BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Histori Kejadian Pada tanggal 23 Februari 2016, Jam 23.30 WIB Saat Operasi Normal dengan beban Full load 330 MW, tanpa ada indikasi apapun generator menjadi trip dan muncul alarm trip Relay Stator Earth Fault (64 S) pada panel proteksi generator A&B, Sehingga Generator Lepas sinkron dari jaring-jaring listrik.

3.2 Gambaran Umum Stator Winding merupakan bagian yang terdapat inti generator dan satu kesatuan dengan stator generator, letak permasalahan yang terjadi terdapat di area yang sudah ditandai dengan lingkaran merah.

Gambar 3.1 Generator Layout

Gambar 3.2 Stator-Winding Generator

32 http://digilib.mercubuana.ac.id/

33

Stator Winding umumnya terbuat dari besi tuang yang berbentuk silinder. Bagian belakang dari sini biasanya memiliki sirip-sirip sebagai alat bantu dalam proses pendinginan. Rotor merupakan bagian yang berputar dan menghasilkan medan magnet. Sementara stator merupakan bagian yang tidak bergerak dan menerima induksi elektromagnetis dari rotor sehingga menghasilkan tegangan yang kemudian disalurkan oleh sistem transmisi pada jaringan tenaga listrik

3.3 Rating Parameter Generator

Tabel 3.1 Rating Generator Type Rated speed Active power Power factor Apparent power Rated voltage Voltage variation Rated current Number of poles Frequency Excitation current Insulation class Water temperature at inlet of H2 Cooler Cooling of magnetic core Cooling of stator winding Cooling of rotor winding Cooling of high voltage terminals Deionized water temperature

255-460 3000r/min 330MW 0.85 388.2MVA 24k ±5% 9339A 2 50Hz 2495A F （Limited to class B） ≤38 ℃ H2 H2O H2 H2O 46

Rating generator diatas adalah untuk mempermudah dalam meteode penelitian yang dilakukan literature dari referensi-referensi manual book generator

http://digilib.mercubuana.ac.id/

34

3.4 Alur Pendekatan Masalah Proses dilakukan dengan pendekatan permasalahan.

Gambar 3.3 Flow Chart Pendekatan Masalah


35

3.5 Permasalahan Permasalahan

: Gangguan Stator Generator Unit #1

Dasar Inputan

: PLO (Pareto Loss Output)

RBD ID

: R-NN10MKA00

Lokasi & Waktu : PLTU Indramayu / Selasa, 23 Februari 2016 ; 23:57:51WIB Dampak

: Unit #1 Shutdown

Dokumentasi kerusakan :

Gambar 3.4 Kerusakan Stator Winding

3.6 Tindakan Observasi Tabel 3.2 Tindakan Observasi No Tanggal Observasi 1

24 Februari 2016

Tindakan Observasi a) Pemeriksaan status panel GT proteksi,dilanjutkan reset alarm. Setelah reset ,tidak ada alarm. b) Pemeriksaan AVR, meliputi : 

Pemeriksaan Fan, hasil fan normal.



Pemeriksaan Limit switch, ditemukan koneksi kendor, dilanjutkan dengan pengencangan terminasi.



Reset alarm.

c) Insulation test generator (3 phase-ground-guard) menggunakan insulation tester Fluke inject tegangan 2500 VDC, dengan hasil 35 KΩ (standard manual book 52 MΩ).


36

d) Cleaning PT, CT, Carbon Brush, NGR, Titik Bintang dan Outgoing generator (hasil bersih). e) Melakukan Insulation test generator (3 phaseground-guard) setelah di cleaning menggunakan insulation tester Fluke inject tegangan 2500 VDC, dengan hasil 36 KΩ (standard manual book 52 MΩ) 2

25 Februari 2016

a) Membuka connection flexible joint outgoing generator ke main trafo dan membuka titik bintang. a) Pengecheckan PT dan CT primer-skunder . b) Melakukan insulation test pada terminasi ke main trafo (hasil test baik). c) Melakukan insulation test pada terminasi ke stator generator,didapati pada phase S nilai insulation test dibawah standard (36 KΩ).

3

1 Maret 2016

a) Buka manhole generator leakage detector, guna melakukan investigasi dan identifikasi area end winding, didapati beberapa temuan diantaranya : 

Ditemukan minyak pada area end winding.



Ditemukan Beberapa baut support winding terlepas, dan teflon fasa V (S) terlepas.



Winding fasa V (S) terlihat basah akibat minyak.



Bau yang menyengat seperti ada yang terbakar.



Ditemukan

gumpalan

seperti

aspal

(kemungkinan resin) pada manhole. 

Ditemukan bercak hitam yang sama seperti gumpalan pada manhole (foto terlampir).

b) Cleaning area end winding, dan pemasangan kembali

baut

yang

terlepas,

kemudian

dikencangkan. c) Kembali melakukan insulation test, namun hasil test masih tidak sesuai dengan standard.


37

3

2 Maret 2016

a) Heating area end winding dengan menggunakan 2 lampu sorot 1500 Watt, dan 2 lampu sorot 1000 W. b) Melakukan

Insulation

test

Generator

Menggunakan Megger MIT 520/2 sertifikat 17 November 2015, Hasil Tes menunjukkan Fasa V (S) memiliki nilai terendah (30 kΩ) dengan PI 0.98 (hasil terlampir) , dari hasil disimpulkan suspect gangguan pada fasa V (S). 4

4 Maret 2016

a) Identifikasi

gangguan

generator

unit

#1,

Melakukan test tahanan belitan dan tahanan isolasi dengan expert dari PT Sulzer, dengan hasil sebagai berikut : 

Hasil test tahanan belitan menunjukkan belitan generator tidak ada yang putus .



Hasil test tahanan isolasi hanya sampai fasa V(S),

dikarenakan

alat

test

mengalami

kerusakan, hasil menunjukkan kecenderungan yang sama dengan pengukuran yang dilakukan oleh tim listrik UBJOM Indramayu. 

Berdasarkan hasil tersebut, expert PT Sulzer memberikan rekomendasi untuk melakukan pull out rotor untuk mengetahui gangguan sebenarnya.

5

6-7 Maret 2016

a) Usaha

pengeringan

winding

stator,

dengan

melakukan Drain water cooler stator, dilanjut heating dan Pengukuran Insulation Test pada winding generator. b) Dipastikan adanya kemungkinan short (ground fault) fasa S pada insulation box, dilakukan permintaan untuk mendatangkan expert generator dari Beijing Beizhong, Cina.


38

6

8 Maret 2016

a) Persiapan tool pull out generator b) Pelepasan exciter oleh team electric UBJOM Indramayu.

7

10-15 Maret 2016

a) Disassembly generator. b) Dilakukan pull out rotor oleh team Electric UBJOM Indramayu. c) Inspeksi stator winding generator yang dilakukan Team Beijing Beizhong, Cina dan Alstom. d) Pengamanan stator winding dan rotor generator (isolation dan heating).

5

16 Maret 2016

a) Inspection line stator cooling oleh team Beijing Beizhong, Cina, diantaranya :  Pengecheckan Filter Stator cooling oleh team Beijing Beizhong, Cina dan didapati filter kotor dan terdapat endapan dari karet packing (foto terlampir).  Pengecheckan Tank Stator Cooling oleh team Beijing Beizhong, Cina dan didapati adanya endapan yang sama dengan yang ada di filter.  Pengambilan data dari logsheet operator terkait dengan kenaikan temperatur winding stator b) Blowing air tersisa dari line cooling stator, dipertimbangkan

kemungkinan

hipot test.


dilakukannya

39

3.7 Investigasi Masalah

Gambar 3.5 Letak Fasa S Stator Winding Fault

Pemasalahan yang terdapat pada stator winding generator adalah kerusakan isolasi pada cubicle outgoing generator, cubicle yang rusak mengakibatkan proteksi generator bekerja, proteksi yang bekerja saat terjadi trip generator adalah stator earth fault, penyebab proteksi terjadi karena resin ( Isolasi Cubicle ) meleleh dan menyentuh body generator, sehingga terjadi induksi tegangan yang menuju ke bumi, atau pembumian.

Alarm Trip 64S ( Stator Earth Fault)

Gambar 3.6 Alarm Trip Generator Resin tersebut meleleh akibat dampak over heating (panas berlebih) yang terjadi pada generator, banyak faktor yang meyebabkan generator menjadi sangat panas, dalah satunya adalah cooling itu sendiri.


40

Gambar 3.7 Kerusakan Stator Winding Fasa S Insulation Box

Gambar 3.8 Lelehan resin generator Dampak yang terjadi jika cooling mengalami ganguan, maka over heating pasti terjadi, secara cepat menyebabkan peralatan tersebut fail atau trip, semakin tinggi panas pada generator, batasan suhu temperature yang dizinkan adalah <65°C Tabel 3.3 Cooling Generator Stator core

≤ 100 ° C

Coper shield

≤ 115 ° C

Between stator winding

≤ 90 ° C

Outlet water of stator winding

≤ 65 ° C


41

Outlet water of stator Lead

≤ 65 ° C

Cold hydrogen

≤ 46 ° C

Hot hydrogen

≤ 67 ° C

Gambar 3.9 Endapan packing karet di cooler generator

Endapan yang terjadi merupakan packing seal, berupa rubber atau karet pada sistem cooling generator, yang menuju cooler generator, salah satu material asing atau fouling yang berhasil menyebabkan kegagalan peralatan pendingin, untuk stator winding generator.


42

3.8 Kemungkinan Penyebab Ganguan Hal-hal yang mungkin menjadi penyebab terjadinya kerusakan pada isolation winding stator generator, antara lain : 1. Kualitas isolation winding stator generator 

Material isolation yang tidak sesuai dengan standard (material existing menggunakan standar china)



Adanya kontaminan yang merusak / mengurangi daya isolasi

2. Over temperatur winding stator generator 

Dikarenakan adanya over current dan over voltage,yang disebabkan oleh perubahansetting / kerusakan pada modul AVR



Dikarenakan kegagalan cooling, yang disebabkan oleh : 

Menurunnya performa pompa cooling stator winding



Filter kotor, yang menyebabkan flow cooling menurun



Adanya plugging / penyumbatan pada saluran cooling stator winding



Adanya kebocoran pada saluran cooling stator winding



Temperature inlet cooling water terlalu panas

Dari hasil record operator seperti terlihat pada gambar diatas, dapat diketahui bahwa temperatur naik secara tiba-tiba pada saat terjadinya gangguan


43

3. Partial Discharge  Partial discharge internal atau internal discharge terjadi jika terdapat void di dalam isolasi, Void ini timbul karena proses yang tidak sempurna pada proses manufaktur. Peluahan akan terjadi pada void tersebut dan secara perlahan-lahan menimbulkan pohon elektris yang pada akhirnya menyebabkan kegagalan 

Partial discharge pada bagian permukaan atau surface discharge terjadi jika terdapat kontaminan pada permukaan isolasi seperti garam, debu, oli maka akan terjadi peningkatan aliran listrik pada permukaan isolasi. Jika terjadi surfacedischarge maka pada permukaan isolasi akan terjadi proses karbonisasi berbentuk warna hitam atau hotspot akibat panas yang ditimbulkan oleh peluahan, yang dalam periode tertentu dapat membentuk pohon elektris pada permukaan isolasi. Dalam jangka waktu tertentu, karbonisasi akibat peluahan akan meluas dan membesar ke arah dalam sehingga terjadi ground fault pada stator.

 Partial discharge pada belitan akhir atau endwinding discharge terjadi karena adanya kontaminasi debu atau oli yang bersifat konduktif pada permukaan isolasi di daerah tersebut  Partial discharge pada bagian celah stator atau slot discharge Hal ini biasanya disebabkan oleh vibrasi yang dapat merusak isolasi celah stator. Pola PD yang dihasilkan berbentuk asimetris dengan nilai magnitudo pada siklus negatif lebih besar dari siklus positif.  Eksternal discharge, partial discharge pada belitan akhir stator atau end winding discharge


44

terjadi karena adanya kontaminasi permukaan, penuaan generator, atau desain yang tidak sesuai dengan standard internasional.  Partial discharge internal Pada umumnya, pola yang terbentuk menyerupai dua pola segitiga yang simetris di siklus tegangan positif dan negative. Titik puncak dua segitiga yang simetris tersebut terletak pada sudut fasa 30⁰ di siklus positif dan 210⁰ di siklus negatif. Jika dilakukan inspeksi visual atau pada saat dilakukan pembersihan belitan stator akan terlihat kerusakan pada pita terluar lapisan belitan stator Dari hasil pengujian Partial Discharge terakhir dapat disimpulkan bahwa Generator Unit 1 tidak ada indikasi adanya Partial Discharge

4. Vibrasi  Mechanical looseness Yang menyebabkan kerenggangan pada rotor bar atau gulungan rotor maupun stator  Resonansi Frekuensi mesin yang sama besar dengan putaran mesin, maka vibrasi akan menjadi tinggi  Clearance Kelonggaran clearance (over clearance) wedges mempunyai karakter penampilan vibrasi yang khusus yaitu ketika dilakukan analisa spectrum akan muncul pada 1 x rpm serta harmonicyang tinggi.  Vibrasi elektrik, yang disebabkan oleh ketidakmerataan gaya medan magnet yang bekerja pada rotor atau stator


45

3.9 Teknik Pengumpulan Data 1. Studi Literatur Pengamatan dan pencatatan secara sistematis terhadap gejala yang tampak pada objek penelitian dan pengamatan ditempat terjadi atau berlangsunya peristiwa, dengan adanya cara ini maka pendekatan permasalahan menjadi optimal dan tepat untuk kerusakan stator winding generator berupa FMEA,RCFA dan parameter Operasi lainya

2. Studi Kasus Melakukan pencarian data dan pencatatan masalah pada kasus yang serupa, yaitu kerusakan yang disebabkan oleh over heating, pada peralatan mesin yang berputar yang memakai sitem pendinginan dengan water cooling

3. Wawancara Wawancara dilakukan untuk pengumpulan data melalui interaksi verbal secara langsung untuk mencari tahu kronologi kerusakan, penyebab dan dampak terjadi akibat kerusakan stator winding generator. Wawancara dilakukan terhadapan bidang terkait seperti bidang opearasi dan bidang pemeliharaaan

3.10

Metode 5 WHY Metode 5 WHY adalah metode untuk mengeksplorasi penyebab / efek hubungan yang mendasari masalah tertentu. Tujuan penerapan metode ini adalah untuk menemukan akar penyebab masalah. Contoh berikut menunjukkan proses dasar: Mobil saya tidak bisa di starter. (Masalah) 

Kenapa? – Baterai sudah mati. (Pertama mengapa)



Kenapa? – Alternator ini tidak berfungsi. (Kedua mengapa)


46



Kenapa? – Sabuk Alternator telah rusak. (Ketiga mengapa)



Kenapa? – Sabuk alternator tidak pernah diganti. (Keempat mengapa)



Kenapa? – Mobil tidak diservis secara berkala sesuai jadwal yang seharusnya. (Kelima mengapa, akar penyebab)

Aku akan mulai melakukan servis berkala sesuai jadwal yang direkomendasikan. (Solusi). Pertanyaan mengapa, dapat dilanjutkan hingga enam, tujuh, atau bahkan lebih dari itu, sehingga ditemukan akar masalah yang sesungguhnya. Dapat pula hanya sampai tiga atau empat WHY, namun umumnya pada level ini belum ditemukan akar masalah yang sesungguhnya. Pada kasus stator winding cara mencari penyebab kerusakan dan analisis bisa dilakukan dengan metode ini

3.11

Metode RCFA RCFA adalah metode pemecahan masalah menggunakan cara step by step

dalam mengungkap penyebab dasar dari suatu kegagalan atau kerusakan. Metode RCFA bersifat reaktif karena hanya bisa dilakukan ketika suatu system atau peralatan sudah mengalami kerusakan. Root Cause dibagi tiga : 1. Fisik

Komponen atau material yang mengalami kerusakan atau kegagalan 2. Human

Tindakan atau keputusan seseorang yang mengarah ke peristiwa kerusakan atau kegagalan fisik 3. Latent

Alasan mengapa tindakan atau keputusan yang dibuat seseorang menyebabkan kerusakan atau kegagalan.


47

3.12 Analisa Pendekatan Masalah Dengan Fish Bone (RCFA)

Gambar 3.10 RCFA Stator Winding Generator


48


49


BAB III METODE PENELITIAN

Recommend Documents