Prinsip Kerja Generator sinkron

Prinsip Kerja Generator sinkron 17:01 HaGe 3Komentar Setelah kita membahas di sini mengenai konstruksi dari suatu generator sinkron, maka artikel kali ini akan membahas mengenai prinsip kerja dari suatu generator sinkron. Yang akan menjadi kerangka bahasan kali ini adalah pengoperasian generator sinkron dalam kondisi berbeban, tanpa beban, menentukan reaktansi dan resistansi dengan melakukan percobaan tanpa beban (beban nol), percobaan hubung-singkat dan percobaan resistansi jangkar. Seperti telah dijelaskan pada artikel-artikel sebelumnya, bahwa kecepatan rotor dan frekuensi dari tegangan yang dibangkitkan oleh suatu generator sinkron berbanding lurus. Gambar 1 akan memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a’. Untuk dapat lebih mudah memahami, silahkan lihat animasi prinsip kerja generator, di sini.

Gambar 1. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub. Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya terdiri dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz). Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f = 60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan:

Untuk generator sinkron tiga fasa, harus ada tiga belitan yang masing-masing terpisah sebesar 120 derajat listrik dalam ruang sekitar keliling celah udara seperti diperlihatkan pada kumparan a – a’, b – b’ dan c – c’ pada gambar 2. Masing-masing lilitan akan menghasilkan gelombang Fluksi sinus satu dengan lainnya berbeda 120 derajat listrik. Dalam keadaan seimbang besarnya fluksi sesaat : ΦA = Φm. Sin ωt

ΦB = Φm. Sin ( ωt – 120° ) ΦC = Φm. Sin ( ωt – 240° )

Gambar 2. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub Besarnya fluks resultan adalah jumlah vektor ketiga fluks tersebut adalah: ΦT = ΦA +ΦB + ΦC, yang merupakan fungsi tempat (Φ) dan waktu (t), maka besar- besarnya fluks total adalah: ΦT = Φm.Sin ωt + Φm.Sin(ωt – 120°) + Φm. Sin(ωt– 240°). Cos (φ – 240°) Dengan memakai transformasi trigonometri dari : Sin α . Cos β = ½.Sin (α + β) + ½ Sin (α + β ), maka dari persamaan diatas diperoleh : ΦT = ½.Φm. Sin (ωt +φ )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) + ½.Φm. Sin ( ωt + φ – 240° )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) +½.Φm. Sin (ωt + φ – 480°) Dari persamaan diatas, bila diuraikan maka suku kesatu, ketiga, dan kelima akan silang menghilangkan. Dengan demikian dari persamaan akan didapat fluksi total sebesar, ΦT = ¾ Φm. Sin ( ωt - Φ ) Weber . Jadi medan resultan merupakan medan putar dengan modulus 3/2 Φ dengan sudut putar sebesar ω. Maka besarnya tegangan masing-masing fasa adalah : E maks = Bm. ℓ. ω r Volt dimana : Bm = Kerapatan Fluks maksimum kumparan medan rotor (Tesla) ℓ = Panjang masing-masing lilitan dalam medan magnetik (Weber) ω = Kecepatan sudut dari rotor (rad/s) r = Radius dari jangkar (meter) anda dapat juga membaca artikel yang terkait dengan bahasan kali ini, di: - elektromekanis dalam sistem tenaga-1, di sini. - elektromekanis dalam sistem tenaga-2, di sini.

Generator Tanpa Beban Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar: Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar 3b.

Gambar 3a dan 3b. Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Generator Tanpa Beban

Generator Berbeban Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubahubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada: • Resistansi jangkar Ra • Reaktansi bocor jangkar Xl • Reaksi Jangkar Xa a. Resistansi Jangkar Resistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan jatuh/fasa) dan I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar. b. Reaktansi Bocor Jangkar Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor. c. Reaksi Jangkar Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar :

Interaksi antara kedua fluksi ini disebut sebagai reaksi jangkar, seperti diperlihatkan pada Gambar 4. yang mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbeda-beda.

Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar. Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif) sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus terhadap ΦF. Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif , sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF dengan sudut (90 -θ). Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperkuat ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan. Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperlemah ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan. Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron Xs. Vektor diagram untuk beban yang bersifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif diperlihatkan pada Gambar 5a, 5b dan 5c.

Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator Berdasarkan gambar diatas, maka bisa ditentukan besarnya tegangan jatuh yang terjadi, yaitu : Total Tegangan Jatuh pada Beban: = I.Ra + j (I.Xa + I.XL) = I {Ra + j (Xs + XL)} = I {Ra + j (Xs)} = I.Zs Menentukan Resistansi dan Reaktansi Untuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus dilakukan percobaan (test). Ada tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu: • Test Tanpa beban ( Beban Nol ) • Test Hubung Singkat. • Test Resistansi Jangkar. Test Tanpa Beban Test Tanpa Beban dilakukan pada kecepatan Sinkron dengan rangkaian jangkar terbuka (tanpa beban) seperti diperlihatkan pada Gambar 6. Percobaan dilakukan dengan cara mengatur arus medan (If) dari nol sampai rating tegangan output terminal tercapai.

Gambar 6. Rangkaian Test Generator Tanpa Beban. Test Hubung Singkat

Untuk melakukan test ini terminal generator dihubung singkat, dan dengan Ampermeter diletakkan diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut (Gambar 7). Arus medan dinaikkan secara bertahap sampai diperoleh arus jangkar maksimum. Selama proses test arus If dan arus hubung singkat Ihs dicatat.

Gambar 7. Rangkaian Test Generator di Hubung Singkat. Dari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kurva karakteristik seperti diperlihatkan pada gambar 8.

Gambar 8. Kurva Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Generator. Impedansi Sinkron dicari berdasarkan hasil test, adalah:

, If = konstatn Test Resistansi Jangkar Dengan rangkaian medan terbuka, resistansi DC diukur antara dua terminal output sehingga dua fasa terhubung secara seri, Gambar 9. Resistansi per fasa adalah setengahnya dari yang diukur.

Gambar 9. Pengukuran Resistansi DC.

Dalam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai resistansi AC efektif , eff R . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar jangkar, dan konstruksi kumparan. Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6 . Bila nilai Ra telah diketahui, nilai Xs bisa ditentukan berdasarkan persamaan:

Recent Posts Pengenalan Basis Data February 23rd, 2012 in Uncategorized by Rohandi Latif Basis data merupakan kumpulan data yang terkait secara logis, dapat diakses banyak pihak, dan dirancang untuk memenuhi kebutuhan informasi. Contoh sederhana basis data misalnya kontak pada handphone. Di sana terdapat nomor dan nama kontak yang tersimpan terpisah. Nomor sendiri, nama sendiri. Ini bertujuan agar memudahkan aplikasi untuk menghubungkan suatu data dengan data yang lain. Penggunaan basis data misalnya :     

penyimpanan nomor kontak di ponsel pengelolaan katalog dan sirkulasi buku sistem informasi penjualan reservasi layanan hotel dan lain-lain

Sistem yang berkaitan dengan basis data yaitu DBMS (Database Management System), sebuah software yang mengelola data sehingga pengguna dapat membuat, menambah, mengelola, dan mengatur akses terhadap data.

Aplikasi berfungsi untuk berhubungan langsung dengan pengguna, contohnya yaitu Facebook. RDBMS (Relational Database Management System) sebagai perantara antara aplikasi dengan database yang ada. Contoh RDBMS misalnya MySQL, Ms.Access, Oracle, Postgre. Komponen-komponen basis data :     

Hardware Software Data Procedure People

Basis data relasional merupakan sebuah basis data yang tabel-tabelnya terhubung dengan suatu model tertentu untuk menghasilkan informasi relevan yang dibutuhkan pengguna. Karakteristik :       

tidak ada nama tabel yang sama setiap sel untuk satu nilai data setiap kolom tidak boleh sama dalam satu tabel nilai dalam satu kolom harus setipe urutan kolom tidak penting minimasi duplikasi record urutan record dalam penyimpanan tidak harus dipertimbangkan

No Comments

Generator DC November 6th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif 

Generator : mesin listrik yang digunakan untuk mengubah tenaga mekanis menjadi listrik.

 

Contoh tenaga mekanis : uap, potensial air, motor diesel, motor bensin. AC maupun DC tergantung dari konstruksi generator dan sistem pengambilan arusnya.



Prinsip generator berkaitan dengan percobaan Faraday :

1. Adanya fluks magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet. 2. Adanya kawat penghantar listrik yang merupakan tempat terbentuknya GGL induksi. 3. Adanya gerakan relatif antara fluks magnet dengan kawat penghantar listrik. 

Nilai GGl induksi yang dibangkitkan :



Kaidah tangan kanan :



Kutub magnet yang digunakan untuk generator DC didapat dari magnet tetap maupun magnet buatan. Prinsip pembentukan kutub magnet buatan tidak lepas dari penemuan Oersted. Dia mengatakan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet.

 



Kemudian dilengkapi oleh Maxwell bahwa arus listrik mengalir dalam kawat arahnya menjauhi kita (maju), maka medan magnet yang terbentuk di sekitar kawat arahnya searah jarum jam, dan sebaliknya.



Susunan generator DC :



Berikut adalah grafik putaran 360o generator DC :

 

Komutator : cincin berbahan konduktor yang dibelah oleh isolator menjadi dua bagian. Komutator berfungsi mengumpulkan arus menggantikan dua cincin geser pada generator AC.



Berdasarkan sumber arus kemagnetan bagi kutub magnet buatan, generator DC dapat dibedakan menjadi :

1. Generator penguat terpisah  

Arus kemagnetan diperoleh dari sumber listrik searah di luar generator. Besar kecilnya arus kemagnetan tidak terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun tegangan generator.

2. Generator penguat sendiri    

Arus kemagnetan diperoleh dari dalam generator itu sendiri. Arus kemagnetannya terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun tegangan generator. Pengaruh nilai tegangan dan arus generator terhadap arus penguat ditentukan oleh rangkaian lilitan penguat magnet dengan lilitan jangkar. Berdasarkan lilitan penguat, generator ini dibedakan menjadi :

- generator shunt - generator seri - generator kompon (campuran)

No Comments

Transformator October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif Induksi Magnet Bersama  

Transformator : alat elektromagnetik yang mentransfer energi listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan induksi magnet bersama. Fungsi transformator : untuk menaikkan atau menurunkan tegangan.



Pada kumparan primer mengalir arus AC, membangkitkan fluks medan berubah-ubah setiap saat (Hk. Faraday), sehingga terjadi :

1. Tegangan induksi pada kumparan primer = Ep = Vp 2. Tegangan induksi pada kumparan sekunder = Es = Vs



Fluks bersama : gabungan fluks dari sisi primer dan sekunder.

Koefisien Penggabungan   

Yaitu banyaknya fluks magnet primer masuk dan memotong sisi sekunder. Penggabungan maksimum terjadi saat seluruh garis fluks dari kumparan primer masuk dan memotong sisi sekunder. Cara memaksimumkan dengan melilitkan inti besi.

Tegangan, Arus, dan Jumlah Lilitan pada Kumparan

  

np < ns berarti transformator stepup np > ns berarti transformator stepdown np = ns berarti tegangan, impedansi, dan arus yng masuk sama dengan yang keluar.

 

np = jumlah lilitan primer ns = jumlah lilitan sekunder

Transformator Stepup   

Digunakan untuk menaikkan nilai tegangan. Tegangan dan impedansi dinaikkan. Arus diturunkan.

Transformator Stepdown

  

Digunakan untuk menurunkan nilai tegangan. Tegangan dan impedansi diturunkan. Arus dinaikkan.

Transformator Satu Fasa   

Misal di Amerika (di Indonesia 220 V). Transformator satu fasa 120 atau 240 VAC digunakan untuk menyuplai pencahayaan, bak penampung, dan beban peralatan yang rendah. Transformator dengan kumparan sekunder 240 VAC digunakan untuk menyuplai 240 VAC ke peralatan yang lebih besar seperti tungku, AC, dan pemanas.

Persamaan dalam Transformator

Rating Transformator  

Dinyatakan dalam kVA (kiloVolt-Ampere). Ukuran kVA menentukan arus sebuah transformator dapat sampai ke beban tanpa panas yang berlebih.

Rugi-Rugi Transformator     

Beberapa persen energi akan hilang dalam bentuk panas saat transfer dari kumparan primer ke sekunder. Bisa terjadi pada kawat pembentuk kumparan maupun inti. Cara mengurangi kehilangan yaitu dengan laminasi. Laminasi : memasang inti yang terdiri dari sejumlah bagian yang berlapis. Cara ini dapat memperkecil arus Eddy atau arus pusar.

Transformator Tiga Fasa  

Digunakan saat daya tiga fasa dibutuhkan untuk beban yang besar. Seperti : industri yang banyak menggunakan motor.



Ada 2 macam :

1. Sambungan Delta (Delta Connection)    

Digunakan jika jarak sumber suplai menuju beban adalah dekat. Seperti tiga buah transformator satu fasa yang dihubungkan secara bersama-sama. Secara skematis berbentuk segitiga. Seluruh tiga fasa digunakan untuk menyuplai beban tiga fasa.



Arus Hubungan Delta Seimbang (Balanced Delta Current). Jika arus yang mengalir pada ketiga kumparan sama, maka dikatakan sebagai arus seimbang.



Arus Delta Tak Seimbang. Jika arus yang mengalir pada ketiga kumparan berbeda, maka dikatakan sebagai arus tak seimbang.

2. Sambungan Bintang (Wyne Connection)    

Berbentuk huruf “Y”. Transformator terhubung bintang di sisi sekunder. Mempunyai empat kawat. Tiga untuk fasa, satu untuk netral.



Tegangan fasa ke netral akan selalu lebih kecil daripada tegangan fasa ke fasa.

No Comments

Elektromagnetik October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif Kemagnetan 

Sifat : dapat menarik benda logam dan selalu mengarah ke posisi utara-selatan.

Garis Fluks Magnet  

Fluks (garis gaya magnet) : gaya pada magnet yang tidak terlihat. Arah : meninggalkan kutub utara menuju kutub selatan kemudian kembali ke kutub utara melalui magnet.

Tarik-Menarik antar Kutub Tak Sejenis 

Kutub selatan akan menarik kutub utara.

Tolak-Menolak antar Kutub Sejenis 

Antar kutub utara akan saling menolak, begitu juga dengan antar kutub selatan.

Elektromagnetik  

Yaitu magnet yang dibuat dengan cara konduktor dialiri arus sehingga dihasilkan medan magnet. Semakin meningkat arus, ukuran dan kekuatan medan magnet juga akan meningkat.

Aturan Tangan Kiri pada Konduktor

 

Arah arus elektron menjauh dari pengamat, maka garis fluks akan berlawanan dengan arah jarum jam, dan sebaliknya. Elektromagnet dapat dibuat dengan melilitkan konduktor ke dalam suatu lilitan dan menerapkannya pada tegangan.

Penambahan Inti Besi  

Inti udara elektromagnetik dapat diganti dengan potongan besi karena besi adalah konduktor yang lebih baik daripada udara. Dengan ini akan terdapat lebih banyak garis fluks yang mengalir dan medan magnet semakin kuat.

Jumlah Lilitan 

Semakin banyak lilitan, semakin kuat medan magnet.

Perubahan Polaritas  

Ketika arah arus yang mengalir sepanjang elektromagnet berubah, maka polaritas elektromagnet juga berubah. Polaritas elektromagnet yang dihubungkan ke arus AC akan mempunyai frekuensi yang sama seperti frekuensi pada arus AC.

Tarikan Elektromagnet  

Polaritas medan magnet di elektromagnet atas berlawanan dengan polaritas medan magnet di elektromagnetik bawah. Pada tarikan kutub yang berlawanan, elektromagnet atas akan mengikuti elektromagnet bawah saat itu dipindahkan.

No Comments

Sistem Tenaga Listrik October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif 

Tenaga listrik diproduksi di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.

  

Biasanya terletak jauh dari pusat beban. Beban terdiri dari beban rumah tangga, komersial, dan industri. Listrik disalurkan ke pusat beban melalui sistem transmisi dan distribusi.

Sistem Tenaga Listrik terdiri dari : 1. Pembangkitan   

Sumber tenaga : batubara, minyak, air, panas bumi, uranium, dll. Sumber tenaga menggerakkan turbin dan disambungkan ke generator AC. Generator : energi mekanis >> energi listrik

 

V = 11 s.d 25 kV f = 50 Hz

2. Transmisi     

Energi dari pembangkitan disalurkan kepada pelanggan melalui jalur transmisi. Sehingga daya yang dihasilkan pada pembangkit dapat digunakan di lokasi lain yang berjarak ribuan kilometer. Agar penyaluran energi listrik dapat efisien, maka tegangan harus ditingkatkan dan arus dikurangi secara bersamaan. Juga untuk mengurangi biaya terkait konstruksi tower dan konduktor. Untuk meningkatkan tegangan digunakan transformator stepup.

  

Tegangan akan dikurangi secara bertahap selama daya listrik menuju daerah penggunaan akhir untuk mengurangi upaya pengisolasian. V = 150 kV dan 500 kV f = 50 Hz

3. Distribusi   

Di sini tegangan diturunkan dengan menggunakan transformator stepdown. Misal : V = 150 kV dan 500 kV >> 20 kV >> 380/220 V (untuk konsumen biasa) atau 6000 V (untuk konsumen industri)

Pengamanan Sistem Daya

1. Grounding

 

Melindungi makhluk hidup dari bahaya sengatan listrik. Melindungi harta benda dari kerusakan.

2. Lightning Arester   

Efektif saat ada bahaya sambaran petir atau surja tegangan. Bekerja dengan prinsip celah loncatan bunga api. Satu sisi dihubungkan ke tanah, satu sisi lain ke kawat yang dilindungi.

3. Overcurrent    

Melindungi sistem dari arus beban lebih maupun arus hubung singkat Arus beban lebih : arus yang melebihi arus operasi normal. Arus hubung singkat : disebabkan oleh hubung singkat pada jalur penghantar. Pelindung arus lebih yang dapat diandalkan adalah sekering.

4. Circuit Breaker (CB)    

Adalah saklar yang secara otomatis membuka/memutus rangkaian listrik ketika terjadi kondisi beban lebih. CB tersedia dalam beberapa rating tegangan : rendah, sedang, tinggi. CB tegangan rendah dioperasikan di udara bebas karena busur api dapat padam oleh isolasi udara. CB tegangan tinggi dapat dilakukan dengan hembusan udara, minyak, vakum ,dan gas SF6.

Sistem Darurat   

Diperlukan untuk sistem yang tidak boleh mati. Misal rumah sakit, pelayanan online bank, sistem kendali, dll. Untuk daya yang kecil dapat menggunakan UPS.



Untuk daya yang besar dapat menggunakan Generator Standby

No Comments

Sistem Bilangan October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif Sistem bilangan adalah suatu cara untuk mewakili besaran dari suatu item fisik.

Teori 1. Desimal   

Ada 10 simbol, terdiri dari 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Menggunakan basis 10. Dapat berupa integer atau pecahan.

2. Biner  

Ada 2 simbol, yaitu 0 dan 1 Menggunakan basis 2.

3. Oktal  

Bilangan

Ada 8 simbol, yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7 Menggunakan basis 8.

:

4. Hexadesimal        

Ada 16 simbol, yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F Menggunakan basis 8. A = 10 B = 11 C = 12 D = 13 E = 14 F = 15

Konversi Desimal ke Biner Yaitu dengan membagi bilangan desimal dengan 2 kemudian diambil sisa pembagiannya. Contoh : 13(10) = 13 : 2 = 6 6 : 2 = 3 3 : 2 = 1 Ditulis dari bawah ke atas sehingga 13(10) = 1101(2)

…

(2)

+ + +

sisa sisa sisa

1 0 1

Konversi Desimal ke Oktal Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 8 kemudian diambil sisa pembagiannya. Contoh : 385(10) = … (8) 385 : 8 = 48 + sisa 1 48 : 8 = 6 + sisa 0 Ditulis dari bawah ke atas sehingga 385(10) = 601(8) Konversi Desimal ke Hexadesimal Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 16 kemudian diambil sisa pembagiannya. Contoh : 1583(10) = … (16) 1583 : 16 = 98 + sisa 15 98 : 16 = 6 + sisa 2 Ditulis dari bawah ke atas sehingga 1583(10) = 62F(16) Konversi Yaitu dengan Contoh 1101(2) 1 1 0

Biner mengalikan masing-masing = x x x

bit

ke dengan

positon

… 3

2 22 21

Desimal valuenya. : (10)

= = =

8 4 0

1 x 20 Kemudian dijumlahkan sehingga 1101(2) = 8 + 4 + 0 + 1 = 13(10) Konversi Dengan mengonversikan Contoh 11010100(2) 11 11 010 100 = 4

Biner tiap-tiap

3

ke digit

buah

=

Konversi Biner Dengan mengonversikan tiap-tiap Contoh 11010100(2) = 1101 1101 = 0100 = 4

=

biner

1

dari

…

(8)

010 = =

4

Oktal belakang. : 100 3 2

buah

ke digit

biner

Hexadesimal dari belakang. :

…

(16)

13

0100 D

=

Konversi Oktal Dengan cara mengalikan masing-masing bit Contoh 13(8) = … x (10)3 1 x 81 Kemudian dijumlahkan sehingga 13(8) = 3 + 8 = 11(10)

ke dengan

Desimal position valuenya. : 0 8 = 3 = 8

Konversi Oktal ke Biner Yaitu dengan mengonversikan masing-masing digit oktal ke 3 digit biner. Contoh : 6502(8) = … (2) 2 = 010 0 = 000 5 = 101 6 = 110 Jadi, 6502(8) = 110101000010(2)Konversi Oktal ke Hexadesimal Yaitu dengan mengubah dari oktal menjadi biner kemudian dikonversi ke hexadesimal. Contoh : 2537(8) = … 2537 = 010101011111 (16) (8) (2) 010101011111(2) = 55F(16) Konversi Hexadesimal ke Desimal

Yaitu dengan mengalikan masing-masing Contoh C7(16) = 7 x 160 C x 161 Jadi, C7(16) = 7 + 192 = 199(10)

bit

dengan

position

…

valuenya. : (10)

= =

7 192

Konversi Hexadesimal ke Oktal Yaitu dengan mengubah dari bilangan hexadesimal menjadi biner kemudian dikonversi ke oktal. Contoh : 55F(16) = … (8) 55F(16) = 010101011111(2) 010101011111(2) = 2537(8) No Comments

Gerbang Logika October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif Gerbang Logika adalah rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Gerbang logika sering disebut rangkaian logika. 

Gerbang Logika Inverter

Merupakan gerbang logika dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran di mana sinyal keluaran selalu berlawanan dengan keadaan sinyal masukan. Disebut juga gerbang NOT atau gerbang komplemen.

Misal input = rendah maka output = tinggi A = 1 maka Y = NOT 1 = 0



Gerbang Logika non-Inverter

Sinyal masukan ada dua atau lebih sehingga keluaran tergantung sinyal masukan. Yang termasuk : 1. AND Bila sinyal keluaran ingin tinggi, maka masukan harus tinggi.

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan bernilai 1. Jika tidak, maka keluarannya 0. Y = A AND B » Y = A.B » AB Misal : A = 1, B = 0 maka Y = 1.0 = 0 2. OR

Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu masukan dalam keadaan 1 dan sebaliknya.

3. NAND (Not-AND)

Akan mempunyai keluaran 0 jika semua masukan pada logika 1. Sebaliknya jika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan, maka keluaran bernilai 1.

4. NOR (Not-OR)

Akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukan pada keadaan 1. Jika diinginkan keluaran 1, maka semua masukan dalam keadaan 0.

5. XOR (Antivalen, Exclusive-OR)

Akan memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang berbeda.

No Comments

Rangkaian Arus Bolak-Balik October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif 

Pada dasarnya, disebut arus bolak-balik karena gelombangnya menyerupai gelombang sinus.

   

 

 

Pada sistem AC besaran tegangan berubah terhadap waktu. Contoh arus bolak-balik yaitu stop kontak yang digunakan di rumah-rumah yang bersumber dari PLN. Gelombang sinusoidal bisa dihasilkan dari generator. Persamaan tegangan sinusoidal :

Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai satu gelombang penuh, yaitu satu puncak satu lembah. Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik.

Gelombang sinusoidal dapat dibangkitkan dengan cara memproyeksikan secara vertikal suatu vektor rotasi. Pada gerak rotasi berlaku kecepatan sudut atau kecepatan angular.



Dalam bentuk persamaan, nilai efektif (RMS) dari suatu tegangan sinusoidal sama dengan 0.707 kali nilai tegangan puncaknya.



  

Dalam sistem AC, suatu besaran menunjukkan nilai RMS-nya jika tidak diberi keterangan tertentu. Tegangan rata-rata adalah nilai rata-rata setengah gelombang penuh dari gelombang sinus. Satuannya Volts average (Vave). Nilai tegangan rata-rata setara dengan 0.637 kali nilai tegangan puncaknya. Sinyal sinusoidal berpengaruh terhadap elemen R, L, dan C. Dalam sistem AC, tidak terjadi pergeseran phasa sehingga VR dan IR adalah sephasa. Frekuensi VR dan IR adalah sama. Untuk resistor ideal nilai hambatannya tidak terpengaruh oleh frekuensi, tetapi pada prekteknya bagaimanapun akan muncul efek kapasitif dan induktif pada setiap resistor. Pada induktor energi akan disimpan dalam bentuk medan magnet. Pada kapasitor energi akan disimpan dalam bentuk medan listrik. Reaktansi adalah daya hambat yang dimiliki induktor dan kapasitor dalam arus AC.



Persamaan reaktansi induktif :



Persamaan reaktansi kapasitif :

    

  

Untuk resistor, tegangan dan arus adalah sephasa, karenanya tidak ada pergeseran phasa, dan sudut antara keduanya adalah 0o. Kombinasi dari elemen-elemen reaktif dan resisif disebut impedansi (Z). Impedansi adalah suatu ukuran yang menyatakan kemampuan suatu rangkaian AC untuk menghambat arus yang mengalir.

No Comments

Transistor October 12th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif TRANSISTOR BIPOLAR (BJT)   

Jenis ini menggunakan dua pembawa muatan, elektron bebas, dan hole. Kata bipolar berarti dua kutub. Contoh transistor bipolar :



Terdiri dari 3 lapisan bahan semikonduktor yang masing-masing disebut Emitor (E), Basis



(B), dan Kolektor . Terdapat dua jenis transistor bipolar, yaitu PNP BJT dan NPN BJT.

    

Daerah-daerah tersebut adalah tipe-p, tipe-n, dan tipe-p pada transistor PNP. Sedangkan tipe-n, tipe-p, dan tipe-n pada transistor NPN. Setiap daerah semikonduktor disambungkan ke E, B, C. Basis terletak di antara emitor dan kolektor. Kolektor mengelilingi daerah emitor.



Transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor.



Transistor PNP hidup ketika tegangan basis lebih rendah daripada emitor.



Cara kerja (misal PNP) :

Muatan positif dari VEE melalui RE masuk ke emitor, tipe-p. Pembawa muatan dari emitor akan tertarik masuk ke basis, diteruskan ke kolektor, dan masuk ke hambatan R C dan terus kembali. Arus IC dan RCCB dari kolektor ke basis, berlawanan dengan arus dari emitor, yaitu IBC. Semakin lama ICB=IBC sehingga arus kolektor IC yang mengalir pada RC menjadi sama dengan nol.Untuk menghindari arus balik ICB, kolektor harus berada pada tegangan jauh di bawah basis, walaupun ada arus IC mengalir di dalam hambatan kolektor IC. Untuk itu antara kolektor dan basis dipasang tegangan panjar mundur melalui catu daya VCC, seperti gambar berikut. akan membuat kolektor mempunyai muatan positif terhadap basis, sehingga sambungan pn antara kolektor dan basis juga akan mendapat panjar maju. Selanjutnya ini akan menarik arus I



Penggunaan transistor bipolar :

1. Sensor suhu, mengukur suhu dengan menghitung perbedaan dua tegangan pada dua arus panjar dengan perbandingan yang diketahui. 2. Pengubah logaritmik, karena tegangan basis-emitor sebagai fungsi logaritmik dari arus basisemitor dan kolektor-emitor.

TRANSISTOR EFEK MEDAN (FET) 

  

        

 

Menggunakan medan listrik untuk mengendalikan konduktifitas suatu kanal dari jenis pembawa muatan tunggal dalam bahan semikonduktor.

Hampir sama dengan BJT, punya 3 kaki, yaitu gerbang (gate), cerat (drain), dan sumber (source). Ada juga saluran keempat, yang dinamakan badan, dasar, atau substrat untuk kegunaan teknis dalam pemanjaran transistor ke dalam titik operasi. Gerbang sebagai pengontrol buka-tutup dari gerbang sesungguhnya. Gerbang ini mengizinkan elektron untuk mengalir atau mencegahnya dengan membuat sebuah kanal di antara sumber dan cerat. Elektron mengalir dari sumber ke cerat. Badan merupakan semikonduktor dasar di mana gerbang, cerat, dan sumber diletakkan. Badan disambungkan ke tegangan tertinggi atau terendah pada sirkuit, tergantung tipenya. FET mengendalikan aliran elektron dari sumber ke cerat dengan mengubah besar dan bentuk dari sebuah kanal konduktif. Sebuah tegangan negatif gerbang ke sumber menyebabkan daerah pemiskinan bertambah lebar dan menghalangi kanal dari kedua sisi, mempersempit kanal konduktif. Peningkatan tegangan gerbang ke sumber akan menarik lebih banyak elektron menuju gerbang yang memungkinkannya untuk membuat kanal konduktif dari sumber ke cerat, proses ini disebut pembalikan. JFET sangat sesuai untuk aplikasi yang membutuhkan resistansi masukan yang tinggi. FET yang paling sering digunakan adalah MOSFET.

No Comments

Kesan Pelatihan Pertama March 21st, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Hampir saja aku tidak mengikuti pelatihan perdana membuat blog ini. Agenda hari itu berbenturan dengan rapat kerja SKI FT UNS periode 2011. Awalnya aku sempat bingung karena keduanya sama-sama penting dan jika ditinggalkan ada konsekuensinya masingmasing. Sekilas terpikir, daripada aku ikut rapat yang biasanya “membosankan” lebih baik aku ikut kegiatan yang lebih bermanfaat dan bisa mendapatkan ilmu baru. Pelatihan kali ini adalah membuat blog dengan domain dari UNS. Sebelumnya aku sudah pernah membuat blog dari blogspot untuk tugas mata pelajaran TIK pada masa putih abu-abu alias SMA. Ternyata blog dari UNS ini agak berbeda dengan blogsppot. Format yang dipakai adalah format wordpress. Perlu adaptasi lebih dulu untuk menguasai luarnya sampai dalamdalamnya. Alhamdulillah hanya perlu waktu singkat untuk memahaminya berkat penjelasan dari Mr.Tikno yang lugas, jelas, padat dan tempo yang pas. Selanjutnya, aku harus bisa memperdalam penguasaannya sendiri.

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Kerja Praktek

Pesatnya perkembangan industri yang terjadi saat ini salah satunya karena sangat didukung oleh kondisi keamanan dan stabilitas negara. Hal ini dapat dilihat dengan didirikannya industri – industri besar yang menyerap banyak tenaga kerja, sehingga kemudian dapat mengurangi angka pengangguran. Rintangan terbesar muncul dari persaingan yang sangat ketat di era globalisasi seperti saat ini, dimana perkembangan aspek teknologi dari dalam maupun luar negeri menuntut kita untuk memiliki kemampuan untuk memberikan kontribusi yang baik pada bidang pekerjaan kita secara profesional. Dalam rangka pemenuhan persyaratan tersebut, tentunya kita, sebagai calon tenaga kerja yang berkualitas haruslah memiliki bekal berupa pendidikan baik secara formal maupun non formal. Selain bekal pendidikan tersebut, kita juga dituntuk untuk dapat mampu untuk terlibat secara aktif dan nyata dalam bidang ilmiah di masyarakat dan pada akhirnya memiliki kualitas untuk mengikuti persaingan yang terjadi dalam dunia globalisasi. Persiapan yang memadai dari tenaga kerja, baik secara teori maupun kemampuan nyata di lapangan diharapkan mampu melahirkan tenaga – tenaga kerja Indonesia yang

berkualitas dan unggul. Persiapan ini tidak mutlak menjadi tanggung jawab dari lembaga pendidikan semata dikarenakan keterbatasan sumber daya yang dimiliki oleh lembaga – lembaga tersebut dalam menyediakan berbagai sarana dan prasarana yang sesuai dengan kemajuan dan perkembangan mutakhir dari keadaan nyata di lapangan. Keterbatasan inilah yang kemudian diharapkan dapat dijembatani oleh lembaga industri dan korporasi yang ada saat ini. Lembaga industri dan korporasi inilah yang nantinya akan menjadi pengguna dari calon – calon tenaga kerja yang ada, sehingga tentunya mereka mengharapkan apabila dalam proses penerimaannya, calon tenaga kerja yang ada merupakan calon tenaga kerja yang berkualitas dan siap pakai. Proses hubungan tersebut kemudian dituangkan dalam suatu bentuk Kerja Praktek, di mana oleh lembaga pendidikan diharapkan para mahasiswa yang sedang dalam masa penempaan tersebut mampu melihat secara nyata berbagai hal yang sifatnya aplikatif dari proses pembelajaran yang telah dilalui melalui pendidikan formal. Hal ini sekaligus juga merupakan suatu bentuk usaha untuk menyiapkan mahasiswa tidak hanya sebagai calon tenaga kerja berkualitas, tetapi juga siap pakai. Dalam Kerja Praktek, mahasiswa diberikan kebebasan dalam memilih lembaga industri maupun korporasi yang sesuai dengan minat. Hal ini disesuaikan dengan semboyan utama pendidikan yaitu “Tut Wuri Handayani”, dari belakang memberikan dorongan, sehingga mahasiswa dapat berkembang sesuai dengan cita – cita dan keinginannya, namun tetap dalam koridor yang ditetapkan oleh lembaga pendidikan. Adapun pemilihan topik dalam Kerja Praktek juga diserahkan kepada mahasiswa dengan tujuan membantu mahasiswa untuk memilih bidang yang ingin lebih didalami sehingga membantunya lebih jauh tentang pemahaman terhadap pembelajaran teori yang telah dilaluinya. Seluruh rangkaian pengamatan tersebut kemudian dibukukan dalam suatu bentuk laporan Kerja Praktek.

I.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dilaksanakan kerja praktek adalah sebagai pemenuhan dari beban satuan kredit semester (SKS) yang harus ditempuh sebagai persyaratan akademis di FTI

Universitas Trisakti, Jurusan Teknik Elektro. Dalam Kerja Praktek ini diharapkan mahasiswa dapat memahami penerapan berbagai ilmu yang telah diperoleh dalam kuliah sehingga dapat meningkatkan pemahaman tentang penggunaan ilmu tersebut serta menumbuhkan kesiapan mental mahasiswa untuk memasuki dunia kerja. Dengan kerja praktek ini Penulis mengharapkan, melalui PT Indonesia Power UBP Priok khususnya maupun tempat pembangkitan lainnya pada umumnya, untuk dapat mengetahui proses pengoperasian dan pemeliharaan sehingga keandalan dan mutu produksi dapat terjamin dan terjaga sampai dengan jangka waktu yang ditentukan terutama di bagian unit pemeliharaan listrik dan juga dapat mengetahui gangguan-gangguan apa saja yang sering terjadi dalam proses produksi tenaga listrik dan mengetahui bagaimana cara mengatasinya.

I.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan kerja prektek ini,masalah yang akan bahas hanya terbatas pada proses pembangkitan tegangan dimulai dari saat turbin dalam keadaan diam (0 rpm) hingga berputar pada kecepatan penuh (3000 rpm) dan mengalirkan tegangan masuk ke jaringan. Proses tersebut dibatasi hanya pada Generator 1.1 PLTGU Priok. Materi yang diangkat lebih bersifat umum dan tidak menjurus secara khusus pada proses tertentu selama pembangkitan berlangsung.

I.4. Sistematika Penulisan

BAB I. PENDAHULUAN Pada bab ini, Penulis membahas penjelasan mengenai latar belakang permasalahan dalam penulisan laporan, maksud dan tujuan Kerja Praktek, pembatasan masalah untuk membatasi ruang lingkup penulisan, dan sistematika laporan.

BAB II. SEJARAH DAN STRUKTUR ORGANISASI PT.INDONESIA POWER Pada bab ini, Penulis menjelaskan secara singkat mengenai sejarah berdirinya PT.INDONESIA POWER dan perkembangan secara umum serta struktur organisasinya dan proses produksi yang dihasilkan oleh PT.INDONESIA POWER secara khusus. Selain itu, akan dibahas juga mengenai Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) Priok tempat di mana Kerja Praktek berlangsung.

BAB III. LANDASAN TEORI Pada bab ini, Penulis menjelaskan berbagai dasar teori yang berkaitan dan berhubungan dengan proses pembangkitan, dimulai dari gambaran sekilas mengenai turbin gas, generator sinkron, konverter, inverter, dan sistem excitation.

BAB IV. MATERI KERJA PRAKTEK I Pada bab ini, Penulis menuliskan secara umum langkah – langkah yang harus dilaksanakan dalam kerangka start-up GT 1.1 PLTGU Priok beserta penjelasan mengenai kegiatan yang dilakukan pada setiap langkahnya.

BAB V. MATERI KERJA PRAKTEK II Pada bab ini, Penulis menjelaskan secara lebih terstruktur electrical equipment yang terlibat dalam proses start-up GT 1.1 PLTGU Priok dan penjelasan singkat tentang bagian – bagian tersebut.

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini, Penulis menjelaskan tentang kesimpulan – kesimpulan yang diambil terkait dengan proses pembangkitan yang telah diamati pada bab sebelumnya serta bila memberikan saran, baik kepada PT. Indonesia Power dalam kerangka peningkatan efisiensi maupun kepada Penulis lainnya yang ingin mengambil judul serupa sehingga dapat meneruskan dan melakukan pendalaman yang lebih baik.

Bab II Sejarah dan Struktur Organisasi PT Indonesia Power

II.1 Data Umum Perusahaan

PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu anak perusahaan listrik milik PT. PLN (Persero) yang didirikan pada tanggal 3 Oktober 1995 dengan nama PT. PLN Pembangkit Tenaga Listrik Jawa Bali I (PT. PLN PJB I). Pembentukan perusahaan ini berdasarkan Surat Keputusan Menteri Kehakiman Republik Indonesia Nomor C2-12496 HT.01.01.TH.1995. Kemudian pada tanggal 3 Oktober 2000, PT. PLN PJB I resmi berganti nama menjadi PT. INDONESIA POWER. Sebagai lahan usahanya, PT. INDONESIA POWER bergerak pada bidang pembangkitan tenaga listrik, dengan 8 (delapan) Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) utama yang terletak di beberapa lokasi strategis yang tersebar di Pulau Jawa dan Bali untuk mengelola 127 mesin pembangkit dengan total kapasitas terpasang sekitar 8.888 MW serta pada bidang pemeliharaan yang disebut Unit Bisnis Jasa Pemeliharaan (UBJP). PT. INDONESIA POWER telah menjadi perusahaan pembangkit tenaga listrik terbesar di Indonesia di mana delapan UBP utamanya terdiri dari: 

UBP Suralaya

Gambar II-1 – UBP Suralaya

Kapasitas Terpasang : 3.400 MW Jenis Pembangkit : PLTU Batubara 

UBP Priok

Gambar II-2 – UBP Priok

Kapasitas Terpasang : 1.248 MW Jenis Pembangkit : PLTU, PLTGU, PLTG, PLTD 

UBP Saguling

Gambar II-3 – UBP Saguling

Kapasitas Terpasang : 797 MW

Jenis Pembangkit : PLTA 

UBP Kamojang

Gambar II-4 - UBP Kamojang

Kapasitas Terpasang : 375 MW Jenis Pembangkit : PLTP 

UBP Mrica

Gambar II-5 – UBP Mrica

Kapasitas Terpasang : 306 MW Jenis Pembangkit : PLTA 

UBP Semarang

Gambar II-6 – UBP Semarang

Kapasitas Terpasang : 1.469MW Jenis Pembangkit : PLTU Minyak, PLTG, PLTGU 

UBP Perak – Grati

Gambar II-7 – UBP Perak - Grati

Kapasitas Terpasang : 864 MW Jenis Pembangkit : PLTU Minyak, PLTG, PLTGU 

UBP Bali

Gambar II-8 – UBP Bali

Kapasitas Terpasang : 428 MW Jenis Pembangkit : PLTD, PLTG

Sementara UBJP terletak di kawasan Tanah Abang, Jakarta Pusat. UBJP ini bertugas untuk melakukan pemeliharaan terhadap ke delapan UBP yang telah disebutkan sebelumnya, juga melakukan pemeliharaan berdasarkan permintaan di luar kebutuhan PT. INDONESIA POWER.

Tabel – Grafik Produksi per Unit Bisnis Pembangkitan berdasarkan data tahun 2007

Kiprah PT. INDONESIA POWER dalam pengembangan usaha penunjang di bidang pembangkit tenaga listrik juga dilakukan dengan membentuk beberapa anak perusahaan yaitu PT. COGINDO DAYA PERKASA di mana PT. INDONESIA POWER menguasai 99,% saham kepemilikannya dan PT. ARTA DAYA COALINDO dengan kepemilikan hingga 60%. PT. COGINDO DAYA PERKASA bergerak pada bidang jasa pelayanan dan manajemen energi dengan penerapan konsep cogeneration dan distributed generation, sementara PT. ARTA DAYA COALINDO bergerak pada bidang usaha perdagangan batubara. Keberadaan kedua anak perusahaan memiliki tujuan sebagai penunjang perusahaan dalam upayanya meningkatkan pendapatan di masa mendatang. PT. INDONESIA POWER dalam menjalankan perusahaan memiliki visi dan misi sebagai berikut:

Visi menjadi perusahaan publik dengan kinerja kelas dunia dan bersahabat dengan lingkungan. Misi melakukan usaha dalam bidang ketenagalistrikan dan mengembangkan usaha – usaha lainnya yang berkaitan, berdasarkan kaidah industri yang sehat, guna menjamin keberadaan dan pengembangan perusahaan dalam jangka panjang.

Untuk mendukung terealisasinya keinginan tersebut, Indonesia Power dan seluruh Unit Bisnisnya telah berbenah diri. Hal ini dibuktikan dengan diperolehnya berbagai penghargaan nasional dan internasional antara lain ISO 14001 (Sistem Manajemen Lingkungan), ISO 9001 (Sistem Manajemen Mutu), SMK3 dari Departemen Tenaga Kerja dan Transmigrasi Indonesia, Penghargaan Padma untuk bidang Pengembangan Masyarakat, dan ASEAN Renewable Energy Award.

Adapun visi dan misi tersebut ditentukan sebagai suatu media dalam mendorong tercapainya tujuan dari PT. INDONESIA POWER, yaitu 

Menciptakan mekanisme peningkatan efisiensi yang terus-menerus dalam penggunaan sumber daya perusahaan.



Meningkatkan pertumbuhan perusahaan secara berkesinambungan dengan bertumpu pada usaha penyediaan tenaga listrik dan sarana penunjang yang berorientasi pada permintaan pasar yang berwawasan lingkungan.



Menciptakan kemampuan dan peluang untuk memperoleh pendanaan dari berbagai sumber yang saling menguntungkan.



Mengoperasikan pembangkit tenaga listrik secara kompetitif serta mencapai standar kelas dunia dalam hal keamanan, keandalan, efisiensi maupun kelestarian lingkungan.



Mengembangkan budaya perusahaan yang sehat diatas saling menghargai antar karyawan dan mitra kerja, sertamendorong terus kekokohan integritas pribadi dan profesionalisme.

Salah satu aspek dari pengembangan sumber daya manusia perusahaan adalah dengan pembentukan budaya perusahaan di PT. INDONESIA POWER. Budaya perusahaan diarahkan untuk membentuk sikap dan perilaku yang berdasarkan pada 5 (lima) filosofi dasar dan pada kelanjutannya diwujudkan dan dinyatakan dalam 12 dimensi perilaku. Adapun 5 filosofi dasar PT. INDONESIA POWER adalah: 1. Mengutamakan pasar dan pelanggan 2. Menciptakan keunggulan untuk memenangkan persaingan 3. Memelopori pemanfaatan ilmu pengetahuan dan teknologi 4. Menjunjung tinggi etika bisnis 5. Memberi penghargaan atas prestasi

Sedangkan 12 dimensi perilaku tersebut bertautan dengan: 1. Integritas; berpikir benar, bersikap jujur, dapat dipercaya, dan bertindak profesional.

2. Sikap melayani; berusaha memenuhi komitmen terhadap kualitas pelayanan yang terbaik kepada pelanggan. 3. Komunikasi; melakukan komunikasi yang terbuka, efektif, dan bertanggung jawab serta mengikuti etika yang berlaku. 4. Kerja sama; melakukan kerja sama yang harmonis 5. Tanggung jawab 6. Kepemimpinan 7. Pengambilan resiko 8. Pemberdayaan 9. Peduli biaya dan kualitas 10. Adaptif 11. Keselarasan tujuan 12. Keseimbangan antara tugas dan hubungan sosial

Pada susunan struktur organisasi PT. INDONESIA POWER, terdiri dari Dewan Komisaris yang membawahi Dewan Direksi yang terdiri dari Direktur Utama, Direktur Pengembangan dan Niaga, Direktur Produksi, Direktur Sistem dan SDM, dan Direktur Keuangan, yang mana setiap direktur membawahi divisi yang dipimpin oleh seorang manajer.

II.2 Sejarah dan Profil UBP Priok

PT. INDONESIA POWER Unit Bisnis Pembangkitan Priok merupakan salah satu unit bisnis pembangkitan besar yang dimiliki oleh PT. INDONESIA POWER. Saat ini terpasang 16 unit pembangkit dengan total kapasitas terpasang 1.248 MW terdiri dari dua unit PLTG siklus terbuka, enam unit PLTD, dua blok PLTGU yang setiap bloknya terdiri dari 3 unit turbin gas dan 1 unit PLTU. Pertengahan tahun 1960, dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik di Jakarta khususnya dan Jawa Barat pada umumnya, maka PLN Eksploitasi XIII membangun PLTU konvensional 1 dan 2. Namun pada tahun 1989, dengan mempertimbangkan berbagai faktor maka PLTU 1 dan 2 tersebut tidak dioperasikan lagi.

Pesatnya pembangunan di segala bidang khususnya industri maka di tahun 1972 dibangun 2 unit PLTU 3 dan 4. Setelah sekian lama dioperasikan, unit ini pada kondisi Reserve Shut Down. Berikutnya dibangun PLTG John Brown, kini dipergunakan oleh PLTA Suralaya untuk unit Black Start, lalu dibangun lagi 2 unit PLTG Westing House dan GE 4, 5, 6, 7. Saat ini PUB 6 direlokasi ke PLN wilayah Sumatera bagian selatan yang letaknya di daerah Indragiri Palembang, sebagai pengelola PT. Cogindo anak perusahaan PT. Indonesia Power, sedangkan unit 7 Draw Back to GE. Unit 4 dan 5 direlokasi ke Bali menjadi PLTGU Pemaron. Terdapatnya 2 unit PLTG yang istimewa yaitu PLTG 1 dan PLTG 3 yang dapat dihidupkan tanpa menggunakan energi listrik dari luar (Black Start), apabila terjadi pemadaman total (Black Out). Energi listrik yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk menghidupkan unit pembangkit lainnya, kemampuan ini sangat menunjang dalam rangka pemulihan kembali sistem kelistrikan Jawa – Bali. Karena fungsinya yang sangat vital, kedua unit ini tidak dioperasikan setiap hari. Selain kedua unit PLTG tersebut, Unit Pembangkitan Priok juga mengelola 6 unit PLTD Senayan beroperasi tahun 1961. PLTD Senayan Kebayoran, melalui feeder VIP hingga saat ini memasok kebutuhan energi listrik ke gedung MPR, Gelora Bung Karno dan TVRI. Tanggal 25 Maret 1992, PLN menyertakan konsorsium internasional yaitu ABB dan Marubeni untuk membangun 2 blok. Dengan menggunakan kabel bawah tanah, listrik sebesar 150 KV disalurkan ke GI Plumpang dan GI Ancol. Selain itu listrik juga dialirkan melalui saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 KV ke Kemayoran I/II, Plumpang I/II. Setelah PLTGU Priok sempurna untuk dioperasikan maka dilakukan sinkronisasi ke sistem kelistrikan Jawa-Bali. Sampai saat ini, kemampuan Sumber Daya Manusia yang dimiliki Unit Pembangkitan Priok merupakan aset yang tak ternilai. Selain memiliki SDM profesional yang ahli di bidangnya, pihak manajemen juga berhasil mengelola perusahaan dengan baik. Terbukti dengan berhasilnya mendapat sertifikat ISO 9002, ISO 14001 dan SMK 3 dan ISO 9001 versi 2000.

Mesin – Mesin yang dimiliki dan dikelola oleh UBP Priok adalah: 

PLTD Senayan Jumlah unit : 4 Unit Kapasitas per Unit : 2,52 MW Kapasitas Total : 10,08 MW



PLTD Senayan Jumlah Unit : 2 Unit Kapasitas per Unit : 3,00 MW Kapasitas Total : 6,00 MW



PLTG Priok Jumlah Unit : 2 Unit Kapasitas per Unit : 26,00 MW Kapasitas Total : 52,00 MW



PLTGU Priok – Gas Turbine Jumlah Unit : 6 Unit Kapasitas per Unit : 130 MW Kapasitas Total : 780,00 MW



PTGU Priok – Steam Turbine Jumlah Unit : 2 Unit Kapasitas per Unit : 200,00 MW

Kapasitas Total : 400,00 MW

II.2.1 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Priok

Pada prinsipnya PLTGU adalah penggabungan PLTG dan PLTU, dengan memanfaatkan energi panas yang terbuang dari hasil pembakaran pada PLTG untuk memanaskan air pada HRSG (Heat Recovery Steam Generator) sehingga menghasilkan uap yang mampu menggerakkan turbin. Siklus yang terjadi pada PLTGU merupakan siklus tertutup yang terdiri dari siklus turbin gas dan siklus turbin uap. Dengan demikian energi dimanfaatkan secara optimal. Saat ini PLTGU Priok memiliki dua blok pembangkit. Setiap blok terdiri dari 3 unit PLTG dan 1 unit PLTU. Pembangunan pembangkit listrik dimulai pada 25 Maret 1992 dan diresmikan penggunaannya oleh Presiden RI pada 18 Januari 1994.

Gambar II-9 – Proses Pembangkitan Listrik pada PLTGU Priok

Proses pada Turbin Gas (PLTG) Bahan gas alam (natural gas) yang disupply dari ARCO Station (1) langsung dimasukkan ke dalam ruang bakar/Combustion Chamber (2) bersama-sama dengan udara yang disupply dari Main Compressor (4) setelah terlebih dahulu melalui saringan udara/Air Filter (5). Maka akan menghasilkan gas panas yang selanjutnya akan dimasukkan langsung ke dalam Turbin Gas (3) sedangkan gas bekas yang telah melalui turbin gas tadi, apabila tidak dipakai (open cycle) akan langsung dibuang keluar melalui katup (8), tetapi bila dipakai lagi (closed cycle) akan dimasukkan kembali melalui katup (9) ke dalam Heat Recovery Steam Generator HRSG (10)

Proses pada Turbin Uap (PLTU) Air pengisi yang berada di dalam deaerator (11) akan dibagi dua yaitu melalui Low Pressure Flow Water/LPFW (13) dan High Pressure FW/HPFW (12). Air pengisi yang dari

HPFW akan dimasukkan ke dalam HRSG setelah melalui pipa/saluran uap HP Admission Steam diteruskan ke Turbin Uap High Pressure Turbine/HPT (15) yang sebelumnya terlebih dahulu melalui Katup Uap Utama (14) dan setelah itu diteruskan lagi ke Low Pressure Turbine/LPT (16) yang selanjutnya dikopling dengan Generator (17) untuk menghasilkan tenaga listrik melalui Penghantar (18). Uap bekas yang keluar dari LPT tadi akan dialirkan kembali ke dalam Condenser (19) untuk diubah kembali menjadi air kondensat setelah dikondensasi oleh air pendingin/air laut. Air kondensat selanjutnya akan dipompakan oleh Condensate Pump (20) untuk selanjutnya terus dimasukkan ke dalam Feed Water Tank yang berada pada deaerator. Air dari Condensate Pump tadi dicabang lagi ke dalam HP Bypass (21), uap diatur dengan Katup uap tekanan tinggi (22), sedangkan cabang yang lain yaitu LP Bypass (23) uap diatur dengan Katup uap tekanan rendah (24). Katup uap tekanan tinggi utama (25) digunakan untuk mengatur jumlah uap tekanan tinggi masuk ke dalam turbin uap (HPT), sedangkan uap tekanan tinggi yang dipakai untuk memanaskan deaerator diatur jumlahnya oleh Katup Uap (26).

Proses Penyaluran Tenaga Listrik Tenaga listrik yang dikeluarkan dari Penghantar Listrik PLTG (17) bertegangan 15,75 kV dan dari Penghantar Listrik PLTU (18) bertegangan 18 kV kemudian dinaikkan oleh Main Transformer menjadi 150 kV untuk selanjutnya diinterkoneksi pada sistem jaringan Jawa-Bali

II.2.2 Keuntungan Penggunaan PLTGU Priok

Keberadaan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap di UBP Priok merupakan suatu kelebihan tersendiri dikarenakan beberapa alasan berikut:

1. Efisiensi thermal dari PLTGU mendekati 42%. Efisiensi ini berarti bahwa biaya operasi (Rp/kWh) akan lebih rendah dibandingkan dengan pembangkit lain yang juga menggunakan energi thermal 2. Pad awal penggunaannya, PLTGU menggunakan gas propane yang hasil pembakarannya tidak mencemari lingkungan. Akan tetapi, akibat berbagai keadaan di lapangan, akhirnya penggunaan gas tersebut kemudian dibatasi dan sebagian pembangkitnya menggunakan HSD sebagai bahan bakar. 3. Pengendalian PLTGU dilakukan secara komputerisasi, di mana pengaturan dan pengoperasian dapat dikendalikan dari satu ruang kontrol yang terintegrasi. 4. 1 (satu) blok PLTGU dapat mencapai kondisi beban maksimum hanya dalam waktu sekitar 150 (seratus lima puluh) menit. 5. Keberadaan fasilitas sistem diagnosa yang memudahkan prosedur pemeliharaan.

II.3 Lokasi dan Tempat Perusahaan

UBP Priok terletak di kawasan Tanjung Priok, Jakarta Utara dengan pertimbangan sebagai berikut: 

Alasan teknis, suplai gas untuk memasok PLTGU berasal dari kilang lepas pantai sehingga keberadaan UBP Priok yang menggunakan gas sebagai bahan bakar untuk PLTGU haruslah berdekatan dengan lokasi kilang tersebut.



Alasan non-teknis, adalah faktor kebisingan, keamanan kerja, dan lingkungan mengharuskan UBP Priok terletak jauh dari kawasan pemukiman dan pada area yang terisolasi.

II.4 Data Teknis PLTGU UBP Priok

Turbin Gas Pabrik : Asia Brown Boveri (ABB) Jumlah sudu : 5 (lima) tingkat

Kompresor : 21 (duapuluh satu) tingkat Model : GT-13E SBK Kapasitas : 140.830 KW Putaran : 3000 rpm Suhu Uap Masuk : Beban dasar : 1070 oC Beban puncak : 1115 oC Suhu Gas Buang : Beban dasar : 527 oC Beban puncak : 554 oC Bahan Bakar : Minyak HSD : 30,426 ton/jam/unit Gas Propane : 9,2 kg/sec/0,011 MMBTU/kWh Temperatur : Udara masuk : 30 oC Gas buang : 554 oC Tahun Pembuatan : 1992 Generator Pabrik : ABB GT Type : WY Z1L-097LLT Phasa : 3 (tiga) Frekuensi : 50 Hz Faktor Daya : 0,8 (lagging) Tegangan : 15,750 kV Putaran : 3000 rpm

Kapasitas : 210.999 kVA Massa : 2,72 Ton J : 5,72 Ton m2 Stator : U = 15.750 V I = 7698 Amp CLB (IEC) Rotor : U = 310 V I = 1473 Amp Insulation Class : F-stator Tahun Pembuatan : 1992 Turbin Uap Pabrik : ABB Type : DKZ-Z-2094 Serial : I-36021 Putaran : 3000 rpm Kapasitas : 199.600 kW Jumlah Sudu : 30 (tigapuluh) tingkat Temperatur : 479 oC Tekanan : 60 bar Tahun Pembuatan : 1992 Generator Pabrik : ABB GT Type : WY-Z1L-100LLT Serial : HM 300792

Fasa : 3 (tiga) Y Frekuensi : 50 Hz Faktor Daya : 0,9 Tegangan : 18.000 kV Putaran : 3000 rpm Kapasitas Daya : 236.000 kVA Nominal Output : 223.000 kVA Arus : 7153 Amp Insulation Class : F-stator Tahun Pembuatan : 1992

BAB III LANDASAN TEORI

III.1 Turbin Gas

III.1.1 Umum

Sebuah pusat listrik tenaga gas turbin terdiri dari beberapa bagian yaitu kompresor, ruang pembakaran, turbin gas, dan generator. Bagian – bagian tersebut kemudian terintegrasi dengan suatu sistem kerja yang secara garis besar digambarkan pada gambar berikut:

Gambar III-1 – Diagram Aliran Daya

Udara luar masuk melalui turbin air inlet filter menuju kompresor, kemudian udara tersebut ditekan atau dimampatkan. Udara yang telah dimampatkan tersebut dialirkan ke dalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara tersebut sehingga terjadi proses pembakaran. Gas hasil pembakaran yang terbentuk kemudian dimasukkan ke dalam turbin sehingga akan menghasilkan gaya dorong untuk memutar turbin. Turbin akan berputar yang pada gilirannya menggerakkan kompresor kembali dan generator listrik sebagai daya yang dimanfaatkan lebih lanjut. Gas hasil pembakaran ini akan keluar ke luar dan berbaur dengan udara bebas melalui exhaust silencer. Jenis kerja turbin seperti yang telah dijelaskan di atas, apabila dilihat dari aliran udaranya, menggunakan sistem terbuka. Keuntungan dari sistem terbuka gas turbin adalah: 1. Ruang bakar yang ringan Ruang bakar berukuran kecil tetapi dapat menghasilkan temperature yang tinggi dibandingkan dengan turbin uap. Sistem awal pengapiannya mudah karena hanya membutuhkan penyulut untuk pertama kali dan pembakaran – pembakaran berikutnya akan berlangsung sendiri. Desain ruang bakarnya dapat digunakan untuk membakar habis semua bahan bakar hidrokarbon, baik berupa gas maupun minya diesel, hingga bahan bakar padat, walaupun jenis bahan bakar padat hampir sama sekali tidak digunakan. 2. Perputaran rotor dari turbin ataupun kompresor yang satu sumbu Pergerakan atau perputaran dari rotor baik pada turbin maupun pada kompresor berada pada satu rotor yang sama sehingga gaya yang dihasilkan akan seimbang dan secara keseluruhan, getaran yang dihasilkan akan sangat kecil. 3. Waktu pemanasan Dikarenakan penggunaan campuran antara bahan bakar maupun udara yang keduanya memiliki tekanan tinggi, waktu pemanasan pada awal starting turbin dapat dilakukan dalam waktu yang relatif lebih cepat. 4. Perawatan dan Biaya

Perawatan turbin gas lebih mudah dikarenakan bagian dari sistem yang berputar hanya sedikit dan oleh karena itu biayanya lebih murah. Selain itu, turbin gas membutuhkan oli pelumas yang lebih sedikit sehingga dapat menekan biaya operasional. 5. Sistem Pelumasan Bagian yang perlu dilumasi terbatas pada bagian yang berputar yaitu kompresor, bearing turbin, dan pada gear unit. 6. Ringkas Apabila dibandingkan dengan turbin uap, turbin gas lebih sederhana dan ringkas karena tidak memerlukan boiler dengan feed water evaporator dan condensing system.

Kerugian dari sistem terbuka turbin gas: 1. Daya guna yang rendah Daya guna dari gas turbin secara umum rendah dikarenakan daya yang dihasilkan oleh turbin harus dibagi untuk menggerakkan kompresor udara dan generator listrik. Perbandingan dayanya kurang lebih 3:2:1 2. Kinerja keseluruhan sistem ditentukan oleh efisiensi dari tiap – tiap bagian 3. Kuantitas Udara Turbin gas dengan sistem terbuka membutuhkan udara yang besar sebagai pasokan utama.

Turbin gas bekerja berdasarkan prinsip siklus tenaga gas Brayton atau Joule yang terdiri dari proses – proses berikut:

Gambar III-2 – Siklus Turbin Gas 

Langkah 1 – 2 : Proses isentropic kompresi



Langkah 2 – 3 : Proses isobaric dengan penambahan energi



Langkah 3 – 4 : Proses isentropic dekompresi



Langkah 4 – 1 : Proses isobaric dengan pelepasan energi

Layaknya mesin termodinamis lain, suhu pembakaran yang lebih tinggi akan menghasilkan tingkat efisensi yang lebih besar. Faktor yang membatasi adalah baja, nikel, keramik, ataupun material lainnya yang dapat mempertahankan mesin dari panas atau tekanan. Selain itu, diusahakan pula agar kondisi dari turbin tetap dingin. Kebanyakan turbin juga mengusahakan pendayagunaan ulang panas yang terbuang, yang pada sistem terbuka akan terbuang sia – sia. Recuperator adalah tempat terjadinya pertukaran panas yang melewatkan panas yang terbuang untuk melakukan kompresi udara sebelum terjadinya pembakaran. Pada siklus kombinasi, panas yang terbuang dialirkan ke turbin uap, sementara pada kombinasi panas dan daya (co-generation) menggunakan panas yang terbuang untuk menghasilkan air panas.

Sebagai prinsip dasar, bahwa semakin kecil mesin, maka akan semakin tinggi pula kecepatan putaran yang dibutuhkan untuk mempertahankannya putaran maksimum. Kecepatan puncak bilah turbin menentukan tekanan maksimum yang dapat diperoleh, yang kemudian menghasilkan daya maksimum yang dimungkinkan, tanpa bergantung dari ukuran mesin. Mesin jet beroperasi pada kecepatan 10.000 rpm, sementara mikro-turbin beroperasi pada kecepatan 100.000 rpm. Untuk menghitung efisiensi thermal dari suatu turbin gas yang menggunakan sistem terbuka berlaku persamaan:

(persamaan 3-1)

(persamaan 3-2)

dimana

= Energi yang ditambahkan pada keadaan 1-2

= Energi yang dibuang pada keadaan 1-4

= Perbandingan kompresi k = Perbandingan panas spesifik (1,3 – 1,4 untuk udara)

Suatu turbin gas pada umumnya memiliki tingkat efisiensi yang rendah dikarenakan tingkat konsumsi bahan bakar yang tinggi sementara panas yang terbuang masih memiliki suhu yang tinggi.

III.1.2 Kompresor

Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikkan tekanan udara. Kompresor yang biasa dipergunakan adalah kompresor aksial dikarenakan tingkat efisiensi yang lebih tinggi yang dimiliki oleh kompresor aksial bila dibandingkan dengan kompresor sentrifugal, walaupun bobotnya lebih berat. Pada kompresor ini, udara mengalir secara aksial mulai inlet sampai outlet kompresor, seperti layaknya udara mengalir pada sebuah pipa, hanya saja pada kompresor, karena memiliki beberapa tingkat penekanan udara, maka udara yang mengalir makin ke dalam kompresor makin tinggi tekanannya. Arah aliran udara ketika melalui kompresor aksial seperti ketika sedang melalui pipa, yaitu mendatar seperti yang ditunjukkan oleh gambar. Setiap turbin memiliki tingkatan aliran yang berbeda, bergantung dari jenis dan spesifikasi turbin. Tinggi kenaikan tekanan udara pada kompresor dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

(persamaan 3-3)

dimana H = kolom udara (meter) g = gravitasi = 9,81 m/s2

Gambar III-3 – Arah Aliran Udara pada Kompresor Aksial

III.1.3 Ruang Bakar

Ruang bakar terdiri dari selubung luar dan suatu tabung silindris yang di bagian dalamnya dilengkapi dengan pembakar dan dikelilingi oleh beberapa penyemprot bahan bakar (nozzle) yang jumlahnya bergantung kepada jenis turbin. Sebagian udara dari kompresor dialirkan di luar ruang bakar, dengan maksud supaya berfungsi sebagai pendingin ruang bakar. Udara ini kemudian mengalir masuk ke dalam melalui bagian yang terbuka, untuk mendapatkankan pencampuran yang baik dan pembagian temperatur yang merata di seluruh bagian di luar ruang bakar. Ruang bakar yang baik memenuhi beberapa persyaratan berikut: 

Tekanan yang hilang kecil



Efisiensi pembakaran tinggi



Kestabilan pengapian yang baik



Ringan



Daya tahan yang baik



Endapan karbon rendah

Pada suatu ruang bakar, luas penampang yang dibutuhkan dapat dihitung melalui persamaan:

(persamaan 3-4)

kecepatan udara di daerah pembakaran mulai c = 25 m/s hingga 30 m/s, bila c berada di bawah nilai tersebut maka akan terjadi penyebaran api ke arah kompresor, sementara bila c berada di atas nilai tersebut maka api akan mengarah ke saluran di luar ruang bakar. Hal ini akan mengakibatkan kenaikan temperatur di bagian masuk turbin semakin tinggi, juga akan memadamkan api di ruang bakar dan menyebabkan timbulnya thermal stress, yang diakibatkan distribusi temperatur yang tidak merata di bagian sebelum turbin.

III.1.4 Turbin Gas

Konstruksi utama dari turbin gas seperti yang terlihat pada gambar terdiri dari kompresor dan turbin yang berada pada rotor yang sama (single shaft) yang ditumpu oleh konstruksi baja. Sistem sudu – sudu turbin gas terdiri dari sudu pengarah yang ditempatkan di dalam rumah turbin atau penyangga sudu penyerah dan sudu jalan.

Gambar III-4 – Turbin Gas dengan Sistem Terbuka dan Satu Shaft

Untuk memutar kompresor, kecepatan turbin gas dibuat lebih tinggi, supaya diameternya bisa dibuat lebih kecil dan sudu – sudunya bisa dibuat lebih panjang.

Daya yang dihasilkan turbin dapat diperhitungkan dengan menggunakan persamaan: (persamaan 3-5)

di mana: PT = daya yang dihasilkan turbin keseluruhan (kW) PV = daya yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor (kW) PN = daya efektif yang keluar untuk memutar mesin (kW)

Biasanya daya efektif pada turbin gas sudah diketahui karena ukuran turbin gas ditentukan oleh daya yang berguna. Daya yang dihasilkan turbin gas harus dibagi sebagian untuk menggerakkan kompresor udara dan sebagian lagi untuk menggerakkan generator listrik. Instalasi turbin gas yang bersifat tetap tidak mengalami pemindah – mindahan, seperti pada instalasi yang dipakai untuk memutar generator dan untuk menggerakkan kompresor. Oleh karena itu, turbin harus dapat bekerja dalam jangka waktu yang panjang. Untuk mendapatkan durasi masa pakai yang lebih lama, maka dalam pemakaiannya turbin haruslah memikul beban yang tinggi agar efisiensi yang didapat semakin besar. Dengan semakin tingginya operasi turbin gas, maka kekuatan logam bahan instalasi turbinpun akan turun. Sifat material yang disebut sebagai kekuatan rangkak, yang kemudian menjadi salah satu faktor penentu dalam pemilihan logam untuk instalasi turbin gas. Untuk turbin gas dengan proses sistem terbuka hanya dapat menggunakan bahan bakar cair atau gas karena hasil proses bahan bakarnya harus bebas dari sisa bahan bakar (abu) yang keras dan terutama tidak menimbulkan korosi akibat suatu peristiwa kimia. Sebagai langkah pencegahan, penggunaan bahan bakar padat sangat dihindari.

III.1.5 Sistem Starting Turbin Gas

Pembangkit listrik ini tidak dapat dengan sendirinya melakukan start pada saat pertama kali akan dijalankan. Ada beberapa sistem start yang dapat digunakan yaitu dengan pneumatic start, electrohydraulic start, dan turbohydraulic start. Ketiga cara tersebut menggunakan motor starter untuk menghasilkan gerakan mekanis (rotasional) pertama yang dibutuhkan untuk menjalankan turbin. Selain cara tersebut, terdapat pula cara lain dengan memanfaatkan karakteristrik elektronika daya, yaitu melalui penggunaan Static Frequency Converter (SFC).

III.1.6 Sistem Kebutuhan Udara

Supaya umur hidup turbin gas yang biasa dipakai pada industri dapat diperpanjang, maka turbin gas haruslah bekerja dengan temperatur rata – rata sebesar 950o K. Untuk mendinginkan sudu – sudu di setiap tingkat pada turbin, dialirkan udara dari kompresor. Udara pendingin mengalir di sekeliling dinding sudu dan akhirnya keluar melalui lubang – lubang kecil yang terdapat pada bagian sudu dan selanjutnya udara akan bercampur dengan gas yang bekerja di dalam turbin. Fungsi utama dari sistem udara pada turbin gas adalah membantu proses pembakaran. Tetapi selain itu, sistem udara juga dimanfaatkan untuk: 1. Memberikan tekanan pada oil seals 2. Pendinginan rotor turbin pada Turbin Cooling Air System 3. Membantu pengaturan udara untuk mengoperasikan sistem kontrol bahan bakar 4. Mencegah surge condition pada saat kecepatan turbin belum stabil, terutama pada saat start.

III.1.7 Sistem Pelumasan

Sistem minyak pelumasan mensirkulasikan minyak pelumas bertekanan rendah ke beberapa bagian dari turbin dan reduction drive gears yang memiliki fungsi selain sebagai pelumasan tetapi juga sebagai media pendingin.

III.1.8 Sistem Bahan Bakar

Fungsi utama dari sistem bahan bakar adalah untuk mengontrol besarnya laju aliran bahan bakar dengan mengontorl tekanan masuknya. Tujuan yang ingin didapat yaitu tubrin generator dapat berjalan dan berfungsi dengan baik, kecepatannya maksimum dan pada kecepatan rata – rata dapat diperoleh tegangan yang stabil, mencegah over-temperatur selama start-up dan operasi, serta menghasilkan frekuensi tegangan AC yang baik walaupun beban yang ada berubah – ubah.

Bahan Bakar Cair Minyak bakar asalnya dari minyak bumi dan minyak bumi ini mengandung campuran zat hidrokarbon. Minyak bakar berat dan sedang adalah yang pertama kali dipergunakan pada turbin gas di industri. Minyak ini mengandung aspal dan bitumen yang akan menyebabkan terbentuknya suatu endapan yang sukar terbakar di ruang bakar dan pada sudu – sudu turbin. Sisa – sisa pembakaran yang didapat dari pembakaran minyak bakar berat mempunyai bahan – bahan campuran yang untuk meleburkannya dibutuhkan suhu yang tinggi. Berdasarkan kenyataan ini, maka pemakaian minyak bakar berat dibatasi penggunaannya. Bahan bakar untuk diesel cocok untuk turbin gas. Selain itu, dapat pula digunakan minyak kasar yang diambil langsung dari ladang minyak karena sebagian besar dari bagian – bagian tersebut mudah menguap.

Bahan Bakar Gas

Bahan bakar yang berbentuk gas yang umum digunakan untuk turbin gas adalah gas bumi, karena merupakan bahan bakar ideal dan terbaik. Hal ini disebabkan rendahnya radiasi yang dihasilkan serta proses pembakaran yang lebih mudah dan bersih.

III.2 Generator Sinkron

III.2.1 Pengertian Generator

Generator adalah suatu mesin listrik di mana dalam proses kerjanya melakukan konversi energi, yaitu dari energi mekanis menjadi energi elektrik. Proses konversi energi tersebut dilakukan sebagai aplikasi nyata dari Hukum Faraday terkait dengan tegangan induksi, yaitu:

(persamaan 3-6)

di mana: einduksi = tegangan yang dibangkitan d

= fungsi dari fluks

dt = fungsi dari waktu

tanda negatif diberikan pada persamaan tersebut sebagai symbol bahwa besarnya tegangan yang dibangkitkan adalah suatu vektor dengan arah yang berlawanan dengan vektor dari fluks.

III.2.2 Pengertian Generator Sinkron

Generator sinkron adalah suatu mesin listrik dimana terjadi konversi energi mekanik yang dihasilkan oleh putaran kumparan rotor yang memotong suatu medan elektromagnet yang dihasilkan di stator sehingga kemudian menimbulkan energi elektrik. Secara prinsip, generator sinkron memiliki kumparan rotor yang berfungsi sebagai pembangkit kumparan medan magnet yang terletak di antara kutub magnit Utara dan Selatan yang diputar oleh suatu penggerak mula. Hasil perputaran tersebut kemudian akan menimbulkan medan magnet berupa fluks. Fluks yang timbul ini bersumber dari suatu sumber AC yang memiliki fungsi sinusoidal sehingga arah putaran dari fluks ini akan berganti setiap ½ periode. Fluks putar yang berganti – ganti arah tersebut kemudian akan memotong kumparan stator sehingga pada stator akan timbul gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik tersebut, akibat pengaruh dari induksi fluks putar yang memiliki sumber AC, juga akan bersifat bolak – balik yang berarti bahwa berputar dengan kecepatan sinkron terhadap kecepatan penggerak mulanya.

III.2.3 Dasar – Dasar Pembangkitan Daya Generator Sinkron

Pada generator sinkron, ada beberapa hal dasar yang perlu diketahui sehubungan dengan proses pembangkitan, yaitu: 

Lilitan yang berputar dengan putaran konstan pada alur medan magnet homogen



Lilitan yang dalam keadaan diam pada suatu medan magnet homogeny yang berputar konstan



Prinsip Induksi Heteropolar (asiklis)

Prinsip Induksi Heteropolar atau asiklis menjelaskan bahwa apabila sepotong kawat berada dalam medan magnet diputar pada sumbunya, maka kawat tersebut akan memotong garis – garis gaya sehingga fluksi yang dilingkupinya sebesar:

(persamaan 3-6)

Menurut Hukum Faraday,

(persamaan 3-7)

sehingga akan diperoleh persamaan

(persamaan 3-8)

karena (persamaan 3-9)

di mana bila , maka

, maka

(persamaan 3-10)

apabila prinsip tersebut diterapkan terhadap kumparan di mana kumparan merupakan gabungan sejumlah belitan kawat, maka persamaan di atas akan dimodifikasi menjadi: (persamaan 3-11)

yang kemudian dapat ditulis ulang menjadi: (persamaan 3-12)

di mana: N = jumlah eblitan ω = kecepatan putaran ( Φ = besar fluks medan (Webber)

ê = emaks = EN = ggl induksi yang dibangkitkan pada sejumlah N belitan kawat

III.2.4 Medan Magnet pada Generator Sinkron

Pada generator sinkron, terdapat dua jenis medan magnet: Medan Utama Medan Utama adalah medan yang mempengaruhi kerja dari generator sinkron. Terdapat dua jenis medan utama, yaitu: 1. Magnet Permanen Medan magnet yang daya magnetisnya tidak dapat diatur dalam suatu batasan tertentu dan secara berangsur – angsur mengalami perlemahan 2. Elektromagnet Medang magnet dimana daya magnetisnya dapat diatur dalam suatu batasan tertentu. Sebagai arus penguat, dipakai arus searah yang dimasukkan ke dalam belitan melalui sikat ataupun slip-ring. Arus DC ini diambil dari suatu komponen penguat yang disebut dynamo pembangkit atau exciter.

Medan Jangkar Medan jangkar adalah medan yang timbul di belitan stator, sehingga sering disebut juga sebagai medan stator. Medan ini timbul sebagai hasil superposisi dari medan AC yang berasal dari tiga kumparan stator. Tiga kumparan stator ini mewakili masing – masing phasa dari arus bolak – balik, yaitu R, S, dan T. Sumbunya membentuk sudut

sebesar

dan arus yang berbeda phasa sebesar 120o. Kecepatan dan arah perputaran

sama dengan medan utama, sehingga keduanya dapat disuperposisikan. Besarnya putaran ini dapat diketahui berdasarkan:

(persamaan 3-13)

Atau

(persamaan 3-14)

di mana: n = jumlah putaran per menit f = frekuensi AC yang dipergunakan p = jumlah kutub 120 = besarnya perbedaan phasa di antara kutub sumbu

Gambar III-5 – Skema Lilitan Generator 3 Phasa

III.2.5 Tegangan yang Diinduksikan

Besar gaya gerak listrik yang diinduksikan oleh kumparan stator per phasa adalah: (persamaan 3-15)

di mana:

= gaya gerak listrik induksi kumparan stator

f = frekuensi output generator M = jumlah kumparan per phasa kd = faktor distribusi Φ = fluks magnet per kutub per phasa

dapat dinyatakan juga bahwa

, di mana Z = jumlah konduktor seluruh slot per phasa

maka, persamaan tersebut dapat ditulis ulang menjadi:

(persamaan 3-16)

(persamaan 3-17)

di mana

(persamaan 3-18)

Sementara, harga rata – rata dari gaya gerak listrik induksi adalah: (persamaan 3-19)

III.2.6 Hubungan Kerja Parallel Generator Sinkron

Kerja parallel adalah pengoperasian beberapa buah generator secara bersama – sama, di mana output dari genset yang beroperasi disalurkan ke beban melalui bus yang sama (common busbar system). Sedangkan yang dimaksud dengan sinkronisasi adalah kerja satu generator untuk kerja parallel dengan generator lainnya, karena pada umumnya generator sinkron yang bekerja utnuk suatu sistem tenaga bekerja parallel dengan banyak generator lain. Kerja parallel antar beberapa generator dilakukan utnuk meningkatkan besarnya daya yang dihasilkan. Seringkali sistem, dimana generator yang akan dihubungkan, sudah mempunya begitu banyak generator dan beban yang terpasang, sehingga berapapun jumlah daya yang diberikan oleh generator yang baru masuk tidak mempengaruhi tegangan dan frekuensi dari sistem. Hal ini yang disbeut generator terhubung pada sistem yang kuat sekali. Generator dalam keadaan diam tidak boleh dihubungkan ke jala – jala atau sistem karena pada saat diam, gaya gerak listrik yang terinduksi pada stator adalah nol dan berakibat hubung singkat. Adapun tujuan utma adari pelaksanaan kerja parallel tersebut adalah: 

Penambahan daya Jika diesel yang terpasang tidak mampu menanggung pertambahan beban listrik maka dengan kerja parallel masalah tersebut dapat di atasi sehingg daya kerja generator dapat diandalkan



Kontinuitas Jika ada gangguan dari sumber listrik, maka beban akan tetap mendapatkan supply listrik sehingga tidak terjadi pemutusan supply. Selain itu, keadaan parallel menjamin kestabilan tegangan dan frekuensi walaupun besar beban yang ditanggung berubah – ubah.



Efisiensi

Efisiensi maksimum dari generator dapat tercapai juka generator mengirimkan supply untuk beban puncak, begitu pula jika generator dioperasikan parallel dengan generator lainnya.

Pada Generator Sinkron, terdapat hubungan kerja parallel, yaitu: 1. Generator parallel dengan jala – jala AC 2. Generator parallel dengan generator lain

Syarat kerja parallel dari generator adalah: 

Tegangan pada generator pertama sama dengan tegangan pada generator kedua



Frekuensi ataupun kecepatan sudut dari generator pertama harus sama dengan frekuensi maupun kecepatan sudut dari generator kedua



Urut – urutan phasa dari kedua generator sama.



Vektor tegangan yang saling berhimpit antara tegangan dari generator pertama dengan jala – jala dari generator kedua.

Generator yang akan digunakan untuk kerja parallel pentanahannya hanya dilakukan pada salah satu generator saja. Hal tersebut bertujuan untuk menhindari terjadinya aliran harmonisa ketiga antar generator yang dapat merusak generator.

III.2.7 Konstruksi Generator Sinkron

Gambar III-6 – Struktur Generator Sinkron

Suatu mesin sinkron dapat bekerja sebagai generator maupun sebagai motor. Hal ini dikarenakan keduanya memiliki konstruksi yang serupa. Perbedaannya terletak pada fungsi konversi yang dilakukan, yaitu bila pada generator, mesin sinkron mengubah energi mekanis dari suatu penggerak mula berupa turbin untuk menghasilkan energi elektrik, maka pada motor, mesin sinkron memanfaatkan energi elektrik untuk menjadi energi mekanis yang akan memutar suatu beban. Adapun konstruksi mesin sinkron terdiri dari: 

Rangka Mesin Rangka mesin berfungsi sebagai pemegang inti jangkar atau stator. Pada mesin besar putaran rendah dengan diameter yang sangat besar, rangka mesin seringkali dibuat menjadi bagian – bagian yang dapat dilepas untuk mempermudah pengangkutan. Rangka mesin terbuat dari besi cor



Inti Stator Inti stator terbuat dari lembaran – lembaran besi elektris yang terlaminasi. Lembaran ini diikat menjadi satu dan membentuk stator. Laminasi dilakukan agar rugi arus eddy menjadi kecil. Inti stator mempunyai alur – alur di mana kumparan stator diletakan seperti pada gambar.



Rotor Ada dua jenis rotor yaitu rotor kutub menonjol (salient pole) dan rotor kutub silindris. Rotor kutub menonjol dipakai pada mesin dengan putaran rendah atau menengah. Untuk mesin yang besar, kumparan rotor seringkali dibuat dari kawat persegi. Rotor dengan kutub silindris biasanya dipergunakan pada generator yang digerakkan oleh turbin uap (kecepatan tinggi). Untuk putaran rendah, biasanya berdiameter kecil dan panjang. Kumparan rotor diatur sedemikian sehingga agar terdapat fluks maksimum pada suatu posisi tertentu.



Kumparan peredam Sering juga disebut kumparan sangkar, yang terdiri dari batang – batang aluminium atau tembaga yang ujung – ujungnya dihubung singkat. Kumparan ini berguna untuk meredam osilasi sehinga tidak terjadi hunting atau perubahan kecepatan sesaat.

III.2.8 Sistem Pendinginan

Sistem pendinginan pada generator dapat dibedakan menjadi: 

Pendinginan dengan udara Generator dengan kapasitas daya di bawah 15 MW didinginkan dengan udara biasa yang dialirkan melalui cutting menuju stator dan air gap



Pendinginan dengan Hidrogen Generator dengan kapasitas daya di atas 15 MW didinginkan dengan Hidrogen, tetapi instalasi generator menjadi lebih sulit karena membutuhkan faktor keamanan yang tinggi untuk mencegah adanya kebocoran yang dapat menyebabkan terjadinya ledakan

III.2.9 Pengaturan Tegangan

Tegangan pada terminal dari generator sinkron bergantung dari beban yang terpasang dan juga faktor daya dari beban tersebut. Pengaturan tegangan atau voltage regulation dari suatu generator sinkron didefinisikan sebagia perubahan tegangan dari beban nol ke beban penuh dengan menjaga eksitasi tetap dan putaran tetap. Untuk mesin – mesin kecil, pengaturan tegangan dapat diperoleh secara langsung. Untuk memperoleh harga teganan pada beban nol, E0, generator sinkron diputar pada kecepatan normal, eksitasi diatur sehingga menghasilkan tegangan nominal V pada beban penuh dan kemudian beban dilepas dengan juga menjaga agar putaran serta arus penguat tetap konstan. Hal ini kemudian disebut sebagai regulasi tegangan, yang diartikan sebagai batasan agar kerja generator berada dalam tingkat yang dapat ditoleransi, yang dapat dihitung melalui persamaan:

(persamaan 3-20)

III.3 Penyearah: Perubahan dari AC ke DC

Input daya pada motor umunya berasal dari sumber yang memiliki tegangan dan frekuensi yang konstan seperti pada frekuensi 50 Hz ataupun 60 Hz, sementara keluarannya haruslah dapat memberikan supply berupa tegangan dan/atau frekuensi yang berubah – ubah ke motor tersebut. Secara garis besar, proses tersebut berlangsung dalam 2 langkah, sumber AC pertama – tama disearahkan ke DC. Kemudian, sumber DC kemudian dikonversi ke DC dengan penyesuaian bentuk gelombang keluaran.

III.3.1 Penyearah Phasa Tunggal Gelombang Penuh dengan Dioda Jembatan

Gambar III-7 – Konfigurasi Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

Perhatikan Gambar III-11, pada rangkaian tersebut, beban resistor R dialirkan dari sumber tegangan Vs(t) = V0 sin ωt melalui 4 buah diode yang terhubung dalam penyerah gelombang penuh konfigurasi diode jembatan. Jika diandaikan bahwa diode adalah diode ideal, dapat digambarkan bahwa keadaan diode – diode tersebut adalah sebagai berikut: 

Diode D1 dan D3 dalam keadaan ON, diode D2 dan D4 dalam keadaan OFF ketika Vs(t) > 0



Diode D2 dan D4 dalam keadaan ON, diode D1 dan D3 dalam keadaan OFF ketika Vs(t) < 0 Tegangan pada resistor, seperti yang digambarkan pada Gambar III-12 dapat

diperhitungkan sebagai berikut:

(persamaan 3-21)

Perhatikan bahwa tegangan resistor bersifat positif untuk kedua polaritas dari tegangan sumber, yang kemudian diistilahkan sebagai penyerah gelombang penuh. Nilai DC rata – rata dari bentuk gelombang ini dapat diperhitungkan dengan persamaan:

(persamaan 3-22)

Gambar III-8 – Tegangan pada Resistor R

Akan tetapi, bentuk gelombang seperti ini tidak memungkinkan untuk dapat dipergunakan pada berbagai peralatan sebagaimana gelombang DC lainnya, sehingga gelombang DC yang dikehendaki haruslah konstan dan tanpa riak. Untuk memperolehnya, dapat dipergunakan kapasitor yang akan memperhalus tegangan DC yang dibentuk.

Gambar III-9 – Penyearah Jembatan Gelombang Penuh dengan Filter Kapasitor

Gambar III-10 – Tegangan pada Resistor R setelah Diberikan Filter Kapasitor

III.3.2 Penyerah Diode Jembatan Tiga Phasa

Walaupun pada umumnya sistem daya phasa tunggal banyak dipakai pada peralatan yang memiliki rating antara 5 kW atau lebih, pada sistem dengan daya yang lebih besar banyak mempergunakan sumber 3 phasa. Secara umum, hal – hal yang terdapat pada penyearah diode jembatan phasa tunggal juga berlaku untuk penyearah diode jembatan tiga phasa.

Gambar III-11 – Penyearah Gelombang Penuh 3 Phasa

Gambar III-12 – Tegangan Saluran-ke-Saluran dan Tegangan pada Resistor R

Pada Gambar III-11, ditunjukkan suatu sistem dimana beban R mendapat supply dari suatu sumber tiga phasa yang melalui diode jembatan tiga phasa, enam pulsa. Gambar III-12 menunjukkan fungsi tegangan tiga phasa tegangan saluran-ke-saluran (Nilai puncak

where

adalah nilai rms dari tegangan saluran-ke-saluran) dan tegangan

resistor VR(t). Akan tetapi, yang membedakan antara penyerah phasa tunggal dengan tiga phasa adalah bahwa VR(t), tegangan resistor tidak akan mencapai nilai nol, akan tetapi jembatan diode tiga phasa tersebut akan menghasilkan nilai dari tiga buah tegangan saluranke-saluran. Nilai dc rata – rata dari tegangan ini adalah:

(persamaan 3-23)

di mana V1-1,rms merupakan nilai rms dari tegangan saluran-ke-saluran.

Gambar III-13 – Tabel Waktu Konduksi Diode untuk Penyearah Jembatan 3 Phasa

Gambar III-14 menunjukkan urutan switching diode untuk jembatan tiga phasa berdasarkan periode tunggal dari gelombang tiga phasa yang dihasilkan. Perhatikan bahwa hanya dua buah diode yang berada dalam kondisi ON pada waktu yang bersamaan dan setiap diode berada dalam kondisi ON pada 1/3 siklus atau sebesar 120o.

Gambar III-14 – Penyearah Jembatan 3 Phasa dengan SCR

Pada pengaturan phasa dengan menggunakan jembatan SCR, akan menghasilkan output seperti pada gambar berikut:

Gambar III-15 – Tegangan Beban untuk Firing yang ditunda pada SCR pada Jembatan SCR dengan (a) ��d = 0,1Π dan (b) ��d = 0,9Π

Sementara tegangan dc keluaran rata – ratanya adalah sebesar:

(persamaan 3-24)

III.4 Inverter: Perubahan dari DC ke AC

Inverter adalah peralatan elektronika daya yang digunakan untuk mengubah tegangan dc menjadi tegangan dan frekuensi yang bervariasi yang banyak dipergunakan untuk mengoperasikan motor. Rangakaian umum dari suatu Inverter adalah sebagai berikut:

Gambar III-16 – Konfigurasi Inverter dengan Sumber Tegangan

Gambar III-17 – Konfigurasi Inverter dengan Sumber Arus

dimana Gambar III-16 merupakan suatu inverter dengan menggunakan sumber tegangan dc yang konstan, V0, yang disebut sebagai bus tegangan dc pada masukan inverter. Sementara Gambar III-17 dengan menggunakan suatu sumber arus dc yang konstan, I0 yang disebut sebagai inverter sumber arus.

III.4.1 Inverter Phasa Tunggal

Gambar III-18 – Konfigurasi Inverter dengan IGBT

Gambar III-19 – Konfigurasi Inverter dengan Saklar Ideal

Pada Gambar III-18 ditunjukkan konfigurasi inverter phasa tunggal di mana bebannya memperoleh sumber dari tegangan dc, V0 yang dialirkan melewati satu rangkaian yang terdiri dari empat IGBT. Rangkaian IGBT tersebut dinamakan sebagai konfigurasi jembatan-H. MOSFET ataupun alat switching yang sejenis lainnya juga dapat dipergunakan untuk menggantikan IGBT pada rangkaian. Analisa terhadap rangkaian ini dimulai dari waktu yang dipergunakan untuk switching jauh lebih lambat dibandingkan konstanta waktu pembebanan L / R. Kemudian dengan mengganggap bahwa iL positif dan saklar S1 dan S3 berada dalam kondisi ON, maka tegangan pada beban adalah V0 dan arusnya adalah V0 / R. Kemudian ketika S1 dimatikan, sementara S3 tetap dalam keadaan aktif, maka arus beban, yang tidak dapat langsung berubah sebagai akibat pengaruh inductor, akan mengalir melalui D2. Hal yang sama juga akan terjadi ketika S3 dimatikan, sementara S1 dibiarkan tetap menyala.

Gambar III-20 –Analisa dari Inverter Jembatan–H keadaan (a) S1&S3 nyala. (b) S3 nyala

Keadaan ini memungkinkan untuk membalik tegangan dan arus beban dengan menyalakan S2 dan S4, yang mana VL = - V0 dan iL = - V0 / R. Kemudian , tegangan dapat dikembalikikan ke nol dengan mematikan salah satu dari S2 atau S4. Pada satu saat ini, satu siklus dari penerapan gelombang tegangan-beban dari Gambar III-24 telah dilengkapi. Gelombang yang dihasilkan oleh urutan switching dengan waktu penyalaan Δ1T dan waktu mati Δ2T (Δ2 = 0,5 – Δ1) untuk kedua bagian positif dan negatif dari siklus. Gelombang tersebut memikiki unsur utama dari AC berupa frekuensi f0 = 1 / T, dimana T adalah periode dari urutan switching, dan komponen pada frekuensi harmonisa ganjil dari bagian utamanya.

Gambar III-21 – Gelombang Keluaran dari Inverter Jembatan-H

Gelombang tersebut dapat dipertimbangkan sebagai satu langkah sederhana yang diperoleh melalui pendekatan gelombang sinusoidal. Analisa Fourier dipergunakan untuk menunjukkan bahwa gelombang tersebut memiliki bagian utama yaitu amplitudo puncak

(persamaan 3-25)

dan pada harmonisa ganjil dari amplitudo puncak:

(persamaan 3-26)

Walaupun gelombang ini merupakan pendekatan terhadap gelombang sinusoidal, tetapi telah jelas tergambar bahwa gelombang pendekatan tersebut memiliki komponen – komponen utama dari gelombang sinusoidal.

III.4.2 Inverter Tiga Phasa

Gambar III-22 – Konfigurasi Inverter 3 Phasa dengan Sumber Tegangan

Gambar III-23 – Konfigurasi Inverter 3 Phasa dengan Sumber Arus

Pada inverter 3 phasa, baik yang menggunakan sumber arus maupun sumber tegangan dapat menghasilkan gelombang seperti pada inverter phasa tunggal, yang mana hasil yang diperoleh akan tampak seperti pada gambar berikut

Gambar III-24 – Gelombang Keluaran dari Inverter 3 Phasa

III.5 Excitation

III.5.1 Definisi Eksitasi

Generator Sinkron merupakan tipe mesin listrik yang sangat banyak digunakan pada pembangkit – pembangkit listrik. Generator sinkron merupakan generator AC yang beroperasi dengan putaran yang serempak antara rotor dengan medan putar stator. Pada generator sinkron, pada bagian rotor terdapat kumparan medan sementara pada bagian stator terletak kumparan medan jangkar. Proses eksitasi atau pembangkitan tegangan pada generator sinkron adalah dengan memberikan arus DC pada belitan medan. Hal ini sesuai dengan prinsip electromagnet, bahwa apabila suatu konduktor berarus pada suatu medan magnet akan membangkitkan fluks yang kemudian menjadi tegangan AC. Besarnya tegangan yang dihasilkan bergantung pada besarnya arus eksitasi dan kecepatan putaran dari mesin, di mana apabila kedua variabel tersebut semakin besar, maka teganganpun akan semakin besar.

III.5.2 Metode Eksitasi pada Generator Sinkron

Metode pembangkitan tegangan pada suatu generator sinkron bergantung kepada jenis mesin yang dipergunakan serta pabrik yang membangun generator tersebut. Akan tetapi, secara umum terdapat beberapa jenis cara pembangkitan tegangan yaitu: 1. Eksitasi dengan Generator DC Pada sistem ini, sumber DC yang dipergunakan untuk eksitasi diperoleh dari sebuah generator DC yang dikopel langsung dengan generator utama. Arus yang dihasilkan oleh generator DC dialirkan menuju belitan rotor dari generator utama melalui slip ring yang dilengkapi dengan sikat arang. Sistem ini banyak dipergunakan pada pembangkit – pembangkit yang dibangun pada waktu yang lampau dan telah ditinggalkan karena rendahnya efisiensi dalam penggunannya. 2. Eksitasi dengan Generator Tanpa Sikat Arang Sistem eksitasi ini menggunakan Permanent Magnet Generator (PMG) sebagai sumber utama dalam proses pembangkitan. PMG merupakan jenis magnet permanent yang menjadi rotor, sehingga tidak membutuhkan sumber eksitasi dari luar untuk menghasilkan listrik. PMG akan menghasilkan tegangan AC, yang kemudian disearahkan dengan bantuan thyristor menjadi sumber DC untuk kemudian dialirkan ke belitan stator dari generator eksitasi. Generator eksitasi kemudian akan membangkitkan tegangan AC yang disearahkan dengan bantuan Rotating Rectifier. Tegangan DC yang dihasilkan kemudian yang menjadi arus eksitasi untuk generator utama yang dialirkan langsung ke belitan rotornya tanpa melalui sikat arang. Apabila dibandingkan dengan proses eksitasi dengan generator DC, hal ini lebih efisien karena tidak butuhkan perawatan khusus seperti kebutuhan mengganti sikat

arang. Untuk menjadi agar tegangan yang dihasilkan generator selalu konstan, maka digunakan Automatic Voltage Regulator.

Gambar III-25 – Sistem Excitation dengan Brushless Generator

3. Static Excitation Static excitation merupakan sistem pembangkitan tegangan yang lebih sederhana dan modern dikarenakan tidak dibutuhkannya lagi generator tambahan apapun sebagai media pembangkit tegangan DC yang akan digunakan sebagai arus eksitasi. Untuk menggantikan fungsi generator tambahan tersebut, Static Excitation menggunakan tegangan output dari generator yang disearahkan dengan bantuan komponen elektronika daya. Sistem ini disebut sebagai Static Excitation dikarenakan peralatannya yang bersifat statis atau diam dan tidak ikut berputar bersama dengan generator. Penambahan AVR digunakan untuk menjaga tegangan pada keadaan yang lebih stabil.

Gambar III-30 – Sistem Excitation dengan Static Excitation

BAB IV START-UP PROCESS PADA GAS TURBINE GENERATOR 1.1 PLTGU PRIOK

IV. 1 Prosedur Pengoperasian Generator

Dalam mengoperasikan suatu generator, operator harus mengikuti SOP (standard operation procedure) yang ada sebagai petunjuk dalam mengoperasikan suatu unit pembangkit. Prosedur pengoperasian dalam suatu sistem pembangkit secara umum dibagi menjadi empat tahapan, yaitu:

1. Tahap Persiapan Sebelum mengoperasikan generator, perlu dilakukan prosedur pemeriksaan secara menyeluruh. Pemeriksaan sebelum pengoperasian akan menjamin kinerja generator berfungsi dengan baik. Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum mengoperasikan generator adalah sistem-sistem yang terkait dengan kinerja gas turbin, yaitu: 

Sistem Start



Sistem Pendingin udara pada generator



Sistem Pelumasan



Sistem Udara pendingin ruang bakar



Sistem Pengambilan dan Pembuangan Udara



Sistem Pemutar Poros Hidrolik



Sistem Compressor Bleed Valve



Sistem Penyalaan Awal



Sistem Bahan Bakar



Adjusment Of The Compressor Variable Inlet Guide Vane



Sistem Pendingin dan Pelindung Udara



Sistem Pemantau Rotor Train

Bila pemeriksaan sistem di atas dalam kondisi yang baik, maka generator dalam kondisi siap untuk dijalankan.

2. Tahap Menjalankan Generator Tahap ini merupakan langkah menjalankan mesin generator dengan putaran rendah kemudian putaran dinaikkan sampai ke putaran nominal. Setelah kecepatan putar mesin mencapai putaran nominal, perlu dilakukan pengecekan terhadap parameter yang ada pada unit tersebut agar berada dalam keadaan normal. Setelah pengecekan unit dalam kondisi normal kemudian mesin siap untuk dilakukan pembebanan.

3. Tahap Pembebanan Setelah generator berputar pada kecepatan normal dan dalam kondisi baik, maka siap dilakukan pembebanan pada sistem operasi. Pembebanan pada generator dapat bersifat resisitif, induktif maupun kapasitif tergantung dari jenis beban yang diterima oleh generator.

4. Tahap Menghentikan Generator Dalam menghentikan generator, haruslah diperhatikan untuk tidak mematikan mesin secara mendadak. Akan tetapi haruslah mesin dilepaskan dari beban secara perlahan untuk kemudian biarkan mesin bekerja tanpa beban guna memberikan kesempatan pada mesin untuk menyesuaikan temperatur kerja seiring dengan penurunan pemakaian bahan bakar. Apabila sedang diparalel, generator harus dilepaskan dahulu

dari hubungan paralel. Setelah generator berhenti, lakukan pemeriksaan untuk menjamin keandalan mesin bila generator beroperasi kembali.

IV.2 Sistem pada Generator

Sebelum memulai pengoperasian generator, perlu diketahui sistem-sistem untuk operasi generator, yaitu :



Sistem Start (Starting System) Sebelum mengoperasikan generator, perlu diperhatikan spesifikasi dari mesin generator. Data mesin generator dapat diketahui dari buku manual yang dikeluarkan oleh pabrik. Hal-hal yang perlu dikenali dari data pada mesin generator, yaitu: Mesin: Generator: Diameter silinder Frekwensi Langkah Tegangan antar fasa Jumlah dan letak silinder Arus maximum Letak silinder Daya keluar Langkah volume persilinder Cos θ Volume total langkah Eksitasi Putaran normal Kemampuan operasi Putaran engkol



Sistem Pendinginan Air Pada Generator Untuk menurunkan temperatur kerja pada generator diperlukan sistem pendinginan dengan menggunakan air. Sistem pendinginan menggunakan air murni (fresh water) yang tidak menggandung kadar garam dan silika ataupun kotoran-kotoran penyebab korosi mesin. Air juga di campur dengan magnesium cromat. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada HTCT 305 427. Komponen utama dari sistem pendingin air generator ini adalah



Coller PDC10 AC010, AC020, AC030



Fans (kipas-kipas) PCD10 AN011, AN021, AN031



Katup-katup PCD10 AA021, AA023 PCD10 AA031, PCD10 AA033



Pompa sirkulasi PCC10 AP010,AP020



Akumulator tekanan PCB70 BB001



Katup pengatur tekanan PCB70 BB001



Perpipaan



Peralatan pengaman dan pemantau

Coller yang berfungsi sebagai penukar panas air/udara,kapasitas pendinginan masingmasing coller adalah 50%. Rangkaian sistem pendingin merupakan sistem tertutup dan bertekanan. Air yang telah mengalami treatment khusus tersebut dipertahankan sirkulasinya oleh salah satu dari dua pompa sirkulasi PCC10 AP010 atau AP020 sedangkan pompa yang lainnya berada dalam keadaan stand by. Pompa ini akan bekarja dengan otomatis jika tekanan pompa sirkulasi turun di bawah nilai yang seharusnya atau salah satu dari pompa utama gagal beroperasi. Panas yang dihasilkan oleh generator akan diserap oleh air pendingin di dalam generator coller. Panas kemudian dibuang ke atmosphere melalui tiga buah penukar panas air/udara dengan menggunakan udara yang dihembuskan oleh fan.



Sistem Pelumasan Berfungsi untuk mensuplay kebutuhan minyak pelumas dari gas turbin. Sistem minyak pelumas membentuk suatu sirkuit pelumasan yang melumasi bantalan – bantalan turbin gas dan auxiliary gear di samping itu juga mensuplay:

1. Sistem Power Oil Forwarding 2. Sistem Jacking Oil Sistem 3. Sistem Emergency Oil 4. Sistem Reset Untuk Hidrolik trip sirkuit

Gambar sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 430. Komponen Utama dari sistem minyak pelumasan sendiri terdiri dari: o

o

o

Lube Oil storage sistem MBV10 termaksud 

Tangki MBV10 BB001



Lube oil heater MBV10 AH001, AH002



Oil vapor exhaust fans MBV10 AN001, AN002



Oil separator MBV10 AT001, AT002

Lube Oil Forwarding sistem MBV21 termaksud 

Main lube oil pump MBV21 AP001



Lube oil coller MBV21 AC020,AC030,AC040



Twins filter MBV21 AT002



Temperatur control valve MBV21 DT001

Emergency Oil Sistem MBV22 termaksud 

Emergency oil pump MBV22 AP001



Lube oil distribution sistem MBV40



Lube oil return sistem MBV70

o

Peralatan pengaman dan pengamatan

o

Sistem pemipaan

Power oil sistem pada sistem pelumasan berfungsi untuk mensuplai kebutuhan minyak yang dibutuhkan untuk menggerakan sistem kontrol hidrolik dan proteksi. Sedangkan Jacking Oil System berfungsi untuk memberikan pelumasan secara hidrodinamis yang berguna untuk memperkecil torsi atau gesekan pada bantalan. Pada saat rotor barring jacking oil memperkecil torsi yang di butuhkan untuk memutar poros turbin.



Sistem Udara Pendingin Ruang Bakar Sistem ini berfungi untuk mendinginkan Burner (ruang bakar). Gambar sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 436. Sistem udara pendingin ruang bakar terdiri dari : o

Pendingin udara MBH41 AC001

o

Tempertur indikator MBH41 CT002

o

Katup searah MBH41 AA001,AA002

o

Orifice MBH41 BP006,BP007

o

Katup udara pendingin MBH41 AA010

Sistem Kebocoran Bahan bakar minyak kembali terdiri dari o

Katup kebocoran bahan bakar minyak MBH35 AA001

o

Orifice MBH35 BP007

Sistem udara pendingin dan perapat MBH33 mengirim sistem udara pendingin dengan udara yang sebelumnya telah didinginkan didalam sistem pendingin udara (air cooler) MBH41 AC001. Sebagian Kecil dari udara pendingin di gunakan untuk sistem udara kontrol pada blow off valve MBX69.



Sistem Pengambilan Udara (Intake Valve) dan Sistem Udara Keluar (Exhaust Valve).

Sistem pemasukan udara ini berfungsi untuk menyalurkan udara murni ke dalam ruang bakar. Jumlah dan kualitas udara yang akan masuk ke dalam silinder (ruang bakar) sangat penting bagi kinerja generator. Udara yang di ambil haruslah bersih guna mencegah Fauling yang menyababkan drop nya daya keluaran,kesalahan (malfunction) dan merusak mesin. Udara di arahkan ke inlet kompresor secara aerodimanis.Sistem ini juga berfungsi untuk mengurangi kebisingan ke lingkungan. Sistem pembuangan udara yang dikenal dengan knalpot pada mesin berfungsi untuk menyalurkan gas sisa pembakaran ke udara luar dan sekaligus berfungsi sebagai peredam getaran akibat ledakan pembakaran serta tekanan gas buang. Fungsi sebagai peredam getaran ini sangat penting, mengingat getaran yang berlebihan dapat mempercepat keausan komponen-komponen motor itu sendiri. Gambar dari sistem intake air dapat dilihat pada gambar HTCT 305 435. Bagian-bagian dari sistem intake air terdiri dari: o

o

Ducting udara masuk MBL30,yang meliputi : 

Pulse filter MBL30 AT001



Compressor untuk pulse filter MBL30 AN001



Silincer MBL30 BS001

Sistem Pemutar Poros Hidrolik

Sistem ini berfungsi untuk memutar rotor setelah Gas Turbine set stop agar pendinginan merata, juga untuk menghindari terjadinya pelengkungan poros selama proses pendinginan berlangsung. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 429. Pada prinsipnya sistem ini terdiri dari: 

Tangki MBX12 BB01



Pompa AC bertekanan tinggi MBX22 AP001



Pompa DC bertekanan tinggi MBX22 AP002



Sistem minyak pengatur untuk peralatan pemutar poros Hidrolik MBX 51 terdiri dari :



Katup pemandu (pilot valve) MBX51 AA001



Katup pengatur tekanan (constanst presure velve) MBX51 DP001



Alat-alat pemutar poros hidrolik MBK70



Sistem Pemipaan



Alat-alat pengaman dan monitor pemutar poros hidrolik



Sistem Compressor Bleed valve Untuk membuang sebagian udara kompresi ke udara bebas selama proses start up dan shut-down. Hal ini adalah untuk mencegah terjadinya rotating stall (aliran udara yang terputus-putus di sepanjang sudu kompresor dimana bersamaan itu pula timbulah tegangan kelelahan pada sudu-sudu kompresor) yang akhirnya akan menyebabkan kerusakan atau kegagalan pada sudu kompresor. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 431.Sistem ini terdiri dari:



Compressor bleed valve system MBA81 dengan:



Dua bleed valve pada tingkat 1 MBA81 AA011 dan AA012 sesudah baris ke 4 pada kompresor



Satu bleed valve pada tingkat 2 MBA81 AA021 sesudah baris 8 pada kompresor



Satu bleed valve pada tingkat 3 MBA81 AA031 sesudah baris 12 pada kompresor



Blow of hood MBA81 HA800 yang di lengkapi dengan silencer MBA81 BS001



Sistem udara untuk bleed valve MBX69 dengan:



Katup penurun tegangan MBX69 DP001,DP003



Supply orifice MBX69 BP001,BP003



Safety relays MBX69 AA001,AA003



Sistem minyak kontrol untuk bleed valve MBX48 dengan :



Pilot valve untuk safety valve MBX48 AA001,AA003



Orifice MBX48 BP011,BP013



Sistem pengamanan dan monitoring



Pemipaan



Sistem Penyalaan Awal Ignition fuel system adalah sistem penyalaan awal untuk membakar bahan bakar minyak atau bahan bakar gas pada saat start turbin gas. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 426. Komponen dari ignition fuel system terdiri dari :



Propane Gas Blok



Gas bottles MBQ30 BB001,BB002



Change over reducing valve MBQ30 AA001



Filter MBQ30 AT001



Ignition gas flow orifice MBQ30 BP001



Stop valve MBQ30 AA002 sd AA005



Ignition torch dan ignition transformer,termaksud ignition coil dan spark plug MBM31 AV003



Ignition fuel lines



Sistem Pengaman dan sistem monitoring

Jumlah gas propane pada sistem penyalaan setiap unit 2 buah, 1 buah untuk penyalaan sedangkan satu unit lagi untuk cadangan. Apabila tekanan gas pada botol yang dipakai turun mencapai harga minimum, suplai gas akan di tunjang oleh botol cadangan yang perpindahan botolnya secara otomotis.



Sistem Bahan Bakar Sistem bahan bakar pada turbin gas terdiri dari tiga pemilihan bahan bakar yaitu dengan bahan bakar gas, minyak ataupun kombinasi dari kedua bahan bakar tersebut.



Sistem bahan bakar gas pada turbin gas disuplai oleh sistem suplai ke burner dengan jumlah aliran bahan bakar gas sesuai dengan power output yang dibangkitkan oleh

turbin gas. Sistem bahan bakar gas telah diintegrasikan ke dalam sistem proteksi pembangkit secara menyeluruh dengan demikinan katup trip akan segera menghentikan aliran bahan bakar yang menuju ke burner jikan terjadi trip emergency. Sistem bahan bakar gas dapat dilihat pada gambar HTCT 305 432 dengan kelengkapan peralatan dan komponen utama sebagai berikut:



o

Sistem bahan bakar gas MBP31 termaksud

o

Main shut off valve gas MBP31 AA001

o

Relief valve MBP31 AA002

o

Stop valve MBP31 AA010

o

Trip valve MBP31 AA003

o

2 buahMeasurement of gas flow MBP31 CP001

o

Control valve MBP31 AA007

o

Filter/separator MBP31 CF001

o

Pressure limiting system MBP31 DP210

o

Ignition gas system MBP32 termaksud

o

Ignition gas/blow off valve MBP32 AA001

o

Gas relief system MBP33 termaksud

o

Gas relief fan MBP33 AN001

o

Relief valve MBP33 AA001

o

Fuel gas drain system MBP35 termaksud

o

Silinder MBP35 BS001

o

Gas piping

o

Pretection dan monitoring device

Sistem bahan bakar minyak pada turbin gas berfungsi untuk mensuplai bahan bakar minyak ke burner untuk keperluan pembakaran pada tekanan temperatur dan flow rate yang sesuai dengan power out yang dibangkitkan oleh turbin gas. Sistem bahan bakar minyak pada turbin gas ini termaksud di dalam sistem proteksi dari pembangkit, sebagai contoh bila terjadi emergency trip maka suplai dari bahan bakar menuju ke fuel nozzle dengan segera akan terhenti. Desain skematik dari bahan bakar minyak ini dapat di lihat pada diagram HTCT 305 433. Komponen utama dari gas turbin adalah sebagai berikut :



The fuel transfer system MBN31 termaksud



Fuel oil main stop valve MBN31 AA001



Stop valve MBN31 AA004



Drain pump MBN31 AP011



Oil filter MBN31 AT001



Fuel oil flow meter MBN31 CF001



Fuel oil system dari fuel oil pump MBN32 termaksud



Katup minimum flow MBN32 AA001



Fuel oil relief velve MBN32 AA002



Trip valve MBN32 AA005



Control valve MBN32 AA007



Non return valve MBN32 AA011



Fuel oil pump MBN32 AP001



Fuel oil return system MBN34 termaksud



Non return valve MBN34 AA001



Stop valve MBN34 BB001



Fuel return flow meter MBN34 CF001



Pressure limiting valve MBN34 DP001



Fuel oil leakage return system MBN35 termaksud



Fuel oil leakage MBN35 AP001



Tank MBN35 BB001



Three way valve MBN35 AA002



Fuel oil leakage valve MBN35 AA001



Nozzle blow off valve MBN35 AA010



Fuel pipes



Safety and monitoring equipment

Kecuali fuel oil main valve, hubungan antara pipa-pipa dan katup-katup yang terletak pada combustor (fuel oil return valve, trip valve, control valve, nozzle blow off valve fuel oil leakage valve), sedangkan komponen – komponen yang lainnya diletakkan bersama-sama didalam blok bahan minyak.



Sistem bahan bakar ganda pada turbin gas digunakan apabila gas turbin menggunakan dua jenis bahan bakar gas dan atau minyak ke gas burner MBM31 AV002 atau fuel nozzle MBM31 AV001. Masing-masing bahan bakar akan diperhatikan tekanan dan suhunya. Banyaknya pembagian bahan bakar bervariasi tergantung output yang dikehendaki. Menggunakan dua bahan bakar pada turbin gas dapat dilakukan dari satu tipe bahan ke bahan bakar lainnya jika ada gangguan pada salah satu sistem bahan bakar tersebut. Sistem bahan bakar minyak akan mengambil alih secara otomatis tanpa penundaan operasi. Peralihan penggunaanbahan bakar dapat dilakukan secara manual. Bentuk diagram pada sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 434 meliputi peralatan :



Fuel Oil system MBN (HTCT 690 263)



Fuel gas system MBP (HTCT 690 262)



Peralatan pemindahan bahan bakar lainnya



Adjusment Of the Compressor Variable Inlet Guide Vane Berfungsi untuk mengatur jumlah udara masuk dari air intake system yang akan di kompresi oleh kompressor utama gas turbin yaitu dengan mengatur sudut dari variable inlet guide vane. Pada combined cycle jumlah udara masuk sesuai dengan perubahan beban,yaitu agar suhu exhaust gas di jaga tetap (konstan) agar di dapatkan effisiensi maksimum. Gambar/desain dari variable inlet guide vane yaitu HTCT 305 438 mencakup sistem-sistem seperti:



Variable inlet guide vane MBA82 termaksud



Linier amplifier MBAAS001



Elektrik drive with DC motor dan pengereman nya



Hidrolik drive



Hidrolik clamping unit



Power oil system for variable inlet guide vane MBX52



Pilot valve MBX52 AA001



Filter MBX52 AT001



High pressure power oil system MBX22



Safety dan monitoring equipment



Sistem Pendingin Dan Pengamanan Aliran Udara Berfungsi untuk melindungi rotor dan bagian – bagian turbin gas dari pengaruh gas panas yang timbul akibat overheating, untuk melindungi sistem pendingin udara dari masuknya gas panas serta untuk mencegah masuknya udara di luar sistem panyaringan dari bagian bantalan kompresor ke dalam kompresor. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 306 640. Sistem pendingin dan pengamanan aliran udara MBH31 ini terdiri dari beberapa bagian yaitu: o

The colling and sealing air system for turbin exhaut

o

The colling and sealing air system for turbin and compressor diffusor

o

The sealing air system for compressor system

o

The colling vane carriers and turbine vane

o

The colling of the inner housing

o

The colling of the gas turbine rotor and turbine blades

o

Sistem Pemantau Rotor Train

Berfungsi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada rotor turbin gas dikarenakan oleh kecepatan yang melampaui nilai nominal yang diijinkan maupun dikarenakan oleh getaran yang terlalu besar sewaktu rotor bekerja. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 306 693. Sistem ini terdiri dari beberapa komponen yaitu: 

Electrical Probes for speed MBA30 CS001 TO 003



Mechanical-hydraulic overspeed protecting device MBX01



Trip and reset equipment MBX01 AA010



Overspeed trip MBX01 AZ010



Bearing pedestal vibration pick-ups

IV.3 Pembangkitan Tegangan pada Gas Turbine Generator 1.1 PLTGU Priok

Secara spesifik, proses pembangkitan tegangan pada Gas Turbine Generator 1.1 UBP Priok dibagi dalam 25 langkah kerja. Generator 1.1 PLTGU Priok memakai SFC sebagai penggerak mula, dimana generator akan bekerja sebagai motor terlebih dahulu hingga gas turbin mencapai kecepatan nominal 2800 rpm. Turbin berada dalam keadaan kerja autonom dimulai dari 700 rpm hingga kemudian pada 2500 rpm, SFC dilepaskan dari sistem. Kemudian pada 2800 rpm, proses eksitasi dimulai untuk kemudian generator mampu menghasilkan tegangan keluaran. Secara lengkap langkah – langkah pembangkitan tegangan pada Gas Turbine Generator 1.1 Priok adalah sebagai berikut:

Step 1 1. Pengaktifan pasokan minyak pelumas 2. Pembukaan saluran pembuangan udara 3. Pemilihan bahan bakar diatur ke bahan bakar cair

Keterangan: Pada langkah pertama, sistem pelumasan diaktifkan untuk melumasi area – area yang melakukan gerak yaitu pada beberapa bagian turbin dan bantalan – bantalannya. Selain itu, dilakukan pemilihan bahan bakar berupa bahan bakar cair atau HSD (High Solar Diesel).

Step 2 1. Pemilihan bahan bakar gas 2. Pemilihan bahan bakar dual

Keterangan: Pada langkah kedua, apabila diinginkan sistem bahan bakar gabungan, maka pemilihan bahan bakar gas dan dual haruslah diaktifkan.

Pada Langkah 1 dan Langkah 2 diketahui bahwa pengoperasian dimulai dengan pembukaan aliran minyak pelumas serta pembukaan jalur gas buang. Turbin gas sendiri dapat dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar gas maupun cair (HSD) atau bahkan penggabungan dari kedua bahan bakar tersebut. Langkah ini perlu dilakukan karena sebelum start up turbin gas, sistem rotor turning atau rotor barring sudah terlebih dahulu diaktifkan. Pembukaan exhaust gas tract dilakukan untuk menghindari kegagalan (trip) turbin karena apabila dicapai suhu exhaust (TAT) ± 575°C turbin akan trip.

Step 3 1. Stop Valve berada pada posisi terbuka 2. Kipas Pembuangan Udara dikondisikan terbuka 3. Relief Valve berada pada posisi tertutup 4. Pemilihan bahan bakar gas

Keterangan: Pada langkah ketiga, Stop Valve diatur dalam posisi terbuka dan kipas pembuangan udara juga diatur dalam posisi terbuka. Akan tetapi Relief valve dari generator diatur dalam posisi tertutup. Kemudian dilanjutkan dengan pemilihan gas sebagai bahan bakar sebelum proses automatic start dijalankan.

Step 4

1. Pemilihan bahan bakar cair 2. Pemilihan bahan bakar dual

Keterangan: Pemilihan bakar dilakukan untuk mengganti bahan bakar yang telah dipilih dari gas menjadi bahan bakar cair ataupun bekerja secara dual.

Step 5 1. Pengaktifan Fuel Forward System

Keterangan: Fuel Forward System merupakan mekanisme pengaturan pasokan bahan bakar gas dari tempat penampungannya menuju ke saluran bahan bakar sebelum akhirnya menuju ruang pembakaran.

Step 6 1. Pengaturan tekanan yang rendah pada tempat pengiriman bahan bakar cair 2. Pembukaan Main Stop Valve dari penampungan bahan bakar cair

Keterangan: Pembukaan Main Stop Valve bertujuan untuk memulai pengaliran bahan bakar cair dari tempat penampungannya dengan tekanan yang diatur pada tingkat rendah.

Step 7 1. Pompa bahan bakar minyak dijalankan

Keterangan: Pompa bahan bakar minyak dijalankan sebagai kelanjutan dari langkah sebelumnya untuk mengalirkan bahan bakar cair. Pada Langkah 3 sampai dengan Langkah 7 merupakan suatu mekanisme pemilihan bahan bakar, baik gas, cair, maupun gabungan, untuk dipasok ke dalam sistem pembakaran nantinya. Adapun Start Up dengan menggunakan bahan bakar gas adalah: 1. Pada saat automatic start dilakuan pilihan bahan bakar gas 2. Relief Valve MBP31 AA002 masih dalam keadaan tertutup, sedangkan Main Shut-off Valve MBP31 AA001 dalam keadaan terbuka. Aliran dari bahan bakar gas sepanjang Trip Valve MBP31 AA003 masih dalam keadaan tertutup sehingga aliran bahan bakar masih tertahan sampai saat di mana Gas Relief Fan MBP31 AN01 diaktifkan. 3. Proses start up dilanjutkan setelah Operator mendapat feedback berupa keterangan dari Main Shuf-off dan Gas Relief Fan yang telah beroperasi serta Relief Valve telah tertutup. 4. Setelah tercapainya kecepatan nominal dari turbin untuk memulai proses pembakaran atau ignition, maka Trip Valve akan berada pada posisi terbuka sehingga kemudian Fuel Ignition System akan beroperasi. Pasokan gas setelahnya berada dalam kendali Control Valve MBP31 AA007 dan Ignition Gas/Blow-off Valve MBP32 AA001. 5. Gas propane yang dipasok oleh Ignition Fuel System MBQ30 akan menyulut Ignition Torch MBM31 AV003. Hal ini berlangsung hingga tekanan nominal telah tercapai oleh Control Valve yang kemudian memicu operasi otomatis dari Blow-off Valve. 6. Ketika Trip Valve dibuka, terjadi perubahan posisi dari Blow-off yang semula tertutup menjadi dalam keadaan terbuka. Hal ini mengakibatkan mengalirnya gas dari Ignition Das menuju Orifice MBP BP001 untuk kemudian menuju Burner MBM31 dan berakhir di Ruang Pembakaran (Combuster) MBM30.

7. Setelah pembakaran perdana berhasil, 3 buah monitor pengawas, MBM CN001, MBM CN002, MBM CN003 akan bekerja mengawasi proses pembakaran tersebut. Proses penyulutan yang dilakukan dihentikan sementara Control Valve mengatur besar bukaan katup aliran gas ke dalam ruang bakar agar sesuai dengan kerja pembebanan yang diinginkan.

Adapun Start Up dengan menggunakan bahan bakar cair (HSD) adalah kurang lebih seperti proses Start Up dengan bahan bakar gas, hanya saja terdapat beberapa perbedaan langkah kerja yaitu: 1. Main Stop Valve MBM31 AA001 akan terbuka dan dengan bantuan Fuel Oil Pump MBN32 AP001 akan mengatur tekanan aliran bahan bakar. 2. Fuel Pump MBN32 AA001 berfungsi untuk memberikan tekanan tambahan pada bahan bakar sebelum kemudian dialirkan menuju Relief Valve MBN32 AA002. 3. Aliran bahan bakar akan kembali ke tangki utama dan menuju Minimum Flow Valve MBN32 AA001 setelah Turboset Gas mencapai nilai yang telah ditetapkan berdasarkan kebutuhan. Minimum Flow Valve berfungsi untuk meningkatkan tekanan pada bahan bakar. Aliran bahan bakar ini bertujuan untuk menghindari Fuel Oil Pump atau pompa bahan bakar minyak dari panas berlebih. 4. Ignition Gas System akan bekerja setelah kecepatan penyulutan berada pada nilai yang ditentukan, yang mana secara bersamaan Trip Valve akan terbuka dan mengalirkan bahan bakar melalui Filling Valve menuju Nozzle MBM31 AV001. 5. Fuel Oil Relieve Valve akan terbuka secara sempurna. Leakage Valve pada jalur utama menuju Fuel Oil Leakage Return System pun akan terbuka. Sementara Fuel Oil Drain Valve akan tertutup dan Fuel Nozzle di sisi kanan akan terbuka untuk memberikan tekanan minimum. 6. Bahan bakar kemudian mengalir melalui Nozzle menuju ruang bakar dan mengalami pembakaran. Saat pembakaran terjadi, 3 monitor pengawas akan bertugas untuk mengawasi proses pembakaran, sementara Control Valve dan Nozzle akan terbuka sesuai dengan kebutuhan dari penggunaan bahan bakar yang bergantung pada beban yang ditanggung.

Step 8 1. Pasokan minyak pelumas diaktifkan

Keterangan: Dengan dimulai nya aliran bahan bakar untuk memulai pembakaran maka pompapompa sistem pelumasan akan di aktifkan. Fungsi dari pelumasan pada mesin gas turbin adalah untuk mengurangi gaya gesek pada mesin, untuk pendinginan, dan pencegahan karat.

Step 9 1. Saluran pembuangan gas berada dalam keadaan terbuka 2. Tekanan minyak pengaman diatur dalam keadaan minimum 3. Pasokan Power Oil diaktifkan 4. Proses pendinginan diaktifkan 5. Sel CW PPS diatur dalam keadaan minimum 6. Pembilasan mulai untuk dilaksanakan

Keterangan: Selanjutnya saluran gas buang akan terbuka, sistem pendinginan akan diaktifkan untuk mengurangi temperatur di dalam turbin gas. Pada Langkah 9 ini, Power Oil Supply akan diaktifkan untuk menyediakan pasokan oli yang dibutuhkan dalam proses mengaktifkan kontrol hidrolik dan sistem proteksi. Tekanan minyak di sistem pelumasan pada tahap ini berada dalam keadaan minimum melalui pemberian tekanan oleh Safe Oil Pressure. Akan tetapi, apabila tekanan minyak dalam sistem pelumasan mengalami penurunan melebihi ambang batas yang

ditetapkan, Emergency Oil Pressure akan bekerja dan memberikan tekanan tambahan untuk menjaga agara tekanan tetap seimbang. Sistem pendingin berfungsi juga menghindari kegagalan bekerja (trip) di generator yang disebabkan oleh: 

Suhu udara pendingin generator (warm) pada kedua channel mencapai 125°C



Suhu Udara rotor colling system melampaui 350°C

Step 10 1. Kecepatan perputaran turbin telah mencapai 800 rpm atau lebih dalam jangka waktu 5 menit semenjak proses dimulai 2. Perlengkapan starting dalam keadaan flush. 3. Fuel Valve diatur dalam keadaan terbuka untuk mengalirkan bahan bakar 4. Pembakaran tetap berlangsung 5. Boiler Furge berada dalam keadaan aktif.

Keterangan: Pada Langkah 10 ini, kecepatan perputaran turbin diharuskan untuk mencapai nilai minimal 800 rpm dalam jangka waktu 5 menit setelah proses dimulai. Sementara itu, pembukaan katup bahan bakar merupakan suatu persiapan dalam pembakaran bahan bakar bertekanan tinggi dengan injektor pada ruang pembakaran.

Step 11 1. Starting Equipment diatur dalam keadaan menyala 2. Kecepatan putaran turbin berkurang hingga kurang dari 700 rpm. 3. Pengambilalihan dilakukan oleh Furge 4. Proses pembakaran berlangsung.

Keterangan: Proses starting yang akan dijalankan kembali menghendaki turbin untuk berputar dengan kecepatan maksimum kurang dari 700 rpm.

Step 12 1. Pembukaan saluran gas pembuangan 2. Starting Equipment diaktifkan 3. Kecepatan perputaran turbin dicapai hingga lebih dari 2500 rpm 4. Proses pembakaran tetap berlangsung

Keterangan: Proses pembakaran yang dilakukan dengan pengaturan Control Valve bahan bakar berlangsung terus menerus hingga kecepatan putaran turbin mencapai angka 2500 rpm.

Step 13 1. Pasokan bahan bakar gas dalam keadaan berfungsi 2. Gas Main Stop Valve berada dalam keadaan terbuka 3. Pasokan bahan bakar cair dalam keadaan tertutup 4. Pengaturan aliran gas pada kondisi maksimum 5. Gas Main Relief Valve berada dalam keadaan tertutup 6. Pasokan bahan bakar cair diubah ke keadaan terbuka 7. Pengaturan aliran gas pada kondisi minimum 8. Pasokan bahan bakar gas dihentikan 9. Pasokan bahan bakar dual (gas dengan cair) dijalankan

Keterangan: Langkah 13 ini merupakan suatu langkah peralihan dari suatu proses pembakaran dengan menggunakan bahan bakar gas menuju proses pembakaran dengan bahan bakar cair. Dalam proses peralihan tersebut, pengaturan terhadap pembukaan dan penutupan terhadap katup yang terlibat menjadi sangat penting untuk mencegah terjadinya backfire yang dapat merusak sistem.

Step 14 1. Ruang Bakar dikondisikan pada keadaan tidak bekerja 2. Sistem Proteksi terhadap turbin diaktifkan 3. Kecepatan perputaran turbin diturunkan hingga kurang dari 700 rpm 4. Gas Trip Valve diatur pada keadaan Normally Closed 5. Pemilihan bahan bakar dialihkan dari gas menjadi bahan bakar cair

Keterangan: Dalam proses peralihan penggunaan bahan bakar, hal pertama yang harus dilakukan adalah menghentikan aktivitas pembakaran sehingga ruang pembakaran berada dalam keadaan tidak bekerja. Kemudian sistem proteksi terhadap turbin dilakukan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada turbin akibat penurunan kecepatan putaran hingga kurang dari 700 rpm. Kemudian Gas Trip Valve diatur dalam keadaan tertutup untuk selanjutnya terjadi peralihan bahan bakar dari gas menjadi cair.

Step 15 1. Pengaturan Propane Gas Valve 2. Ignition Transformer

3. Start-up Integrator 4. Pengaturan Cool Air Valve 5. Pengaturan Propane Gas Valve pada keadaan terbuka 6. Proses pembakaran berlangsung kembali

Keterangan: Setelah terjadi pergantian bahan bakar dari gas menjadi cair, proses penyulutan harus diulang kembali dengan mengalirkan gas propane ke dalam ruang bakar bersamaan dengan bahan bakar cair melalui Nozzle dan sekaligus mengaktifkan proses pendingin

Step 16 1. Proses pembakaran berlangsung selama kurang lebih 10 detik 2. Posisi Ignition Gas Bleed pada keadaan beroperasi 3. Status bahan bakar adalah bahan bakar cair

Keterangan: Langkah 16 merupakan suatu langkah awal sebelum dilakukan proses pemindahan bahan bakar dari cair menuju gas.

Step 17 1. Release Valve dari bahan bakar cair diatur pada keadaan tertutup 2. Shut-off Valve dari bahan bakar cair kemudian ditetapkan pada keadaan tertutup 3. Cool Air Valve kemudian diatur pada keadaan tertutup 4. Pemilihan bakar bakar dari cair menjadi gas

Keterangan: Setelah terjadi pembakaran selama 10 detik, proses pembakaran dihentikan untuk kemudian dilakukan penggantian bahan bakar dari cair menuju gas.

Step 18 1. Pembakaran berlangsung selama 10 detik

Step 19 1. Propane Gas Valve diatur dalam keadaan tertutup 2. Pembakaran terus berlangsung 3. Ignition Transformer dimatikan

Keterangan: Penghentian penyaluran gas propane ke dalam ruang pembakaran dilakukan dikarenakan temperatur pada ruang bakar telah memungkinkan dilakukannya pembakaran tanpa perlu dilakukannya penyulutan (keadaan stabil).

Step 20 1. Kecepatan putaran turbin telah mencapai lebih dari 2500 rpm 2. Kontrol Start up diatur dalam keadaan lebih tinggi

Keterangan:

Proses pembakaran yang stabil memungkinkan turbin untuk mencapai kecepatan 2500 rpm atau lebih. Pada keadaan ini, sistem penggerak awal dilepaskan dari turbin sehingga turbin berfungsi secara autonom dengan bergantung kepada kontrol bahan bakar.

Step 21 1. Starting Equipment dalam keadaan mati 2. Kecepatan putaran turbin mencapai angka 2826 rpm

Keterangan: Perputaran mandiri turbin berlangsung terus hingga angka 2826 rpm sebelum kemudian memulai proses eksitasi atau pembangkitan tegangan.

Step 22 1. Circuit Breaker dari generator mulai untuk dinyalakan 2. Kecepatan putaran turbin mencapai lebih dari 2990 rpm 3. Proses eksitasi berlangsung 4. Voltage Regulator diatur dalam keadaan auto

Keterangan: Pada Langkah 22, eksitasi yang dimulai sejak 2826 rpm berlangsung terus. Untuk melindungi generator, CB diaktifkan sehingga mencegah terjadinya arus lebih yang dapat merusak generator. Dengan bantuan VR, tegangan yang dibangkitkan ditingkatkan hingga mencapai 15,75 kV.

Step 23 1. Generator melakukan sinkronisasi 2. Circuit Breaker dari proses sinkronisasi generator diatur dalam keadaan aktif

Keterangan: Setelah generator mencapai tegangan yang ditentukan, generator melakukan sinkronisasi dengan tegangan jaringan untuk membantu mengirimkan pasokan tegangan. Untuk melindungi proses ini, CB Synchronous Generator diatur dalam keadaan aktif

Step 24 1. Generator tersinkronisasi dengan jaringan

Step 25 1. CB Synchronous Generator kemudian dimatikan 2. CB Generator diaktifkan untuk menjaga tegangan dari generator yang sedang bekerja

Keterangan: Langkah 24 dan Langkah 25 ini merupakan langkah terakhir dari proses pembangkitan tegangan di mana tegangan yang dibangkitkan generator telah dipasok ke jaringan dan generator bekerja parallel dengan generator lainnya.

BAB V ELECTRICAL EQUIPMENT FOR START-UP PROCESS IN GAS TURBINE AT GT 1.1 PLTGU PRIO004BX

V.1 Static Frequency Converter

V.1.1 Umum

Dalam proses pembangkitan daya listrik pada Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) digunakan turbin gas sebagai penghasil daya mekanik untuk menggerakkan kompresor dan generator yang telah terkopel langsung dalam satu poros. Pada umumnya, setiap pembangkit menggunakan penggerak mula (prime mover) secara mekanis, seperti motor penggerak, coupling atau gearbox. Oleh karena turbin gas terkopel langsung dengan kompresor dan generator, maka penggerak mula tersebut juga sekaligus akan menggerakan kompresor yang men-supply udara ke ruang bakar dalam proses pembakaran. Static Frequency Converter (SFC) adalah jenis penggerak mula yang dipergunakan di PLTG Priok yang merupakan seperangkat peralatan komponen elektronika daya yang dilengkapi dengan sistem monitoring dan pengawasan dalam kriteria “closed loop control” yang bekerja dalam tahapan start-up pembangkit. Hal ini terjadi bahwa generator sinkron yang terkopel langsung dengan poros turbin terlebih dahulu diubah fungsi menjadi motor oleh SFC untuk kemudian berfungsi sebagai penggerak mula. SFC menghubungkan antara terminal masukan motor dengan supply daya dari jaringan luar dan selanjutnya melakukan tugas pengaturan dan pengendalian terhadap variable speed drive selama proses starting generator. Sumber tegangan 3 phasa dari line utama terlebih dahulu disearahkan oleh rangkaian rectifier untuk selanjutnya dilakukan pengaturan sudut penyalaan (gate) dari thyristro dalam rangkaian inverter sehingga dihasilkan tegangan AC dengan

frekuensi tertentu sesuai dengan nilai yang diinginkan. Frekuensi tegangan keluaran dari rangkaian inverter selanjutnya langsung mempengaruhi kecepatan putaran rotor mesin sinkron. Daya yang dihasilkan oleh motor sinkron ini menggerakkan poros turbin sekaligus kompresor dengan kecepatan yang terus bertambah sesuai dengan frekuensi inverter. Dengan demikian, poros turbin mendapatkan gaya dorong untuk menghasilkan putaran sehingga beban mekanik berupa torsi pada saat mesin bekerja sebagai generator dengan sendirinya menjadi ringan. Pada sistem PLTGU Priok terdapat empat unit SFC yang terbagi dalam dua blok, di mana setiap blok memiliki dua buah unit.

V.1.2 Peralatan Utama SFC

Gambar V-1 – Rangkaian Static Frequency Converter

Peralatan static starting device sudah merupakan suatu kesatuan produk yang dilengkapi dengan wired dan tested block unit. Konstruksi SFC terdiri dari komponen – komponen berikut ini:

1. Konverter SRN (Konverter sisi line) Konverter SRN merupakan konverter yang terletak pada sisi jaringan atau line input sehingga disebut juga dengan istilah line commutated converter. Konverter SRN terdiri dari: 

Input Transformer (terdiri dari current trafo dan voltage trafo)



Rectifier



Over-voltage protection

Current Trafo berfungsi untuk mengukur dan mendeteksi arus masukan ke converter SRN sementara Voltage Trafo berfungsi untuk mengukut dan mendeteksi tegangan masukannya. Rectifier merupakan rangkaian yang terdiri dari thyristor dalam susunan fully controlled three phase bridge connection yang mengendalikan sumber tegangan AC tiga phasa menjadi tegangan DC. Rectifier terdiri dari enam thyristor daya yang dilengkapi dengan pendingin dan impulse transformer yang memberikan impulse masukan yang dihubungkan ke bagian gate dari thyristor Over-voltage protection bekerja untuk mengawasi dan melindungi peralatan dari kondisi dan gangguan yang disebabkan oleh tegangan lebih yang masuk ke konverter SRN. 2. DC Buffer Circuit dan Starting Excitation DC Buffer Circuit merupakan rangkaian penyangga yang terdiri dari belitan perata untuk mengatasi riak atau arus harmonic yang dihasilkan oleh keluaran rectifier dan juga berfungsi untuk menurunkan arus hubung singkat, jika terjadi hubung singkat pada rangkaian konverter. Belitan perata ini biasanya disebut filter atau reactor. DC Buffer Circuit dilengkapi dengan pendingin dan reactor fan untuk membuat panas akibat disipasi daya pada belitan

Starting Excitation merupakan rangkaian rectifier jembatan penuh 3 phasa untuk menghasilkan arus DC yang selanjutnya berfungsi sebagai arus eksitasi, dimana keluaran dari rectifier ini terhubung pada bagian rotor dari generator melalui sikat arang (brush) 3. Konverter SRM (Konverter sisi mesin) Konverter SRM merupakan converter yang terletak di sisi mesin dengan inverter sebagai komponen utamanya. Konverter SRM ini bekerja untuk merubah sumber DC menjadi tegangan AC dengan frekuensi output bervariasi. Output dari konverter SRM ini terhubung ke terminal generator atau pada bagian stator dari generator. Konverter SRM terdiri dari: 

Potential transformer



Inverter



Over-voltage protection

Potential transformer bekerja sebagai pendeteksi dengan melakukan pengukuran terhadap keadaan over-voltage pada sisi keluaran konverter SRM Inverter berfungsi merubah tegangan DC menjadi tegangan AC. Tegangan AC yang dihasilkan memiliki frekuensi yang dapat diatur dan dikendalikan nilainya. Inverter terdiri dari enam thyristor yang berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan trigger sebagai pengatur sudut penyalaan thyristor. Thyristor ini juga dilengkapi dengan cooling fan dan heatsink sebagai media pelepasan panas akibat proses switching yang terjadi dalam frekuensi tinggi. Output dari konverter berupa tegangan AC dihubungkan kebagian stator dari generator. Over-voltage protection berfungsi sebagai proteksi jika terjadi kenaikan keluaran konverter di atas tegangan ambang batasnya. 4. Kontrol, Regulasi, Proteksi

Bagian kontrol, regulasi, dan proteksi merupakan bagian yang mengatur SFC agar dapat bekerja sebagaimana semestinya. Pada bagian kontrol dan regulasi dilakukan fungsi pengaturan dan pengawasan terhadap besaran – besaran atau variable speed drive dan ditindaklanjuti dengan memberikan instruksi atau perintah operasi kepada komponen yang bersangkutan. Bagian proteksi bekerja untuk melindungi sistem dari segala gangguna dengan cara mendeteksi dan menganalisa gangguan dalam waktu cepat sebelum diambil keputusan untuk trip dan melokalisir gangguan sekaligus menghilangkannya dari sistem.

V.2 Excitation pada GT 1.1 PLTGU Priok

Pada PLTGU Priok, generator yang digunakan adalah generator sinkron buatan ABB, di mana dalam proses pembangkitan tegangannya menggunakan static excitation system.

V.2.1 Peralatan Excitation

Bagian utama dari static excitation adalah: 1. De-excitation dan Field Flashing Peralatan de-excitation berguna melindungi rotor dari arus medan balik pada saat generator berhenti beroperasi. Jika peralatan de-excitation tidak ada, medan listrik yang tersimpan pada rotor akan merusak komponen rotor dan merusak sistem excitation itu sendiri. Peralatan de-excitation terdiri dari thyristor yang berfungsi sebagai saklar dan resistor yang disebut FDR (Field Discharge Resistor) yang berfungsi menghindari terjadinya hubungan antara sistem-grounding. Rangkaian thyristor dan resistor itu disebut sebagai crowbar.

Gambar V-2 – Konfigurasi De-excitation dan Field Flashing

Sementara bagian Field Flashing berfungsi sebagai sumber excitation awal bagi generator sinkron karena belum adanya tegangan yang dihasilkan oleh generator. Field flashing berasal dari dua macam sumber, yaitu battery dan auxiliary network. Jika sumber diambil dari battery, maka diberikan resistor untuk membatasi arus excitation yang mengalir menuju belitan rotor. Jika sumber diambil dari auxiliary network, yang berupa sumber tegangan AC, maka dibutuhkan transformator untuk menurunkan tegangan dan kemudian disalurkan ke rangkaian penyarah untuk diperoleh sumber DC. Field Flashing hanya bekerja pada saat generator mulai dioperasikan sampai tegangan generator mencapai 70% dari tegangan nominal.

2. Excitation Transformer Fungsi dari excitation transformer adalah:



Menurunkan tegangan masukan pada belitan rotor dari generator hingga pada tingkat yang dibutuhkan oleh converter



Membatasi besar arus yang masuk untuk menghindari terjadinya lonjakan arus yang terlalu tinggi apabila terjadi hubung singkat



Memberikan isolasi galvanis antara terminal generator dan belitan medan



Sebagai potential isolator antara jaringan dan rangkaian excitation



Sebagai commutation reactance untuk thyristor.

Tegangan pada sisi primer dari excitation transformer adalah sebesar 15,75 kV atau sebesar tegangan dari generator itu sendiri. Sementara tegangan dari sisi sekunder excitation transformer adalah 0,4 kV.

3. Automatic Voltage Regulation Automatic Voltage Regulation atau AVR memiliki fungsi sebagai berikut: 

Menjaga tegangan generator dalam keadaan konstan



Mengatasi efek daya reaktif



Menjaga dan membatasi frekuensi, faktor daya, dan daya sistem



Membatasi arus excitation maksimum

4. Konverter Konverter pada proses excitation berfungsi untuk mengubah sumber AC menjadi sumber DC sehingga dapat dipergunakan sebagai sumber excitation. Pada static excitation, converter, yang menggunakan thyristor, mengatur besar arus excitation yang masuk melalui pengaturan terhadap sudut penyalaan yang terdapat pada AVR

Gambar V-3 – Rangkaian Konverter

V.2.2 Proses Excitation

Excitation dimulai setelah putaran turbin sudah mencapai keadaan mandiri yaitu kecepatannya diatur oleh pengaturan bahan bakar. Ketika kecepatan turbin demikian, generator pun akan berputar dengan kecepatan sinkron, tetapi belum mampu untuk menghasilkan tegangan. Proses excitation dimulai dengan proses field flashing, di mana arus excitation akan mengalir dari field flashing menuju rotor. Dalam keadaan ini, generator sudah dalam keadaan bertegangan hanya saja tegangan yang dihasilkan masih sangat kecil sehingga tidak dapat bekerja mandiri. Oleh karena itu, tegangan yang masih sangat rendah tersebut kemudian dialirkan kepada excitation transformer untuk kemudian masuk ke dalam konverter. Keluaran dari konverter merupakan sumber DC tambahan bagi proses eksitasi yang sedang berlangsung. Pada keadaan ini, field flashing masih tetap terhubung dengan generator. Oleh karena keberadaan dua sumber arus excitation ini, tegangan yang dibangkitkan generator pun semakin meningkat.

Setelah tercapai tegangan 70% dari tegangan nominalnya, field flashing akan terlepas dari generator sehingga proses excitation mutlak bergantung kepada tegangan terminal dari generator. Setelah generator mampu mencapai tegangan nominalnya, generator kemudian online dan diparallelkan dengan sistem jala – jala tak hingga. Setelah proses ini berlangsung, AVR yang akan berperan untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran generator.

Gambar V-4 – Konfigurasi Proses Excitation

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

VI.1 Kesimpulan

Setelah melalui berbagai proses pengamatan langsung ke lapangan, wawancara dengan berbagai narasumber, dan dengan dibantu tahap studi pustaka, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu perusahaan pembangkitan terkemuka di Indonesia yang memiliki visi untuk menjadi perusahaan pembangkitan publik yang berkelas dunia tanpa melupakan faktor lingkungan. Implementasi dari visi ini dituangkan dalam 5 filosofi dan 12 dimensi, yang mana telah diterapkan oleh hampir seluruh tenaga kerja yang berada di lingkungan PT. Indonesia Power. 2. PT. INDONESIA POWER UBP Priok telah menerapkan proses pemanfaatan energi yang lebih efisien dalam pembangkitan tenaga listrik melalui penggunaan combined cycle yaitu dengan menggunakan turbin gas yang disambung dengan HRSG dan dihubungkan dengan turbin uap. Penggunaan siklus ini diwujudkan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap. UBP Priok memiliki 2 blok PLTGU yang tiap bloknya terdiri dari 3 PLTG, 3 HRSG, dan 1 PLTU dengan total kapasistas maksimum 1080,00 MW. 3. UBP Priok memiliki diagram jalur tunggal yang menggambarkan sistem kelistrikan dari keseluruhan area, dimulai dari tiap – tiap pembangkit menuju ke trafo daya, hingga saluran menuju beban pemakaian sendiri. 4. Dalam mengoperasikan GT 1.1 PLTGU Priok, ada 4 langkah utama yang harus diperhatikan yaitu 1. Tahap Persiapan 2. Tahap Start-up 3. Tahap Pembebanan 4. Tahap Shut-down

5. Pada Tahap Persiapan, hal – hal yang perlu diperhatikan keadaan dan kelayakannya sebelum mengoperasikan GT 1.1. PLTGU Priok meliputi: 1. Sistem Start 2. Sistem Bahan Bakar 3. Sistem Pelumasan 4. Sistem Pendinginan 5. Sistem Intake dan Exhaust 6. Sistem Kelistrikan 7. Sistem Kontrol dan Proteksi 6. Dalam Tahap Start-up, terdapat dua instrument yang memungkinkan timbulnya tegangan keluaran dari generator yaitu: 1. Static Frequency Converter (SFC) 2. Static Excitation 7. Proses Start-up GT 1.1 PLTGU Priok memerlukan 25 Langkah yang secara garis besar dapat dijabarkan: 1. Langkah 1 – Langkah 11 merupakan langkah yang berkaitan dengan pemilihan bahan bakar yang akan dipergunakan yaitu mulai dari gas, cair, maupun dual. 2. Langkah 12 merupakah langkah penggunaan SFC sebagai penggerak mula dari sistem 3. Langkah 13 – Langkah 21 merupakan langkah yang berkaitan dengan proses pembakaran yang terjadi di combuster hingga turbin dapat beroperasi secara mandiri 4. Langkah 22 merupakan langkah pembangkitan tegangan dari generator dengan menggunakan Static Excitation 5. Langkah 23 – Langkah 25 merupakan langkah sinkronisasi generator dengan jaringan sehingga generator dalam keadaan on-line dan terintergrasi dalam sistem interkoneksi Jawa – Bali. 8. Penggunaan SFC pada GT 1.1 PLTGU Priok berfungsi sebagai penggerak mula. Hal ini dikarenakan turbin yang dikopel dengan generator dan kompresor dalam keadaan diam pada keadaan awal. SFC sendiri merupakan perangkat elektronika daya yang terdiri dari Konvertor, Filter Kapasitor, dan Inverter. Fungsi SFC adalah mengubah frekuensi dari sumber, yaitu 50 Hz menjadi frekuensi variable yang disesuaikan

dengan kebutuhan dari sistem penggerak mula. SFC dilepaskan dari sistem setelah turbin mencapai putaran 2500 rpm. 9. Prinsip kerja SFC adalah sebagai berikut: 1. Bagian Konverter memperoleh tegangan yang berasal dari jala – jala berupa arus bolak – balik. Sumber AC tersebut kemudian diubah menjadi sumber DC. 2. Filter kapasitor kemudian menyaring tegangan riak dari sumber DC keluaran Konverter sehingga tegangan DC yang diperoleh berada pada keadaan yang lebih layak 3. Tegangan DC tersebut kemudian diubah kembali menjadi tegangan AC oleh Inverter dengan frekuensi yang berubah – ubah, disesuaikan kebutuhan dari sistem dengan mengatur sudut penyalaannya. 10. Penggunaan Static Excitation pada GT 1.1. PLTGU Priok dimulai ketika kecepatan putaran turbin telah mencapai ±2800 rpm. Static Excitation adalah rangkaian elektronika daya yang terdiri dari De-excitation dan Field Flashing, yang menjadi sumber utama arus excitation bagi generator dan dilengkapi dengan Excitation Transformer dan Konverter yang menjadi arus excitation tambahan atau penguat untuk meningkatkan tegangan keluaran dari generator. 11. Prinsip kerja Static Excitation adalah sebagai berikut: 1. Bagian De-excitation dan Field Flashing menyuplai arus excitation awal ke belitan rotor dari generator yang kemudian akan membangkitkan tegangan. 2. Karena tegangan awal yang dibangkitkan masih sangat rendah, tegangan AC yang dihasilkan kemudian disalurkan kepada Excitation Transformer untuk diturunkan sehingga dapat disalurkan kepada Konverter tanpa merusak. 3. Pada Konverter, sumber AC dari Excitation Transformer kemudian disearahkan menjadi sumber DC yang kemudian disalurkan kembali kepada belitan rotor dari generator. 4. Bagian Field Flashing sendiri hanya bekerja hingga 70% dari tegangan nominal generator dan selanjutnya proses excitation dikendalikan oleh Excitation Transformer dan Konverter.

VI.2 Saran

1. Sebagai perusahaan negara yang bergerak di bidang pembangkitan, PT. INDONESIA POWER dituntut untuk mempertahankan prestasi kinerja yang telah dicapai selama ini. Selain mempertahankan, peningkatan dan terobosan – terobos perlu dilaksanakan sehingga di kemudian hari PT. INDONESIA POWER dapat menjadi role model bagi perusahaan – perusahaan negara maupun swasta lainnya. 2. Keberadaan jumlah pembangkit yang mencapai 20 unit pada PT. INDONESIA POWER UBP Priok haruslah dimaksimalkan sesuai dengan kebutuhan yang ditetapkan oleh P3B sehingga efisiensi dan efektifitas dapat lebih ditingkatkan. Akan lebih menguntungkan secara ekonomi maupun bisnis, apabila beberapa unit pembangkit yang tidak beroperasi diperbaiki untuk kemudian diperbantukan untuk mengirimkan daya ke daerah – daerah luar Pulau Jawa, terutama seiring dengan rencana Pemerintah untuk membangun pembangkit – pembangkit berkekuatan 10.000 MW. 3. Dalam pelaksanaan pengawasan di lapangan, dibutuhkan operator dan teknisi yang handal yang mampu melihat masalah tidak hanya dari satu bidang pengetahuan. Oleh karena itu, pelaksanaan pendidikan dan pelatihan bagi tenaga kerja akan sangat membantu untuk dapat mempertahankan kualitas tenaga kerja dan secara bertahap meningkatkan standard mutunya. Peningkatan kualitas tenaga kerja akan berbanding lurus dengan peningkatan kinerja perusahaan dan pada akhirnya akan meningkatkan pula kualitas produk yang dihasilkannya. Keberadaan PT. INDONESIA POWER secara umum yang telah dikenal luas di masyarakat maupun UBP Priok secara khusus yang menopang beberapa fasilitas sentral, mewajibkan para tenaga kerjanya untuk tidak cepat berpuas diri melainkan terus terpacu untuk melakukan peningkatan. 4. Dalam proses Start-up, setiap proses harus mendapat pengawasan secara berkala terhadap keadaan temperatur maupun tingkat vibrasi yang dihasilkan. Peralatan yang tidak dalam kondisi prima, atau dengan kata lain bermasalah, haruslah diberikan perhatian dan perawatan serta perbaikan apabila diperlukan sehingga tidak mengganggu kinerja pembangkit secara keseluruhan 5. Penggunaan SFC dibandingkan motor cranking lebih menguntungkan dari sisi ekonomis, yaitu penghematan biaya untuk pemberian pelumas serta perawatan akibat bagian berputar, juga menguntungkan dari sisi konstruksi dikarenakan sifatnya yang otomatis mengurangi alokasi tempat yang harus disediakan.

6. Penggunaan Static Excitation lebih menguntukan dibandingkan generator DC dikarenakan penghematan pada pengeluaran biaya pada bagian sistem pelumasan tambahan untuk generator DC juga menghemat tempat yang dialokasikan untuk generator DC tersebut dikarenakan Static Excitation membutuhkan ruang yang lebih kecil. 7. Kepada Penulis berikut yang ingin mengangkat tema serupa dengan Laporan Kerja Praktek ini, disarankan untuk lebih mendalami mengenai proses kelistrikan pada diagram jalur tunggal dan bagian – bagiannya sehingga mampu didapatkan suatu langkah praktis dan lebih terperinci mengenai proses pembangkitan itu sendiri.

Laporan Kerja Praktek