle 50 Hz 1500 rpm 2000 kVA 4 pole WYE (Y)



6



connection Self exciting (brushless) Ambient temp 40 oC



3.1 Prinsip Kerja Sistem Sinkronisasi 2 Genset Deepsea 7510 Kondisi yang harus diperhatikan dalam sinkronisasi dari catu daya genset DG.1 ke catu daya genset DG.2 oleh Deepsea 7510 adalah dipastikannya beban tersambung memiliki empat kriteria yakni tegangan, frekuensi, phasa dan urutan phasa yang sama. Untuk memenuhi kondisi ini, dibuat sistem kontroler sinkronisasi yakni dengan Deepsea 7510. Untuk memudahkan melakukan pengaturan kontrol Deepsea 7510. Software ini memiliki fungsi membaca program, menulis program, save data, load data, backup mdule, restore module, print, set configuration frequency volt and current, dan mengatur timer. Untuk mengatur timer pada software ini, klik edit config > timer.



Gambar 3.2: Setting Start Timer pada Genset Sensor fail delay adalah timer ketika PLN mati, kontroler akan menunggu 2 detik untuk memastikan sumber PLN mati. Cracking time adalah timer loading genset, setelah lewat 2 detik deepsea akan



mengirimkan sinyal untuk starting genset selama 7 detik. Jika starting genset gagal maka timer yang mengatur adalah crack fail delay, genset akan diam selama 5 detik, lalu genset strat kembali.



Gambar 3.4: Setting Tegangan pada Genset



Gambar 3.3: Setting Load and Stop Timer pada Genset Return delay adalah timer ketika sumber PLN sudah menyala, genset masih beroperasi selama 30 detik. Jika genset tidak mati setelah 30 detik maka akan diberi jeda dengan mengatur timer fail to stop delay, pada pengaturan ini diberi jeda selama 30 detik. Jika selama 30 detik masih tidak mati, maka alarm akan berbunyi.



Pada pengaturan tegangan, nominal tegangan yang diijinkan masuk antara phasa dan netral adalah 230 V. Jika diantara 207 V maka alarm akan berbunyi dan dibawah 196 V genset secara otomatis akan berhenti. Sebaliknya jika tegangan diatas 253 V maka alarm berbunyi dan diatas 265 V secara otomatis genset akan berhenti.



Untuk pengaturan frekuensi, arus dan tegangan dapat dioperasikan manual dan otomatis. Untuk pengaturan otomatis, klik generator >generator volt alarm (untuk setting tegangan) / generator frequency (untuk setting tegangan) / current (untuk setting arus). Gambar 3.5: Setting Frekuensi pada Genset Pada pengaturan frekuensi, nominal frekuensi yang diijinkan masuk adalah 50,0 Hertz. Jika diantara 45 Hertz maka alarm akan berbunyi dan dibawah 43Hertz genset secara otomatis akan berhenti. Sebaliknya jika tegangan diatas 55 Hertz maka alarm



berbunyi dan diatas 58 Hertz secara otomatis genset akan berhenti. 3.2 Perancangan Sistem Sinkronisasi 2 Genset Deepsea 7510 Terdapat dua panel sinkronisasi genset pada PT. Sinar Inti Electrindo Raya. Masing– masing panel digunakan untuk mengontrol genset.



Gambar 3.6: Panel Control Genset (PCG)



3.3 Proses Perakitan Panel Control Genset (PCG) Dalam merancang dan merakit Panel Sinkronisasi Genset, hal pertama yang harus diperhatikan kapasitas mesin (genset) yang akan digunakan pada sistem, sehingga selanjutnya pemilihan komponenkomponen pada Panel Sinkronisasi Genset dapat dilakukan dengan pertimbangan teknis dan ekonomis. Langkah selanjutnya (kedua) adalah melakukan perancangan gambar Panel Sinkronisasi Genset yangdisesuaikan dengan spesifikasi kerja yang diinginkan seperti yang dijelaskan pada subbab prinsip kerja sebelumnya. Berikut adalah langkah-langkah perakitanATS-AMF 10 kVA,380 V, 50 Hz: 1. Perancangan dan perakitan Box Panel Sinkronisasi Genset 10kVA, 380V, 50 Hz Box yang digunakan berdimensi



disesuaikan oleh isi komponen yang dibutuhkan. Terdiri dari box utama untuk komponen-komponen dalam dan pintu sebagai cover serta tempat peralatan interaksi dan pemantauan. 2. Pemasangan duck (jalur kabel) Pemasangan duck dilakukan dengan memperhatikan tata letak dari komponen yang akan dipasang baik di dalam box utama maupun pada pintu box. Pembuatan duck ini juga memperhatikan rangkaian sehingga memudahkan tahap perakitan selanjutnya yaitu tahap wiring. 3. Wiring (Pengkabelan) Tahap wirring dilaksanakan dengan memperhatikan gambar rancangan.Wirring yang pertama dilakukan adalah untuk kabel daya. 3.4 Operasional (PCG) Sistem Pengoperasian Module Deepsea 7510 DSE 7510 adalah Otomatis Engine Control Module, yang dirancang canggih memberikan beban berbagi fungsi untuk solar dan gas yang termasuk mesin elektronik dannon-elektronik. Tampilan modul Deepsea pada gambar dibawah ini:



Gambar 3.7: Module Deepsea 7510 dan Fungsi Tombol Sinkron Otomatis 1. Pastikan posisi modul 7510 pada Auto



2. Posisikan selector pada posisi Auto Pada mode operasi otomatis, semua operasi mulai dari starter genset, pengaturan tegangan dan frekuensi sampai sinkronisasi dilakukan sendiri oleh panel dengan bantuan module DEEP SEA 7510 yang terpasang (Auto Synchonizer dan Load-Sharer). Operator hanya perlu mengawasi apabila ada hal-hal yang memerlukan penanganan. Apabila tiba-tiba PLN padam, ketiga genset akan otomatis dinyalakan oleh module. Untuk itu modul harus di pilih dalam posisi Auto. Genset langsung secara otomatis di sinkron dengan bantuan module tsb. Beban secara otomatis akan dibagi secara seimbang bila beban tiba-tiba bertambah maupun berkurang (Auto Load Sharing). Jika beban bertambah/berkurang sesuai settingnya salah satu/dua genset akan start/stop (Auto Deload) Setelah PLN kembali, dan terjadi perpindahan di panel LVMDP INCOMING PLN dan OUTGOING GENSET, genset akan dimatikan oleh module beberapa menit kemudian. Jika PLN Failure (Mati) maka Genset secara otomatis START genset dan sinkron secara otomatis.



Gambar 4.1 : Panel Pengaturan Sinkronisasi Genset 4.2 Tabel Evaluasi Tabel 4.2 : Pembagian Pembebanan Genset DG-1



GENERATOR LOAD DATA DG -1 No



Total Load (KVA)



% load unit



P (KVA)



f (Hz)



1



62



75



46,5



50



2



62



100



62



50



3



400



100



400



50



HASIL DATA DAN ANALISA



4



800



100



800



50



4.1 Pengujian



5



1200



100



1200



50



6



1600



60,5



968



50



7



2000



55,9



1118



50



8



2400



50,3



1207



50



BAB IV



Hal ini akan dilakukan mengacu pada prosedur yang tepat dan direkomendasikan berdasarkan service manual, panduan instalasi dan operasi dari modul deepsea dan panduan pengoprasian dan perawatan (OMM) yang sesuai dengan produk gensetnya. Selain itu mengikuti regulasi standard safety yang ada di tempat area praktik ataupun rekomendasi khusus.



Tabel 4.3 : Pembagian Pembebanan Genset DG-2 GENERATOR LOAD DATA DG -2 N o



Total % P Load load (KVA) (KVA) unit



f (Hz)



1



62



25



15,5



50



2



62



0



0



50



3



400



0



0



50



4



800



0



0



50



5



1200



0



0



50



6



1600



39, 5



632



50



7



2000



44, 1



882



50



8



2400



49, 7



1193



50



tegangan baterai yang agak di bawah dari spesifikasinya saat kondisi berhenti ataupun untuk cranking. Itu disebabkan karena tidak adanya sistem charging pada genset ini. Jadi cara charging baterai dengan memakai charger eksternal. Namun, hal ini tidak berdampak langsung terhadap efisiensi genset. 4.4 Pembagian Beban Sinkronisasi Genset Berdasarkan data evaluasi yang didapat, kedua genset tidak mendapatkan frekwensi sinkronnya saat kondisi tanpa beban (0kW). Pada saat itu, kedua genset sempat sinkron selama ± 5 detik dan kemudian lepas sinkron yang dikarenakan terjadi reverse power dan relay proteksinya bekerja untuk mengamankan sistem dengan melepaskan CB pada generator yang berubah menjadi motor. Meskipun potensio voltage adjust telah diatur untuk mempertahankan cos θ mendekai sama di kedua genset dan lain hal perubahan penyimpangan cos θ yang begitu agresif.



4.3 Hasil Pengujian Technical Analysis Pada percobaan Technical Analysis didapatkan data kedua performa di kedua genset seberapa besar mereka bisa diketahui efisiensinya. Pada genset DG-1 dilihat dari engine dan generatornya, genset ini bisa dimanfaatkan secara penuh dan dalam kondisi baik mengacu pada parameter yang didapat. Ada bagian yang kurang baik mengenai kondisi tegangan baterai yang agak di bawah dari spesifikasinya saat digunakan untuk cracking. Namun, hal ini tidak berdampak langsung terhadap efisiensi genset. Untuk mencapai frekuensi 50 Hz genset ini memerlukan kecepatan 1498 RPM. Pada genset DG-2 ada juga bagian yang kurang baik mengenai kondisi



Pembagian Beba n (%)



Tahapan Pembebanan (KW)



Gambar 4.2: Grafik Prosentase Pembagian Beban Genset Setelah beban diberikan pada 62KW, kedua genset bisa sinkron dengan prosentase genset kode DG-1 lebih tinggi dibandingkan genset dengan kode DG-2 (DG-1 75% dan DG-2 25%). Kedua modul deepsea memproses kedua genset tersebut untuk



DG-1 DG-2



pembagian beban. karena beban yang harus disupply hanya 62 kW atau kurang dari daya maksimal yang bisa dicapai genset DG2, maka modul deepsea DG-1 akan mamberi sinyal CB untuk memutus daya genset DG2. Dengan pemutusan daya pada genset DG2, maka beban dilimpahkan sepenuhnya ke genset DG1. Beban ditambah lagi 400kW, beban masih dilimpahkan sepenuhnya ke genset DG-1. Begitu juga unuk penambahan beban 800kW dan 1200kW. Pada saat beban ditambah lagi mencapai 1600kW, karena daya maksimal yang bisa dicapai genset DG-1 adalah 1400kW maka modul deepsea DG-1 mamberi respon ke deepsea DG-2 untuk menyalakan genset DG-2. Pada hasil percobaan, untuk beban 1600kW genset DG-1 mensupply daya 968kW dan genset DG-2 mensupply daya 632kW. Pada beban 2000kW genset DG-1 mensupply daya 1118kW dan genset DG-2 mensupply daya 882kW dan beban 2400kW genset DG-1 mensupply daya 1207kW dan genset DG-2 mensupply daya 1193kW.



 Jika beban di atas 70% dari kapasitas Genset, maka Genset follower akan hidup dan beban disamakan anatara DG1 dan DG2.  Dari percobaan technical analysis dapat disimpulkan bahwa genset dapat beroperasi normal. Kedua genset dapat beroperasi sampai 70% dari rating genset tersebut atau 1400kW. Pada percobaan sinkronisasi dua genset dengan modul deepsea dapat beroperasi dengan baik. Pada awal pembebannan atau saat beban 62 kW, kedua genset sama - sama mensupply daya, setelah itu modul deepsea mengatur pembagian daya. Karena beban di kisaran 62 kW atau kurang dari daya maksimal yang dapat dihasilkan oleh genset DG-1, maka modul deepsea memutuskan CB untuk genset DG-2. Namun setelah beban dinaikkan smpai 1600 kW, modul deepsea mulai membuka CB untuk DG-2 karena beban lebih besar dari daya maksimal yang dapat dihasilkan genset DG-1. Pada beban 2000 kW dan 2400 kW genset DG-1 dan DG-2 beroperasi paralel.



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Hasil dari perancangan dan analisa yang dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut:  Digunakan 2 Genset berfungsi jika beban yang ada tidak besar, maka hanya Genset 1 (DG1) yang bekerja / On, dan jika ada perbaikan dari salah satu Genset maka Genset yang lain masih bisa back-up beban.  Pada saat PLN mati untuk sementara beban akan di tanggung oleh UPS atau Battrey Charger.  Jika beban dibawah 30% dari kapasitas Genset, maka hanya Genset 1 (DG1) yang back-up.



5.2



Kesimpulan  Untuk grounding pada panel sinkron dua Genset menggunakan Module Deepsea 7510 harus baik karena Module Deepsea ini adalah alat pengendali utama sinkronisasi dari kedua genset. Pada saat terdapat kebocoran arus maka akan dialirkan ke grounding.  Perlu dilakukan pengecekan rutin pada Genset agar bekerja dengan optimal.



DAFTAR PUSTAKA



Manual Operasional Panel Control Genset. PT Sinar Elektrindo Raya: Tangerang Drawing JAATS-002. PT Sinar Elektrindo Raya Sistem Pengoperasian Module Deepsea 7510. PT Sinar Elektrindo Raya PUIL. 2000. Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000). Yayasan PUIL: Jakarta Hidayah Aprilawati. 2007. Perancangan Unit Instalasi Genset. Politeknik Negeri Bandung: Bandung



DSEPOWER SHARING SIMPLICITY (DSE7510)



WITH



http://Gustafparlindungan,blogspot.com/200 9/05/synchronizing-generatorsynchronizing.html http://pembangkit.blogdetik.com/sinkronisas i-generator/ http://westinpower.com/upload/downfiles/kz qen/7510czsc.pdf www.deepseaplc.com