MAKALAH SEMINAR KERJA PRAKTEK PROSES SINKRON GENERATOR PADA PEMBANGKIT di PT. GEO DIPA ENERGI UNIT I DIENG Reza Pahlefi¹, Dr.Ir. Joko Windarto, MT.² ¹Mahasiswa dan ²Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudarto S.H Tembalang, Semarang Abstrak - PT Geo Dipa Energi berdiri pada tanggal 5 Juli 2002. Perusahaan ini merupakan salah satu pengelola panas bumi yang memanfaatkannya sebagai salah satu sumber tenaga pembangkit listrik. Cakupan kegiatan yang dijalaninya mulai dari tahap eksplorasi, eksploitasi lahan penghasil panas bumi, pembangunan sarana pembangkit (Power Plant) hingga menyalurkan hasil olahan panas bumi menjadi energi listrik ke jaringan transmisi listrik interkoneksi Jawa Madura Bali (Jamaba). PT Geo Dipa Energi merupakan perusahaan gabungan antara PT PERTAMINA (Persero) dan PT PLN (Persero), dua BUMN terbesar di Indonesia. Keduanya memiliki kompetensi dan pengalaman yang sudah tidak diragukan lagi dalam bidang usaha masing masing. PT PERTAMINA (Persero) dengan kemampuan dan pengalamannya dalam pengembangan lapangan uap panas bumi bergabung dengan PT PLN (Persero) yang berpengalaman dalam bidang pembangunan dan pengoperasian pembangkit listrik serta berwenang dalam penyaluran dan pendistribusian listrik ke seluruh Indonesia. Kombinasi ini merupakan jaminan dan bukti tingginya kompetensi yang dimiliki PT Geo Dipa Energi dalam menjalankan bisnisnya. Proses sinkron generator pada pembangkit PT. Geo Dipa Energi Unit I Dieng terjadi pada Circuit Breaker Generator dan MCB pada pembangkit. Proses sinkron bertujuan untuk menghubungkan tegangan pada generator dengan tegangan pada bus PLN. Kata Kunci : pembangkitan, pengoperasian, sinkron
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu negara yang mempunyai sumber daya alam yang melimpah, salah satunya minyak bumi yang diolah untuk digunakan sebagai bahan bakar. Namun dengan berkembangnya dunia industri, bahan bakar minyak menjadi dilema, karena kandungan minyak bumi di dunia semakin menipis seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi. Maka dari itu perlu adanya bahan bakar alternatif, yaitu panas bumi. Pemanfaatan energi panas bumi secara umum dibagi menjadi 2 jenis yaitu pemanfaatan tidak langsung dan pemanfaatan langsung. Pemanfaatan tidak langsung yaitu memanfaatkan energi panas bumi untuk pembangkit listrik. Sedangkan pemanfaatan langsung yaitu memanfaatkan secara langsung panas yang terkandung pada fluida panas bumi untuk berbagai keperluan. Fluida panas bumi
bertemperatur tinggi (>225oC) telah lama digunakan di beberapa negara di dunia untuk pembangkit listrik. PT. GEO DIPA ENERGI yang terletak di Dieng merupakan salah satu pembangkit yang memanfaatkan panas bumi sebagai penggerak turbin, kemudian turbin digunakan untuk memutar generator sehingga menghasilkan daya listrik sebesar 60 MW. 1.2 Tujuan a. Untuk mengetahui proses produksi listrik pada Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP) di PT Geo Dipa Energi Unit I Dieng. b. Mengamati secara langsung rancangan
peralatan-peralatan yang digunakan di Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP) di PT Geo Dipa Energi Unit I Dieng.
c. Untuk mengetahui prinsip kerja dari proses sinkron generator di Pembangkit Listrik Panas Bumi (PLTP) di PT Geo Dipa Energi Unit I Dieng.
1.3 Batasan Masalah Pada laporan kerja praktek ini permasalahan hanya dibatasi pada gambaran umum Proses Sinkron pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) di PT Geo Dipa Energi Unit I Dieng dan saat terjadi gangguan.
2.2
Proses Produksi Listrik PLTP Dieng Skema perjalanan uap
Gambar 2.1 Skema perjalanan uap GEODIPA UNIT 1 DIENG
II. Proses Produksi PLTP di PT. Geo Dipa Energi Unit I Dieng 2.1 Prinsip Kerja PLTP Secara Umum Pada dasarnya prinsip kerja PLTP dan PLTU hampir sama yaitu dengan memanfaatkan uap panas untuk memutar turbin. Perut bumi ternyata menyimpan potensi listrik yang sangat besar. Interaksi panas yang dihasilkan magma dan kandungan air diantara lapiran batuan membentuk reservoir uap alami yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin dan membangkitkan listrik dari generator. Dari 50.000 MW potensinya di seluruh dunia, sekitar 40% berada di Indonesia. Tidak berbeda dengan pembangkit listrik lainnya yang bertenaga uap, gas, diesel, pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) menggunakan tekanan uap air untuk menggerakkan turbin. Hanya saja uap air yang dibutuhkan sudah diperoleh langsung dari perut bumi.
Gambar 2.2 Urutan perjalanan uap PLTP Dieng
2.3
Peralatan –peralatan penting di PLTP
2.3.1 Well Pad (sumur produksi) PLTP Dieng memiliki 4 injeksi sumur produksi. Lokasi yang paling jauh adalah well pad 7 yang mempunyai 3 sumur pengeboran. Lokasi yang paling dekat adalah well pad 26 yang mempunyai 2 buah sumur pengeboran. Well pad 9 dan well pad 31 yang berada pada lokasi yang berdekatan. Well pad 9 mempunyai 2 sumur pengeboran, sedangkan well pad 31 mempunyai 1 sumur pengeboran. 2.3.2
Separator
Separator berfungsi untuk memisahkan fluida 2 fasa yang keluar dari sumur produksi menjadi fasa uap dan fasa cair. Konstruksi dari separator berupa
sekat-sekat yang dapat menahan air agar tidak terbawa oleh uap bertekanan tinggi. Hasil dari separator berupa uap yang akan dikirim ke Power Plant sedangkan sisanya berupa brine (air yang banyak mengandung mineral seperti silica) akan dikirim ke balong ( kolam penampungan) untuk dibuang atau diinjeksikan ke dalam bumi lagi melalui sumur injeksi. 2.3.3
Rock Muffler
Rock Muffler merupakan unit proses produksi yang berfungsi meredam suara dan melepas uap untuk menjaga tekanan uap agar tetap stabil yaitu pada nilai 9.8 bar. Fungsi lain dari rock muffler adalah sebagai proteksi bila terjadi kerusakan di power plant yaitu dengan cara membuang uap yang berasal dari well pad ke atmosfer. 2.3.4 Scrubber Scrubber (steam purifier) merupakan unit yang berfungsi sama dengan separator, yaitu memisahkan uap dan air dari separator melalui pipa sebelum masuk turbin. Hasil uap dari separator masih mengandung butiran – butiran air yang kemudian dan dipisahkan lagi melalui Demistor untuk memperoleh uap yang kering. 2.3.5 Main Stop Valve Merupakan unit proses produksi yang terletak pada jalur pipa utama ke turbin sebagai katup utama yang berfungsi untuk membuka dan menutup aliran uap yang akan masuk ke dalam control valve kemudian menuju ke turbin uap 2.3.6 Control Valve dan Stop Valve Setelah keluar dari Main Stop Valve, maka uap kering dengan tekanan 9.8 bar akan melalui Control Valve (CV) yang masing-masing ada 2 (CV 1 dan CV2) dan Stop Valve (SV) yang jumlahnya masingmasing 2 (SV 1 dan SV 2). Karena uap tersebut akan dialirkan menuju pipa yang
mana kedua ujungnya akan berhubungan langsung denga turbin uap. 2.3.7 Turbin Uap Turbin merupakan mesin penggerak, dimana blade diputar dengan menggunakan fluida kerja. Turbin uap dioperasikan dengan menggunakan uap panas lanjut. Dimana turbin mempnyai daya maksimal dalam beroperasi, dengan demikian suplai uap turbin dipengaruhi oleh: diameter roda turbin, jumlah tingkat panjang sudu, dan penampang bagianbagian yang menghantar uap. 2.3.8 Generator Sinkron Generator berfungsi sebagai alat pembangkit listrik dengan menggunakan tenaga putaran yang diperoleh dari turbin uap. 2.3.9 Transformator Transformator adalah peralatan listrik yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan. Pada PLTP Dieng terdapat 5 buah transformator dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Autotransformator 150 kV/ 15 kV dan 15 kV/150 kV 2. Transformator Step Down 15 kV/ 6 kV 3. Transformator Step Down 15 kV/ 380 V sebanyak 2 buah 4. Transformator Step Down 6 kV/ 250 V 2.3.10 Condensor Condensor adalah suatu alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap keluaran dari turbin dengan temperature sekitar 33o C dan kondisi tekanan udara vakum. 2.3.11 Ejector Ejector merupakan salah satu bagian terpenting dari Power Plant. Ejector berfungsi untuk mengkondisikan Main Condensor agar dalam kondisi vacum sehingga mempermudah proses kondensasi uap dari turbin.
2.2.12 Intercondensor Aftercooler E103
E164
dan
Kedua alat ini mempunyai fungsi dan sistem kerja yang sama. Keduanya berfungsi membantu pengkondensian uap dan NCG. Uap berasal dari sebagian uap panas yang tidak masuk ke turbin 2.2..13 Hotwell Pump Pompa ini penggunaannya sangat vital pada Power Plant. Pompa ini berhubungan langsung dengan Main Condenser yaitu untuk mengalirkan kondensat dengan suhu 33o C untuk menjaga agar Main Condenser tetap vakum 2.3.14 Cooling Tower Cooling Tower merupakan unit proses produksi yang berfungsi sebagai pendingin dari hasil kondensasi yang berasal dari condenser. Selain itu, colling tower juga berfungsi sebagai unit pembuangan akhir yang berupa uap atau gas 2.3.15
Well Injection Pad
Well Injection Pad merupakan sumur yang berfungsi menginjeksikan cairan ke dalam tanah yang berasal dari sisa hasil pemisahan produksi uap di PLTP. 2.4 Kemampuan Unit PLTP Dieng PLTP GEO DIPA ENERGY DIENG Unit 1 mempunyai beberapa unit sumur produksi yang digunakan untuk menghasilkan uap. Dari uap alami itu akan mampu menghasilkan dya listrik total sebesar 60 MW, tapi berhubungan kualitas uap yang ada di Dieng kurang bagus karena lebih banyak mengandung air daripada uapkeringnya maka setelah dikirim ke Unit Pmbangkitan 1 maka akan menghasilkan daya sebesar ± 30 MW atau hampir setengah dari kapasitas total
pembangkit. Sedangkan penggunaan listrik untuk perusahaan sebesar 2-4 MW, sehingga sisanya akan didistribusikan ke costumer melalui PJB di Ungaran. III.
Proses Sinkron Generator Pada PLTP di PT. Geo Dipa Unit I Dieng 3.1 Tujuan Sinkron pada Pembangkit Sinkronisasi adalah suatu cara untuk menghubungkan dua sumber atau beban Arus Bolak-Balik (AC). Tujuan dilakukannya sinkron pada pembangkit di PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng adalah untuk menghubungkan bus 15 KV keluaran generator pada Pembangkit dengan bus pada jaringan 150 KV milik PLN saat pembangkit mulai start up.
3.2 Syarat-syarat pembangkit
Sinkron
pada
Pada pembangkit tenaga panas bumi ini pastinya generator akan diparalelkan agar bisa dihubungkan. Dan syarat yang harus dipenuhi agar terjadi sinkron adalah sebagai berikut: 1. 2. 3. 4.
Mempunyai tegangan kerja yang sama Mempunyai frekuensi yang sama Mempunyai urutan fasa yang sama Mempunyai sudut fasa yang sama
Pada proses sinkron di PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng ini diperlukan syarat lain yang harus dipenuhi selain syarat diatas karena berhubungan dengan peralatan lain di pembangkit, syarat tersebut adalah: 1. Harus mendapat suplai tegangan dari jaringan 150 KV dari PLN untuk menyuplai generator saat mulai start up. 2. Putaran turbin pembangkit berada pada kisaran 3000 rpm dan dijaga konstan. 3. Breaker exciter dalam kondisi close. 4. Governoor valve dibuka minimal 20% agar mudah dalam pengoperasian. 5. Tekanan Uap dijaga pada 9,8 bar.
3.3 Jenis Sinkronisasi sinkronisasi adalah proses untuk menyamakan tegangan, frekuensi, sudut phase dan sequence phase antara 2 sumber daya AC. Maka berdasarkan arah atau susunan peralatan pada sistem tenaga listrik, sinkronisasi dibagi menjadi 2 jenis, yaitu: 1. Forward Synchronization (sinkronisasi maju), yaitu proses sinkronisasi generator kedalam sistem atau busbar.
Gambar 2.3Proses sinkronisasi maju 2. reverse Synchronization atau backward synchronization (sinkronisasi terbalik),
Gambar 2.4 Proses sinkronisasi terbalik 3.4 Urutan Proses Sinkron Pada pelaksanaan proses sinkron pada pembangkit di PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng dibagi menjadi dua tempat, yaitu: 1. Sinkron di Circuit Breaker Generator 2. Sinkron di Main Circuit Breaker (MCB)
Sinkron di Circuit Breaker Generator terjadi pada keluaran Generator 15 KV dengan line Jaringan 15 KV Pembangkit. Proses sinkron ini terjadi saat akan memulai Start up pada Pembangkit. Sedangkan sinkron di Main Circuit Breaker (MCB), proses sinkron terjadi disambungan pada line Pembangkit dengan Jaringan 150 KV. Biasanya proses sinkron ini terjadi bila ada gangguan pada Pembangkit. 3.4.1 Sinkron di Circuit Breaker Generator Keadaan ini terjadi pada saat pembangkit akan memulai kinerjanya atau Start up. pembangkit mendapat pasokan listrik dari PLN melalui saluran 150 KV yang akan diturunkan oleh trafo step down menjadi 15 KV. Tegangan 15 KV tersebut digunakan untuk menyuplai Generator 15 KV dan memasok daya pada peralatan. Pada proses ini generator keadaan off (CB pada Generator akan membuka dan MCB pada saluran 150 KV menutup). 3.4.2 Sinkron di Main Circuit Breaker (MCB) Keadaan ini terjadi pada saat pembangkit mengalami gangguan yakni MCB pada line pembangkit dengan line PLN terbuka. House Load terjadi saat pembangkit masih beroperasi normal tiba-tiba ada gangguan yang terdapat di jaringan PLN yang mengakibatkan putusnya pasokan listrik 150 KV dari PLN mengakibatkan tidak normalnya proses pembangkitan, dan pembangkit tidak lagi sinkron sehingga generator bekerja hanya menyuplai peralatan di pembangkit (House Load). 3.5 Prosedur sinkronisasi Untuk menghubungkan tegangan dan frekuensi keluaran dari generator pada proses Sinkron Circuit Breaker Generator dan proses Sinkron Main Circuit Breaker Generator digunakan dua cara, antara lain: auto synchron dan manual synchron.
a. Manual synchron karena membutuhkan ketelitian dan kejelian dari operator untuk menyamakan tegangan dan frekuensi output generator dengan tegangan dan frekuensi output pada bus. b. Auto synchron Auto synchron merupakan cara paling praktis dalam proses sinkron pada pembangkit karena hanya membutuhkan alat Automatic Synchronizer yang berfungsi menyamakan tegangan dan frekuensi keluaran generator dengan tegangan dan frekuensi keluaran bus PLN agar dapat terhubung. 3.6 Akibat yang terjadi jika syarat sinkron tidak terpenuhi a. Apabila nilai tegangan keluaran pada Pembangkit lebih rendah dari tegangan pada bus PLN, pada jaringan tersebut akan mengalami reserve power. b. Jika frekuensi tidak sama maka akan terjadi trip sampai kerusakan pada generator dan pembangkit.
3.7 Faktor-faktor pengaruh terhadap pembangkitan di PLTP Dieng 1. Faktor alam Faktor alam di lokasi PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng sangat bergantung pada kondisi alam dataran tinggi Dieng. Karena kondisi uap di area dieng ini 60% air, 40% uap sehingga mengganggu jalannya proses pembangkitan di PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng 2. Faktor peralatan Faktor lapangan di lokasi PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng berupa kerusakan pada peralatan pembangkit seperti pada pompa. 3. Overhaul
Di PT.Geo Dipa Energi Unit I Dieng Overhaul dilakukan setiap 1 tahun sekali. Pada proses ini seluruh aktifitas pembangkitan di Power Plant berhenti, sehingga pembangkit tidak menghasilkan energi untuk dikirim ke jaringan distribusi Jawa-Bali. IV. PENUTUP Kesimpulan 1. Proses sinkron pada pembangkit di PT. Geo Dipa Energi Unit I Dieng dibagi menjadi dua tempat, yaitu : a. Sinkron di Circuit Breaker Generator b. Sinkron di Main Circuit Breaker (MCB) 2. Sinkron di Circuit Breaker Generator terjadi saat pembangkit mulai beroperasi (start up). Dan proses ini menyambungkan line pembangkit dengan line pada bus. Sedangkan Sinkron di Main Circuit Breaker (MCB) Terjadi saat ada gangguan (houseload). Proses ini sama-sama menyambung line pembangkit dengan line pada bus, hanya saja saat houseload pembangkit masih beroperasi. 3. Cara untuk sinkron pada pemangkit ada 2 cara, yaitu : Auto synchron, Manual synchron. Yang digunakan di PT. Geo Dipa Energi Unit I Dieng yaitu Auto synchron karena lebih efektif dan efisien dari pada Manual synchron. 4. Faktor-faktor pengaruh terhadap pembangkitan di PLTP ada 3 hal yaitu: a. Faktor alam b. Faktor Peralatan c. OverHaul
Saran 1. Dalam proses sinkron generator ini sebaiknya digunakan proses Auto synchron karena lebih efisien dalam pengoperasiannya dibanding manual synchron. 2. Diperlukan ketelitian dalam menentukan penguatan generator (eksitasi) karena tidak stabilnya uap panas yang mengalir ke turbin yang berimbas pada daya yang dikirim dari pembangkit.
DAFTAR PUSTAKA [1] Kiewit/Holt Indonesia LLC.Dieng Geothermal Project. Data Book. Himpunan California Energi,LTD [2] http://www.geodipa.co.id [3] http://www.powergrounding.blogspot.com/2009/11/prot eksi-generator.html
BIODATA PENULIS Reza Pahlefi (L2F607046) adalah seorang pria kelahiran Semarang, 3 Mei 1989. Telah menempuh pendidikan SD, SLTP,dan SMA di Semarang. Saat ini penulis sedang menyelesaikan studi di S1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang.
Semarang, Juli 2011 Mengetahui dan Mengesahkan, Dosen Pembimbing
Dr.Ir.JOKO WINDARTO, MT NIP. 196405261989031002
