SMK 10 Teknik Pembangkit Listrik_Supari Html

Supari Muslim, dkk.
TEKNIK
PEMBANGKIT
TENAGA LISTRIK
JILID 1
SMK
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
TEKNIK
PEMBANGKIT
TENAGA LISTRIK
JILID 1
Untuk SMK
Penulis : Supari Muslim
Joko
Puput Wanarti R
Perancang Kulit : TIM
Ukuran Buku : 17,6 x 25 cm
Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
MUS MUSLIM, Supari
t Teknik Pembangkit Tenaga Listrik Jilid 1 untuk SMK /oleh
Supari Muslim, Fahmi PoernJoko, Puput Wanarti R ---- Jakarta :
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat
Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah,
Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
xii, 234 hlm
Daftar Pustaka : Lampiran. A
Daftar Istilah : Lampiran. B dst
ISBN : 978-979-060-097-3
ISBN : 978-979-060-098-0
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat
dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat
Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal
Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen
Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan
buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta
buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karena buku-buku
pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan
Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk
SMK dan telah dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk
digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri
Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus
2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya
kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak
cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk
digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download),
digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh
masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial
harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan
oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan
akan lebih memudahkan bagi masyarakat khsusnya para
pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun
sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses
dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini.
Kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan
semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami
menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya.
Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta, 17 Agustus 2008
Direktur Pembinaan SMK
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kami panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha
Kuasa, atas rahmat dan hidayahnya sehingga penulisan buku dengan
judul: Teknik Pembangkitan Tenaga Listrik ini dapat kami selesaikan
sesuai dengan jadwal waktu yang diberikan.
Buku Teknik Pembangkitan Tenaga Listrik ini terdiri dari 13 Bab, yaitu:
Bab I : Pendahuluan, berisi tentang pembangkitan tenaga listrik,
jenis-jenis pusat pembangkit listrik, instalasi pada pusat pembangkit
listrik, masalah utama dalam pembangkitan tenaga listrik, sistem
interkoneksi, proses penyaluran tenaga listrik, dan mutu tenaga listrik.
dan diuraikan juga mengenai pemeliharaan, latihan dan tugas.
Bab II : Instalasi listrik pada pusat pembangkit listrik, berisi tentang
instalasi pada pusat pembangkit listrik, jenis peralatan, prinsip kerja,
pemeliharaan dan perbaikannya, termasuk di dalamnya berisi
keselamatan kerja, latihan dan tugas.
Bab III : Masalah operasi pada pusat-pusat listrik, berisi tentang cara
pengoperasian dan pemeliharaannya pada pusat-pusat listrik, dan
keselamatan kerja.
Bab IV : Pembangkit dalam sistem interkoneksi, berisi tentang
operasionalisasi dan pemeliharaan pada sistem interkoneksi, latihan dan
tugas.
Bab V : Manajemen pembangkitan, berisi tentang: manajemen biaya
operasi, manajemen pemeliharaan, suku cadang, laporan pemeliharaan,
dan laporan kerusakan, latihan dan tugas.
Bab VI : Gangguan, pemeliharaan dan perbaikan mesin listrik, berisi
tentang gangguan, pemeliharaan, dan perbaikan mesin listrik. Materi
yang disajikan berbasis kondisi riil dilapangan dan didalamnya juga
berisi format-format yang berlaku di perusahaan, latihan dan tugas.
BAB VII : Pemeliharaan sumber arus searah, berisi tentang: pemakaian
baterai akumulator dalam pusat pembangkit listrik dan pemeliharaannya,
gangguan-gangguan dan pemeliharaan mesin listrik generator arus
searah, latihan dan tugas.
Bab VIII : Sistem pemeliharaan pada pembangkit listrik tenaga air,
berisi tentang kegiatan pemeliharaan generator dan governor,
pemeliharaan transformator, alat pengaman, pemeliharaan accu,
keselamatan kerja, latihan dan tugas.
Bab IX: Standart operational procedure (SOP), berisi tentang beberapa
SOP pada PLTU, pengoperasian, pemeliharaan pusat pembangkit,
SOP genset, pemeliharaan genset, latihan dan tugas.
Bab X: Transformator tenaga, switchgear, pengaman relay (proteksi),
sistem excitacy, unit AVR, dan pemeliharaannya serta latihan dan tugas.
iv Pembangkitan Tenaga Listrik
Bab XI: Crane dan elevator/lift, berisi tentang: tentang jenis motor yang
digunakan, sistem pengereman, sistem kontrol, sistem instalasi dan
rumus-rumus yang berkaitan dengan crane dan lift. Selain itu juga berisi
tentang cara pemeliharaan, latihan dan tugas.
Bab XII: Telekomunikasi untuk industri tenaga listrik, berisi tentang
klasifikasi telekomunikasi untuk industri tenaga listrik, komunikasi
dengan kawat, komunikasi dengan pembawa saluran tenaga, rangkaian
transmisi, komunikasi radio, komunikasi gelombang mikro,
pemeliharaan, latihan dan tugas.
Bab XIII Alat-alat ukur, berisi tentang prinsip kerja, cara penggunaan
dan pemakaian, cara pemeliharaan alat ukur pada sistem tenaga listrik
serta latihan dan tugas.
Selain ke tiga belas bab di atas, pada lampiran juga dibahas tentang
undang-undang keselamatan kerja dan penaggulangan kebakaran yang
terkait dengan pembangkitan tenaga listrik.
Kesemua isi dalam ke tiga belas bab mencerminkan secara lebih
lengkap untuk mencapai kompetensi program keahlian pembangkitan
tenaga listrik, walaupun tidak setiap sub kompetensi diuraikan sendirisendiri
tetapi juga saling berkaitan, tetapi isi buku materi telah
membahas: Dasar Dasar Kelistrikan dan Elektronika, Memelihara
Instalasi Listrik Unit, Memelihara Peralatan Elektronik, Memelihara DC
Power, Memelihara Peralatan Komunikasi, Memelihara Gen-set,
Memelihara Crane, Memelihara Generator, Memelihara Transformator,
Memelihara Proteksi, Memelihara Kontrol Instrumen, dan Memelihara
Switchgear dan implementasinya.
Susunan buku dari awal sampai akhir secara lengkap, seperti yang
tercantum dalam daftar isi.
Susunan Bab tersebut di atas disusun berdasarkan Kurikulum 2004
beserta kompetensinya, sehingga dengan merujuk kepada referensi
yang digunakan, serta Kurikulum Tingkat satuan Pendidikan (KTSP),
buku Teknik Pembangkit Tenaga Listrik berujud seperti keadaannya
sekarang.
Buku dapat disusun atas bantuan berbagai pihak. Untuk itu dalam
kesempatan yang berharga ini kami sampaikan banyak terima kasih dan
penghargaan, termasuk ucapan terimakasih disampaikan kepada
saudara Indra Wiguna dan Gigih Adjie Biyantoro yang teah banyak
membantu.
Disadari bahwa isi maupun susunan buku ini masih ada kekurangan.
Bagi pihak-pihak yang ingin menyampaikan saran dan kritik akan kami
terima dengan senang hati dan ucapan terima kasih.
Penulis
Daftar Isi vii
DAFTAR ISI
Halaman
SAMBUTAN DIREKTORAT PSMK Iii
KATA PENGANTAR V
DAFTAR ISI vii
BUKU JILID 1
BAB I. PENDAHULUAN 1
A. Pembangkitan Tenaga Listrik 1
B. Jenis-jenis Pusat Pembangkit Listrik 10
C. Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkitan Listrik 14
D. Masalah Utama dalam Pembangkitan Tenaga Listrik 16
E. Sistem Interkoneksi 20
F. Proses Penyaluran Tenaga Listrik 21
G. Mutu Tenaga Listrik 23
H.Latihan 24
I. Tugas 24
BAB II. INSTALASI LISTRIK PADA PUSAT PEMBANGKIT LISTRIK 25
A. Instalasi listrik Generator sinkron 3 phasa 25
B. Rel (Busbar) 43
C. Saluran Kabel antara Generator sinkon 3 phasa dan Rel 48
D. Jenis-jenis Sakelar Tenaga 49
E. Mekanisme Pemutus Tenaga (Switchgear) 72
F. Instalasi Pemakaian Sendiri 75
G. Baterai Aki 78
H. Transformator 81
I. Pembumian Bagian-Bagian Instalasi 104
J. Sistem Excitacy 105
K. Sistem Pengukuran 108
L. Sistem Proteksi 109
M. Perlindungan Terhadap Petir 113
N. Proteksi Rel (Busbar) 116
O. Instalasi Penerangan bagian vital 117
P. Instalasi Telekomunikasi 118
Q. Arus Hubung Singkat 122
R. Pengawatan Bagian Sekunder 123
S. Cara Pemeliharaan 126
T. Perkembangan Isolasi Kabel 129
U. Generator Asinkron 133
V. Latihan 144
W. Tugas 144
BAB III MASALAH OPERASI PADA PUSAT-PUSAT LISTRIK 145
viii Pembangkitan Tenaga Listrik
A. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) 145
B. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) 160
C. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) 180
D. Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) 184
E. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) 189
F. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) 198
G. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) 206
H. Unit Pembangkit Khusus 209
I. Pembangkit Listrik Non Konvensional 211
J. Bahan Bakar 213
K. Turbin Cross Flow 224
L. Perlindungan Katodik (Cathodic Protection) 225
M. Pemadam Kebakaran 228
N. Beberapa Spesifikasi Bahan Bakar 230
O. Latihan 234
P. Tugas 234
BUKU JILID 2
BAB IV PEMBANGKITAN DALAM SISTEM INTERKONEKSI 235
A. Sistem Interkoneksi dan Sistem yang Terisolir 235
B. Perkiraan Beban 236
C. Koordinasi Pemeliharaan 242
D. Faktor-faktor dalam Pembangkitan 244
E. Neraca Energi 246
F. Keandalan Pembangkit 248
G. Keselamatan Kerja dan Kesehatan Kerja 249
H. Prosedur Pembebasan Tegangan dan Pemindahan
Beban
252
I. Konfigurasi Jaringan 259
J. Otomatisasi 261
K. Kendala-Kendala Operasi 262
L. Latihan 264
M Tugas 264
BAB V MANAJEMEN PEMBANGKITAN 265
A. Manajemen Operasi 265
B. Manajemen Pemeliharaan 267
C. Suku Cadang 271
D. Laporan Pemeliharaan 272
E. Laporan Kerusakan 273
F. Latihan 280
G. Tugas 280
BAB VI GANGGUAN, PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN
MESIN-MESIN LISTRIK
281
A. Gangguan, Pemeliharaan dan Perbaikan Generator
Sinkron
281
B. Gangguan, Pemeliharaan dan Perbaikan pada Motor
Sinkron
284
Daftar Isi ix
C. Gangguan, Pemeliharaan, dan Perbaikan Motor Asinkron 287
D Pemeriksaan Motor Listrik 293
E. Gangguan, Pemeliharaan dan Perbaikan pada Motor
Induksi 1 phasa
299
F. Membelit Kembali Motor Induksi 3 Phasa 307
G. Latihan 345
H. Tugas 345
BAB VII PEMELIHARAAN SUMBER ARUS SEARAH 347
A. Pemakaian Baterai Akumulator dalam Pusat Pembangkit
Tenaga Listrik
347
B. Ganguan-gangguan dan pemeliharaan Mesin Listrik
Generator Arus Searah
364
C. Latihan 390
D. Tugas 390
BAB VIIII SISTEM PEMELIHARAAN PADA PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA AIR (PLTA)
391
A. Kegiatan Pemeliharaan Generator dan Governor Unit I 393
B. Kegiatan Pemeliharaan Transformator I (6/70 kV) 395
C. Kegiatan Pemeliharaan Mingguan ACCU Battery 396
D. Keselamatan Kerja 398
E. Latihan 399
F. Tugas 399
BAB IX STANDARD OPERATION PROCEDURE (SOP) 401
A. Umum 401
B. Prosedur Operasi Start Dingin PLTU Perak Unit III/IV 412
C. BFP dan CWP C. Unit Start Up After 10 Hours Shut
Down
415
D. UNIT Start Up Very Hot Condition 417
E. Prosedur Start Kembali Setelah Gangguan Padam
Total
419
F. Normal Stop Untuk Electrical Control Board 421
G. Shut Down Unit (Operator BTB) 422
H. Shut Down 424
I. Pengoperasian PadaTurning Gear 425
J. Shut Down Unit (Operator Boiler Lokal) 426
K. Pemeliharaan dan SOP Pada Pusat Pembangkit 426
L. SOP Genset 437
M. Latihan 448
N. Tugas 448
BUKU JILID 3
BAB X TRANSFORMATOR DAYA, SWITCHGEAR, RELAY
PROTECTION, EXCITACY DAN SYSTEM CONTROL
449
A. Tansformator Tenaga 449
B. Switchgear 466
C. Relay Proteksi 477
x Pembangkitan Tenaga Listrik
D. Sistem Excitacy 478
E. Unit AVR (Automatic Voltage Regulator) 482
F. Pemeliharaan Sistem Kontrol 488
G. Latihan 491
H. Tugas 491
BAB XI CRANE DAN ELEVATOR (LIFT) 493
A. Crane 493
B. Instalansi Lift/Elevator 513
C. Pemeliharaan Crane dan Lift 519
D. Latihan 522
E. Tugas 522
BAB XII TELEKOMUNIKASI UNTUK INDUSTRI TENAGA LISTRIK 523
A. Klasifikasi Telekomunikasi Untuk Industri Tenaga Listrik 523
B. Komunikasi dengan Kawat 524
C. Komunikasi dengan Pembawa Saluran Tenaga 525
D. Rangkaian Transmisi 530
E. Komunikasi Radio 533
F. Komunikasi Gelombang Mikro 537
G. Pemeliharaan Alat Komunikasi Pada Pusat Pembangkit
Listrik
540
H. Latihan 541
I. Tugas 541
BAB XIII ALAT UKUR LISTRIK 543
A. Amperemeter 543
B. Pengukuran Tegangan Tinggi 547
C. Pengukuran Daya Listrik 550
D. Pengukuran Faktor Daya 553
E. Pengukuran Frekuensi 558
F. Alat Pengukur Energi Arus Bolak-Balik 562
G. Alat-Alat Ukur Digital 566
H. Megger 578
I. Avometer 579
J. Pemeliharaan Alat Ukur 579
K. Latihan 581
L. Tugas 581
LAMPIRAN A. DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN B. DAFTAR ISTILAH
LAMPIRAN C. DAFTAR TABEL
LAMPIRAN D. DAFTAR GAMBAR
LAMPIRAN E. DAFTAR RUMUS
LAMPIRAN F. SOAL-SOAL
LAMPIRAN 1. UU Keselamatan Kerja
LAMPIRAN 2. Penanggulangan Kebakaran
Pendahuluan 1
BAB I
PENDAHULUAN
Bab pendahuluan menggambarkan secara singkat proses pembangkitan
tenaga listrik, jenis-jenis pusat pembangkit listrik, permasalahan dalam
pembangkitan tenaga listrik, proses penyediaan tenaga listrik, instalasi
penyaluran tenaga listrik, dan kualitas tenaga listrik.
A. Pembangkitan Tenaga Listrik
1. Proses pembangkitan tenaga listrik
Pembangkitan tenaga listrik yang banyak dilakukan dengan cara
memutar generator sinkron sehingga didapatkan tenaga listrik arus bolakbalik
tiga fasa. Tenaga mekanik yang dipakai memutar generator listrik
didapat dari mesin penggerak generator listrik atau biasa disebut
penggerak mula (primover). Mesin penggerak generator listrik yang
banyak digunakan adalah mesin diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin
gas.
Mesin penggerak generator melakukan konversi tenaga primer menjadi
tenaga mekanik penggerak generator. Proses konversi tenaga primer
menjadi tenaga mekanik menimbulkan produk sampingan berupa limbah
dan kebisingan yang perlu dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah
lingkungan.
Dari segi ekonomi teknik, komponen biaya penyediaan tenaga listrik
terbesar adalah biaya pembangkitan, khususnya biaya bahan bakar. Oleh
sebab itu, berbagai teknik untuk menekan biaya bahan bakar terus
berkembang, baik dari segi unit pembangkit secara individu maupun dari
segi operasi sistem tenaga listrik secara terpadu.
Proses pembangkitan tenaga listrik adalah proses konversi tenaga primer
(bahan bakar atau potensi tenaga air) menjadi tenaga mekanik sebagai
penggerak generator listrik dan selanjutnya generator listrik menghasilkan
tenaga listrik.
Gambar I.1 menunjukkan diagram poses pembangkitan tenaga listrik,
mulai dari tenaga primer sampai dengan konsumen (consumers): (a)
Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA); (b) Pusat Listrik Tenaga Panas (PLTP);
dan (c) Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
2 Pembangkitan Tenaga Listrik
(a) (b) (c)
Gambar I.1
Diagram Proses Pembangkitan Tenaga Listrik
Untuk pembangunan pusat tenaga listrik, mempertimbangkan kebutuhan
(demand) beban rata-rata harian, yaitu mempertimbangkan besar daya
yang dibangkitkan pada hari tersebut. Gambar I.2 menunjukkan Diagram
contoh beban listrik harian. Beban rata-rata harian adalah luas diagram
beban harian dibagi 24 jam dan faktor beban adalah perbandingan antara
beban rata-rata dan beban maksimum selama periode tersebut
Beban pusat listrik selalu berubah pada setiap saat dan tenaga listrik
yang digunakan juga dipengaruhi oleh cuaca, musim hujan atau musim
panas (summer) atau kemarau, dan hari kerja di industri atau
perusahaan. Beban pusat listrik alam rentang 1 (satu) tahun merupakan
jumlah beban rata-rata harian dikalikan 365 hari.
Untuk mencapai ongkos tiap kiloWatt jam serendah-rendahnya, haruslah
diusahakan:
a) Faktor beban sebesar-besarnya, artinya diagram beban aliran sedatar
mungkin.
b) Lama pemakaian sebesar - besarnya, artinya beban selama
tahun-tahun itu harus sedikit mungkin berubahnya.
G
Pengaturan
Pintu air
Tenaga
Mekanik
Generator
Sinkron
Jaringan Transmisi
Gardu Induk
Jaringan distribusi
Konsumen
Dam/Air
Terjun
G
Konsumen
Jaringan distribusi
Jaringan Transmisi
Turbin Uap
Boilerr
Burner
Tenaga
Listrik
Boiler
G
Reaktor
Nuklir
Konsumen
Jaringan distribusi
Katup uap
Jaringan Transmisi
Generator
Sinkron
Gardu Induk Gardu Induk
Turbin Uap
Generator
Sinkron
Tenaga
Panas
Turbin air
Katup uap
Pendahuluan 3
Gambar I.2
Contoh Diagram Beban Listrik Harian
Dari Gambar I.2 tampak bahwa beban listrik paling tinggi (puncak) terjadi
sekitar jam 8-12 pagi untuk musim panas (summer) sebesar 11,5 GW
dan 15 GigaWatt untuk musim hujan (winter) terjadi antara pukul 16.00-
20.00 Untuk menentukan beban rata-rata adalah kebesaran beban yang
paling tinggi (runcing) dibagi dua (pembagian secara kasar).
Dengan mempertimbangkan diagram beban harian dan uraian-uraian
tentang sifat pemakaian tenaga listrik, maka pembanguanan pusat listrik
dapat ekonomis. Untuk menentukan macam tenaga mekanisnya suatu
pusat listrik dipertimbangkan juga dari diagram beban harian.
Misalnya:
a) Untuk mengatasi beban rata-rata sebaiknya dari pusat listrik tenaga
hydro, karena biaya operasi tiap harinya murah, tetapi modal
pembangunan pertama kalinya tinggi (mahal).
b) Untuk mengatasi beban puncak sebaiknya dari pusat listrik tenaga
termo terutama dengan penggerak motor diesel. Dengan
pertimbangan beban puncak berlangsung relatif pendek (sebentar),
dan secara umum pusat tenaga listrik ini relatif murah dibanding pusat
listrik tenaga hydro walaupun biaya operasi hariannya lebih mahal.
c) Untuk mangatasi beban rata-rata tidak hanya dengan pusat listrik
tenaga hydro, adakalanya dibantu dengan pusat listrik tenaga termo
dalam hal ini pusat listrik tenaga uap (PLTU).
Walaupun demikian, PLTU memiliki sifat tidak secepat seperti pusat listrik
tenaga disel dalam mengambil alih tenaga listrik pada waktu cepat, sebab
memerlukan waktu penyesuaian.
Pembangkitan energi listrik yang banyak dilakukan dengan cara memutar
generator sinkron sehingga didapat tenaga listrik arus bolak-balik tiga
4 Pembangkitan Tenaga Listrik
phasa. Energi mekanik yang dipakai memutar generator listrik didapat
dari mesin penggerak generator listrik atau biasa disebut penggerak mula
(primover). Mesin penggerak generator listrik yang banyak digunakan
adalah mesin diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas.
Mesin penggerak generator melakukan konversi energi primer menjadli
energi mekanik penggerak generator. Proses konversi energi primer
menjadi energi mekanik menimbulkan produk sampingan berupa limbah
dan kebisingan yang perlu dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah
lingkungan.
Dari segi ekonomi teknik, komponen biaya penyediaan tenaga listrik
terbesar adalah biaya pembangkitan, khususnya biaya bahan bakar. Oleh
sebab itu, berbagai teknik untuk menekan biaya bahan bakar terus
berkembang, baik dari segi unit pembangkit secara individu maupun dari
segi operasi sistem tenaga listrik secara terpadu. Gambar I.3
menunjukkan contoh power generator comersial di India.
Gambar I.3
Contoh Power Generator Comersial di India
Pendahuluan 5
2. Kelengkapan pada pusat pembangkit listrik
Kelengkapan pada pusat pembangkit listrik antara lain adalah:
a) Instalasi sumber energi (energi primer, yaitu instalasi bahan bakar
untuk pusat pembangkit termal dan atau instalasi tenaga air)
b) Instalasi mesin penggerak generator listrik, yaitu instalasi yang
berfungsi sebagai pengubah energi primer menjadi energi mekanik
sebagai penggerak generator listrik
c) Mesin penggerak generator listrik dapat berasal dari ketel uap beserta
turbin uap, mesin diesel, turbin gas, dan turbin air
d) Instalasi pendingin, yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan
instalasi mesin penggerak yang menggunakan bahan bakar.
e) Instalasi Listrik, yaitu instalasi yang secara garis besar terdiri dari:
1) Instalasi tegangan tinggi, yaitu instalasi yang yang digunakan untuk
menyalurkan energi listrik yang dlibangkitkan generator listrik
2) Instalasi tegangan rendah, yaitu instalasi pada peralatan bantu dan
instalasi penerangan,
3) Instalasi arus searah, yaitu instalasi baterai aki dan peralatan
pengisiannya serta jaringan arus searah terutama yang digunakan
untuk proteksi, kontrol, dan telekomunikasi.
3. Hal-hal yang diperhatikan dalam perencanaan pembangkitan
(system planning) tenaga listrik
Hal-hal yan perlu diperhatikan dalam merencanakan pembangkit tenaga
listrik adalah:
a) Perkiraan beban (load forecast)
Terkait dengan rencana jangka waktu pembangkitan (misal 15-20
tahun), besar beban puncak, beban harian, dan beban tahunan, dan
lain-lain terkait dengan jangka waktu.
b) Perencanaan pengembangan (generation planning)
Harus dilakukan perencanaan pengembangan kapasitas, biaya
poduksi, dan memperhitungkan investasi dan pendapatan atau
hasilnya. Gambar I.4 menunjukkan pengangkatan transformator
menggunakan crane untuk pengembangan pusat pembangkit listrik.
6 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar I.4
Pengangkatan Transformator menggunakan Crane
untuk Pengembangan Pusat Pembangkit Listrik
c) Perencanaan penyaluran (transmission planning) Diantarannya adalah
memperhatikan pengembangan tansmisi dari tahun ke tahun, sistem
transmisi, biaya pembebasan lahan yang dilalui transmisi, sistem
interkoneksi, rangkaian instalasi transmisi, biaya konstruksi transmisi,
sistem transmisi, dan lain-lain. Gambar I.5 menunjukkan contoh
konstruksi transmisi.
Pendahuluan 7
Gambar I.5
Contoh Konstruksi Transmisi
d) Perencanaan subtransmisi (subtransmission planning)
e) Perencanaan distribusi (distribution planning)
Memperhatikan rencana supply utama pada bulk station, besar
tegangan subtransmisi, sistem jaringan subtransmisi, dan lain-lain.
Gambar I.6
Contoh konstruksi jaringan distribusi
f) Perencanaan pengoperasian (operation planning)
Merencanakan sistem pengoperasian, merencanakan program
computer, load flow program, dan lainnya agar pengoperasian dapat
8 Pembangkitan Tenaga Listrik
efektif dan efisien. Gambar I.7 menunjukkan system grid operation
pada power plant.
Gambar I.7
Sistem Grid Operation pada Power Plant
g) Supply bahan bakar (fuel supply planning) atau sumber tenaga
primer/bahan baku)
Merencanakan kebutuhan bahan baiak atau sumber energi primer,
ketersediaan bahan bakar, sistem pengiriman, dan lain-lain.
h) Perencanaan lingkungan (environment planning) atau perencanaan
kondisi lingkungan. Memperhatikan lingkungan sekitar, bentuk plant,
lokasi, dan desain pengolahan limbah, dan lain-lain. Contoh
pembangunan PLTD yang memperhatikan lingkungan ditunjukkan
pada Gambar I.8.
i) Perencanaan pendapatan (Financial planning).
j) Riset dan pengembangan (research & development planning/R&D
planning)
Riset dan pengembangan terkait pengembangan sistem pembangkit,
meliputi biaya, karakteristik, dan kelayakan alternatif sumber energi
dan pengembangan teknologi, dan lain-lain.
Pendahuluan 9
Gambar I.8
Pembangunan PLTD yang memperhatikan Lingkungan
Gambar I.9 menunjukkan aktivitas yang harus dilakukan pada
perencanaan sistem pembangkit tenaga listrik.
Gambar I.9
Aktivitas yang harus dilakukan pada Perencanaan
Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
Peramalan
Beban
Peramalan
Beban
Perencanaan
Pembangkitan
Perencanaan
Distribusi
Perencanaan
Subtransmisi
Perencanaan
Transmisi
Perencanaan
Biaya
Perencanaan
Operasi
Perencanaan
Litbang
Perencanaan
Lingkungan
Perencanaan
Bahan bakar
10 Pembangkitan Tenaga Listrik
Diagram aktivitas yang harus dilakukan pada perencanaan sistem
pembangkit tenaga listrik.
Gambar I.10 menunjukkan blok diagram proses merecanakan bentuk
sistem distribusi.
Gambar I.10
Blok Diagram Proses Merencanakan Bentuk Sistem Distribusi
B. Jenis-jenis Pusat Pembangkit Listrik
Tenaga listrik dihasilkan di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.
Berdasarkan sumber dan asal tenaga listrik dihasilkan, dapat dikenal
pusat-pusat listrik:
Peramalan Beban
Membangun
substasiun
baru?
Umpan Balik
Pengembangan
Sistem
Pemilihan
bagian
substasiun
Penyelesaian
Perancangan
konfigurasi sistem
baru
Ya
Ya
Ya
Tidak
Tidak
Apakah kinerja Tidak
sistem bagus?
Total biaya
yang disetujui
Pendahuluan 11
1. Pusat listrik tenaga thermo
Pusat pembangkit listrik tenaga thermo menggunakan bahan bakar yang
berbentuk padat, cair, dan gas.
Pusat pembangkit listrik tenaga thermo, terdiri dari:
a) Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU).
Pada pusat listrik tenaga uap menggunakan bahan bakar batu bara,
minyak, atau gas sebagai sumber energi primer.
Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan putaran
turbin uap. Tenaga untuk menggerakkan turbin berupa tenaga uap yang
berasal dari ketel uap. Bahan bahan bakar ketelnya berupa batu bara,
minyak bakar, dan lainnya.
b) Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Pada pusat listrik tenaga gas, energi primer berasal dari bahan bakar
gas atau minyak. Untuk memutar generator pembangkit listrik
menggunakan tenaga penggerak turbin gas atau motor gas. Untuk
memutar turbin gas atau motor gas menggunakan tenaga gas. Gas
berasal dari dapur tinggi, dapur kokas, dan gas alam.
c) Pusat Listrik Tenaga Disel (PLTD)
Pada pusat pembangkit listrik tenaga diesel, energi primer sebagai
energi diesel berasal dari bahan bakar minyak atau bahan bakar gas.
Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan tenaga
pemutar yang berasal dari putaran disel.
d) Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
Pusat listrik tenaga gas dan uap merupakan kombinasi PLTG dengan
PLTU. Gas buang dari PLTG dimanfaatkan untuk menghasilkan uap
oleh ketel uap dan menghasilkan uap sebagai penggerak turbin uap.
Turbin uap selanjutnya memutar generator listrik
e) Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) merupakan pusat pembangkit
yang tidak memiliki ketel uap karena uap sebagai penggerak turbin uap
berasal dari dalam bumi
2. Pusat listrik tenaga hydro
Pusat listrik yang menggunakan tenaga air atau sering disebut Pusat
Listrik Tenaga Air (PLTA). Pada pusat listrik tenaga air, energi utamanya
berasal dari tenaga air (energi primer). Tenaga air tersebut
menggerakkan turbin air dan turbin air memutar generator listrik. Pusat
listrik ini menggunakan tenaga air sebagai sumber energi primer.
12 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pusat Listrik Tenaga Air dibagi menjadi 2 (dua), yaitu:
a) Pusat listrik tenaga air daerah bukit, memanfaatkan selisih tinggi
jatuhnya air yang tinggi.
b) Pusat listrik tenaga air daerah datar, memanfaatkan debit air dan tinggi
jatuhnya air rendah.
(A)
(B)
Gambar I.11
PLTA mini hyidro memanfaatkan debit air (A: tampak depan
dan B: tampak samping)
Pendahuluan 13
(http://faizal.web.id/sky/tutorial/energi-alternatif-dari-gununghalimun/)
Gambar I.12
Proses penyaluran air
PLTA Mendalan memanfaatkan tinggi jatuhnya air
Pusat listrik tenaga hydro banyak dipakai di negara-negara yang memiliki
tenaga air sebagai sumber tenaga. Tenaga yang tertimbun dalam tenaga
air adalah besar dan umumnya baru sebagian kecil yang sudah
digunakan. Mendirikan pusat listrik tenaga hydro membutuhkan biaya
besar, tetapi keuntungannya adalah ongkos operasi tiap kiloWatt rendah
dibanding dengan pusat listrik tenaga thermo.
Pusat listrik daerah bukit terutama menggunakan air terjun yang tinggi.
Suatu contoh pusat listrik daerah bukit yang ada di Jawa Timur, misainya:
WADUK
SELOREJO
62.300.000m3
6KAP.1x4.430kW SAL. UDARA
KOLAM TANDO
PLTA MENDALAN
SUNGAI KONTO
40.000m3
100.000m3
RUMAH KATUB
SURGE
TANGE
PIPA
PESAT
PLTA
MENDALAN
DAM SUSPENSI
RUMAH KATUB
KOLAM TANDO
100.000m3
PLTA SIMAN
KOLAM PENGAIRAN
100.000m3
14 Pembangkitan Tenaga Listrik
Mendalan, Siman, Karang Kates. Di Jawa Tengah, Tuntang, Kec.
(Banyumas) dan di Jawa Barat Jati Luhur.
Keadaan alam sering membantu meringankan ongkos operasi dan
pembuatan Pusat Listrik Tenaga Air. Hal yang penting ialah mengatur
debit air. Debit air selama satu tahun, sedang pusat listrik sehari-harinya
melayani pemakaian tenaga listrik, maka reservoir digunakan untuk
mengatasinya.
Pusat listrik tenaga hydro daerah datar kalah populer dari pada pusat
listrik daerah bukit. Pusat listrik daerah datar mengutamakan banyaknya
air sebagai sumber tenaga, sedang terjunnya air adalah hal sekunder.
Berhubung dengan ini pusat listrik daerah air letaknya di tepi sungai
(sungai kecil) atau di atasnya dam. Dam dibuat sedemikian rupa hingga
air mudah dibuang apabila meluap (banjir). Dalam hal ini sulit mengatur
debit air, karena sulit menyimpan air yang banyak, sedang tinggi
terbatas, sehingga hanya bisa diselenggarakan akumulasi harian.
Sebagai alat penggerak mekanis pada pusat pembangkit adalah turbin
air.
3. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Pada pusat pembangkit ini, tenaga nuklir diubah menjadi tenaga listrik.
Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) merupakan PLTU yang menggunakan
uranium sebagai bahan bakar dan menjadi sumber energi primer.
Uranium mengalami proses fusi (fussion) di dalam reaktor nuklir yang
menghasilkan energi panas. Energi panas yang dihasilkan digunakan
untuk menghasilkan uap dalam ketel uap. Uap panas yang dihasilkan
ketel uap selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan
turbin uap memutar generator listrik.
Pusat listrik tenaga thermo berada di pusat pemakaian atau konsumen,
kecuali pusat listrik tenaga nuklir. Sedangkan pusat listrik tenaga air
berada jauh dari pusat pemakaian atau konsumen termasuk pusat listrik
tenaga nuklir.
C. Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkitan Listrik
Secara umum, pusat pembangkit listrik membangkitkan tenaga listrik arus
bolak-balik tiga fasa yang dihasilkan oleh generator sinkron.
Tegangan generator paling tinggi yang dapat dibangkitkan oleh
pembangkit listrik adalah 23 kV. Pada saat ini, dalam tingkat riset sedang
dikembangkan generator yang dapat membangkitkan tegangan listrik
sampai 150 kV. Diagram satu garis instalasi tenaga listrik pada pusat
pembangkit listrik sederhana ditunjukkan pada Gambar I.13
Pendahuluan 15
Gambar I.13
Diagram satu garis instalasi tenaga listrik
pada pusat pembangkit listrik sederhana
Keterangan:
PMT/CB = Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)
PMS/DS = Sakelar Pemisah (Diconnecting Switch)
Pusat pembangkit listrik yang sudah beroperasi secara komersial secara
umum ditunjukkan pada Gambar I.13. Tegangan listrik yang dihasilkan
oleh generator sinkron dinaikkan dengan menggunakan transformator
listrik sebelum dihubungkan pada rel (busbar) melalui pemutus tenaga
(PMT).
Semua generator listrik yang menghasilkan energi listrik dihubungkan
pada rel (busbar). Begitu pula semua saluran keluar dari pusat listrik
dihubungkan dengan rel pusat listrik.
Saluran yang keluar dari rel pusat pembangkit listrik digunakan untuk
mengirim tenaga listrik dalam jumlah besar ke lokasi pemakai (beban)
dan digunakan untuk menyediakan tenaga listrik di lokasi sekitar pusat
pusat pembangkit listrik. Selain itu juga ada saluran (feeder) yang
digunakan menyediakan tenaga listrik untuk keperluan pusat pembangkit
sendiri yang digunakan untuk sumber tenaga listrik pada instalasi
penerangan, mengoperasikan motor-motor listrik (motor listrik sebagai
penggerak pompa air pendingin, motor listrik sebagai penggerak
pendingin udara, motor listrik sebagai penggerak peralatan pengangkat,
16 Pembangkitan Tenaga Listrik
keperluan kelengkapan kontrol, dan lain-lain). Pada pusat pembangkit
listrik juga memiliki instalasi listrik dengan sumber tegangan listrik arus
searah. Sumber listrik arus searah pada pusat pembangkit tenaga listrik
digunakan untuk menggerakkan peralatan mekanik pada pemutus
tenaga (PMT) dan untuk lampu penerangan darurat. Sumber listrik arus
searah yang digunakan pada pusat pembangkit listrik adalah baterai aki
yang diisi oleh penyearah.
D. Masalah Utama dalam Pembangkitan Tenaga Listrik
Proses pembangkitan energi listrik pada prinsipnya merupakan konversi
energi primer menjadi energi mekanik yang berfungsi sebagai penggerak
dan penggerak tersebut (energi mekanik) dikonversi oleh generator listrik
menjadi tenaga listrik. Pada proses konversi tersebut pasti timbul
masalah-masalah. Masalah yang timbul pada poses konversi energi
tersebut diantaranya adalah:
1. Penyediaan Energi Primer
Energi primer untuk pusat pembangkit listrik thermal berupa bahan bakar.
Penyediaan bahan bakar harus optimal, meliputi: pengadaan bahan
bakar, transportasi bahan bakar, dan penyimpanan bahan bakar serta
faktor keamanan dari resiko terjadinya kebakaran karena kebakaran
dapat diakibatkan oleh faktor kelalaian manusia dalam menyimpan bahan
bakar maupun akibat terjadinya reaksi kimia dari bahan bakar itu sendiri
Energi primer pada PLTA adalah air, proses pengadaanya dapat berasal
asli dari alam dan dapat berasal dari sungai-sungai dan air hujan yang
ditampung pada waduk atau bendungan.
Pada PLTA, diperlukan daerah konservasi hutan pada daerah aliran
sungai (DAS) agar supaya hutan berfungsi sebagai penyimpan air
sehingga tidak timbul banjir di musim hujan dan sebaliknya tidak terjadi
kekeringan pada saat musim kemarau.
2. Penyediaan air untuk keperluan pendingin
Kebutuhan terpenuhinya penyediaan air pendingin khususnya pada
pusat pembangkit listrik thermal, sangat penting keperadaannya seperti
pada PLTU dan PLTD. Sedangkan pada PLTG kebutuhan air untuk
keperluan pendinginan tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
PLTU dan PLTD dengan daya terpasang melebihi 25 MW banyak yang
dibangun di daerah pantai karena membutuhkan air pendingin dalam
Pendahuluan 17
jumlah besar sehingga PLTU dan PLTD dapat menggunakan air laut
sebagai bahan untuk keperluan air pendingin.
Pada unit-unit PLTD yang kecil, atau di bawah 3 MW, proses
pendinginannya dapat menggunakan udara yang berasal dari radiator.
3. Masalah Limbah
Pusat Listrik Tenaga Uap yang menggunakan bahan bakar batu bara,
menghasilkan limbah abu batu bara dan asap yang mengandung gas
S02, C02, dan NO.
Semua PLTU menghasilkan limbah bahan kimia dari air ketel (blow
down). Pada PLTD dan PLTG menghasilkan limbah yang berupa minyak
pelumas.
PLTA tidak menghasilkan limbah, tetapi limbah yang berasal dari
masyarakat yang masuk ke sungai sering menimbulkan gangguan pada
PLTA.
4. Masalah Kebisingan
Pada pusat listrik thermal dapat menimbulkan suara keras yang
merupakan kebisingan bagi masyarakat yang tinggal di sekitarnya,
sehingga tingkat kebisingan yang ditimbulkan harus dijaga supaya tidak
melampaui standar kebisingan yang ditetapkan.
5. Operasi
Operasi pusat pembangkit listrik sebagian besar 24 jam sehari. Selain itu
biaya penyediaan tenaga listrik sebagian besar (±60%) untuk operasi
pusat pembangkit listrik, khususnya untuk pengadaan bahan bakar,
sehingga perlu dilakukan operasi pusat pembangkit listrik yang efisien.
Apabila pusat pembangkit listrik beroperasi dalam sistem interkoneksi,
(yaitu pusat listrik yang beroperasi paralel dengan pusat-pusat
pembangkit listrik lain melalui saluran transmisi), maka pusat pembangkit
listrik harus mengikuti dan memenuhi pola operasi sistem interkoneksi.
6. Pemeliharaan
Pemeliharaan adalah kegiatan untuk menjaga atau memelihara fasilitas
dan atau peralatan serta mengadakan perbaikan atau penyesuaian dan
atau mengganti yang diperlukan sehingga terdapat suatu keadaan
operasi produksi yang memuaskan.
Jenis pemeliharaan terdiri dari dua macam, yaitu:
a) Pemeliharaan pencegahan (preventive maintenance), dan
b) Pemeliharaan perbaikan (corrective atau breakdown maintenance).
18 Pembangkitan Tenaga Listrik
Masalah atau persoalan dalam pemeliharaan meliputi: (1) persoalan
teknis dan (2) persoalan ekonomis. Pada persoalan teknis yang perlu
diperhatikan adalah tindakan apa yang harus dilakukan untuk memelihara
atau merawat dan atau memperbaiki/mereparasi mesin atau peralatan
yang rusak, serta alat-alat atau komponen apa saja yang harus
dibutuhkan dan harus disediakan agar tindakan pada pekerjaan
pemeliharaan atau merawat dan atau memperbaiki mesin atau peralatan
yang rusak dapat dilakukan.
Pada persoalan teknis: apakah sebaiknya dilakukan preventive
maintenance atau corrective maintenance, apakah sebaiknya peralatan
yang rusak diperbaiki di dalam perusahaan atau di luar perusahaan, dan
apakah sebaiknya peralatan atau mesin yang rusak diperbaiki atau
diganti.
Jenis-jenis pemeliharaan yang dapat dilakukan oleh bagian maintenance,
meliputi:
a) Pemeliharaan bangunan
b) Pemeliharaan peralatan bengkel
c) Pemeliharaan peralatan elektronika
d) Pemeliharaan untuk tenaga pembangkit
e) Pemeliharaan penerangan dan ventilasi
f) Pemeliharaan material handling dan pengangkutan
g) Pemeliharaan halaman dan taman
h) Pemeliharaan peralatan service
i) Pemeliharaan peralatan gudang
Pemeliharaan peralatan diperlukan untuk mempertahankan efisiensi.
Menjaga investasi, mempertahankan keandalan, dan mempertahankan
umur ekonomis.
Khusus untuk pusat pembangkit listrik, bagian-bagian peralatan yang
memerlukan pemeliharaan terutama adalah:
a) Bagian-bagian yang bergeser, seperti: bantalan, cincin pengisap
(piston ring), dan engsel-engsel.
b) Bagian-bagian yang mempertemukan zat-zat dengan suhu yang
berbeda, seperti: penukar panas (heat exchanger) cran ketel uap.
c) Kontak-kontak listrik dalam sakelar serta klem-klem penyambung
listrik.
Tugas kegiatan pemeliharaan meliputi:
a) Inspeksi (Inspection)
b) Kegiatan teknik (engineering)
c) Kegiatan produksi (production)
Pendahuluan 19
d) Kegiatan adminstrasi (clerical work)
e) Pemeliharaan bangunan (housekeeping)
Pelaksanaan pemeliharaan fasilitas dan peralatan memerlukan:
a) Berpedoman pada petunjuk peralatan atau mesin (manual book),
meliputi:
􀂃 Kegunaan dari mesin atau peralatan
􀂃 Kapasitas mesin pada waktu atau umur tertentu
􀂃 Cara memakai atau mengoperasikan mesin dan atau peralatan
􀂃 Cara memelihara dan memperbaiki mesin dan atau peralatan
b) Dengan berpedoman kepada buku petunjuk, melputi:
􀂃 Usaha-usaha yang harus dilakukan dalam pemakaian dan
pemeliharaan mesin pada waktu mesin berumur tertentu
􀂃 Penggunaan mesin dan atau peralatan harus sesuai dengan fungsi
atau kegunaan
􀂃 Cara-cara kegiatan teknis pemeliharaan dan perbaikan yang harus
dilakukan pada mesin tersebut
Syarat-syarat yang diperlukan agar pekerjaan bagian pemeliharaan dapat
efisien adalah:
a) Harus ada data mengenai mesin dan peralatan yang dimiliki
perusahaan.
b) Harus ada perencanaan (planning) dan jadwal (scheduling).
c) Harus ada surat tugas yang tertulis.
d) Harus ada persediaan alat-alat/sparepart.
e) Harus ada catatan.
f) Harus ada laporan, pengawasan dan análisis.
Usaha-usaha untuk menjamin kelancaran kegiatan pemeliharaan adalah:
a) Menambah jumlah peralatan para pekerja bagian pemeliharaan.
b) Menggunakan suatu preventive maintenance.
c) Diadakannya suatu cadangan di dalam suatu sistem produksi pada
tingkat-tingkat yang kritis (critical unit).
d) Usaha-usaha untuk menjadikan para pekerja pada bagian
pemeliharaan sebagai suatu komponen dari mesin dan atau peralatan
yang ada
7. Gangguan dan Kerusakan
Gangguan adalah peristiwa yang menyebabkan Pemutus Tenaga (PMT)
membuka (trip) di luar kehendak operator sehingga terjadi pemutusan
pasokan tenaga listrik. Gangguan sesungguhnya adalah peristiwa
hubung singkat yang penyebabnya kebanyakan petir dan tanaman.
Gangguan dapat juga disebabkan karena kerusakan alat, sebaliknya
20 Pembangkitan Tenaga Listrik
gangguan yang disebabkan peti yang terjadi berkali-kali akhirnya dapat
mengakibatkan alat (misalnya transformator) menjadi rusak.
8. Pengembangan Pembangkit
Pada umumnya, pusat listrik yang berdiri sendiri maupun yang ada dalam
sistem interkoneksi memerlukan pengembangan. Hal ini disebabkan
karena beban yang dihadapi terus bertambah, sedangkan di lain pihak
unit pembangkit yang ada menjadi semakin tua dan perlu dikeluarkan dari
operasi.
Jika gedung pusat listrik yang ada masih memungkinkan untuk
penambahan unit pembangkit, maka pengembangan pembangkitan dapat
dilakukan dengan menambah unit pembangkit dalam gedung pusat listrik
yang telah ada tersebut. Tetapi jika tidak ada lagi kemungkinan
memperluas gedung pusat listrik yang ada, maka harus dibangun pusat
listrik yang baru. Pengembangan pembangkitan khususnya dalam sistem
interkoneksi, selain harus memperhatikan masalah gangguan dan
kerusakan juga harus memperhatikan masalah saluran transmisi dalam
sistem.
9. Perkembangan Teknologi Pembangkitan
Perkembangan teknologi pembangkitan umumnya mengarah pada
perbaikan efisiensi dan penerapan teknik konversi energi yang baru dan
penurunan bahan bakar baru. Perkembangan ini meliputi segi perangkat
keras (hardware) seperti komputerisasi dan juga perangkat lunak
(software) seperti pengembangan model-model matematika untuk
optimasi.
E. Sistem Interkoneksi
Pusat listrik yang besar, di atas 100 MW umumnya beroperasi dalam
sistem interkoneksi. Pada sistem interkoneksi terdapat banyak pusat
listrik dan banyak pusat beban (yang disebut gardu induk/GI) yang
dihubungkan satu sama lain oleh saluran transmisi. Di setiap GI terdapat
beban berupa jaringan distribusi yang melayani para konsumen tenaga
listrik. Jaringan distribusi beserta konsumen ini merupakan suatu
subsistem distribusi dan subsistem dari setiap GI umumnya tidak
mempunyai hubungan listrik satu sama lain (interkoneksi).
Tujuan dari sistem interkoneksi antara lain adalah untuk menjaga
kontinuitas penyediaan tenaga listrik karena apabila salah satu pusat
pembangkit mengalami gangguan masih dapat disuplai dari pembangkit
lain yang terhubung secara interkoneksi. Tujuan lainnya adalah saling
memperingan beban yang harus ditanggung oleh suatu pusat listrik.
Pendahuluan 21
Gambar I.14 menunjukkan sebagian dari sistem interkoneksi yang terdiri
dari sebuah pusat listrik, dua buah GI beserta subsistem distribusinya.
Karena operasi pusat-pusat listrik dalam sistem interkoneksi saling
mempengaruhi satu sama lain, maka perlu ada koordinasi operasi.
Koordinasi operasi ini dilakukan oleh pusat pengatur beban.
Gambar I.14
Sebagian dari Sistem Interkoneksi (sebuah pusat
pembangkit listrik, 2 buah GI dan subsistem distribusinya)
Koordinasi terutama meliputi:
1) Koordinasi dalam pemeliharaan.
2) Pembagian beban secara ekonomis.
3) Pengaturan frekuensi.
4) Pengaturan tegangan.
5) Prosedur mengatasi gangguan.
F. Proses Penyaluran Tenaga Listrik
Setelah tenaga listrik dibangkitkan oleh suatu pusat pembangkit listrik,
selanjutnya tenaga listrik disalurkan (ditransmisikan) melalui jaringan
transmisi. Dari jaringan transmisi selanjutnya didistribusikan kepada para
konsumen tenaga listrik melalui jaringan distribusi tenaga listrik.
22 Pembangkitan Tenaga Listrik
Dalam pusat listrik, energi primer dikonversikan menjadi energi listrik.
Kemudian energi listrik ini dinaikkan tegangannya untuk disalurkan
melalui saluran transmisi. Tegangan transmisi yang digunakan PLN:
70 kV, 150kV, 275 kV, dan 500 kV. PT. Caltex Pacific Indonesia yang
beroperasi di daerah Riau menggunakan tegangan transmisi 110 kV dan
230 kV Sedangkan PT. Inalum di Sumnatera Utara menggunakan
tegangan transmisi 220 kV.
Gambar I.15
Proses Penyediaan Tenaga Listrik (Pembangkitan dan Penyaluran)
Keterangan:
Trafo Step Up : Transformator untuk menaikkan tegangan listrik
Trafo Step Down : Transformator untuk menurunkan tegangan listrik
Trafo PS : Transformator untuk pemakaian sistem (sendiri)
Rel TT : Rel tegangan tinggi
Rel TM : Rel tegangan menengah
Saluran transmisi dapat berupa saluran kabel udara. atau saluran kabel
tanah. PLN menggunakan frekuensi 50 Hz. Sedangkan PT. Caltex
menggunakan frekuensi 60 Hz. Di gardu induk (GI), tegangan diturunkan
menjadi tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang
digunakan PLN adalah 20 kV. Sedangkan PT Caltex Pacific Indonesia
menggunakan tegangan distribusi primer 13,8 kV.
Proses penyaluran tenaga listrik bagi konsumen ditunjukkan pada
Gambar I.15 dan Gambar I.16.
Dari Gardu Induk (GI), tenaga listrik didistribusikan melalui penyulangpenyulang
distribusi yang berupa saluran udara atau melalui saluran
Pendahuluan 23
kabel tanah. Pada penyulang-penyulang distribusi terdapat gardu-gardu
distribusi yang berfungsi untuk menurunkan tegangan distribusi primer
menjadi tegangan rendah 380/220 Volt yang didistribusikan melalui
jaringan tegangan rendah (JTR).
Konsumen tenaga listrik mendapat tenaga listrik dari JTR dengan
menggunakan sambungan rumah (SR). Dari sambungan, tenaga listrik
masuk ke alat pembatas dan pencatat tenaga listrik berupa KWH meter
sebelum memasuki instalasi rumah milik konsumen. KWH meter
berfungsi membatasi daya dan mencatat besarnya pemakaian energi
listrik oleh konsumen.
Gambar I.16
Proses Penyedian Tenaga Listrik bagi Konsumen
G. Mutu Tenaga Listrik
Mutu tenaga listrik sangat diperlukan dalam kaitannya dengan kualitas
penyediaan tenaga listrik dan pelayanan. Pertumbuhan pemakaian
tenaga listrik makin lama makin meningkat dalam kehidupan sehari-hari,
khususnya bagi keperluan industri, maka mutu tenaga listrik harus juga
semakin meningkat dan menjadi tuntutan yang makin besar dari pihak
pemakai tenaga listrik.
Untuk merekam kualitas tenaga listrik yang dihasilkan oleh pusat-pusat
listrik digunakan alat Power Network Analyzer Type (TOPAS) 1000
buatan LEM Belgia. Gambar I.16 menunjukkan Power Network Analyzer
Type TOPAS 1000 buatan LEM Belgia.
24 Pembangkitan Tenaga Listrik
Mutu tenaga listrik yang dihasilkan pusat listrik, indikatornya antara lain
adalah:
1. Kontinuitas penyediaan, apakah tersedia 24 jam sehari sepanjang
tahun.
2. Nilai tegangan, apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.
3. Nilai frekuensi, apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.
4. Kedip tegangan, apakah besarnya dan lamanya masih dapat diterima
oleh pemakai tenaga listrik.
5. Kandungan harmonisa, apakah jumlahnya masih dalam batas-batas
yang dapat diterima oleh pemakai tenaga listrik.
Gambar I.17
Power Network Analyzer tipe TOPAS 1000
buatan LEM Belgia.
Kelima indikator dapat direkam, jika ada permasalahan yang tidak
sesuai, dapat dibahas secara kuantitatif antara pihak penyedia dan
pemakai tenaga listrik, alat tersebut mampu melakukan perekaman pada:
a) Arus dari tegangan dalarn keadaan normal maupun transien.
b) Harmonisa yang terkandung dalam tegangan.
c) Kedip tegangan, variasi tegangan, dan kemiringan tegangan.
d) Frekuensi.
H. Latihan
1. Sebutkan 4 faktor yang harus dipertimbangkan dalam
pengembangan pusat tenaga listrik. Jawaban disertai penjelasan
2. Sebutkan 5 indikator mutu tenaga listrik, disertai penjelasan
I. Tugas
Dalam kurun waktu 1 tahun terakhir, berapa kali terjadi mati lampu di
sekitar wilayah rumahmu dan faktor apa penyebabnya. Diskusikan
jawabanmu dengan didampingi guru.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 25
BAB II
INSTALASI LISTRIK
PADA PUSAT PEMBANGKIT LISTRIK
A. Instalasi Listrik Generator Sinkron 3 phasa
Generator listrik yang banyak digunakan dalam pusat pembangkit listrik
adalah generator sinkron 3 phasa.
1. Instalasi klem generator sinkron 3 phasa
Pemberian kode pada klem untuk generator sinkron 3 phasa ada yang A,
B, C dan N untuk hubungan bintang seperti ditunjukkan pada Gambar
II.1. Rangkaian listrik generator sinkron 3 phasa ditunjukkan pada
Gambar II.2.
Gambar II.1
Generator sinkron 3 phasa
Sistem penotasian yang lain juga ada, yaitu ujung-ujung pada belitan
stator dari generator sinkron 3 phasa dihubungkan pada klem generator
sehingga ada 6 (enam) klem. Klem-klem diberi kode atau notasi R S T
dan U V W, serta ada juga yang memberi kode U, V, W dan Z, X, Y.
26 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.2
Rangkaian listrik generator sinkron 3 phasa hubungan Y
Klem R dan U merupakan ujung-ujung kumparan atau belitan phasa
pertama, klem S dan V ujung-ujung kumparan phasa ke-2, dan kumparan
ke-3 adalah T dan W. Karena umumnya generator sinkron dihubungkan
dalam hubungan Y (star/bintang), maka ketiga klem U, V, dan W
dihubungkan jadi satu sebagai titik netral.
Gambar II.3 menunjukkan ujung kumparan stator generator sinkron 3
phasa hubungan bintang
Gambar II.3
Kumparan stator generator sinkron 3 phasa hubungan Y
Untuk hubungan klem pada generator sinkron 3 phasa hubungan bintang
dtunjukkan pada Gambar II.4. Tanda + dan - menunjukkan klem untuk
arus penguatan generator sinkron 3 phasa dari luar arus searah (DC),
atau dari generator sendiri yang disearahkan terlebih dahulu memakai
penyearah.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 27
Gambar II.4
Hubungan klem generator sinkron 3 phasa hubungan Y
2. Instalasi listrik generator sinkron dan transformator 3 phasa
Tegangan generator sinkron pada ini maksimum 23 kV, dan untuk
tegangan generator sinkron yang lebih tinggi masih dalam uji coba.
Generator-generator sinkron 3 phasa daya di atas 10 MVA memiliki
transformator penaik tegangan dalam satu kesatuan dengan
generatornya. Secara diagram hubungan generator sinkron dan
transformator 3 phasa ditunjukkan pada Gambar II.5.
Transformator tegangan umumnya mempunyai hubungan segitiga/deltabintang
(?-Y). Energi listrik yang dibangkitkan generator setelah
dinaikkan oleh transformator penaik tegangan disalurkan melalui pemutus
tenaga (PMT) atau transformator pemisah (disconnecting Switch/DS) ke
rel (busbar).
Penyaluran daya dari generator sinkon 3 phasa sampai ke transformator
penaik tegangan menggunakan kabel yang diletakkan pada saluran
tanah dan saluran di atas tanah (cable duct). Setelah keluar dari sisi
tegangan tinggi transformator sebagai penaik tegangan, tenaga
disalurkan melalui konduktor tanpa isolasi ke PMT dan dari PMT ke rel
menggunakan konduktor tanpa isolasi juga. Pada rel (busbar) umumnya
berupa konduktor tanpa isolasi.
Saluran tenaga listrik dari generator sampai dengan rel harus rapi dan
bersih agar tidak menimbulkan gangguan, karena gangguan pada bagian
ini akan menimbulkan arus hubung singkat yang relatif besar dan
mempunyai resiko terganggunya pasokan tenaga listrik dari pusat listrik
ke sistem, bahkan apabila generator yang digunakan pada sistem
berkapasitas besar kemungkinan seluruh sistem menjadi terganggu.
U V W +
-
Z X Y
R S T
28 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.5
Diagram hubungan generator dan transformator 3 phasa
Keterangan:
G : Generator
TSU : Trasformator untuk penaik tegangan
PMS : Transformator pemisah (disconnecting switch/DS)
PMT : Pemutus Tenaga (Circuit Breaker/CB)
3. Instalasi excitacy (excitacy) generator sinkron 3 phasa
Bagian lain dari instalasi listrik pada generator sinkron 3 phasa adalah
instalasi arus penguat medan magnet (excitacy). Arus penguat didapat
medan magnet secara umum diperoleh dari generator arus searah (DC)
yang terpasang satu poros dengan generator utama.
Selain itu ada juga penguatan yang diperoleh dari generator sinkron yang
disearahkan terlebih dahulu, dan bahkan ada generator sinkron yang
sistem excitacynya berasal dari belitan penguat yang dipasang pada rotor
generator sinkron sendiri.
Secara prinsip penguatan generator sinkron 3 phase ditunjukkan pada
Gambar II.6.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 29
V
A
G~
G=
G.DC
VAC
V
R S T
Gambar II.6
Prinsip penguatan pada generator sinkron 3 phase
Gambar II.7
Generator sebuah PLTU buatan Siemen dengan 2 kutub
Hubungan listrik antara generator utama dengan generator arus penguat
dilakukan melalui cincin geser dan pengatur tegangan otomatis.
Pengatur tegangan otomatis berfungsi mengatur besarnya arus penguat
medan magnet agar besarnya tegangan generator utama dapat dijaga
konstan.
30 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pada generator yang memiliki daya di atas 100 MVA, untuk sistem
penguatan banyak digunakan generator DC sebagai penguat secara.
bertingkat. Ada generator penguat pilot (pilot exciter) dan generator
penguat utama (main exciter). Gambar II.7 menunjukkan generator
sebuah PLTU buatan Siemen dengan 2 kutub.
Penguat generator utama cenderung berkembang dari generator arus
bolak-balik yang dihubungkan ke generator sinkron melalui penyearah
yang berputar di poros generator sehingga tidak diperlukan cincin geser.
Gambar II.8 menunjukkan potongan memanjang rotor generator sinkron
berkutub dua (rotor turbo generator) berkutub dua dan Gambar II.9
menunjukkan Rotor generator PLTA Kota Panjang (Riau) berkutub
banyak 57 MW.
PLTU dan PLTG memerlukan putaran tinggi, umumnya menggunakan
generator berkutub dua dan PLTA memerlukan putaran rendah
menggunakan generator berkutub banyak.
Gambar II.8
Rotor turbo generator berkutub dua
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 31
Gambar II.9
Rotor generator PLTA Kota Panjang (Riau)
berkutub banyak 57 MW
Gambar II.10
Stator dari generator sinkron
Titik netral generator tidak ditanahkan dan jika ditanahkan umumnya
pemasangannya melalui impedansi untuk membatasi besarya arus
gangguan hubung tanah agar cukup mampu untuk menggerakkan relai
proteksi.
Gambar II.11 menunjukkan diagram generator sinkron dengan arus
penguatan dari generator DC 2400 kW/400V. Dari komutator Generator
32 Pembangkitan Tenaga Listrik
DC dihubungkan pada 2 (dua) slipring generator utama. Generator utama
memiliki kapasitas 500 MW/12 kV/60Hz.
Gambar II.11
Diagram generator sinkron 500 MW dengan
penguat generator DC 2400 kW
Gambar II.12 menunjukkan contoh stator generator sinkron 3 phasa
500 MVA, 15 kV dan 200 rpm dengan jumlah alur atau slot 378
Gambar II.12
Stator generator sinkron 3 phasa 500 MVA, 15 kV,
200 rpm, 378 slots (alur)
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 33
.
Gambar II.13
Stator steam turbine generator sinkron 722 MVA 3600 rpm 19kV
Gambar II.14 menunjukkan rotor generator dengan 36 kutub, arus
penguatan 2400 A DC dari hasil penyearahan tegangan listrik
330 Volt AC.
Gambar II.14
Rotor generator 36 kutub, penguatan 2400 A DC
hasil penyearahan listrik 330 Volt AC
34 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.15
Belitan rotor solient -pole (kutub menonjol)
generator sinkron 250 MVA
Gambar II.16 menunjukkan generator sinkron rotor sangkar kutub
menonjol 12 slot dan Gambar II.17 menunjukkan rotor 3 phasa steamturbine
generator 1530 MVA, 1500 rpm, 27 kV, 50 Hz.
Gambar II.16
Generator sinkron rotor sangkar
kutub menonjol 12 slots
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 35
Gambar II.17
Rotor 3 phasa steam-turbine generator
1530 MVA, 1500 rpm, 27 kV, 50 Hz
Gambar II.18
Rotor belit 4 kutub, penguatan 11,2 kA
600V DC brushlees
36 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.19 menunjukkan sistem excitacy tipe brushlees exciter system
Gambar II.19
Type brushlees exciter system
4. Contoh proses penguatan generator PLTA daerah Mendalan
Tujuan dari sistem penguatan generator adalah untuk mengendalikan
output dari generator agar tetap stabil pada beban sistem yang berubahubah.
Sistem excitacy unit I dan II, III dan adalah berbeda yaitu pada
letak saklar penguat medan.
PLTA Mendalan menggunakan generator sinkron 3 Phasa, kumparan
jangkarnya terletak pada stator dengan hubungan bintang.
Sedangkan kumparan medan terletak pada rotor generator. Bila rotor
berputar akan menimbulkan perpotongan antara kumparan medan
dengan stator winding sehingga menghasilkan Gaya Gerak Listrik (GGL).
Pada prosesnya untuk menghasilkan tegangan pada generator utama
memerlukan penguatan atau excitacy. Yaitu menggunakan transformator
arus (Current Transformer = CT)/PT (Potential Transformer
= Transformator Tegangan) Automatic Voltage Regulator (AVR) sebagai
pemberi input bagi AVR. Selanjutnya perubahan arus dan tegangan yang
terukur oleh CT/PT AVR digunakan untuk menggeser tahanan di dalam
AVR sesuai besar kecilnya perubahan.
Perubahan nilai tahanan di AVR berpengaruh pada sistem penguatan
atau excitacy secara keseluruhan sehingga output tegangan generator
akan tetap terjaga kestabilannya.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 37
a. Peralatan pendukung sistem excitacy
1) Pilot exciter
Merupakan penguat pada generator utama adalah penguat dalam atau
penguat sendiri dengan jenis kumparan kompon panjang generator DC,
Pemberi penguatan pertama pada main exciter.
Magnetnya berasal dari remanent magnet (sisa-sisa magnet) buatan
2) Juster Werstand
Tahanan geser yang berfungsi untuk mengatur tegangan output pilot
exciter agar pada putaran nominal (1.500 rpm) mencapai 110 volt DC
3) Shunt regelar
Tahanan shunt untuk mengatur tegangan output AVR sebelum unit
paralel.
4) AVR
Sebagai pengendali agar tegangan output generator selalu stabil/
konstan dengan beban yang bervariasi
5) V V A
Sebuah kontak penguatan
6) Main Exciter
Sebagai penguat utama bagi generator setelah terlebih dahulu
mendapat arus penguatan dari pilot exciter.
7) CT/ PPT AVR
Sebagai pengukur arus dan tegangan output dari generator yang
selanjutnya sebagai input bagi AVR bila unit sudah paralel atau sinkron.
b. Sistem penguatan generator unit I PLTA Mendalan
Gambar II.20.
Penguatan generator unit I PLTA Mendalan
Shunt
Regulator
AVR Main
Excitacy
VVR
Pilot
Excitacy
Main
Generator
38 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pada putaran normal turbin-generator, pilot exciter yang merupakan
generator arus searah penguat dalam (kompon panjang) menghasilkan
tegangan dan arus yang dapat diatur oleh tahanan lihat Gambar II.21.
Tegangan dan arus searah tersebut pada awalnya dibangkitkan oleh fluk
residu (yang tersimpan pada belitan kompon stator pilot exciter) dengan
penambahan tingkat kecepatan akan menghasilkan arus-tegangan
sampai dengan titik kritis pada putaran tertentu.
Gambar II.21.
Gambar pengawatan sistem penguatan generator unit I PLTA di daerah
Mendalan Sumber (PLTA Mendalan)
Tegangan-arus yang dihasilkan oleh pilot exciter merupakan tegangan
penguatan untuk generator main exciter, generator main exciter adalah
generator arus searah shunt dengan penguatan terpisah.
Penguatan pada generator utama disuplai oleh main exciter melalui
saklar penguat medan. Pada awal pengoperasian unit pembangkit,
setelah turbin-generator pada putaran nominal (750 Rpm) pengisian
tegangan main generator dilakukan dengan memutar penuh hand wheel
(shunt regullar) searah jarum jam (menurunkan harga resistansi sampai
dengan batas minimum) yang sebelumnya memasukkan saklar penguat
medan (VVA).
Pada tegangan output generator ± 6 KV, selanjutnya memutar voltage
regullar dengan arah yang sama dengan shunt regullar sampai dengan
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 39
arah yang sama dengan shunt regullar sampai dengan output generator
menunjuk 6 KV.
Pada output tegangan generator tersebut merupakan langkah awal untuk
persiapan paralel unit dengan jaring-jaring secara manual.
c. Pengaturan tegangan otomatis Generator sinkron 3 phasa
Pengaturan Tegangan Otomatis Generator sinkron 3 phasa
menggunakan Tipe Elektro Mekanik AVR Brown & Cie ( AVR - BBC ).
Gambar II.22
Prinsip kerja AVR Brown & Cie
Di PLTA Mendalan Pengaturan tegangan otomatis (AVR) menggunakan
tipe elektro mekanik AVR Brown & Cie. AVR ini terdiri dari dua sektor
hambatan P yang diperlengkapi alur kontak bentuk lingkaran. Kontakkontak
ini dapat berputar maju dan mundur, sehingga hambatan R dapat
diperbesar dan diperkecil.
Jika tegangan generator naik,maka kopel yang dibangkitkan oleh tromol
T menjadi kuat, sehingga P bergerak kekanan dan akibatnya hambatan
diperbesar. Dinamo exciter penguatannya diperkecii,sehingga tegangan
generator turun ke normal. Bila tegangan generator turun (kurang dari
normal), maka terjadi proses sebaliknya.
Contoh jenis motor DC ditunjukkan pada Gambar II.23 dan II.24.
40 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.23
Bagian-bagian generator DC dengan 2 kutub
Gambar II.24
Generator DC shunt 4 kutub
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 41
Gambar II.25
Bagian-bagian generator DC 100 kW, 250V, 4 kutub, 1275 rpm (Courtesy of
General Electric Company USA)
Gambar II.26
Generator DC 2 kutub dengan Penguatan tersendiri
42 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.27
(a) Generator shunt dengan penguatan sendiri
(b) Diagram skema generator shunt
Gambar II.28
(a) Generator kompon panjang berbeban
(b) Skema diagram generator kompon
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 43
(a) (b)
(c)
Gambar II.29
(a) Generator abad 20 awal
(b) Generator portabel (pandangan samping)
(c) Generator portabel (pandangan sudut)
B. Rel (Busbar)
Semua generator sinkron pada pusat pembangkit listrik menyalurkan
tenaga listrik ke rel pusat listrik. Demikian pula semua saluran yang
mengambil maupun yang mengirim tenaga listrik dihubungkan ke rel ini.
1. Rel tunggal pada pusat pembangkit
Rel tunggal adalah susunan rel yang sederhana dan relatif paling
murah, tetapi memiliki kelemahan dalam hal keandalan, dan kontinuitas
pelayanan serta kurang fleksibel dalam pengoperasiannya.
Jika terjadi kerusakan pada rel, seluruh pusat listrik harus dipadamkan
jika akan melakukan perbaikan. Rel tunggal paling baik jika digunakan
hanya pada pusat pembangkit listrik yang tidak begitu penting
peranannya dalam sistem.
44 Pembangkitan Tenaga Listrik
Untuk meningkatkan tingkat keandalan rel tunggal, PMS seksi dapat
dipasang dan membagi rel menjadi 2 kelompok dan kanan dari rel
tunggal tersebut.
Unit pembangkit dan beban sebagian dihubungkan di kelompok kiri dan
sebagian lagi dihubungkan di kelompok kanan. Jika terjadi kerusakan
pada rel yang perbaikannya memerlukan pemadaman, maka seksi rel
yang memerlukan perbaikan dapat diputus dengan cara membuka PMS
seksi sehingga seksi rel yang sebelahnya tetap dapat dinyalakan atau
dioperasikan.
Gambar II.30 menunjukkan Pusat pembangkit listrik dengan rel tunggal
menggunakan PMS seksi.
Gambar II.30
Pusat pembangkit listrik dengan rel tunggal menggunakan PMS seksi
Keterangan
Tr : transformator
PMS Seksi
G
: saklar pemisah
: Generator
PS : pemakaian sendiri (pemakaian sistem)
2. Rel Ganda dengan Satu PMT
Pusat pembangkit listrik rel ganda dengan PMT tunggal ditunjukkan pada
Gambar II.31. Hubungan ke rel 1 atau rel 2 dilakukan melalui PMS. Rel
ganda umumnya dilengkapi dengan PMT beserta PMS-nya yang
berfungsi menghubungkan rel 1 dan rel 2.
Dengan rel ganda, sebagian instalasi dapat dihubungkan ke rel 1 dan
sebagian lagi ke rel 2. Kedua rel tersebut (rel 1 dan rel 2) dapat
dihubungkan paralel atau terpisah dengan cara menutup atau membuka
PMT Kopel.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 45
Dengan cara ini fleksibilitas pengoperasian bertambah terutama sewaktu
menghadapi gangguan yang terjadi dalam sistem.
Gambar II.31
Pusat pembangkit listrik dengan rel ganda menggunakan PMT tunggal
Sebagian dari unit pembangkit atau beban dapat dihubungkan ke rel 1
dan lainnya ke rel 2. Apabila salah satu unit pembangkit atau salah satu
beban akan dipindah rel, terlebih dahulu PMT-nya harus dibuka,
selanjutnya disusul pembukaan PMS rel yang akan dilepas, baru
memasukkan PMS rel yang dituju, urutannya tidak boleh dibalik. Apabila
terbalik, maka akan terjadi hubungan paralel antara rel 1 dan rel 2 yang
belum tentu sama tegangannya dan berbahaya. Setelah selesai
melakukan pemindahan posisi PMS, PMT dimasukkan. Untuk unit
pembangkit, pemasukan PMT harus melalui proses sinkronisasi.
Proses pemindahan beban dari rel satu ke rel lainnya memerlukan
pemadaman, yaitu saat PMT dibuka. Pemindahan beban atau unit
pembangkit dari salah satu rel ke rel lainnya dalam prakteknya dapat
terjadi, misalnya karena ada kerusakan yang memerlukan pemadaman
rel pada saat perbaikan.
3. Pusat pembangkit listrik dengan dua PMT
Rel ganda dengan dua PMT sama seperti rel ganda dengan satu PMT,
tetapi semua unsur dapat dihubungkan ke rel 1 atau rel 2 atau duaduanya
melalui PMT sehingga fleksibilitasnya lebih baik tinggi. Pusat
pembangkit listrik dengan rel ganda menggunakan dua PMT (PMT
Ganda) ditunjukkan pada Gambar II.32.
Pemindahan beban dari rel 1 ke rel 2 dapat dilakukan tanpa
pemadaman, karena dengan adanya 2 buah PMT (masing-masing satu
PMT untuk setiap rel) pemindahan beban dilakukan dengan menutup rel
yang dituju, kemudian membuka PMT rel yang dilepas. Rel 1 dan rel 2
46 Pembangkitan Tenaga Listrik
tegangannya sama, baik besarnya maupun phasanya, setelah itu PMT
harus masuk.
Gambar II.32
Pusat pembangkit listrik dengan rel ganda menggunakan
dua PMT (PMT Ganda)
4. Rel dengan PMT 1½
Rel dengan PMT 1½ adalah rel ganda dengan 3 buah PMT di antara dua
rel. Jika rel-rel diberi identifikasi sebagai rel A dan rel B, maka PMT yang
dekat dengan rel A diberi identifikasi sebagai PMT A1, PMT A2, dan
seterusnya.
PMT yang dekat rel B diberi identifikasi sebagai PMT B1, PMT B2, dan
seterusnya. PMT yang di tengah disebut PMT diameter dan diberi
identifikasi sebagai PMT AB1, PMT AB2, dan seterusnya.
Bagian-bagian dari instalasi dihubungkan pada titik-titik yang letaknya
antara PMT A dengan PMT B dan pada titik-titik yang letaknya antara
PMT B dengan PMT AB seperti ditunjukkan pada Gambar II.33.
Dibandingkan dengan rel-rel sebelumnya, rel dengan PMT 1½ ini
memiliki keandalan paling tinggi.
Jika rel A mengalami gangguan, dengan membuka semua PMT
bernomor A beserta PMS-nya, daya tetap dapat disalurkan secara
penuh. Jika rel B mengalami gangguan, dengan membuka semua PMT
bernomor B beserta PMS-nya, daya tetap dapat disalurkan secara
penuh.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 47
Apabila rel A dan Rel B mengalami gangguan, dengan membuka semua
PMT bernomor A dan PMT bernomor B beserta PMS-nya, daya tetap
bisa disalurkan walaupun dengan fleksibilitas pembebanan yang
berkurang.
Gambar II.33
Pusat pembangkit listrik dengan rel ganda menggunakan PMT 1½
Pelepasan tegangan sebuah instalasi yang terhubung ke rel dengan PMT
1½ mengharuskan pembukaan dua buah PMT beserta PMS-nya, yaitu
PMT rel dan PMT diameternya.
Misalnya untuk unit pembangkit No. 1 terhubung ke rel B melalui PMT B1,
maka untuk pembebasan tegangannya, yang harus dibuka adalah PMT
B1 dan PMT AB1 beserta PMS-nya.
Pada pusat pembangkit dengan kapasitas daya listrik kecil (sampai
dengan daya ±50 MW) menggunakan tegangan rel di bawah 70 kV,
digunakan rel dalam bangunan gedung tertutup atau dalam lemari yang
disebut kubikel.
Pada pusat-pusat listrik besar (di atas 50 MW), rel umumnya dipasang di
ruangan terbuka. Jika pusat listrik dibuat di dalam kota untuk menghemat
pemakaian tanah dapat digunakan rel dalam tabung gas SF6 dan jarak
konduktor rel dapat diperkecil untuk menghemat pemakaian tanah.
Semua generator dan saluran yang ada dalam pusat listrik dihubungkan
ke rel, maka gangguan di rel akan berakibat luas. Konstruksi rel harus
cermat dan benar supaya dapat meminimalisasi terjadinya gangguan.
48 Pembangkitan Tenaga Listrik
C. Saluran Kabel antara Generator Sinkon 3 Phasa dan Rel
1. Perlindungan saluran kabel antara generator dan rel dilakukan
menggunakan kabel yang diletakkan pada saluran khusus dalam
tanah dan jika berada di atas tanah diletakkan pada rak penyangga
kabel yang melindungi kabel secara mekanis.
Perlindungan mekanis tersebut untuk mencegah kerusakan kabel dan
dapat menimbulkan gangguan. Gangguan pada kabel antara
generator dengan rel dapat merusak generator.
Kerusakan pada generator tidak dikehendaki karena memerlukan
biaya perbaikan mahal dan waktu perbaikannya lama sehingga dapat
menimbulkan pemadaman pasokan daya listrik.
2. Cara memasang kabel saluran
Antara generator pembangkit dengan rel terdapat transformator arus
dan transformator tegangan untuk keperluan pengukuran dan proteksi.
Gambar II.34 menunjukkan saluran antara generator dan rel
menggunakan kabel
Setelah melalui transformator arus dan transformator tegangan, kabel
dihubungkan ke saklar tanpa pemutus tenaga (PMT) dan saklar pemisah
(PMS) sebelum dihubungkan ke rel.
Gambar II.34
Saluran antara generator dan rel
Keterangan:
TA : Transformator Arus
TT : Transformator Tegangan
PMS : Saklar Pemisah/Disconnecting Switch (DS)
PMT : Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 49
Kabel yang digunakan adalah kabel 1 phasa berjumlah 3 buah kabel.
Tujuannya memudahkan pemasangan, terutama adanya transformator
arus dan transformator tegangan serta memudahkan dalam perbaikan
jika terjadi kerusakan pada kabel tersebut.
Titik netral dari generator dihubungkan membentuk hubungan bintang.
Untuk generator kecil dengan kapasitas di bawah 5 MVA, titik netral
generator tidak ditanahkan.
Untuk generator yang lebih dari 5 MVA, dianjurkan melakukan
pentanahan titik netral generator melewati tahanan, kumparan, atau
transformator kecil (transformator distribusi) untuk proteksi.
Dalam melakukan pentanahan, digunakan kabel serupa dengan kabel
yang menghubungkan generator dengan rel. Dalam prakteknya, khusus
generator besar (di atas 10 MVA) dilakukan pencabangan untuk memberi
daya ke transformator pemakaian sendiri.
Pencabangan pada saluran antara generator dan rel harus dihindari dan
jika sangat diperlukan pelaksanaannya, dengan membuat rel kecil dalam
ruang khusus dan sebaiknya dihindari karena akan menimbulkan arus
gangguan yang besar karena letaknya dekat dengan generator dan dapat
menimbulkan kerusakan fatal karena generator tidak dapat berproduksi.
D. Jenis-jenis Saklar Tenaga
1. Fungsi saklar
Saklar berfungsi memutus dan menyambung rangkaian listrik.
Semakin tinggi tegangan sistem yang disambung dan diputus pada
sistem, semakin sulit proses pemutusan rangkaian listrik yang
dihadapi karena semakin tinggi tegangan maka semakin tinggi
tegangan transien pada saat pemutusan pada rangkaian. Tegangan
transien dapat memunculkan kembali arus listrik yang telah diputus.
Konstruksi saklar harus memperhitungkan sifat rangkaian, semakin
kapasitif rangkaian listrik yang diputus, semakin besar terjadinya
penyalaan kembali karena rangkaian kapasitif memiliki kemampuan
menyimpan muatan listrik yang besar dan dapat timbul kembali
sewaktu rangkaian diputus.
Pada saat rangkaian listrik diputus, kontak-kontak saklar timbul busur
listrik. Busur listrik menyebabkan material kontak saklar teroksidasi
sehingga daya hantarnya berkurang pada saat kontak-kontak saklar
menutup kembali.
50 Pembangkitan Tenaga Listrik
Untuk mengurangi pengaruh hasil oksidasi, gerakan kontak-kontak
saklar harus bersifat membersihkan dirinya sendiri.
2. Jenis saklar
Saklar untuk keperluan rangkaian listrik dengan tegangan di atas 1,5
kV dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:
a. Saklar pemutus tenaga (PMT)
Pemutus tenaga (PMT) adalah saklar yang mampu memutus arus
gangguan hubung singkat Saklar pemutus tenaga dalam bahasa
Inggris disebut circuit breaker (CB).
b. Pemutus Beban (PMB)
Pemutus beban atau load break switch (LBS), adalah saklar yang
hanya mampu memutus arus sebesar arus beban.
c. Pemisah (PMS).
Pemisah atau insulating (disconnecting) switch. Pemisah (PMS) hanya
boleh dioperasikan tanpa arus.
Posisi pisau-pisau PMS harus dapat dilihat secara. nyata
kedudukannya, baik dalam kondisi tertutup atau terbuka, untuk
keperluan keselamatan kerja.
Dalam prakteknya, sebuah PMT dikombinasikan dengan tiga PMS
seperti terlihat pada Gambar II. 35, yaitu dua buah PMS
masing-masing di depan dan di belakang PMT, dan sebuah PMS yang
digunakan untuk mentanahkan bagian instalasi yang akan dibebaskan
dari tegangan yang dapat disentuh manusia untuk pelaksanaan
pekerjaan perbaikan atau pemeliharaan.
Gambar II.36 menunjukkan alat-alat pentanahan.
Konstruksi saklar, khususnya pemutus tenaga tegangan tinggi
memiliki teknik pemutusan busur listrik dan teknik pembersihan
kontak-kontaknya sendiri.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 51
Gambar II.35
Satu PMT dan tiga PMS
Gambar II.36
Konstruksi alat pentanahan
3. Perkembangan konstruksi pemutus tenaga
Perkembangan konstruksi pemutus tenaga adalah sebagai berikut:
a. Pemutus tenaga dari udara
Bentuknya runcing, busur listrik akan timbul (meloncat) pada bagian
yang runcing terlebih dahulu pada saat kontak-kontak saklar terpisah.
Karena berat jenis busur listrik lebih kecil daripada berat jenis udara,
busur listrik akan mengapung ke atas sehingga busur listrik
memanjang dan akhirnya putus. Gambar II.37 menunjukkan pemutus
tenaga udara.
c. Batang
Pembumian
b.Pelat
Pembumian
a.Anyaman
Pembumian
52 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.37
Pemutus tenaga dari udara
b. Pemutus tenaga minyak banyak
Pemutus tenaga (PMT) minyak banyak atau bulk oil circuit breaker.
Pada PMT jenis ini, kontak-kontak saklar direndam dalam minyak.
Minyak berfungsi sebagai media pemutus busur listrik.
Minyak diletakkan dalam tangki sehingga konstruksi pemutus tenaga
minyak banyak menjadi besar. Gambar II.38 menunjukkan konstruksi
ruang pemadaman PMT minyak banyak sederhana.
Gambar II.38
Konstruksi ruang pemadaman PMT
minyak banyak sederhana
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 53
Gambar II.39
Konstruksi kontak-kontak PMT minyak banyak
secara sederhana
Gambar II.40
PMT 150 kV minyak banyak di CB Sunyaragi
54 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.41
Konstruksi ruang pemadaman PMT minyak banyak
Keterangan:
I : Tanki (tank)
2 : Minyak dielektrik (dielectric oil)
3 : Kontak bergerak (moving contac)
4 : Gas yang terbentuk oleh dekomposisi minyak dielektrik Hidrogen 70% (gases which
made by dielectric oils decornposifion)
5 : Alat pengatur busur fistrik (arc control device)
6 : Kontak tetap (fixed contact)
7 : Batang penggerak dari fiber glass (tension rod which made ol fibet glass)
8 : Konduktor dari tembaga (conductor which mode of copper)
9 : Bushing
10: Konduktor dari tembaga berlapis perak (conductor, which mode of copper and silver
c. Pemutus tenaga minyak sedikit
Pemutus tenaga (PMT) minyak sedikit atau low oil content circuit
breaker. Media pemutus busur api yang digunakan adalah minyak
seperti pada PMT minyak banyak, hanya saja pada PMT minyak
sedikit ini ada bagian PMT yang menghasilkan minyak bertekanan
untuk disemprotkan pada busur listrik, baik pada waktu PMT dibuka
maupun pada waktu PMT ditutup. Gambar II.42 menunjukkan PMT
minyak sedikit 70 kV.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 55
Gambar II.42
PMT minyak sedikit 70 kV
Karena menggunakan minyak bertekanan, dimensi PMT minyak
sedikit lebih kecil dibandingkan dengan dimensi PMT minyak banyak.
Pada PMT minyak sedikit, kualitas minyak PMT perlu diawasi secara
teliti, terutama setelah PMT bekerja akibat gangguan.
Pada saat memutus busur listrik akibat arus gangguan, minyak yang
menyemprot busur listrik besar karena gangguan akan mengalami
karbonisasi yang besar pula.
Karbon tidak bersifat isolasi, sehingga harus dilakukan penggantian
minyak PMT apabila minyaknya sudah kelihatan hitam akibat karbon.
Selain mengandalkan penyemprotan minyak untuk memutus busur
listrik yang terjadi, teknik memanjangkan busur listrik juga digunakan
pada cara ini, yaitu dengan meruncingkan bentuk kontak jantan dan
kontak betinanya.
Gambar II.43 menunjukkan konstruksi ruang pemadaman pada PMT
minyak sedikit secara umum.
56 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.43
Konstruksi ruang pemadaman pada PMT minyak sedikit secara umum
Gambar II.44 menunjukkan konstruksi ruang pemadaman PMT minyak
sedikit secara sederhana.
Gambar II.44
Konstruksi ruang pemadaman PMT minyak sedikit secara sederhana
d. Pemutus tenaga gas SF6
Pemutus tenaga (PMT) gas SF6 prinsip kerjanya serupa dengan
prinsip kerja PMT minyak sedikit, bedanya terletak pada media
pemutus busur yang digunakan, yaitu gas SF6.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 57
Gas SF6 memiliki sifat isolasi yang baik selain sifamya sebagai
pendingin yang baik. Pada PMT gas SF6 timbul masalah perapat
antara bagian PMT yang bergerak dengan yang diam karena gas
dapat menembus (bocor) di antara 2 bagian yang bergeseran tersebut
sehingga diperlukan perapat (sealing) yang baik agar dapat
meminimumkan kebocoran gas SF6.
Pada PMT gas SF6, dilengkapi pengukur tekanan gas sehingga
kelihatan jika tekanan gas SF6 sudah berkurang dan perlu dilakukan
pengisian gas SF6 kembali.
Dibandingkan dengan PMT minyak sedikit, PMT gas SF6 mempunyai
dimensi yang kira-kira sama tetapi pemeliharaannya lebih mudah.
e. Pemutus tenaga vakum
Pemutus tenaga (PMT) vakum merupakan PMT menggunakan
teknologi mutakhir.
Dalam PMT vakum tidak ada media pemutus busur listrik dan teknik
memutus busur listrik dalam PMT vakum tergantung teknik
memperpanjang busur listrik.
Pelaksanaan memperpanjang busur listrik dilakukan dengan membuat
berbagai bentuk kontak dan setiap pabrik mempunyai bentuk
kontaknya masing-masing.
Berbeda dengan PMT gas SF6, apabila terjadi kebocoran pada PMT
vakum, maka tidak dapat dilakukan "pengisian" kembali karena proses
membuat vakum tidak dapat dilakukan di lapangan dan tidak
dikehendaki terjadinya kebocoran yang dapat mengurangi nilai
kevakuman.
Konstruksi PMT vakum menghindari adanya celah udara sehingga
pergeseran bagian yang bergerak dengan bagian yang tetap (statis)
dapat menimbulkan celah udara dapat dihindari dan sebagai
penggantinya digunakan logam fleksibel berbentuk gelombang yang
dapat diperpanjang dan diperpendek.
Fleksibilitas logam merupakan salah satu kendala bagi perkembangan
PMT vacum karena jarak antara kontak-kontak PMT vacum menjadi
terbatas sehingga tegangan operasinya juga menjadi terbatas.
Gambar II.45 menunjukkan PMT SF6 500 kV buatan BBC di PLN sektor
TET 500 kV Gandul
58 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.45
PMT SF6 500 kV buatan BBC di PLN sektor
TET 500 kV Gandul
Gambar II.46
Konstruksi ruang pemadaman PMT S
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 59
Gambar II, 47
Potongan PMT untuk rel berisolasi gas SF6 72,5-245 kV
Keterangan:
1 : Isolator penopang
2 : Kontak tetap
3 : Kontak bergerak
4 : Pipa penghembus
5 : Torak penekan SF
6 : Kontak busur listrik
7 : Kontak dengan ujung tajam
8 : Penyerap udara lembab
9 : Saklar yang digunakan untuk
mengatur kerapatan Gas SF6
10 : Pegas pembuka
11 : Batang pengendali
12 : Mekanik penggerak
13 : Isolator pengendali
14 : Rongga pemutus
Gambar II.48 menunjukkan konstruksi ruang pemadaman PMT SF6
secara sederhana.
Gambar II.48
Konstruksi ruang pemadaman PMT SF6 secara sederhana
60 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.49
PMT vakum buatan ABB tipe VD4
Gambar II.50
Konstruksi dan mekanisme PMT vakum buatan ABB tipe VD4
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 61
Gambar II.51
Konstruksi ruang pemadaman PMT vakum secara umum
Keterangan:
B : Bellows konstruksi "harmonika" (logam bergelombang);
E : Ceramic or glass bottle (keramik atau botol kaca)
F : Arcing contacts (kontak-kontak busur listrik)
G : Fixed electrode (elektroda tetap),
N : Moving electrode (elektroda bergerak)
S : Metal shield (pelindung dari logam)
T : Bellows shield (pelindung logam bergelombang)
Gambar II.52
Konstruksi Ruang pemadaman PMT Vacum
62 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pada celah di antara kedua kontak timbul arus berbentuk loop
(lingkaran). Kemudian dibangkitkan suatu medan magnetik radial (busur
listrik berputar tegak lurus arah kontak).
Bersamaan dengan arus yang mengalir melalui busur listrik, timbul suatu
gaya Lorentz yang menarik busur listrik ke luar kontak. Gaya tersebut
membuat busur listrik berputar pada ring kontak dan tertarik keluar
sampai akhirnya putus.
Gambar II.53 menunjukkan kontak PMT vakum medan magnet radial
dan Gambar II.54 Kontak PMT vakum dengan medan magnet aksial.
Untuk mengatasi arus hubung singkat terbesar yang sering terjadi,
digunakan metode lain. Pada celah di antara kedua kontak, timbul arus
bentuk coil (kumparan) dan akan membangkitkan medan magnetik aksial
(busur listrik tersebar) yang menjaga busur listrik tetap tersebar dalam
arus yang sangat besar. Busur listrik didistribusikan merata pada semua
permukaan kontak sehingga tidak ada tekanan lokal.
Tekniknya adalah kebalikan dari yang menggunakan medan magnetik
radial. Busur listrik yang berbentuk coil tersebar merata dan memanjang
pada saat pembukaan kontak dan ditarik ke arah pusat kontak sampai
padam.
Gambar II.53
Kontak PMT vakum dengan medan magnet radial
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 63
Gambar II.54
Kontak PMT vakum dengan medan magnet aksial
f. Pemutus Tenaga Medan Magnet
Pemutus tenaga (PMT) medan magnet atau magnetic circuit breaker
memiliki prinsip kerja seperti PMT udara, hanya di sini terdapat magnet
yang berfungsi menghasilkan medan magnet yang akan menarik busur
listrik yang timbul pada saat pembukaan PMT sehingga bus, listrik
menjadi lebih panjang dan akhirnya putus. Gambar II.55 PMT medan
magnet.
Gambar II.55
PMT medan magnet
g. Pemutus Tenaga Udara Tekan
Pemutus tenaga (PMT) udara tekan dalam bahasa Inggris disebut air
blast circuit breaker. PMT jenis ini memiliki prinsip serupa dengan
prinsip kerja PMT gas SF6 hanya saja pada PMT udara tekan yang
menjadi media pemutus busur listrik adalah udara tekan.
Karena kemampuan isolasi udara lebih rendah daripada kemampuan
isolasi gas SF6, maka pada PMT udara tekan dibutuhkan tekanan
64 Pembangkitan Tenaga Listrik
udara yang lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas SF6 pada
PMT gas SF6, Untuk mendapatkan tekanan udara yang dikehendaki
pada PMT udara tekan, memakai kompresor. Hal ini tidak
menguntungkan disebabkan karena harga PMT-nya menjadi lebih
mahal.
PMT 500 kV buatan BBC yang dilengkapi resistor ditunjukkan pada
Gambar II.56, sedangkan yang PMT 500 kV buatan BBC tanpa
resistor ditunjukkan pada Gambar II.57.
Keduanya menggunakan kapasitor. Resistor dan kapasitor berfungsi
meredam busur listrik. Konstruksi ruang pemadaman PMT vakum
buatan Siemens ditunjukkan pada Gambar II.58 dan PMT udara
hembus dengan ruang pemadaman gas secara keseluruhan
ditunjukkan pada Gambar II.59
Kontak-kontak utama PMT dengan resistor dan kapasitor ditunjukkan
pada Gambar II.60. PMT jenis ini memiliki pemutus ganda K1 dan K2.
Pada waktu pembukaan PMT: resistor R1 dan R2 masuk bersamaan
terlebih dahulu, 6 mili detik kemudian kontak K1 dan disusul kontak K2
membuka. Kontak K1 membuka 2 mili detik lebih dahulu daripada
kontak K2. Pada saat ini kapasitor C1 dan kapasitor C2 menampung
tenaga listrik yang dihasilkan busur listrik, sehingga busur listrik bisa
dipadamkan, kapasitor K1 dan K2 juga berfungsi sebagai pembagi
tegangan agar tegangan antara kontak K1 dan kontak K2 sama.
Kontak K1 membuka kira-kira 15-17 mili detik lebih dahulu daripada
kontak K2. resistor R1 dibuka 17 mili detik setelah kontak K1 membuka
atau 15 mili detik setelah kontak K2 membuka. Dua mili detik kemudian
resistor R2 dibuka. Resistor R1 dan R2 berfungsi memperkecil busur
listrik yang terjadi dan besarnya (nilai tahanannya) tergantung kepada
impedansi saluran transmisi yang dibuka oleh PMT bersangkutan.
Pada proses penutupan PMT, kedua resistor R1 dan R2 masuk
bersamaan kemudian 15 mili detik kontak K1 masuk disusul kontak K2,
2 mili detik kemudian. 17 mili detik setelah kontak K1 masuk atau 15
mili detik setelah kontak K2 masuk, resistor R1 dibuka dan 2 mili detik
kemudian resistor R1 dibuka.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 65
Gambar II.56
PMT 500 kV buatan BBC yang dilengkapi resistor
Gambar II.57
PMT 500 kV buatan BBC tanpa dilengkapi resistor
66 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.58
Konstruksi ruang pemadaman PMT Vakum
buatan Siemens
Keterangan
1. Tangki persediaan udara dari plat baja
2. Isolator berongga dari isolator steatit
atau porselen
3. Ruang pemadaman busur listrik
4. Mekanisme penggerak
5. Batang penggerak dari baja
6. Katup pneumatik
7. Kontak tetap dari tembaga
8. Kontak bergerak dari tembaga
9. Terminal dari tembaga atau perak
10.Pegas penekan dari campuran baja
11.Pelepas udara keluar
12.Tanduk busur listrik dari tembaga
13. Unit tahanan
14.Penutup ruang pemutusan berupa
isolator atau porselen
15.Saluran
Gambar II.59
PMT udara hembus dengan ruang pemadaman
gas secara keseluruhan
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 67
h. Proses Terjadinya Busur Listrik
Gambar II.60 menunjukkan kondisi kontak dari sebuah saklar dalam
keadaan tertutup (a), mulai membuka (b) dan sudah terbuka lebar (c).
Pada saklar terdapat kontak jalan (KJ) dan kontak tetap, (KT). Pada
keadaan (a), kontak kontak tertutup, fidak ada beda potensial antara
KJ dan KT.
Kemudian kontak KJ digerakkan ke kiri sehingga ada celah antara KJ
dan KT, terjadi beda potensial antara KJ dan KT. Beda potensial yang
semula sama dengan nol sewaktu KJ dan KT tertutup, naik menuju
nilai tegangan operasi dari saklar, melalui perioda transien. jika jarak
antara KJ dan KT semakin besar, maka kuat medan listrik antara KJ
dan KT semakin turun, karena kuat medan listrik.
Gambar II. 60
Hubungan resistor dan kapasitor dengan kontak-kontak utama
PMT udara tekan 500 kV buatan BBC
68 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.61
(a) kondisi kontak dari sebuah saklar dalam keadaan tertutup,
(b) mulai membuka dan (c) sudah terbuka lebar
Gambar II.62
Penampung udara, ruang pemutus, dan katup penghembus
dari air blast circuit breaker
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 69
Gambar II.63 menunjukkan contoh circuit breaker tiga phase 1200 A
115 kV, Bill 550 kV (Courtesy of General Electric) dan Gambar II.64
menunjukkan circuit breaker oil minimum untuk instalasi 420 kV, 50
Hz (Courtesy of ABB)
Gambar II.63
Contoh circuit breaker tiga phase 1200A 115 kV, Bill 550 kV
(Courtesy of General Electric)
Gambar II.64
Circuit breaker oli minimum untuk instalasi 420 kV, 50 Hz
(Courtesy of ABB)
70 Pembangkitan Tenaga Listrik
a. Air blast circuit breaker b. Air blast circuit breaker, over voltage
2000A 362 kV breaker open
Gambar II.65
Air blast circuit breaker 2000A 362 kV
(Courtesy of General Electric)
Gambar II.66 menunjukkan contoh Switchgear high density yang memiliki
kapasitas tegangan dalam satuan Mega Volt (MV)
Gambar II.66
Switchgear High Density MV
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 71
Gambar II. 67
Circuit breaker enclosed 550 kV
15 group enclosed SF6
Gambar II.68
Vacum circuit beaker Combined Sweatgearmemiliki 72,5 kV
(Courtesy of General Electric)
72 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.69
Horn-gap disconnecting switch 1 kutub 3 phase 725 kV 60 Hz, kiri posisi terbuka
dan kanan tertutup 10 siklus 1200 kA Bill 2200 kV (Courtesy of Kearney)
E. Mekanisme Pemutus Tenaga
(Switchgear)
Penutupan dan pembukaan PMT memerlukan gerakan mekanis yang
cepat dan tegas. Hal ini disebabkan apabila gerakan ini lambat dan raguragu,
maka proses pemutusan busur listrik akan mengalami kegagalan.
Untuk mendapatkan gerakan yang cepat dan tegas, diperlukan suatu
mekanisme pemutus tenaga (switchgear) penggerak berdasarkan energi
pegas atau energi udara tekan (pneumatic) atau energi tekanan minyak
(hydraulic).
Gambar II.70 menunjukkan mekanisme penggerak PMT yang
menggunakan pegas dalam keadaan tertutup dilihat dari sisi depan.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 73
Gambar II.70
Mekanisme penggerak PMT menggunakan pegas
dalam keadaan tertutup dilihat dari sisi depan
Gambar II.71 menunjukkan mekanisme penggerak PMT yang
menggunakan pegas dalam keadaan terbuka dilihat dari sisi depan.
Untuk menggambarkan proses pengisian penegangan pegas melalui
roda gigi yang ikatannya dengan poros hanya untuk gerakan satu arah
seperti halnya roda rantai sepeda.
Gambar II.71
Mekanisme penggerak PMT yang menggunakan
pegas keadaan terbuka dilihat dari sisi depan
Pada waktu mengisi penegangan pegas, roda satu arah, yaitu roda No. 2.
diputar ke arah yang tidak memutar poros tetapi menambah
menegangkan pegas. Setelah pegas terisi (tertarik) penuh, maka pegas
siap menutup PMT. Dengan membuka ganjal pegas yang pertama, yaitu
74 Pembangkitan Tenaga Listrik
dengan cara menarik ganjal ini dengan kumparan penutup (closing coil),
maka pegas akan lepas sampai terhenti gerakannya oleh ganjal kedua.
Gerakan pegas dari ganjal pertama ke ganjal kedua telah memutar roda
No. 1 (satu) 180 derajat yang memutar batang penggerak kontak-kontak
PMT sehingga menutup, lalu PMT masuk.
Jika ganjal yang kedua ditarik oleh kumparan pembuka (trip coil), maka
roda No. 1 (satu) berputar 180 derajat lagi dan batang penggerak kontakkontak
PMT bergerak membuka kontak-kontak PMT lalu PMT trip.
Setelah PMT trip, pegas menjadi tidak tegang lagi karena sudah tidak
menyimpan energi dan rangkaian listrik PMT otomatis menggerakkan
motor arus searah menambah menegangkan pegas dengan jalan
memutar roda ke arah yang tidak memutar poros (arah penegangan
pegas).
Motor pengisi pegas harus motor arus searah yang digerakkan oleh
baterai aki karena dalam keadaan gangguan sering pasokan tegangan
bolak-balik dalam gedung hilang sehingga motor pengisi pegas tetap
dapat berfungsi dengan pasokan energi yang dipasok baterai.
Gambar II.72 menunjukkan mekanisme penggerak PMT menggunakan
pegas dilihat dari samping.
Coil trip dan closing coil juga menggunakan tegangan arus searah yang
dipasok oleh baterai.
Baterai harus handal untuk keberhasilan kerja PMT. Baterai perlu
dipelihara dengan baik dan kondisinya perlu dipantau secara terus
menerus. Kegagalan PMT bekerja dapat terjadi akibat baterai terlalu
rendah kemampuannya sehingga tidak mampu men-trip coil PMT dan
akhirnya PMT tidak bekerja jika terjadi arus gangguan dan dapat
berakibat fatal dan bahkan instakasi dapat terbakar.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 75
Gambar II.72
Mekanisme penggerak PMT menggunakan pegas dilihat dari samping
Dalam praktik, PMT di-trip melalui trip coil oleh relai (alat proteksi) atau
oleh operator (manual), sedangkan pemasukan PMT melalui closing coil
kebanyakan dilakukan secara manual oleh operator.
F. Instalasi Pemakaian Sendiri
Pada pusat pembangkit listrik memerlukan tenaga listrik untuk
pemakaian di dalam pusat pembangkit listrik.
Tenaga listrik untuk pemakaian di dalam pusat pembangkit listrik
digunakan untuk:
1. Lampu penerangan
2. Penyejuk udara
3. Menjalankan alat-alat bantu unit pembangkit, seperti: pompa air
pendingin, pompa minyak pelumas, pompa transfer bahan bakar
minyak, mesin pengangkat, dan lain-lain.
4. Pengisian baterai aki yang merupakan sumber arus searah bagi pusat
pembangkit listrik.
Gambar II.73a menggambarkan instalasi pemakaian sendiri dari pusat
pembangkit listrik yang kapasitas unit pembangkitnya relatif kecil,
misalnya di bawah 5 MW.
76 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.73a
Instalasi pemakaian sendiri pusat pembangkit listrik
kapasitas di bawah 5 MW
Gambar II.73b
Instalasi pusat listrik kapasitas 5 MW sampai 15 MW
Gambar II.73b adalah pusat listrik dengan kapasitas unit pembangkit
antara 5 MW sampai 15 MW.
Gambar II.73c adalah instalasi pusat listrik dengan unit pembangkit yang
mempunyai kapasitas di atas 15 MW. Batas-batas ini bukan batas yang
pasti, melainkan hanyalah perkiraan.
G1 G2
Transformator
G1
Transformator
Rel
G2 G3
Rel
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 77
Gambar II.73c
Instalasi sendiri pada pusat listrik dengan kapasitas di atas 15 MW
Keterangan:
G = generator
PS = transformator untuk pemakaian sendiri
Tr blok = transformator blok
Pada unit pembangkit besar, setiap unit pembangkit memiliki
transformator pemakaian sendiri (Tr PS) yang dipasok langsung oleh
generator (G). Tetapi pada saat start, generator (G) belum berputar
sehingga belum menghasilkan tegangan.
Sedangkan pada saat itu sudah diperlukan daya untuk menjalankan alatalat
bantu, maka daya terlebih dahulu diambil dari transformator
pemakaian sendiri bersama. Setelah generator (G) berputar dan
menghasilkan tegangan, PMT B ditutup. Kemudian disusul dengan
pembukaan PMT A sehingga pasokan daya alat-alat bantu berpindah ke
generator (G).
Pada saat PMT B ditutup dan sebelum PMT A dibuka, terjadi penutupan
rangkaian ring. Perlu diperhatikan bahwa transformator-transformator
yang ada dalam ring tidak menimbulkan pergeseran phasa tegangan
sehingga tidak timbul gangguan.
Besarnya energi yang diperlukan untuk pemakaian sendiri berkisar antara
1-10% dari produksi energi yang dihasilkan pusat listrik. Hal ini sangat
tergantung kepada jenis pusat listriknya, di mana yang paling keci
umumnya PLTA dan yang paling besar umumnya PLTU yang
menggunakan bahan bakar batu bara.
Apabila terjadi gangguan besar dan semua unit pembangkit trip, maka
tidak tersedia tegangan untuk menjalankan alat-alat bantu dalam rangka
78 Pembangkitan Tenaga Listrik
start kembali. Dalam keadaan demikian diperlukan pengiriman tegangan
dari luar pusat listrik atau dalam. pusat listrik, di mana seharusnya ada
unit pembangkit yang dapat start sendiri (black start) tanpa ada tegangan
dari luar.
Umumnya yang bisa melakukan black start kebanyakan adalah unit
pembangkit listrik tenaga air (PLTA) atau unit pembangkit listrik tenaga
diesel (PLTD).
G. Baterai Aki
Pusat listrik selalu memerlukan sumber arus searah, terutama untuk:
a. Menjalankan motor pengisi (penegang) pegas PMT.
b. Mentrip PMT apabila terjadi gangguan.
c. Melayani keperluan alat-alat telekomunikasi.
d. Memasok keperluan instalasi penerangan darurat.
Baterai aki merupakan sumber arus searah yang digunakan dalam pusat
listrik. Baterai aki harus selalu diisi melalui penyearah. Gambar II.74
menunjukkan instalasi baterai dan pengisiannya.
Gambar II.74
Instalasi baterai dan pengisiannya
Kutub negatif dari baterai sebaiknya ditanah untuk memudahkan deteksi
gangguan hubung tanah pada instalasi arus searahnya.
Ada 2 macam baterai aki yang dapat digunakan di pusat listrik, yaitu
baterai asam dengan kutub timah hitam dan baterai basa yang
menggunakan nikel cadmium (NiCd) sebagai kutub.
Baterai asam timah hitam menggunakan plumbum oksida (PbO2)
sebagai kutub positif dan sebagai kutub negatif adalah plumbum (Pb).
Sedangkan sebagai elektrolit digunakan larutan asam sulfat (H2SO4).
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 79
Baterai basa nikel cadmium menggunakan nikel oksihidrat (NiOH)
sebagai kutub positif dan cadmium (Cd) sebagai kutub negatif.
Sedangkan sebagai elektrolit digunakan larutan potas kostik (KOH).
Untuk daerah panas dengan suhu di atas 250 C, baterai asam timah
hitam lebih cocok daripada baterai basa nikel cadmium.
Pemeliharaan baterai aki paling penting adalah:
a) Pemantauan besarnya tegangan listrik
b) Berat jenis elektrolit
c) Kebersihan ruangan, dan
d) Ventilasi ruangan.
Perubahan Kimia Selama Pengisian dan Pemakaian Aki
Pemakaian Pengisian
Gambar II.75
Perubahan Kimia Selama Pengisian dan Pemakaian Aki
Kondisi Bermuatan Penuh Kondisi Terpakai Habis
Pelat(+)
PB02
Timbal
Peroksida
Elektrolit
2H2SO4
Asam Sulfat
dan Air
Pelat(-)
Pb Timbal
berpori
Pelat(+)
PbSO4
Timbal
Sulfat
Elektrolit
2H2O
air
Pelat(-)
PbSO4
Timbal
Sulfat
Pemakaian
+ - Pengisian + +
80 Pembangkitan Tenaga Listrik
1. Perubahan kimia pada saat pelepasan muatan listrik
Aki memberikan aliran listrik jika dihubungkan dengan rangkaian luar
misalnya, lampu, radio dan lain-lain. Aliran listrik ini terjadi karena reaksi
kimia dari asam sulfat dengan kedua material aktif dari plat positif dan
plat negatif. Pada saat pelepasan muatan listrik terus menerus, elektrolit
akan bertambah encer dan reaksi kimia akan terus berlangsung sampai
seluruh bahan aktif pada permukaan plat positif dan negatif berubah
menjadi timbal sulfat. Jika Aki tidak dapat lagi memberi aliran listrik pada
tegangan tertentu, maka aki tersebut dalam keadaan lemah arus (soak).
2. Perubahan kimia pada saat pengisian muatan listrik
Pada proses pengisian muatan listrik, kembali terjadi proses reaksi kimia
yang berlawanan dengan reaksi kimia pada saat pelepasan muatan.
Timbal peroksida terbentuk pada plat positif dan timbal berpori terbentuk
pada plat negatif, sedangkan berat jenis elektrolit akan naik, karena air
digunakan untuk membentuk asam sulfat. Aki kembali dalam kondisi
bermuatan penuh.
3. Penurunan berat jenis accu zuur selama pelepasan muatan listrik
Berat jenis accu zuur akan turun sebanding dengan derajat pelepasan
muatan, jadi jumlah energi listrik yang ada dapat ditentukan dengan
mengukur berat jenis accu zuurnya, misalnya aki mempunyai berat jenis
accu zuur 1.260 pada 20°C, bermuatan listrik penuh, setelah melepaskan
muatan listrik berat jenisnya 1.200 pada 20°C, maka Aki masih
mempunyai energi listrik sebesar 70%.
Gambar II.76
Grafik Kapasitas Aki
Kapasitas Aki dengan B.J Accu Zuur
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 81
4. Berat jenis accu zuur tergantung dari suhu
Berat jenis accu zuur berubah tergantung dari temperaturnya, jadi
pembacaan berat jenis pada skala hudrometer kurang tepat sebelum
dilakukan koreksi suhu. Volume accu zuur bertambah jika dipanaskan
dan turun jika dingin, sedang beratnya tetap. Jika Volume bertambah
sedang beratnya tetap maka berat jenis akan turun. Berat jenis turun
sebesar 0.0007 untuk kenaikan tiap derajat celcius dalam suhu batas
normal Aki. Standar berat jenis menurut perjanjian adalah untuk suhu
20°C.
H. Transformator
Dalam pusat pembangkit listrik yang besar (di atas 100 MW) terdapat
beberapa transformator.
Gambar II.75 menunjukkan macam-macam transformator yang ada di
pusat pembangkit tenaga listrik.
Macam-macam transformator ini adalah:
1. Transformator penaik tegangan generator
Jika rel dalam pusat listrik menggunakan tegangan di atas tegangan
generator sinkron 3 phasa, maka tegangan dari generator dinaikkan
terlebih dahulu melalui transformator penaik tegangan sebelum
dihubungkan ke rel.
Transformator penaik tegangan generator merupakan satu kesatuan
dengan generator terutama dari segi proteksi.
2. Transformator unit pembangkit
Setiap Unit Pembangkit yang besar (di atas 10 MW) umumnya
mempunyai transformator unit pembangkit, yaitu transformator yang
mengambil daya langsung dari generator untuk memasok alat-alat
bantu unit pembangkit yang bersangkutan, seperti: motor pompa
pendingin, motor pompa minyak pelumas, dan lain-lain.
3. Transformator pemakaian sendiri
Transformator pemakaian sendiri mendapat pasokan daya dari rel
pusat listrik kemudian memasok daya ke rel pemakaian sendiri. Rel
pemakaian sendiri digunakan untuk memasok instalasi penerangan,
baterai aki, mesin-mesin bengkel, mesin pengangkat, dan alat-alat
bantu unit pembangkit pada periode start.
82 Pembangkitan Tenaga Listrik
4. Transformator antar rel
Jika di dalam pusat listrik ada beberapa rel dengan tegangan operasi
yang berbeda-beda, maka ada transformator antar-rel.
Gambar II.77
Macam-Macam Transformator pada Unit Pembangkit Listrik
Adanya rel-rel dengan tegangan yang berbeda dapat disebabkan
karena perkembangan sistem tenaga listrik dan juga dapat terjadi
karena diperlukan rel tegangan menengah (antara 6 kV sampai 40 kV)
untuk keperluan distribusi di daerah sekitar pusat listrik selain rel
tegangan tinggi (di atas 60 kV) untuk saluran transmisi jarak jauh.
Gambar II.78
Transformator 2 Phasa Tipe OA
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 83
Gambar II.79
Transformator 3 Phasa 1.000 MVA
Gambar II.80
Transformator 3 Phasa transformator 4500MVA yang
Digunakan untuk Station Pembangkit Nuklir
84 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.81
Transformator Spesial pada Pembangkit Tenaga Panas Produksi ABB
Gambar II.82
Transformator 3 phasa dengan daya 36 MVA 13,38 kV
Transformator dengan tegangan di atas 60 kV, titik netralnya umumnya
ditanahkan secara langsung dengan maksud untuk menghemat biaya
isolasi. Untuk transformator dengan tegangan di bawah 60 kV, titik
netralnya kebanyakan ditanahkan melalui impedansi berupa tahanan
atau kumparan dengan tujuan menghasilkan sedikit gangguan hubung
tanah yang cukup besar agar relai hubung tanah bekerja.
Transformator yang dipakai dalam pusat listrik besar umumnya
mempunyai daya besar (di atas I MVA) dengan tegangan tinggi mulai 70
kV keatas. Transformator-transformator yang besar ini perlu diamati
kualitas layaknya dan juga isolasi dari bushingnya.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 85
Minyak transformator berfungsi sebagai media pendingin dan juga
sebagai media isolasi. Minyak transformator terbuat dari bahan organik,
ikatan atom C dengan atom H. Pada transformator minyak mengalami
suhu relatif tinggi (di atas 50'C) dan juga mengalami busur listrik apabila
ada on load tap changer (pengubah sadapan berbeban). Di samping itu
dalam transformator terdapat oksigen (02) dari udara, dan juga air 0) dari
kelembaban udara. Hal ini semua menyebabkan ada sebagian minyak
transformator yang terurai dan bentuk H20, asam karbonat dan
karbon (C).
Pembentukan zat-zat ini menyebabkan turunnya kualitas isolasinya
bahkan pembentukan asam karbonat ini bisa menimbulkan korosi
terhadap bagian-bagian yang terbuat logam seperti inti transformator dan
tangki.
Bagian bushing transformator yang berdekatan dengan bagian atas
tangki transformator, yang terdiri dari porselin dan lapisan kertas yang
diseling dengan logam. Bagian-bagian ini perlu dipantau, nilai isolasinya,
sebab apabila nilai isolasinya terlalu rendah bisa terjadi hubung singkat
phasa ke tangki yang bisa menyebabkan transformator meledak. Nilai
isolasi minyak dan juga nilai isolasi bagian dari bushing dengan tangki
tersebut di atas sekarang bias dipantau secara on line.
Kondisi transformator juga bisa dianalisis atas dasar analisis getaran
akustik yang dipancarkan bagian bagian transformator. Cara ini bisa
dilakukan secara, on line. Secara. off line kondisi transformator bisa dicek
melalui pengukuran arus yang dihasilkannya apabila disuntikkan suatu
tegangan 10 Volt yang frekuensinya diubah-ubah (beberapa kilo Hertz)
a. Transformator hubungan delta-delta (delta-delta connection).
Transformator 3 phasa P, Q dan R seperti ditunjukkan pada Gambar II.83
merubah tegangan masuk saluran transmisi A, B, C menjadi tegangan
keluaran saluran transmisi 1, 2 dan 3. Saluran masukan dihubungkan ke
sumber dan saluran keluaran dihubungkan ke beban. Transformator
dihubungkan delta-delta. Terminal H1 untuk setiap transformator
dihubungkan ke terminal H2 untuk transformator berikutnya. Demikian
juga sama dengan terminal X1 dan X2 untuk transformator berikutnya
dihubungkan secara bersamaan, seperti ditunjukkan pada Gambar II.83.
Diagram skematik ditunjukkan pada Gambar II.84.
Diagram skematik digambarkan dengan cara menunjukkan tidak hanya
masukan sambungannya, tetapi juga hubungan phasa antara tegangan
primer dan sekunder. Setiap lilitan sekunder digambarkan secara paralel
dan hubungan lilitan primer dengan cara dikopel. Selanjutnya sumber G
86 Pembangkitan Tenaga Listrik
menghasilkan tegangan EAB, EBC, ECA, seperti yang ditunjukkan pada
diagram phasa. Lilitan primer dihadapkan pada arah yang sama, phasa
dengan phasa, sebagai contoh, transformator primer antara saluran A
dan B dihadapkan secara horisontal, dalam arah yang sama seperti
phasa EAB.
Karena tegangan primer dan sekunder yaitu EH1H2 dan EX1X2 yang
diberikan harus dalam satu phasa, maka berikutnya E12 (tegangan
sekunder untuk transformator P) harus dalam phasa yang sama dengan
EAB (tegangan primer untuk transformator yang sama). Demikian juga
sama dengan E23 satu phasa dengan EBC, dan E31 dengan ECA.
Dalam hubungan delta-delta, tegangan antara masing-masing saluran
transmisi masukan dan keluaran adalah dalam satu phasa. Jika beban
imbang dihubungkan ke saluran 1-2-3, maka hasil arus keluaran adalah
sama besarnya. Hal ini menghasilkan arus line imbang dalam saluran
masukan A-B-C. Seperti dalam beberapa hubungan delta, bahwa arus
line adalah v3 kali lebih besar dari masing-masing arus IP dan IS yang
mengalir dalam lilitan primer dan sekunder, ditunjukkan pada Gambar
II.84. Power rating untuk transformator bank adalah 3 kali rating
transformator tunggal.
Meskipun transformator bank merupakan sebuah susunan 3 phasa,
setiap transformator dipertimbangkan sendiri-sendiri. Seperti pada
rangkaian phasa tunggal, maka arus IP mengalir dari H1 ke H2 dalam lilitan
primer yang dihubungkan dengan arus IS yang mengalir dari X1 ke X2
dalam lilitan sekunder.
Gambar II.83
Transformator 3 phasa hubungan delta-delta yang disusun dari 3 buah
transformator satu phasa. A, B, dan C dihubungkan pada pembangkit listrik
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 87
Gambar II.84
Diagram Hubungan Delta-Delta Transformator 3 Phasa
Dihubungkan Pembangkit Iistrik dan Beban (Load)
Contoh:
Transformator 3 phase dihubungkan delta-delta step down. Tegangan
line 138 kV dan skunder 4,16 kV. Daya pembangkit 21 MW dengan cos f
0,86 lagging.
Hitung:
a) Hitung daya pembangkit (MVA)
b) Arus line sisi tegangan tinggi (I1)
c) Arus pada sisi tegangan rendah (I2)
d) Arus phase pada bagian primer (Ip)
e) Arus phase pada bagian sekunder (Is)
Penyelesaian
a) Daya pembangkit (MVA)
S = P/cos f
= 21/0.86
= 24.4 MVA
b) Arus pada sisi tegangan tinggi
I1 = S/(v3.E)
= (24,4X106)/(v3x138.000)
= 102 A
EAB
ECA EBC E31 E23
E12
88 Pembangkitan Tenaga Listrik
c) Arus pada sisi tegangan rendah
I2 = S/(v3.E)
= (24,4X106)/(v3x4160)
= 3.386 A
d) Arus phase pada bagian primer (Ip)
Ip = 102/v3
= 58,9 A
e) Arus phase pada bagian skunder (Is)
Is = 3.386/v3
= 1.995 A
b. Transformator hubungan delta-bintang (delta-wye connection)
Jika transformator dihubungkan delta-bintang, lilitan primer dihubungkan
dengan cara yang sama, seperti ditunjukkan pada Gambar II.83. Untuk
lilitan sekunder dihubungkan pada semua terminal X2 yang dihubungkan
secara bersamaan yang dihubungkan dengan common netral (N), seperti
ditunjukkan pada Gambar II.85. Pada hubungan delta-bintang, tegangan
yang melalui setiap lilitan primer adalah sama dengan tegangan line
masukan. Tegangan saluran keluaran adalah sama dengan v3 kali
tegangan sekunder yang melalui setiap transformator.
Besar relatif arus pada lilitan transformator dan saluran transmisi adalah
ditunjukkan pada Gambar II.86. Arus line pada phasa A, B dan C adalah
v3 kali arus pada lilitan sekunder. Arus line pada phasa 1, 2 dan 3 adalah
sama dengan arus pada lilitan sekunder.
Hubungan delta-bintang menghasilkan beda phasa 30o antara tegangan
saluran masukan dan saluran transmisi keluaran. Maka dari itu, tegangan
line keluaran E12 adalah 30o mendahului tegangan line masukan EAB,
seperti dapat dilihat dari diagram phasor. Jika saluran keluaran memasuki
kelompok beban terisolasi, beda phasanya tidak masalah. Tetapi jika
saluran dihubungkan parallel dengan saluran masukan dengan sumber
lain, beda phasa 30o mungkin akan membuat hubungan parallel parallel
tidak memungkinkan, sekalipun jika saluran tegangannya sebaliknya
identik.
Keuntungan penting dari hubungan bintang adalah bahwa akan
menghasilkan banyak isolasi/penyekatan yang dihasilkan di dalam
transformator. Lilitan HV (high Voltage/tegangan tinggi) telah
diisolasi/dipisahkan hanya 1/v3 atau 58% dari tegangan saluran.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 89
Gambar II.85
Transformator 3 Phasa Hubungan Delta-Bintang yang Disusun dari 3 Buah
Transformator Satu Phasa
Gambar II.86
Skema Diagram Hubungan Delta-Bintang dan Diagram Phasor
Contoh:
Transformator tiga phasa step up dengan daya 40 MVA, 13.2 kV/80 kV
hubungan delta-wye dihungukan pada trnasmisi (beban) tegangan 13.2
kV, jika beban 90 MVA, hitung;
a) Tegangan line sekunder
b) Arus dalam belitan tnasformator
c) Arus line yang masuk dan yang keluar pada transmisi
EAB
ECA EBC
E31
E23
E12
90 Pembangkitan Tenaga Listrik
Penyelesaian:
a) Tegangan line pada sekunder
Es = 80/v3 = 139 kV
b) Arus dalam belitan transformator
Beban pada masing-masing phase
S = 90/3 = 30 MVA
Ip = 30 MVA/13,2 kV
= 2.273 A (arus pada belitan primer)
Is = 30 MVA/80 kV
= 375 A (arus pada belitan sekunder)
Gambar II.87
Diagram Gambar Contoh Soal
c. Transformator hubungan bintang-bintang (wye–wye connection)
Ketika transformator dihubungkan secara bintang-bintang, yang perlu
diperhatikan adalah mencegah penyimpangan dari tegangan line to netral
(phase ke nol). Cara untuk mencegah menyimpangan adalah
menghubungkan netral (nol) untuk primer ke netral (nol) sumber yang
biasanya dengan cara ground (pentanahan), seperti ditunjukkan pada
Gambar II.88. Cara lain adalah dengan menyediakan setiap transformator
dengan lilitan ke tiga, yang disebut lilitan ”tertiary”. Lilitan tertiary untuk
tiga transformator dihubungkan secara delta seperti ditunjukkan pada
Gambar II.89, yang sering menyediakan cabang yang melalui tegangan
di mana transformator dipasang. Tidak ada beda phasa antara tegangan
line transmisi masukan dan keluaran untuk transformator yang
dihubungkan bintang-bintang.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 91
Gambar II.88
Transformator 3 Phase Hubungan Bintang-Bintang
Gambar II.89
Transformator Hubungan Bintang-Bintang dengan Belitan Tersier
d. Transformator hubungan open- delta
Hubungan open-delta ini untuk merubah tegangan sistem 3 phasa
dengan menggunakan hanya 2 transformator yang dihubungkan secara
open–delta. Rangkaian open–delta adalah identik dengan rangkaian
delta–delta, kecuali bahwa satu transformer tidak ada (Gambar II.90).
Bagaimanapun, hubungan delta jarang digunakan sebab beban kapasitif
untuk transformator bank hanya 86.6% dari kapasitas transformator yang
terpasang. Sebagai contoh, jika 2 transformator 50 kVA dihubungkan
secara open–delta, kapasitas transformator bank yang terpasang adalah
jelas 2x50 = 100 kVA. Tetapi, anehnya masalah ini pernah dijumpai,
bahwa transformator hanya dapat mengirimkan 86.6 kVA sebelum
transformator mulai menjadi overheat (panas berlebih).
Hubungan open–delta utamanya digunakan dalam situasi darurat. Maka,
jika 3 transformator dihubungkan secara delta–delta dan salah satunya
rusak dan harus diperbaiki/dipindahkan, maka hal ini memungkinkan
92 Pembangkitan Tenaga Listrik
untuk memasukkan beban secara temporeri (darurat) dengan 2
transformator yang tersisa.
Gambar II.90
Open Delta Conection
Gambar II.91
Transformator Hubungan Open Delta
Contoh:
Transformator satu phase 2 buah 150 kVA, 7200 V/600 V dihubungkan
open-delta. Hitung beban 3 phase maksimum yang tepakai
EAB
ECA EBC E31 E23
E12
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 93
Penyelesaian:
Rating daya pada tiap transformator 150 kVA, sehingga daya maksimum
pada beban 300 kVA.
Is = 150 kVA/600 V = 250 A
S = v3. EI
= v3 X 600 X 250
= 259 800 VA
= 260 kVA
5. Pengujian kualitas minyak transformator
a. Pengujian kekuatan elektrik minyak transformator
Kekuatan listrik merupakan karakteristik penting dalam material isolasi.
Jika kekuatan listrik rendah minyak transformator dikatakan memiliki
mutu yang jelek. Hal ini sering terjadi jika air dan pengotor ada dalam
minyak transformator. Pengujian perlu dilakukan untuk mengetahui
kegagalan minyak transformator.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan uji kegagalan
ini antara lain :
􀂃 Jarak elektroda 2.5 mm
􀂃 Bejana dan elektroda harus benar-benar kering dan bersih setiap
sebelum melakukan pengujian, elektroda harus dicuci dengan minyak
transformator yang akan diuji.
􀂃 Minyak yang akan diuji harus diambil dengan alat yang benar-benar
bersih, minyak pertama yang keluar dibuang supaya kran-kran
menjadi bersih. Minyak lama pada waktu pertama alirannya dibuang.
􀂃 Botol tempat minyak transformator ditutup dengan lilin supaya kotoran
dahn uap air tidak masuk.
b. Pengujian viskositas minyak transformator
Viskositas minyak adalah suatu hal yang sangat penting karena
minyak tranformator yang baik akan memiliki viskositas yang rendah,
sehingga dapat bersirkulasi dengan baik dan akhirnya pendinginan inti
dan belitan transformator dapat berlangsung dengan baik pula.
c. Titik nyala (flash point)
Temperatur ini adalah temperatur campuran antara uap dari minyak
dan udara yang akan meledak (terbakar) bila didekati dengan bunga
api kecil. Untuk mencegah kemungkinan timbulnya kebakaran dari
peralatan dipilih minyak dengan titik nyala yang tinggi. Titik nyala dari
minyak yang baru tidak boleh lebih kecil dari 135 0C, sedangkan suhu
minyak bekas tidak boleh kurang dari 130 0C. Untuk mengetahui titik
94 Pembangkitan Tenaga Listrik
nyala minyak transformator dapat ditentukan dengan menggunakan
alat Close up tester.
d. Pemurnian minyak transformator
Minyak transformator dapat terkontaminasi oleh berbagai macam
pengotoran seperti kelembaban, serat, resin dan sebagainya.
Ketidakmurnian dapat tinggal di dalam minyak karena pemurnian yang
tidak sempurna. Pengotoran dapat terjadi saat pengangkutan dan
penyimpanan, ketika pemakaian, dan minyak itu sendiri pun dapat
membuat pengotoran pada dirinya sendiri.
Beberapa metode pemurnian minyak transformator dijelaskan dalam
bagian berikut ini:
1) Mendidihkan (boiling)
Minyak dipanaskan hingga titik didih air dalam alat yang disebut boiler.
Air yang ada dalam minyak akan menguap karena titik didih minyak lebih
tinggi dari pada titik didih air. Metode ini merupakan metode yang paling
sederhana namun memiliki kekurangan. Pertama hanya air yang
dipindahkan dari minyak, sedangkan serat, arang dan pengotor lainnya
tetap tinggal. Kedua minyak dapat menua dengan cepat karena suhu
tinggi dan adanya udara.
Kekurangan yang kedua dapat diatasi dengan sebuah boiler minyak
hampa udara (vacuum oil boiler). Alat ini dipakai dengan minyak yang
dipanaskan dalam bejana udara sempit (air tight vessel) dimana udara
dipindahkan bersama dengan air yang menguap dari minyak. Air
mendidih pada suhu rendah dalam ruang hampa oleh sebab itu menguap
lebih cepat ketika minyak dididihkan dalam alat ini pada suhu yang relatif
rendah. Alat ini tidak menghilangkan kotoran pada kendala pertama,
sehingga pengotor tetap tinggal.
2) Alat sentrifugal (Centrifuge reclaming)
Air serat, karbon dan lumpur yang lebih berat dari minyak dapat
dipindahkan minyak setelah mengendap. Untuk masalah ini memerlukan
waktu lama sehingga untuk mempercepatnya minyak dipanaskan hingga
45 - 55 oC dan diputar dengan cepat dalam alat sentrifugal. Pengotor
akan tertekan ke sisi bejana oleh gaya sentrifugal, sedangkan minyak
yang bersih akan tetap berada ditengah bejana. Alat ini mempunyai
efisiensi yang tinggi. Alat sentrifugal hampa merupakan
pengembangannya.
Bagian utama dari drum adalah drum dengan sejumlah besar piring/pelat
(hingga 50) yang dipasang pada poros vertikal dan berputar bersamasama.
Karena piring mempunyai spasi sepersepuluh millimeter, piringInstalasi
Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 95
piring ini membawa minyak karena gesekan dan pengotor berat ditekan
keluar.
3) Penyaringan (Filtering)
Dengan metode ini minyak disaring melalui kertas penyaring sehingga
pengotor tidak dapat melalui pori-pori penyaring yang kecil, sementara
embun atau uap diserap oleh kertas yang mempunyai hygroscopicity
yang tinggi. Jadi filter press ini sangat efisien memindahkan pengotor
padat dan uap dari minyak yang merupakan kelebihan dari pada alat
sentrifugal. Walaupun cara ini sederhana dan lebih mudah untuk
dilakukan, keluaran yang dihasilkan lebih sedikit jika dibandingkan
dengan alat sentrifugal yang menggunakan kapasitas motor penggerak
yang sama. Filter press ini cocok digunakan untuk memisahkan minyak
dalam circuit breaker (CB), yang biasanya tercemari oleh partikel jelaga
(arang) yang kecil dan sulit dipisahkan dengan menggunakan alat
sentrifugal.
4) Regenerasi (regeneration)
Produk-produk penuaan tidak dapat dipindahkan dari minyak dengan
cara sebelumnya. Penyaringan hanya untuk memindahkan bagian
endapan yang masih tersisa dalam minyak. Semua sifat-sifat minyak
yang tercemar dapat dipindahkan dengan pemurnian menyeluruh yang
khusus yang disebut regenerasi.
Dalam menggunakan absorben untuk regenerasi minyak trasformator
sering dipakai di gardu induk dan pembangkit. Absorben adalah
substansi yang partikel-partikelnya dapat menyerap produk-produk
penuaan dan kelembaban pada permukaannya. Hal yang sama dilakukan
absorben dalam ruang penyaring tabung gas menyerap gas beracun dan
membiarkan udara bersih mengalir. Regenerasi dengan absorben dapat
dilakukan lebih menyeluruh bila minyak dicampuri dengan asam sulfur.
Ada dua cara merawat minyak dengan absorben yaitu :
􀁸 Pertama, minyak yang dipanasi dapat dicampuri secara menyeluruh
dengan absorben yang dihancurkan dan kemudian disaring.
􀁸 Kedua, minyak yang dipanaskan dapat dilewatkan melalui lapisan
tebal absorben yang disebut perkolasi.
Absorben untuk regenerasi minyak transformator terdiri dari selinder yang
dilas dengan lubang pada dasarnya dimana absorber ditempatkan
dengan minyak yang dipanaskan (80-100 oC) hingga mengalir ke atas
melalui absorber. Ketika minyak mengalir ke atas, filter tersumbat oleh
partikel halus absorber dan udara dibersihkan dari absorber lebih cepat
dan lebih menyeluruh pada awalnya. Absorber yang digunakan untuk
regenerasi minyak transformator kebanyakan yang terbuat silica gel dan
96 Pembangkitan Tenaga Listrik
alumina atau sejenis tanah liat khusus yang dikenal sebagai pemutih
(bleaching earth), lempung cetakan (moulding clay).
Transformator tentunya harus diistirahatkan (deenergized) ketika
minyaknya akan dimurnikan atau diregenerasi dengan salah satu metode
di atas, walaupun demikian hal di atas dapat dilaksanakan dalam
keadaan berbeban jika dilakukan perlakuan khusus. Pengembangan
metode regenerasi minyak transformator dalam keadaan berbeban
adalah dengan filter pemindahan pemanas (thermal siphon filter) yang
dihubungkan dengan tangki minyak transformator. Filter ini diisi dengan
absorben sebanyak 1% dari berat minyak transformator.
e. Pengukuran Konduktivitas Arus Searah Minyak Transformator
Konduktivitas minyak (k) sangat tergantung pada kuat medan, suhu dan
pengotoran. Nilai konduktivitas diakibatkan oleh pergerakan ion.
Pengukuran k dapat menunjukkan tingkat kemurnian minyak
transformator.
Penguraian pengotor elektrolitik menghasilkan ion positif dan negatif.
Untuk satu jenis ion dengan muatan q1 dengan rapat ion n1 maka
kontribusi rapat arus ditimbulkan pada kuat medan E yang tidak terlalu
tinggi adalah:
S1= q1n1v1 (2-1)
S1 = q1n1E (2-2)
v1 dan n1 adalah kecepatan dan mobilitas ion. Mobilitas ion akan bernilai
konstan hanya jika berlaku hukum Ohm. Jika terdapat kuat medan
tertentu dalam medan dielektrik, maka akan berlangsung mekanisme
kompensasi yang menyeimbangkan kerapatan berbagai jenis ion hingga
tercapai keseimbangan antara penciptaan, rekombinasi serta kebocoran
ion terdapat elektroda-elektroda. Karena mobilitas ion yang berbeda,
maka mekanisme juga berlaku dengan laju yang berbeda pula sehingga
nilai k merupakan fungsi waktu. Oleh karena itu dalam mengukur nilai k
dianjurkan untuk menunggu beberapa saat misalnya 1 menit hingga
mekanisme transient hilang.
Susunan elektroda yang digunakan dalam mengukur nilai k harus
dilengkapi dengan elektroda cincin pengaman untuk menghilangkan
pengaruh pada bidang batas dan arus permukaan yang dibumikan
secara langsung.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 97
Gambar II.92
Susunan elektroda untuk tegangan searah
Keterangan gambar:
1. Elektroda tegangan tinggi
2. Elektroda ukur
3. Elektroda cincin pengaman
Medan elektrik sedapat mungkin dibuat homogen. Disamping elektroda
pelat umumnya digunakan elektroda silinder koaksial. Jika diterapkan
tegangan U untuk medan homogen seluas A dan besar sel S maka nilai k
dapat dihitung dari nilai arus I sebagai berikut:
K = (LS)/U A (2-3)
Arus yang terukur umumnya berkisar beberapa kiloampere. Untuk itu
dapat digunakan galvanometer kumparan putar yang peka ataupun
pengukur arus dengan penguat elektronik yang jauh lebih peka.
f. Pengukuran Faktor Dissipasi Minyak Transformator
Rugi dielektrik dari suatu isolasi dengan kapasitas C pada frekuensi jalajala
? dapat dihitung dengan menggunakan faktor disipasi sebagai
berikut:
P diel = U2w C tan d (2-4)
Besar rugi dielektrik dapat diukur dengan jembatan Schering.
98 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.93
Jembatan Schering Rangkai untuk mengukur kapasitansi dan faktor disipasi
dengan jembatan Schering
Kapasitas Cx dan faktor dissipasi tan d harus diukur sebagai fungsi
tegangan uji U dengan menggunakan rangkaian di atas. Tegangan yang
dibangkitkan oleh transformator tegangan tinggi T diukur dengan
kapasitor CM dan alat ukur tegangan puncak SM. Tabung uji diparalelkan
dengan kapasitor standar dengan nilai kapasitansi C2 = 28 PF.
g. Tembusan jembatan serat dalam minyak isolasi
Setiap bahan isolasi cair mengandung pengotor makroskopik berupa
partikel serta selulosa, kapas dan lain sebagainya. Jika partikel itu
menyerap embun maka akan bekerja gaya yang bergerak menuju daerah
dengan kuat medan yang lebih tinggi dan mengarahkannya sesuai
dengan arah medan E. Muatan dengan polaritas yang berlawanan akan
diinduksikan pada ujung-ujungnya sehingga mengarah mengikuti arah
medan. Keadaan ini menciptakan saluran konduktif yang menjadi panas
akibat rugi resistif sehingga menguapkan embun yang terkandung dalam
partikel. Tembus kemudian terjadi pada tegangan yang relatif rendah
yang digambarkan sebagai tembus thermal lokal pada bagian yang cacat.
Gambar II.94
Jembatan Schering
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 99
h. Prosedur Pengujian Tegangan Gagal Minyak Transformator
dengan Berbagai Macam Elektroda
Berbagai macam elektroda yang digunakan untuk pengetesan ini
dimaksudkan untuk mendapatkan hasil pengujian kegagalan minyak
transformator dalam keadaan volume minyak tertekan, medan seragam
dan tak seragam.
1) Pemprosesan Minyak Transformator (Oil Processing)
Kekuatan dielektrik dari minyak transformator sangat dipengaruhi oleh
pemprosesan dan kondisi pengujian, karena menentukan kualitas dari
minyak transformator selama pengujian. Sifat minyak akan hilang
melalui uap lembab, gas, ketidakmurnian, dan pengisian kedalam
tangki pengujian. Kualitas minyak harus dicek secara periodik dengan
oil cup tester, sehingga dapat diperoleh informasi bahwa pengurangan
kekuatan elektrik dari minyak transformator diabaikan jika tangki
ditutup 4 hari. Jika kekuatan dielektrik minyak menurun dari nilai awal
65 kV/25 mm sampai 55 kV/ 2.5 mm, atau jika lebih dari 4 hari setelah
diisi minyak, maka minyak harus diganti.
2) Penerapan Tegangan
Tegangan AC dan tegangan impuls biasanya digunakan dalam
pengujian, Pengujian dengan tegangan AC dapat diperoleh dengan
Steady voltage raising method dan Withstand voltage method, dengan
kenaikan dari 5 sampai 10 % step, mulai 60 % dari ekspektasi
breakdown voltage. Impuls voltage dibuat dengan up and down
method dari 5 sampai 10 % step dari ekspektasi breakdown voltage.
Probabilitas pengujian kegagalan dapat diperoleh dalam 2 cara yaitu:
􀁸 Tegangan AC naik pada kegagalan dengan kecepatan konstan 3
kV/sec. Prosedur ini diulang sampai 500 kali dalam interval 1 menit.
􀁸 Voltage band antara 0 sampai 100 % breakdown voltage, yang dibagai
dalam beberapa level. Tegangan AC telah diaplikasi selama 1 menit
20 kali tiap level tegangan, sedangkan tegangan impuls telah
diaplikasi 20 kali tiap level tegangan.
i. Analisis Kegagalan Minyak Transformator
Beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan dielektrik minyak
transformator antara lain fenomena stabilisasi, perawatan sebelum
penggunaan minyak dan elektroda, pengaruh kecepatan minyak,
pengaruh kapasitas paralel terhadap sel pengujian, dan pengaruh daerah
elektroda dan jarak celah.
100 Pembangkitan Tenaga Listrik
1) Peralatan percobaan
Untuk memahami analisis yang dilakukan terlebih dahulu meninjau
sekilas tentang prosedur dan alat percobaan yang dipakai dalam
kegagalan minyak transformator.
Ada 3 jenis elektroda yang sering digunakan dalam percobaan yaitu
Elektroda baja yang ringan dan kecil (berdiameter 10 mm), Elektroda
kuningan–Bruce profil dengan luas daerah yang datar dan elektroda
baja silindris koaksial dengan jarak celah dalam rentang yang lebar.
2) Prosedur pembersihan
Persiapan elektroda pertama-tama adalah pencucian dengan
trichloroethylene, penggosongan permukaan secara standar dengan
1000 grade kertas silikon karbid, kemudian dicuci dalam campuran air
panas dan larutan sabun, pengeringan dan pemindahan debu dengan
karet busa sintetis, pembilasan dengan air panas dan air suling.
Elektroda dikeringkan dalam kabinet berlainan udara yang bersekatsekat
dan akhirnya digosok dengan tissue kain tiras lensa dengan
memakai acetone setelah itu memakai trichloroethylene. Sisa
sambungan elektroda dicuci dengan air panas dan larutan sabun dan
dibilas sesuai dengan prosedur diatas tiap kali setelah pengujian
3) Pengujian Elektrik
Semua pengujian dilakukan dengan gelombang sinus tegangan Ac
dengan frekuensi 5 Hz. Tegangan yang diberikan dinaikan secara
seragam dalam semua pengujian dengan harga rata-rata 2 kV/detik.
Sebuah CB dihubungkan ke sisi primer transformator dengan tujuan
untuk memutus arus gangguan yang jika arus gangguan dibiarkan
terlalu lama akan mengakibatkan karbonisasi dan akan melubangi
elektroda
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 101
6. Pemeriksaan Transformator
Pemeriksaan transformator tenaga dilaksanakan tahunan dalam
keadaan tidak beroperasi. Komponen dan cara pemeriksaan
transformator tenaga ditunjukkan pada Tabel II.1 di bawah ini:
Tabel II.1
Komponen dan cara pemeriksaan transformator tenaga
No. Peralatan/komponen Cara pelaksanaan
1 Pondasi 􀁸 Memeriksa apakah ada keretakan dan
perubahan kedudukan.
􀁸 Memeriksa penahan roda apakah masih
tetap kokoh pada tempatnya (untuk
kapasitas transformator kecil).
􀁸 Memeriksa apakah isolasi antara tangki
terhadap tanah masih baik.
2 Pipa minyak dan pipa
air
􀁸 Membersihkan kotoran dan minyak yang
melekat.
􀁸 Memperbaiki bila ada getaran yang
berlebihan dan kerusakan mur/baut yang
kendor.
􀁸 Memeriksa penyebab suara yang tidak
normal.
􀁸 Memperbaiki pipa minyak, pipa air, katup
dan sumbat-sumbat yang bocor.
3 Pompa-pompa minyak 􀁸 Memeriksa pompa untuk sirkulasi apakah
keadaannya baik (dapat beroperasi).
4 Kipas pendingin 􀁸 Memeriksa, motor-motor kipas pendingin,
bila perlu bantalan dan pelumasnya di
ganti.
5 Alat pengatur gas dan
relai-relai
􀁸 Memeriksa setting dan kerja dari regulator
dan relay apakah pengukurannya masih
menunjukkan sempurna.
6 Bushing 􀁸 Membersihkan porselen dengan air atau
carbon tetra chloride.
􀁸 Memperbaiki bagian-bagian yang lecet
dengan mengecetkan lacquer.
􀁸 Memeriksa dan mengeraskan apabila ada
mur/baut yang kendor.
􀁸 Memeriksa perapat, dan bila bocor di
ganti dengan yang baru.
7 Terminal utama dan
pentanahan
􀁸 Mengeraskan semua baut penghubung
terminal ke rel.
􀁸 Memeriksa dan mengencangkan bila
terdapat baut sambungan tanah yang
kendor atau putus.
102 Pembangkitan Tenaga Listrik
No. Peralatan/komponen Cara pelaksanaan
8 Tahanan isolasi
belitan transformator
􀁸 Memeriksa tahanan isolasi antara belitanbelitan
dan antara belitan ke tanah.
􀁸 Memeriksa yang sama perlu di lakukan
dengan menggunakan jembatan
kapasitansi.
9 Sumber tenaga dan
sistem pengawatan
􀁸 Memeriksa semua pengawatan, saklar,
pengaman lebur dari sumber tenaga,
kontrol dan alarm apakah dalam keadaan
baik.
10 Katup-katup dan
sumbat-sumbat
􀁸 Mencoba katup-katup penghubung untuk
memeriksa apakah dalam keadaan
beroperasi baik dan pastikan katup posisi
terbuka.
I I Indikator tinggi
minyak dan relainya
􀁸 Membersihkan gelas penduga/kaca
indicator yang kotor.
􀁸 Memeriksa indikator tinggi permukaan
minyak dan relai-relai agar dapat bekerja
dengan sempurna.
12 Alat penafasan dan
ventilasi
􀁸 Memeriksa alat pernafasan dan ventilasi
apakah masih dalam keadaan nomal.
􀁸 Memeriksa pada alat pernafasan dari
bahan kimia dan mengganti dengan yang
baru atau memanaskan lagi bila sudah
mengalami perubahan warna atau bentuk.
13 Diafragma 􀁸 Memeriksa diapragma apakah dalam
kondisi baik dan menutup rapat.
􀁸 Pada diafragma tipe tidak hancur, di
periksa apakah tertutup oleh karat atau
cat.
14 Indikator temperatur
dan relai-relai
􀁸 Memeriksa, dan kalibrasi ulang pada
temperatur indicator dan relai-relai.
􀁸 Memeriksa, dan membersihkan pada
kontak- kontak relay dan pada penggerak
mekanik.
15 Pipa gas dan katup 􀁸 Memeriksa kebocoran gas dengan
menggunakan air sabun pada
sambungan, katup penghubung, dst.
Dengan menaikkan tekanan gas sampai
maksimum sesuai dengan yang di
sarankan oleh pabrik.
16 CT bushing dan
peralatan tegangan
􀁸 Memeriksa tahanan isolasi dan
pengawatan.
􀁸 Memeriksa dan mengeraskan hubungan
terminal termasuk tap alat potensial ke
dalam bushing.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 103
No. Peralatan/komponen Cara pelaksanaan
17 Motor penggerak tap
changer
􀁸 Memeriksa motor penggerak, bila perlu
bantalan dan pelumasnya diganti.
􀁸 Memeriksa, dan mengatur kembali
remnya.
􀁸 Memeriksa roda gigi, poros dan
pelumasnya.
18 Perlengkapan limit
switch tap changer
􀁸 Memeriksa pegas kontak, tangkai
penggerak dan tuas.
􀁸 Memeriksa keadaan kontak -kontak dan
memperbaiki bila terjadi hangus/korosi
dengan menggunakan contact cleaner.
19 Posisi indicator tap
changer
􀁸 Memeriksa apakah posisi yang di tunjuk
sudahsesuai dengan posisi dari kontak
utama.
􀁸 Memeriksa gerakan dapat
penunjukkannya apakah ada yang
menghalangi
20 Pemeriksaan kadar
asam, kadar air dan
kotoran, warna dan
Kekentalan yang
terkandung dalam
minyak
􀁸 Mengambil contoh minyak dan di periksa
di Laboratorium.
21 Pemadam kebakaran 􀁸 Memeriksa katup-katup sumber air,
tekanan air, alat pancar dan alat otomatis
apakah dalam keadaan baik.
􀁸 Mencoba sistem air pancar dan
memperhatikan
Pembahasan mengenai pemeliharaan transformator lebih lanjut pada Bab X
pada buku ini.
104 Pembangkitan Tenaga Listrik
I. Pembumian bagian-bagian Instalasi
Pembumian sesungguhnya sama dengan pentanahan, hanya untuk
bagian-bagian instalasi tertentu yang ditanahkan digunakan istilah
pembumian untuk menekankan perlunya bagian-bagian instalasi tersebut
mempunyai potensial yang sama dengan bumi melalui pembumian demi
keselamatan manusia.
Bagian-bagian dari instalasi pusat listrik yang harus dibumikan adalah
bagian-bagian yang terbuat dari logam (penghantar) dan berdekatan
(hanya dipisahkan oleh isolasi listrik) dengan bagian instalasi yang
bertegangan, seperti: generator, saklar-saklar, kabel, rel, dan kumparan
transformator. Bagian-bagian yang perlu dibumikan, misalnya: badan
(body) generator, badan transformator, kerangka besi penyangga kabel,
kerangka besi penyangga rel, dan panel.
Pembumian bagian-bagian instalasi tersebut di atas dilakukan dengan
cara menghubungkan bagian-bagian ini dengan titik-titik pembumian
dalam pusat listrik bersangkutan.Titik-titik pembumian ini dapat berupa
batang besi, pelat tembaga, atau anyaman tembaga yang ditanam dalam
tanah.
Dengan melakukan pembumian bagian-bagian instalasi tersebut di atas,
maka tegangan bagian-bagian instalasi ini akan selalu sama dengan
potensial bumi sehingga apabila disentuh manusia tidak berbahaya.
Gambar II.95
Pentanahan pada Transformator 3 Phasa
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 105
Gambar II.96
Pentanahan pada Transformator 3 Phasa
J. Sistem Excitacy
Gambar II.97 menunjukkan rangkaian listrik excitacy dari generator
besar (di atas 50 MVA) dengan menggunakan 2 tingkat generator arus
penguat (exciter).
Generator penguat yang pertama, adalah generator arus searah
hubungan shunt yang menghasilkan arus penguat bagi generator
penguat kedua. Generator penguat (exciter) untuk generator sinkron
merupakan generator utama yang diambil dayanya.
Gambar II.97
Pengaturan tegangan generator utama dengan potensiometer
Pengaturan tegangan pada generator utama dilakukan dengan mengatur
besarnya arus excitacy (arus penguatan) dengan cara mengatur
potensiometer atau tahanan asut.
Potensiometer atau tahanan asut mengatur arus penguat generator
penguat kedua menghasilkan arus penguat generator utama. Dengan
cara ini arus penguat yang diatur tidak terlalu besar nilainya
106 Pembangkitan Tenaga Listrik
(dibandingkan dengan arus generator penguat kedua) sehingga kerugian
daya pada potensiometer tidak terlalu besar.
PMT arus penguat generator utama dilengkapi tahanan yang
menampung energi medan magnet generator utama karena jika
dilakukan pemutusan arus penguat generator utama harus dibuang ke
dalam tahanan.
Sekarang banyak generator arus bolak-balik yang dilengkapi penyearah
untuk menghasilkan arus searah yang dapat digunakan bagi penguatan
generator utama sehingga penyaluran arus searah bagi penguatan
generator utama, oleh generator penguat kedua tidak memerlukan cincin
geser karena. penyearah ikut berputar bersama poros generator. Cincin
geser digunakan untuk menyalurkan arus dari generator penguat pertama
ke medan penguat generator penguat kedua. Nilai arus penguatan kecil
sehingga penggunaan cincin geser tidak menimbulkan masalah.
Pengaturan besarnya arus penguatan generator utama dilakukan dengan
pengatur tegangan otomatis supaya nilai tegangan klem generator
konstan. Pengaturan tegangan otomatis pada awalnya berdasarkan
prinsip mekanis, tetapi sekarang sudah menjadi elektronik.
Perkembangan sistem excitacy pada generator sinkron dengan sistem
excitacy tanpa sikat, karena sikat dapat menimbulkan loncatan api pada
putaran tinggi.
Untuk menghilangkan sikat digunakan dioda berputar yang dipasang
pada jangkar. Gambar II.98 menunjukkan sistem excitacy tanpa sikat.
Gambar II.98
Sistem Excitacy Tanpa Sikat
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 107
Keterangan
ME : Main Exiter
MG : Main Generator
AVR : Automatic Voltage Regulator
V : Tegangan Generator
AC : Alternating Current (arus bolak balik)
DC : Direct Current (arus searah)
Sistem pemberian arus penguatan yang digunakan pada pembangkit
besar (di atas 100 MVA). Generator penguat pertama disebut pilot exciter
dan generator penguat kedua disebut main exciter (penguat utama). Main
exciter adalah generator arus bolak-balik dengan kutub pada statornya.
Rotor menghasilkan arus bolak-balik disearahkan dengan dioda yang
berputar pada poros main exciter (satu poros dengan generator utama).
Arus searah yang dihasilkan oleh dioda berputar menjadi arus penguat
generator utama.
Pilot exciter pada generator arus bolak-balik dengan rotor berupa kutub
magnet permanen yang berputar menginduksi pada lilitan stator.
Tegangan bolak-balik disearahkan oleh penyearah dioda dan
menghasilkan arus searah yang dialirkan ke kutub-kutub magnet yang
ada pada stator main exciter. Besar arus searah yang mengalir ke kutub
main exciter diatur oleh pengatur tegangan otomatis (automatic voltage
regulator/AVR).
Besarnya arus berpengaruh pada besarnya arus yang dihasilkan main
exciter maka besarnya arus main exciter juga mempengaruhi besarnya
tegangan yang dihasilkan oleh generator utama. Pada sistem excitacy
tanpa sikat, permasalahan timbul jika terjadi hubung singkat atau
gangguan hubung tanah di rotor dan jika ada sekering lebur dari dioda
berputar yang putus, hal ini harus dapat dideteksi.
Gangguan pada rotor yang berputar dapat menimbulkan distorsi medan
magnet pada generator utama dan dapat menimbulkan vibrasi (getaran)
berlebihan pada unit pembangkit.
Gambar II.99
PMT Medan Penguat dengan Tahanan R
108 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pendeteksian kejadian pada rotor yang berputar perlu cara khusus,
antara lain menggunakan cara mentransmisikan dari sesuatu yang
berputar.
Pada cara ini, rotor dilengkapi pengirim sinyal elektronik yang mewakili
besaran tertentu, misalnya mewakili tahanan isolasi rotor.
Sinyal elektronik ditangkap oleh alat pengukur di tempat yang diinginkan
dan sinyal-sinyal elektronik oleh alat pengukur "diterjemahkan" menjadi
sinyal yang mudah dimengerti.
Sistem excitacy generator utama (main generator) harus bisa dibuka oleh
pemutus tenaga (PMT). Hal ini berkaitan dengan sistem proteksi
generator, misalnya apabila relai diferensial dari generator bekerja maka
relai membuka PMT generator dan juga membuka PMT sistem excitacy
generator.
PMT yang membuka sistem penguat generator melakukan pemutusan
arus yang mengalir ke medan magnet generator.
Tahanan R untuk menampung energi sehingga busur listrik pada kontakkontak
PMT medan penguat dapat padam tanpa merusak kontak-kontak.
K. Sistem Pengukuran
Gambar II.98 menunjukkan diagram pengukuran pada generator dan
pada saluran. Besaran yang diukur pada adalah:
1. Tegangan listrik
Pengukuran tegangan diperlukan untuk menjaga mutu penyediaan
tenaga listrik tidak boleh terIalu rendah dan untuk menjaga jangan
sampai merusak isolasi, tegangan yang diperlukan tidak boleh terIalu
tinggi.
2. Arus
Pengukuran arus diperlukan untuk mengamati perubahan berbagai
alat, jangan sampai mengalami pembebanan lebih.
3. Daya Aktif
Daya aktif diukur dalam satuan kW atau MW. Pengukuran diperlukan
dalam kaitannya dengan kemampuan mesin penggerak generator dan
pengaturan frekuensi.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 109
4. Daya Reaktif
Daya reaktif diukur dalam Volt Ampere Reaktif (VAR) atau Megga Volt
Ampere Reactive (MVAR). Pengukuran diperlukan untuk mengetahui
kemampuan generator penguat dan pengaturan tegangan.
Gambar II.100
Pengukuran daya aktif pada rangkaian tegangan tinggi
5. Energi-Listrik
Energi listrik diukur dalam kWh atau MWh. Pengukuran diperlukan
untuk menyusun neraca tenaga dan berkaitan dengan pemakaian
bahan bakar.
6. Sudut phasa (Cos f )
Untuk mengukur besar Cos f dan mengetahui keadan lagging atau
leading sehingga dapat diketahui apakah generator menghasilkan atau
menyerap daya reaktif.
7. Frekuensi
Diperlukan untuk memparalelkan generator dan menjaga mutu
penyediaan tenaga listrik.
Cara pengukuran dan jenis alat ukur lebih lanjut dibahas pada Bab XIII
buku ini
L. Sistem Proteksi
Gangguan yang sering terjadi adalah hubung singkat antar phasa atau
antara fasa dengan tanah dan keduanya.
Gangguan hubung singkat dapat menimbulkan arus besar yang dapat
merusak peralatan sehingga diperlukan sistem pengamanan atau sistem
proteksi.
110 Pembangkitan Tenaga Listrik
Arus yang mengalir ke trip coil (TC) adalah arus searah dari baterai aki.
Baterai aki mempunyai peran penting pada sistem proteksi, sehingga
dalam menjaga keandalan sistem proteksi baterai aki harus dipelihara
dengan baik.
Gambar II.101
Diagram pengukuran pada generator dan pada saluran keluar
Keterangan
TA = Transformator Arus
Tf = Transformator Tegangan
A = Amperemeter
F = Frekuensimeter
Cos (f ) = Sudut (untuk faktor daya)
Sistem proteksi selain harus mengamankan peralatan instalasi terhadap
gangguan, juga berfungsi melokalisir gangguan. Jika terjadi gangguan di
suatu bagian instalasi, sistem proteksi hanya akan men-trip PMT yang
berdekatan dengan gangguan dan tidak meluas.
a. Prinsip kerja relai elektromekanik
Pada nilai arus beban tertentu sesuai kalibrasi relai, kontak C menutup,
arus mengalir kekumparan piringan (induksi) A sehingga piringan
berputar menggerakkan pal D dan menutup kontak E sehingga trip coil
(IC) mendapat arus dan mentrip PMT. Waktu tunda relai dilakukan
dengan menyetel jarak antara pal D dengan kontak E. Pada nilai arus
tertentu yang relatif besar, sesuai kalibrasi, kumparan IT menutup
kontaknya dan TC langsung bekerja men-trip PMT (relai bekerja secara
instantaneous). Kontak manual trip digunakan untuk mentrip PMT secara
manual, tidak melalui relai.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 111
Alat pendeteksi gangguan berupa relai. Relai memberi perintah kepada
trip coil, yaitu kumparan yang apabila bekerja akan menggerakkan
pembukaan pemutusan tenaga (men-trip PMT) membebaskan tegangan
dari bagian instalasi yang terganggu dan arus gangguan hubung singkat
yang terjadi dapat merusak peralatan telah dihilangkan.
Gambar II.102
Bagan rangkaian listrik untuk sistem proteksi
Keterangan
A = Kumparan Iinduksi;
TA = Transformator arus;
B = Elektromagnet untuk menutup kontak C
C = Kontak penutup rangkaian kumparan induksi;
D = Pal penutup kontak yang terletak pada keping induksi, berputar bersama keping
induksi;
E = Kontak-kontak yang ditutup oleh Pol D
TC = Trip Coil yang menjatuhkan PMT
IT = Instantaneous Trip
b. Relai-relai dalam sistem proteksi generator terdiri dari:
1) Relai Arus lebih
Berfungsi mendeteksi arus lebih yang mengalir pada kumparan
stator generator. Arus lebih dapat terjadi pada kumparan
stator generator atau dalam kumparan rotor. Arus lebih pada
kumparan stator juga dapat terjadi karena beban yang berlebihan
pada generator.
2) Relai Diferensial
Berfungsi mendeteksi gangguan dalam kumparan stator generator
dan harus bekerja lebih cepat daripada relai arus lebih. Prisip
kerja relai diferensial adalah membandingkan arus yang masuk
dan keluar dari kumparan stator generator.
Jika ada selisih, berarti ada gangguan dalam kumparan stator
generator dan selisih arus akan menggerakkan relai diferensial.
112 Pembangkitan Tenaga Listrik
3) Relai gangguan hubung tanah
Gangguan hubung tanah adalah gangguan yang paling banyak
terjadi. Arus gangguan hubung tanah yang terjadi belum tentu
cukup besar untuk dapat menggerakkan relai arus lebih, sehingga
harus ada relai arus hubung tanah yang dapat mendeteksi adanya
gangguan hubung tanah.
Prinsip kerja relai arus hubung tanah adalah mendeteksi arus
urutan nol, karena setiap gangguan hubung tanah menghasilkan
arus urutan nol.
Relai gangguan tanah dipasang pada rangkaian stator melalui
transformator 3 phasa.
Jika tidak terjadi gangguan hubung tanah, jumlah arus pada
ketiga phasa transformator sama dengan 0 (nol), tapi jika ada
gangguan hubung tanah jumlahnya tidak sama dengan 0 (nol)
dan relai bekerja.
Relai akan mendeteksi gangguan yang terjadi pada rangkaian
stator generator. Untuk pendeteksian gangguan hubung tanah
yang terjadi pada stator generator saja dipakai relai hubung tanah
terbatas. Jumlah arus dari 3 phasa dijumlahkan lagi dengan arus
yang dideteksi trafo arus pada penghantar pentanahan titik netral
generator. Relai hubung tanah terbatas merupakan relai
diferensial khusus untuk gangguan hubung tanah.
4) Relai rotor hubung tanah
Hubung tanah pada rangkaian rotor, yaitu hubung singkat antara
konduktor rotor dengan badan rotor dan dapat menimbulkan
getaran (vibrasi) berlebihan pada generator.
Karena sirkuit rotor adalah sirkuit arus searah, maka relai rotor
hubung tanah pada prinsipnya merupakan relai arus lebih untuk
arus searah.
5) Relai penguatan hilang
Penguatan yang hilang dapat menimbulkan panas berlebihan
pada kepala kumparan stator dan lemahnya sistem penguatan
pada generator sinkron dan dapat menyebabkan generator
menjadi lepas dari hubungan sinkron dengan generator lainnya.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 113
Dalam keadaan lepas sinkron, generator yang penguatannya lemah
masih diberi kopel pemutar oleh mesin penggerak sehingga
generator ini berubah menjadi generator asinkron.
Akibatnya terjadi panas berlebihan pada rotor generator sinkron
karena tidak direncanakan untuk beroperasi asinkron dan harus
dicegah oleh relai penguatan hilang. Prinsip kerja relai ini adalah
mengukur impedansi kumparan stator generator. Dalam keadaan
penguatan hilang, impedansi kumparan stator akan terukur kecil dan
relai penguatan hilang akan bekerja.
6) Relai tegangan lebih.
Tegangan lebih dapat terjadi jika generator berbeban kemudian
pemutusan tenaganya (PMTnya) trip karena salah satu atau
beberapa relai bekerja.
Tegangan lebih dapat merusak isolasi generator termasuk dan
isolasi kabel penghubung. Harus dicegah dengan menggunakan relai
tegangan lebih.
Prinsip kerjanya adalah mendeteksi tegangan antar phasa melalui
transformator tegangan. Apabila tegangan melampaui batas tertentu,
maka relai akan men-trip PMT generator dan PMT medan penguat
(magnet) generator.
M. Perlindungan Terhadap Petir
Pusat pembangkit listrik umumnya dihubungkan dengan saluran udara
transmisi yang menyalurkan tenaga listrik ke pusat-pusat konsumsi
tenaga listrik, yaitu gardu-gardu induk (GI).
Saluran udara rawan terhadap sambaran petir yang menghasilkan
gelombang berjalan (surja tegangan) yang dapat masuk ke pusat
pembangkit listrik. Oleh karena itu, dalam pusat listrik harus ada lightning
arrester (penangkal petir) yang berfungsi menangkal gelombang berjalan
dari petir yang akan masuk ke instalasi pusat pembangkit listrik.
Gelombang berjalan juga dapat berasal dari pembukaan dan penutupan
pemutus tenaga (switching). Pada sistem Tegangan Ekstra Tinggi (TET)
yang besarnya di atas 350 kV, surja tegangan yang disebabkan oleh
switching lebih besar dari pada surja petir. Saluran udara yang keluar dari
pusat pembangkit listrik merupakan bagian instalasi pusat pembangkit
listrik yang paling rawan sambaran petir dan karenanya harus diberi
lightning arrester. Selain itu, lightning arrester harus berada di depan
setiap transformator dan harus terletak sedekat mungkin dengan
114 Pembangkitan Tenaga Listrik
transformator. Hal ini perlu karena pada petir yang merupakan
gelombang berjalan menuju ke transformator akan melihat transformator
sebagai suatu ujung terbuka (karena transformator mempunyai isolasi
terhadap bumi/tanah) sehingga gelombang pantulannya akan saling
memperkuat dengan gelombang yang datang.
Berarti transformator dapat mengalami tegangan surja dua kali besarnya
tegangan gelombang surja yang datang. Untuk mencegah terjadinya hal
ini, lightning arrester harus dipasang sedekat mungkin dengan
transformator. Lightning arrester bekerja pada tegangan tertentu di atas
tegangan operasi untuk membuang muatan listrik dari surja petir dan
berhenti beroperasi pada tegangan tertentu di atas tegangan operasi
agar tidak terjadi arus pada tegangan operasi, dan perbandingan dua
tegangan ini disebut rasio proteksi arrester.
Tingkat isolasi bahan arrester harus berada di bawah tingkat isolasi
bahan transformator agar apabila sampai terjadi flashover, maka
flashover diharapkan terjadi pada arrester dan tidak pada transformator.
Transformator merupakan bagian instalasi pusat listrik yang paling mahal
dan rawan terhadap sambaran petir, selain itu jika sampai terjadi
kerusakan transformator, maka daya dari pusat listrik tidak dapat
sepenuhnya disalurkan dan biayanya mahal serta waktu untuk perbaikan
relatif lama.
Salah satu perkembangan dari lightning arrester adalah penggunaan
oksida seng Zn02 sebagai bahan yang menjadi katup atau valve arrester.
Dalam menentukan rating arus arrester, sebaiknya dipelajari statistik petir
setempat. MisaInya apabila statistik menunjukkan distribusi probabilitas
petir yang terbesar adalah petir 15 kilo Ampere (kA), maka rating arrester
diambil 15 kilo Ampere.
Gambar II.103 menunjukkan konstruksi sebuah lightning arrester buatan
Westinghouse yang menggunakan celah udara (air gap) di bagian atas.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 115
Gambar II.103
Konstruksi sebuah lightning arrester buatan Westinghouse
yang menggunakan celah udara (air gap) di bagian atas
Gambar II.104
Lightning Arrester Tegangan Rendah
Untuk Dipasang di Luar Gedung
Arrester ini bisa dipasang pada bangunan gedung atau di dekat alat yang
perlu dilindungi misalnya pada komputer. Alat yang dilindungi perlu tidak
saja dilindungi terhadap sambaran petir secara langsung, tetapi juga
terhadap sambaran tidak langsung yang menimbulkan induksi.
116 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.105
Lightning Arrester Tegangan Rendah untuk Dipasang di dalam Gedung
N. Proteksi Rel (Busbar)
Rel (busbar) pada pusat listrik merupakan bagian instalasi yang vital,
artinya apabila terjadi gangguan atau kerusakan pada rel akibatnya akan
besar bagi operasi pusat listrik yang bersangkutan karena daya menjadi
tidak dapat disalurkan. Apabila kejadian seperti ini terjadi pada pusat
listrik yang besar dalam sistem interkoneksi, maka hal ini dapat
mengganggu seluruh sistem interkoneksi. Oleh karena itu, gangguan
apalagi kerusakan pada rel harus sedapat mungkin dihindarkan. Di lain
pihak, rel yang keadaannya terbuka, rawan terhadap polusi debu atau
uap air laut untuk pusat listrik yang terletak di tepi pantai. Pusat listrik
yang besar umumnya terletak di tepi pantai karena membutuhkan air
pendingin dalam jumlah yang besar dan juga memerlukan pasokan
bahan bakar dalam jumlah besar di mana transportasi yang ekonomis
dilakukan dengan kapal laut.
Mengingat hal tersebut di atas, maka harus ada langkah-langkah
proteksi/perlindungan bagi rel agar tidak terjadi gangguan, yaitu dengan:
1. Memasang kawat petir yang mempunyai sudut perlindungan yang
cukup terhadap rel (kurang dari 300C).
2. Memasang lightning arrester untuk saluran udara dan transformator
dengan jarak yang cukup dekat.
3. Melakukan pentanahan/ pembumian yang baik bagi semua struktur
logam.
4. Memberi pagar yang rapat di sekeliling rel agar tidak ada binatang
yang dapat masuk yang mungkin dapat menimbulkan gangguan,
seperti: ayam, kambing, ular, dan sapi.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 117
Jika sampai terjadi gangguan pada rel, maka proteksi yang khusus
memproteksi rel adalah relai busbar protection. Prinsip kerjanya seperti
relai diferensial yang mengukur selisih arus yang masuk dan keluar rel
(busbar). Dalam keadaan ada gangguan di rel, selisih arus nilainya 0
sehingga relai akan bekerja membuka semua PMT yang berhubungan
dengan rel yang terganggu tersebut.
O. Instalasi Penerangan Bagian Vital
Penerangan pada pusat pembangkit listrik sangat penting, tanpa ada
penerangan, maka jalannya operasi pusat listrik akan terganggu.
Sehingga harus ada langkah-langkah konkrit dan maksimal agar
pasokan daya untuk instalasi penerangan sedapat mungkin tidak pernah
padam.
Langkah-langkah tersebut adalah:
1) Pasokan daya untuk instalasi penerangan diambil dari transformator
pemakaian sendiri, bukan dari transformator unit pembangkit
sehingga apabila unit pembangkit dihentikan atau mengalami
gangguan, maka pasokan daya untuk instalasi penerangan tidak
terganggu.
2) Menyediakan unit pembangkit darurat (bagi instalasi penerangan dan
bagi keperluan lain yang vital seperti komputer untuk operasi).
3) Menyediakan instalasi listrik arus searah untuk sebagian penerangan
yang sangat penting dengan menggunakan lampu arus searah.
Selain pasokan daya untuk penerangan yang memerlukan pasokan
handal, bagian lain yang juga memerlukan pasokan daya handal adalah
komputer untuk operasi, sistem proteksi termasuk pengencangan pegas
switchgear PMT. Pada PLTU harus ada pasokan listrik arus searah yang
digunakan untuk input motor arus searah yang digunakan memutar poros
turbin uap pada saat mulai berputar.
Hal ini diperlukan apabila terjadi gangguan besar yang menyebabkan
semua unit trip dan pasokan daya dari luar pusat listrik hilang dan juga
akan menyebabkan berhentinya poros turbin uap yang sebelumnya
berbeban (suhunya ratusan derajat Celcius) sehingga akan menjadi
bengkok apabila mendingin (mengkerut) tanpa diputar.
Arus searah dari baterai aki juga diperlukan untuk sarana telekomunikasi
yang banyak digunakan pada saat tejadi gangguan. Oleh karena itu,
sebaiknya ada unit pembangkit darurat kecil yang dapat dan perlu
dioperasikan pada waktu terjadi gangguan besar, paling sedikit dapat
untuk melayani keperluan di atas termasuk untuk mengisi baterai aki.
118 Pembangkitan Tenaga Listrik
P. Instalasi Telekomunikasi
Telekomunikasi merupakan sarana operasi yang sangat penting bagi
pusat listrik, terutama jika pusat listrik bekerja dalam sistem interkoneksi.
Sarana telekomunikasi yang biasa digunakan dalam pusat pembangkit
listrik adalah:
1. Telepon umum, termasuk: Faximile, telex, dan electronic mail.
2. Power line carrier, untuk komunikasi suara dan untuk pengiriman
data, termasuk untuk proteksi sistem.
3. Serat optik yang dapat mengambil alih fungsi telepon umum maupun
power line carrier.
Jika pusat listrik beroperasi pada sistem interkoneksi, maka komunikasi
operasional antara pusat listrik dengan pusat pengatur beban (operator
system) sangat penting. Jika alat supervisi sistem atau yang lazimnya
disebut sebagai supervisory control and data aquisition (SCADA) dari
pusat pengatur beban menggunakan komputer, maka pada pusat listrik
harus ada microprocessor yang dapat berkomunikasi dengan komputer
SCADA. Microprocessor ini dilengkapi dengan berbagai modem dan
peripherial yang disebut remote terminal unit (RTU).
RTU mencatat berbagai data dan kejadian dari pusat listrik untuk
dilaporkan ke komputer SCADA yang ada di pusat pengatur beban. Pusat
pengatur beban melalui komputer SCADA dapat meminta data dan
informasi berbagai kejadian yang dialami pusat listrik. Pusat pengatur
beban juga dapat mengirim sinyal pengaturan ke pusat listrik, misalnya
sinyal untuk membuka atau menutup PMT atau sinyal untuk mengatur
beban unit pembangkit dalam rangka pembagian beban yang ekonomis
dan atau dalam rangka pengaturan sistem frekuensi.
Power Line Carrier (PLC) adalah sistem telekomunikasi yang
menggunakan saluran transmisi sebagai media pengiriman sinyal.
Modulasi yang digunakan adalah amplitude modulation single side band
(AMSSB) dengan frekuensi carrier (pembawa) sekitar 4,00 kilo Hertz.
Prinsip keda telekomunikasi PLC ini digambarkan secara skematik oleh
Gambar II.106.
Hubungan sirkuit telekomunikasi dari pesawat SSB ke dalam saluran
tegangan tinggi dilakukan melalui kapasitor penghubung (coupling
capacitor) setelah terlebih dahulu melalui line matching unit (LMU) untuk
menghasilkan daya maksimal. Untuk mencegah sinyal telekomunikasi
yang berfrekuensi jauh di alas frekuensi tenaga listrik (50 Hertz) masuk
ke dalam sirkuit pengukuran tenaga listrik, maka pada ujung saluran
tegangan finggi di GI sebelum masuk ke alat ukur tenaga listrik dipasang
kumparan yang dalam bahasa Inggris disebut wave trap.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 119
Power line carrier (PLC) umumnya mempunyai channel untuk komunikasi
dan channel untuk data. Channel biasanya digunakan untuk SCADA dan
intertripping relai proteksi.
Remote terminal unit (RTU) seperti digambarkan oleh Gambar II.107
terdiri dari microprocessor yang dilengkapi dengan read only memory
(ROM) dan random access memory (RAM).
Keterangan:
TX = Transmitter dalam Unit SSB; RX = Receiver dalam Unit SSB;
LMU = Line Matching Unit
Di bagian input ada analog input yang berasal dari transformator arus dan
transformator tegangan setelah terlebih dahulu melalui transducer dan
analog to digital converter. Sedangkan di bagian digital input sinyal
berasal dari posisi pemutus tenaga (PMT) membuka atau menutup. Di
bagian output RTU ada analog output untuk mengatur posisi governor
unit pembangkit. Sedangkan digital output-nya adalah untuk membuka
atau menutup PMT.
Hubungan antara RTU dengan komputer SCADA dilakukan melalui
modem telekomunikasi yang berhubungan dengan saluran
telekomunikasi. Saluran telekomunikasi dapat berupa saluran tersebut
dalam butir a, b, dan c pasal ini.
􀂃 Teknologi terakhir cenderung menggunakan serat optik yang
umumnya dimiliki perusahaan listrik dan dipasang dalam kawat petir
yang ada di alas saluran transmisi. Penggunaan saluran fiber
memberi keuntungan karena jumlah channel-nya dapat lebih banyak
daripada saluran power line carrier.
Gambar II.106
Skematik prinsip kerja PLC
120 Pembangkitan Tenaga Listrik
􀂃 Namun akhir-akhir sedang ada riset untuk dapat memanfaatkan
sistem power line carrier bagi jangkauan yang lebih luas, yaitu dapat
memasuki jaringan distribusi sampai ke rumah pelanggan listrik. Jika
hal ini tercapai, maka jaringan tenaga fistrik dapat juga berupa
jaringan telekomunikasi dan jaringan sistem informasi.
Lebih lanjut uraian mengenai sistem telekomunikasi dibahas pada
Bab XII.
Gambar II.107
Diagram blok remote terminal unit (RTU)
Keterangan:
TA = Transformator Arus; TT = Transformator Tegangan; A/D = Analog to Digital
Converter; D/A = Digital to Analog Converter; AO = Analog Output; D = Digital Input -
Output Unit; ROM = Read Only Memory; RAM = Random Access Memory; T =
Transducer
Keterangan:
T = Transformator;
G = Generator;
A, B, C = Contoh-contoh lokasi gangguan
Gambar II.108
Contoh dari sebuah PLTU yang berdiri sendiri dengan 3 unit
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 121
Gangguan hubung singkat disebabkan karena terjadi hubung singkat
dalam satu bagian sistem. Bagian yang paling banyak mengalami
gangguan adalah saluran udara. Gangguan hubung singkat menimbulkan
arus hubung singkat yang besar dan harus diperhitungkan dalam
merencanakan instalasi. khususnya dalam menentukan spesifikasi teknis
pemutus tenaga (PMT).
Q. Arus Hubung Singkat
Gambar II.108 menunjukkan contoh dari sebuah PLTU yang berdiri
sendiri dengan 3 unit pembangkit yang sama: 3 x 80 MVA. Masingmasing
unit memiliki transformator penaik tegangan ke 150 kV dengan
kapasitas 80 MVA. Dari rel 150 kV ada 4 buah saluran keluar dan ada
pasokan transformator pemakaian sendiri yang menurunkan tegangan ke
20 kV dan mempunyai kapasitas 25 MVA. Hubungan transformator
penaik tegangan adalah A-Y (segitiga-bintang) dan transformator
pemakaian sendiri adalah YY (bintang-bintang).
Karena ada 3 buah generator yang paralel, maka arus hubung singkat
yang melalui PMT transformator pemakaian sendiri untuk gangguan di
titik adalah 3 kalinya.
Perhitungan arus hubung singkat seperti di atas didasarkan atas
gangguan simetris 3 phasa, karena dianggap gangguan ini yang
menghasilkan arus hubung singkat terbesar. Tetapi gangguan yang
paling sering terjadi adalah gangguan satu phasa ke tanah, khususnya
pada saluran udara. Oleh karena itu, ada baiknya juga dilakukan
pengecekan besarnya arus hubung singkat untuk gangguan satu phasa
ke tanah khususnya di dekat pusat listrik besar yang transformator penaik
tegangannya mempunyai titik netral yang ditanahkan secara langsung,
karena dalam hal yang demikian, ada kemungkinan arus hubung singkat
satu phasa ke tanah lebih besar daripada arus hubung singkat 3 phasa.
Pada hari-hari libur beban sistem rendah, unit-unit pembangkit banyak
yang tidak dioperasikan ada kemungkinan arus hubung singkat menjadi
turun dan tidak cukup untuk mengoperasikan relai apabila terjadi
gangguan. Untuk mencegah kegagalan kerja relai, bila perlu diadakan
penyetelan relai untuk arus hubung singkat yang lebih rendah.
Ada juga yang dipasang reaktor secara seri dengan alat tertentu,
misaInya transformator untuk membatasi arus hubung singkat.
Pembatasan arus hubung singkat di jaringan distribusi atau di instalasi
pemakaian sendiri pusat listrik juga dapat dilakukan dengan tidak
mengoperasikan paralel transformator di gardu induk (GI) atau
122 Pembangkitan Tenaga Listrik
transformator pemakaian sendiri (bila lebih dari 1) pada pusat pembangkit
listrik.
Spesifikasi PMT harus memperhatikan besarnya arus hubung singkat
yang harus diputusnya dan juga harus memperhitungkan kemampuan
thermis-nya dalam arti berapa lama PMT dapat dilalui oleh arus hubung
singkat yang harus diputusnya. Hal ini berkaitan dengan penyetelan
waktu tunda (time delay) relai.
R. Pengawatan Bagian Sekunder
Pengawatan sekunder menggambarkan sirkuit listrik yang ada di sisi
sekunder transformator arus dan transformator tegangan di sisi tegangan
rendah. Arus dan tegangan yang berasal dari transformator arus dan
transformator tegangan selain digunakan untuk pengukuran juga
digunakan untuk mengoperasikan relai untuk guna keperluan proteksi.
Relai kemudian menutup kontak-kontak dalam sirkuit arus searah dari
baterai aki untuk men-trip PMT dan menyalakan lampu indikator serta
membunyikan alarm.
Gambar II.109 menggambarkan pengawatan sekunder dari suatu
penyulang (saluran keluar) yang diproteksi oleh relai arus lebih dan relai
gangguan hubung tanah.
Keterangan:
Transformator Arus; TT = Transformator Tegangan; PMT = Pemutus Tenaga; OCR =
Relai Arus Lebih; GFR = Relai Gangguan Tanah; TC = Trip Coil; CC = Closing Coil; MA =
Magnetic Alarm ; ---- = hubungan mekanis; K3 dan K9 normally open.
Gambar II.109
Pengawatan Sekunder dari Suatu Penyulang yang diproteksi Relai Arus
Lebih dan Relai Gangguan Hubung Tanah
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 123
Apabila ada gangguan arus lebih, maka relai OCR bekerja dan menutup
kontak KI sehingga trip coil TC bekerja men-trip PMT. Apabila timbul
gangguan hubung tanah, di mana relai GFR bekerja dan menutup kontak
K2. Kontak K3 digunakan untuk men-trip PMT secara manual melalui
pemberian arus ke trip coil TC.
Kontak K9 digunakan untuk memasukkan PMT melalui pemberian arus ke
closing coil CC. Apabila PMT masuk, maka mekanisme PMT akan
menutup kontak K4 untuk memungkinkan trip coil TC bekerja dan
menutup kontak K5 untuk menyalakan lampu merah yang merupakan
sinyal bahwa PMT masuk.
Apabila PMT trip, maka keadaan kontak-kontak karena adanya hubungan
mekanis dengan PMT menjadi:
􀁸 Kontak K4 membuka untuk menghentikan/memutus arus yang lewat
trip coil TC agar trip coil tidak terbakar.
􀁸 Kontak K5 membuka untuk mematikan lampu merah.
􀁸 Kontak K6 menutup untuk menyalakan lampu hijau yang merupakan
sinyal bahwa PMT terbuka.
􀁸 Kontak K7 menutup untuk memungkinkan closing coil CC bekerja
apabila kontak K9 ditekan. Kontak K8 menutup untuk membunyikan
alarm sebagai tanda bahwa PMT trip. Kontak K8 harus dapat direset,
artinya dapat dibuka secara mekanis tanpa mengganggu kedudukan
kontak lainnya dan setelah direset untuk mematikan alarm, posisinya
harus siap bekerja kembali apabila PMT trip lagi.
Kontak reset terdiri dari poros dan dua buah batang penggerak. Batang
penggerak I digerakkan oleh tombol sedangkan batang penggerak 2
digerakkan oleh magnetic alarm MA yang dihubungkan seri dengan
Closing Coil CC. Setiap batang penggerak mempunyai tonjolan yang
akan menyeret tonjolan. Tonjolan a dan c diseret oleh tonjolan batang
penggerak 1. Tonjolan b dan d diseret oleh tonjolan batang penggerak 2.
Uraian ini menggambarkan fungsi batang-batang penggerak, yaitu:
Batang penggerak 1 berfungsi menutup Kontak K10 agar siap
membunyikan alarm bersamaan dengan pemasukkan PMT oleh closing
coil CC magnetic alarm MA yang menggerakkan batang penggerak
1 dihubungkan seri dengan closing coil CC Batang penggerak 2 berfungsi
membuka Kontak K10 dan digerakkan oleh tombol reset secara manual
untuk memberhentikan alarm setelah PMT mengalami trip ataupun
dibuka secara manual. Secara fisik kontak-kontak K4, K5, K6, K7, dan K8
merupakan kontak-kontak bantu PMT yang letaknya pada PMT tersebut.
Sedangkan kontak-kontak lain letaknya pada panel yang cukup jauh (bisa
mencapai jarak beberapa puluh meter) dari PMT. Oleh karena itu, kabel
untuk pengawatan sekunder juga cukup panjang dan berkelok-kelok.
124 Pembangkitan Tenaga Listrik
Untuk mencegah terjadinya salah penyambungan, maka kabel
pengawatan sekunder diberi nomor dan harus ada gambar pengawatan
sekunder yang jelas. Gambar pengawatan sekunder sangat diperlukan
untuk melakukan pemasangan dan pengujian relai dan PMT. Kumparan
TC dan kumparan CC terletak pada PMT. Sedangkan kumparan MA
berada dalam panel.
Dari uraian di atas tampak bahwa keandalan pasokan arus searah sangat
menentukan keberhasilan sistem proteksi. Kegagalan sistem proteksi
sangat berbahaya karena arus hubung singkat yang terjadi sewaktu
gangguan tidak diputus oleh PMT sehingga dapat timbul pemanasan
yang berlebihan pada peralatan yang dilalui hubung singkat yang besar
ini. Akibatnya alat-alat ini bisa meleleh, bahkan PMT bisa meledak dan
menimbulkan kebakaran.
Gambar II.110
Prinsip kerja kontak reset
Keandalan pasokan arus searah tidak semata-mata tergantung kepada
kondisi baterai aki saja, tapi juga kondisi pengawatan sekunder yang
dilalui arus searah. Tidak boleh ada kontak yang lepas dan juga tidak
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 125
boleh ada hubung singkat. Karena hubung singkat kebanyakan dimulai
dengan terjadinya hubung tanah terlebih dulu dan instalasi baterai aki
sebaiknya ditanahkan. Dengan pentanahan ini diharapkan agar
gangguan hubung tanah pada sirkuit arus searah dapat dideteksi oleh
relai gangguan hubung tanah (G) atau oleh sekring lebur.
Dalam praktik, pengawatan sekunder untuk arus searah dilaksanakan
dengan menggunakan kabel yang menempel pada dinding panel kontrol
atau panel proteksi.
Pada panel yang sama mungkin juga ditempelkan pengawatan sekunder
arus bolak-balik 380/220 V, misal untuk keperluan penerangan. Dalam
hal demikian perlu pengawasan ekstra, jangan sampai tegangan bolakbalik
yang melalui kebocoran isolasi menempel pada dinding panel
akhirnya masuk ke sistem tegangan searah yang akhirnya dapat merusak
baterai aki.
S. Cara Pemeliharaan
Pemeliharaan bertujuan mempertahankan efisiensi, keandalan, dan umur
ekonomis. Dalam perkembangannya, pemeliharaan dilaksanakan
sebagai berikut:
1. Pemeliharaan rutin bila ada gangguan atau kerusakan. Cara ini masih
dapat digunakan terhadap alat yang peranannya dalam operasi tidak
penting.
2. Pemeliharaan periodik. Pemeliharaan dilakukan berdasarkan jangka
waktu tertentu berdasarkan buku petunjuk pabrik atau statistik
kerusakan atau statistik gangguan.
3. Pemeliharaan prediktif (predictive maintenance).
Cara ini sekarang banyak dikembangkan. Cara ini dilakukan berdasarkan
pengamatan beberapa data kemudian dilakukan analisis atas data ini
untuk menentukan kapan perlu dilakukan pemeriksaan atau
pemeliharaan suatu. alat. Data yang digunakan untuk analisis
pemeliharaan prediktif adalah:
a. Tahanan isolasi.
b. Getaran poros.
c. Suhu kumparan dan suhu bantalan.
d. Kandungan kotoran (impurities) pada minyak isolasi (minyak
transformator, minyak PMT).
e. Hasil pengamatan dengan sinar inframerah.
f. Hasil pengamatan dengan sinar ultraviolet yang dapat mendeteksi
adanya kotoran dan partial discharge.
126 Pembangkitan Tenaga Listrik
g. Khusus untuk pemeliharaan ptediktif pada transformator diperlukan
tambahan dari hasil pengamatan
Saat ini sedang dikembangkan berbagai "self diagnostic" program yang
banyak digunakan untuk pemeliharaan prediktif
4. Bagian Instalasi yang Harus dipelihara
Bagian-bagian instalasi yang harus dipelihara agar kontinuitas suplai
listrik tenaga, yaitu generator, motor listrik, transformator, pemutus
tenaga, baterai aki, titik pentanahan, dan sistem proteksi.
a) Generator.
Generator yang tidak mempunyai sistem pendinginan tertutup banyak
mendapat debu yang menempel pada isolasi stator maupun rotor.
Apalagi bila lingkungannya basah, tahanan isolasinya dapat cepat turun,
terutama bila generator tersebut sering berhenti sehingga tidak terjadi
pemanasan. Untuk itu, isolasi stator dan rotor perlu diukur dan jika
hasilnya terlalu rendah, maka perlu dilakukan pembersihan isolasi.
Generator yang pendinginannya dengan udara, atau gas hidrogen tetapi
tertutup melalui penukar panas, maka selain isolasi stator dan rotor
diukur tahanannya, juga suhu udara atau suhu gas hidrogen perlu diukur
dan penukar panasnya perlu dibersihkan.
b) Motor listrik.
Persoalannya sama dengan generator yang pendinginannya dengan
udara. sirkuit terbuka.
c) Transformator.
Selain isolasi kumparan juga kekotoran minyak perlu diperiksa dan juga
kandungan air dan kandungan asamnya.
d) Pemutus tenaga dan saklar-saklar.
Kualitas media isolasinya perlu diperiksa, bila perlu, media isolasinya
ditambah atau diganti. Selain kontaknya perlu diperiksa apakah masih
serempak dan apakah ada gerakan kontak rusak.
e) Baterai aki.
Tegangan setiap sel perlu diperiksa untuk mengetahui ada tidaknya sel
yang rusak, jika perlu dilakukan penggantian. Kualitas elektrolitnya juga
perlu dicek, bila perlu dilakukan penambahan atau penggantian.
f) Semua kontak sambungan.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 127
Kontak sambungan dari semua bagian instalasi listrik perlu diperiksa
termasuk dari peralatan tersebut di atas karena kontak sambungan
merupakan kelemahan instalasi listrik. Pemeriksaan dapat dilakukan
dengan sinar inframerah.
g) Titik pentanahan.
Semua titik pentanahan dalam instalasi listrik perlu dijaga agar
tahanannya tidak melebihi 4 ohm. Hal ini diperlukan demi keselamatan
manusia yang ada di sekitar instalasi listrik.
h) Sistem proteksi.
Sistem proteksi, khususnya relai-relai, perlu dicek dan dijaga agar
berfungsi secara benar.
i) Sambungan listrik.
Dalam instalasi listrik, sambungan listrik merupakan salah satu titik lemah
(sering menjadi sumber gangguan). Sambungan listrik dibagi menjadi 2
kategori, yaitu:
a. Sambungan antara saluran dengan sebuah alat, misalnya antara
kabel dengan motor listrik.
b. Sambungan antara saluran dengan saluran, misalnya antara. kabel
dengan kabel, atau antara saluran udara, dengan saluran udara.
Pada sambungan kategori (a) antara saluran dengan suatu alat (misalnya
sambungan kabel dengan motor listrik) umumnya dilakukan dengan
menggunakan sepatu kabel pada ujung kabel yang kemudian dijepit pada
klem motor berupa baut dan mur penjepit. Sambungan ini harus secara
periodik dikontrol dan bila perlu dibersihkan serta. dikeraskan kembali
agar kontak sambungannya tetap baik, jangan sampai kontaknya kendur
dan menimbulkan gangguan.
Pada sambungan antara saluran dengan saluran, (misalnya antara kabel
dengan kabel) umumnya dilakukan dengan menggunakan pipa
penyambung (jointing sleeve). Pada sambungan tegangan rendah, pipa
penyambung ini kemudian cukup dibalut dengan pita isolasi dan
diletakkan dalam kotak sambungan. Tetapi untuk sambungan antara
2 kabel tegangan tinggi, misalnya antara dua ujung kabel 20 kV,
penyambungan memerlukan keahlian yang lebih tinggi. Pekerjaan ini
harus dilakukan oleh petugas yang dilatih khusus untuk mengerjakan
penyambungan kabel tegangan tinggi yang dalam bahasa Inggris disebut
cable jointer. Pekerjaan penyambungan kabel tegangan tinggi
memerlukan ketelitian dan kebersihan dalam pelaksanaannya.
128 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pada saluran listrik yang terbuka, baik tegangan rendah maupun
tegangan tinggi, penyambungan atau pencabangan umumnya dilakukan
dengan klem khusus. Klem ini ada yang menggunakan cara pengikatan
dengan mur dan baut, ada pula yang menggunakan cara penjepitan
dengan tekanan yang dalam bahasa Inggris disebut compression joint.
Dalam instalasi listrik banyak digunakan peralatan terutama konduktor
yang dibuat dari tembaga maupun dari aluminium, tetapi tembaga lebih
berat daripada aluminium, begitu pula harganya umumnya lebih mahal
daripada aluminium. Oleh karena itu, tidak dapat dihindarkan terjadinya
pertemuan/ penyambungan konduktor atau terminal alat yang terbuat dari
tembaga dengan konduktor yang terbuat dari aluminium. Titik temu atau
titik sambung antara tembaga dengan aluminium harus diperhatikan
secara khusus karena bila disambung tanpa alat khusus, sambungan ini
akan mengalami korosi dan akhimya menimbulkan gangguan.
Penyambungan ini harus dilakukan dengan menggunakan klem khusus
yang disebut klem bimetal. Di jaringan tegangan rendah, penyambungan
konduktor tembaga dengan konduktor aluminium sering dilakukan
dengan menggunakan klem aluminium yang ditutup dengan tutup gemuk
(grease) pencegah korosi, kemudian ditutup dengan tutup plastik untuk
mencegah gemuk tersebut hilang akibat siraman air hujan.
T. Perkembangan Isolasi Kabel
1. Kabel Tegangan Rendah.
Dalam pusat listrik terdapat kabel tegangan rendah untuk menyalurkan
daya dan kabel tegangan rendah untuk keperluan pengawatan sekunder
dan untuk keperluan kontrol.
Kabel tegangan rendah untuk penyaluran daya ada yang mempunyai
luas penampang konduktor 2,5 mm2 (terbuat dari tembaga) sampai luas
penampang 150 mm2 (terbuat dari tembaga ataupun aluminium) di mana
yang mempunyai penampang 2,5 mm2 digunakan untuk keperluan lampu
penerangan sedangkan yang mempunyai luas penampang di atas 10
mm2 (terbuat dari tembaga) digunakan untuk motor-motor listrik. Kabel
aluminium dengan penampang sampai 150 mm2 umumnya digunakan
sebagai kabel sisi tegangan rendah transformator pemakaian sendiri.
Semua kabel penyalur daya, terutama, yang melalui tempat terbuka,
harus diperhitungkan terhadap tekanan mekanis dan bila perlu diletakkan
dalam saluran kabel (cable duct) atau dalam pipa. Hal ini perlu untuk
memperkecil risiko kebakaran karena, hubung singkat.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 129
Kabel tegangan rendah untuk pengawatan sekunder dan kontrol
umumnya dipasang dalam panel yang terlindung dan dalam saluran
kabel, tidak melalui tempat terbuka. Berdasarkan pertimbangan tersebut
di atas, maka isolasi kabel daya berbeda dengan isolasi kabel
pengawatan sekunder maupun kabel kontrol.
Dalam perkembangannya, isolasi kabel tegangan rendah dimulai dengan
isolasi yang terbuat dari karet. Sekarang banyak digunakan karet buatan
atau campuran karet alam dengan bahan kimia tertentu yang disebut
isolasi tipe protodur. Untuk kabel daya harus ada lapisan penguat,
terutama jika dipasang di dalam rumah, lapisan penguat ini biasanya
lapisan PVC (Poly Vynil Chlorida) dan pelat baja.
2. Kabel tegangan tinggi.
Kabel tegangan tinggi (di atas I kV) yang umumnya dipasang dalam
tanah, pada mulanya menggunakan isolasi kertas yang diresapi minyak
(oil impregnated). Untuk tegangan di atas 70 kV, digunakan minyak
bertekanan sebagai isolasi.
Dalam perkembangannya, banyak digunakan isolasi cross link
polyethylene yang dalam praktik sering disebut sebagai isolasi XLPE.
Kabel dengan isolasi XLPE sekarang telah bisa mencapai tegangan
operasi 400 W. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada pemakaian kabel
berisolasi XLPE adalah isolasi XLPE tidak tahan air dan sinar matahari.
Oleh karena, itu, kabel berisolasi XLPE perlu dilapisi isolasi PVC yang
kedap air sebagai pelindung luarnya. Di samping itu, isolasi XLPE tidak
tahan tegangan searah sebesar nilai nominal tegangan bolak-baliknya.
Dengan penggunaan kabel berisolasi XLPE, proses penyambungan
kabel menjadi lebih mudah dibandingkan proses penyambungan kabel
berisolasi kertas dengan resapan minyak maupun dengan kabel
berisolasi minyak bertekanan.
Ada 4 macam teknik penyambungan kabel berisolasi XLPE, yaitu:
􀂃 Teknik Moulding.
Kabel yang akan disambung secara mekanik dihubungkan terlebih
dahulu dalam kotak sambung. Kemudian dua cairan calon isolasi
dimasukkan ke dalam kotak sambung. Dua cairan setelah bercampur
dalam kotak sambung akan mengeras menjadi isolasi.
􀂃 Teknik Premolded.
Isolasi yang akan dipasang dalam kotak sambung telah dicetak terlebih
dahulu. Kemudian penyambungan konduktor kabel dilakukan dalam
kotak sambung dengan menuruti alur yang telah dibuat oleh isolasi
tersebut di atas.
130 Pembangkitan Tenaga Listrik
􀂃 Teknik panas sempit (heat shrink).
Isolasi berupa bahan tipis dan fleksibel diselongsongkan pada
konduktor kabel yang akan disambung. Selongsong isolasi ini
kemudian dipanasi dan setelah selesai pemanasan akan menyempit
lalu mencuram konduktor kabel bersangkutan. Kemudian sambungan
konduktor kabel diletakkan dalam kotak sambungan yang kedap air dan
kotak sambung ini berfungsi juga sebagai pelindung mekanis.
􀂃 Teknik Slip-on.
Konduktor kabel yang akan disambung dimasukkan ke dalam bahan
isolasi yang berlubang sesuai dengan ukuran konduktor kabel, melalui
proses slip-on dimasukkan secara "paksa" sehingga terjadi sambungan
yang kedap air. Kotak sambung berfungsi melindungi air, merendam
sambungan, dan melindungi sambungan ini terhadap tekanan mekanis.
Keempat teknik tersebut di atas dapat diterapkan pada pemasangan
kotak ujung kabel, yang berfungsi sebagai terminasi kabel.
Kotak sambung maupun kotak ujung (terminasi) kabel berisolasi XLPE
harus kedap air dan juga harus melindungi isolasi XLPE tersebut dari
sinar matahari. Air dan sinar matahari dapat menimbulkan karbonisasi
pada isolasi XLPE ini yang dalam bahasa Inggris disebut treeing effect,
yaitu timbulnya jalur-jalur berwama hitam (karbon) dalam bahan isolasi
XLPE.
Kabel untuk pengawatan sekunder maupun untuk keperluan kontrol
umumnya menggunakan isolasi protodur atau PVC, dan kabel ini
sebaiknya diberi macam-macam warna untuk memudahkan
identifikasinya yang berkaitan dengan fungsi kabel tersebut; misalnya
kabel untuk tegangan digunakan kabel yang berwama hijau, dan kabel
untuk arus digunakan yang berwama merah.
Jika suhu ruangan tempat kabel akan dipasang, baik kabel untuk daya
maupun kabel pengawatan sekunder dan kontrol, relatif tinggi
(misalnya di atas 500 C), maka perlu diperhatikan spesifikasi kabel yang
akan dipasang berkaitan dengan suhu tersebut. Bila perlu, gunakanlah
kabel khusus yang tahan api.
Gambar II.111 menunjukkan berbagai macam kabel, baik untuk penyalur
daya maupun untuk pengawatan sekunder dan kontrol.
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 131
Berbeda dengan kabel yang digunakan pada jaringan distribusi, kabel
penyalur daya pada pusat listrik umumnya kabel satu fasa dan isolasinya
dilindungi dengan lapisan PVC saja dan tidak perlu dilindungi pelat baja
(steel armouring). Hal ini dapat dilakukan karena di pusat listrik kabel
diletakkan dalam saluran kabel yang secara mekanis telah melindungi
kabel bersangkutan terhadap benturan mekanis. Pemilihan kabel satu
fasa adalah dari pertimbangan fleksibilitas pemasangan, karena jalannya
kabel dalam pusat listrik dan dari generator ke rel banyak melalui
tikungan bahkan pada tempat-tempat tertentu perlu dimasukkan ke dalam
pipa sebagai pelindung mekanisnya di bagian luar saluran kabel.
Pada jaringan distribusi yang ditanam dalam tanah, kabel yang tidak
banyak melalui tikungan tajam, sehingga ditanam langsung dalam tanah,
tanpa saluran dan karenanya kabel yang cocok dipakai adalah kabel tiga
fasa tetapi dengan pelindung mekanis berupa pelat baja selain lapisan
PVC yang kedap air.
Keadaan ini dapat mengganggu seluruh sistem, terutama jika
menyangkut generator yang besar dayanya bagi sistem. Selain itu,
keadaan asinkron akan menimbulkan pemanasan yang berlebihan pada
Gambar II.111
Berbagai macam kabel, baik untuk penyalur daya maupun
untuk pengawatan sekunder dan kontrol
132 Pembangkitan Tenaga Listrik
rotor generator sinkron sebagai akibat timbulnya arus pusar yang
berlebihan yang merupakan hasil induksi medan putar stator yang tidak
sinkron terhadap rotor.
Karena keadaan asinkron tidak dikehendaki, maka lanjutan dari busur
lingkaran BC "dipatahkan" menjadi lengkung CD.
Besar tekanan gas hidrogen, makin besar efek pendinginannya sehingga
dapat digunakan arus penguat yang lebih besar. Hal ini ditunjukkan oleh
lengkung yang memungkinkan pembangkitan daya reaktif yang lebih
besar.
U. Generator Asinkron
Pada PLTA dengan daya relatif kecil (kurang dari I% terhadap daya yang
dibangkitkan sistem) seringkali digunakan generator asinkron, yaitu motor
asinkron yang dimasukkan ke dalam sistem kemudian diputar oleh air
sehingga motor asinkron ini berputar lebih cepat daripada putaran
sinkronnya (mempunyai nilai slip). Pengoperasian ini tidak memerlukan
proses sinkronisasi sehingga memudahkan otomatisasi, dapat dari jauh,
dan tidak memerlukan operator (tidak dijaga). Jika ada gangguan, relai
pengaman akan men-trip PMT generator dan memberhentikan turbin
airnya. Apa yang terjadi dapat dilihat dari jauh (remote). Setelah dicek
dan aman, PLTA dapat dioperasikan kembali dari jauh maupun dekat
(setempat).
Generator dijadikan motor Start pada Turbin Gas
Untuk men-start turbin gas diperlukan daya mekanis untuk memutar
poros turbin dan juga poros dari generator agar didapatkan udara
bertekanan yang akan dicampur dengan bahan bakar dalam ruang bakar
yang selanjutnya akan dinyalakan agar menghasilkan gas hasil
pembakaran penggerak turbin sehingga akhirnya mekanis yang
diperlukan untuk men-start turbin tersebut di atas bisa berasal dari mesin
diesel yang akan menggunakan baterai aki atau dari motor listrik yang
disediakan kbusus untuk start juga pabrik yang mendesain turbin gas
yang menggunakan generator utamanya sebagai motor start.
Contoh adalah PLTGU buatan Siemens yang diagram satu garisnya
adalah seperti ditunjukkan oleh generator utama memberikan dayanya
kepada rel 150 W. Rel 6,6 kV adalah rel untuk alat-alat bantu penggerak
pompa air pendingin dan motor pengisi air ketel. Rel 400 Volt adalah rel
untuk sebagai alat bantu seperti: excitacy statis yang diperlukan sewaktu
start, adalah frekuensi statis yang diperlukan untuk men-start generator
sebagai motor start, men-start turbin gas dengan cara menjadikan
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 133
generator sebagai motor start, generator tersebut dengan kumparan
asinkron kemudian di-start sebagai motor asinkron. Pada proses start ini,
diberi pasokan 400 volt dengan frekuensi rendah yang diatur oleh SFC.
Setelah generator ini dari motor asinkron, frekuensinya secara bertahap
dinaikkan sehingga putaran generator terus mendekati putaran sinkron
kemudian diberi penguatan oleh SEE sehingga generator ini untuk paralel
dengan sistem. Setelah generator ini paralel dengan sistem, langkah
selanjutnya adalah menghidupkan pararel tersebut di atas, harus dijaga
agar tegangan 150 kV tidak bertabrakan dengan yang dapat dilakukan
dengan membuka PMT No. 1 terlebih dahulu sebelum PMT No. 2
1. Rekaman Kerja PMT
Pada hasil rekaman didapat butir-butir data dan gambar-gambar rekaman
dan tanggal serta jam (pukul) rekaman dilakukan. Seperti yang terlihat
pada Gambar II.114, perekaman didapatkan pada, tanggal 19 Juli 2002
pukul 19.46.
Gambar II.112
Diagram satu garis dari PLTGU di mana turbin gas di-start oleh generatornya
yang dijadikan motor start
Keterangan:
PMT=Pemutus Tenaga (CBI Circuit Breaker); SEE = Peralatan Excitacy Statis;
FC=Pengubah Frekuensi Statis; ST = Generator Turbin Uap; GT=Generator Turbin Gas
134 Pembangkitan Tenaga Listrik
Data dan gambar yang didapat adalah:
1. Test ldentification Data
Data yang menyangkut pembuat rekaman kerja PMT dan operator tidak
ditampilkan di sini, dengan harapan tidak melanggar etika bisnis.
Gambar II.113
Foto dari sebuah alat perekam kerja (untuk pengujian) PMT buatan Euro SMC
2. Test Configuration Data
Keterangan:
Operation: C-O-C atau Close-Open -Close. Ini artinya bahwa percobaan dilakukan
dengan mode tutup'(close), buka. (open), dan tutup (close). Durasi Waktu: 80-80-100-100
(milidetik).
Gambar II.114
Data Hasil Pengujian Pemutus Tenaga
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 135
Trigger (Pemicu): Operation, artinya hal ini dilakukan oleh alat
perekam ini dengan diprogram terlebih dahulu.
Record Length: 800 miliseconds. Artinya alat perekam ini bisa
melakukan perekaman selama 800 milidetik.
Rebound Time: 2 miliseconds. Rebound Time adalah waktu antara.
berhentinya (menjadi nolnya) arus dalam closing coil (dalam Gambar
II.114 ditunjukkan dengan Ic yang menjadi nol) saat menutupnya
kontak utama PMT, yaitu C3. Dalam kontak utama yang pertama
masuk adalah C3, ditunjukkan oleh garis tebal. Ic adalah arus dari
closing coil dan 10 adalah arus dari trip coil, dan auxiliary contacts;
misalnya kontak K5 dan kontak K6 untuk menyalakan lampu sinyal
merah dan lampu sinyal hijau).
3. Timing
Semua pengukuran waktu dinyatakan dalam milidetik. Ada tabel waktu
dari hasil rekaman yang disusun untuk kerjanya ketiga buah kontak
utama (dalam milidetik):
4. Arus Kumparan (arus searah)
5. Tahanan Kontak
6. Grafik-grafik
Alat perekam kerja PMT ini harus dihubungkan ke closing coil, trip coil,
serta kontak-kontak bantu PMT dengan memperhatikan pengawatan
sekunder PMT.
Hasil rekaman kerja PMT ini harus dianalisis dengan mengacu pada buku
petunjuk pemeliharaan PMT bersangkutan. Hal-hal yang perlu
diperhatikan adalah:
a. Waktu pembukaan PMT harus secepat mungkin, yaitu sekitar 3 cycle
atau 60 milidetik, untuk sistem dengan frekuensi 50 Hz. Dari grafik
Gambar II.114, tampak waktu pembukaan PMT adalah kira-kira 50
milidetik, yaitu sejak timbul 10 (arus trip coil) sampai PMT membuka
(garis tebal terputus).
b. Keserempakan pembukaan ketiga kontak utama; apabila tidak
serempak besar kemungkinan ada bagian kontak yang
pembukaannya terlambat akibat telah mengalami keausan yang
berlebihan
Pentanahan
Dalam sebuah instalasi listrik ada empat bagian yang harus ditanahkan
atau sering juga disebut dibumikan. Empat bagian dari instalasi listrik ini
adalah:
136 Pembangkitan Tenaga Listrik
a. Semua bagian instalasi yang terbuat dari logam (menghantar listrik)
dan dengan mudah bisa disentuh manusia. Hal ini perlu agar potensial
dari logam yang mudah disentuh manusia selalu sama dengan
potensial tanah (bumi) tempat manusia berpijak sehingga tidak
berbahaya bagi manusia yang menyentuhnya.
b. Bagian pembuangan muatan listrik (bagian bawah) dari lightning
arrester. Hal ini diperlukan agar lightning arrester dapat berfungsi
dengan baik, yaitu membuang muatan listrik yang diterimanya dari
petir ke tanah (bumi) dengan lancar.
Kawat petir yang ada pada bagian atas saluran transmisi. Kawat petir
ini sesungguhnya juga berfungsi sebagai lightning arrester. Karena
letaknya yang ada di sepanjang saluran transmisi, maka semua kaki
tiang transmisi harus ditanahkan agar petir yang menyambar kawat
petir dapat disalurkan ke tanah dengan lancar melalui kaki tiang
saluran transmisi.
Titik netral dari transformator atau titik netral dari generator. Hal ini
diperlukan dalam kaitan dengan keperluan proteksi khususnya yang
menyangkut gangguan hubung tanah.
Dalam praktik, diinginkan agar tahanan pentanahan dari titik-titik
pentanahan tersebut di atas tidak melebihi 4 ohm.
Secara teoretis, tahanan dari tanah atau bumi adalah nol karena luas
penampang bumi tak terhingga. Tetapi kenyataannya tidak demikian,
artinya tahanan pentanahan nilainya tidak nol. Hal ini terutama
disebabkan oleh adanya tahanan kontak antara alat pentanahan dengan
tanah di mana alat tersebut dipasang (dalam tanah). Alat untuk
melakukan pentanahan ditunjukkan oleh Gambar II.115.
Batang pentanahan tunggal (single grounding rod). Batang pentanahan
ganda (multiple grounding rod). Terdiri dari beberapa batang tunggal
yang dihubungkan paralel. Anyaman pentanahan (grounding mesh),
merupakan anyaman kawat tembaga. Pelat pentanahan (grounding
plate), yaitu pelat tembaga.
Tahanan pentanahan selain ditimbulkan oleh tahanan kontak tersebut di
atas juga ditimbulkan oleh tahanan sambungan antara alat pentanahan
dengan kawat penghubungnya. Unsur lain yang menjadi bagian dari
tahanan pentanahan adalah tahanan dari tanah yang ada di sekitar alat
pentanahan yang menghambat aliran muatan listrik (arus listrik) yang
keluar dari alat pentanahan tersebut. Arus listrik yang keluar dari alat
pentanahan ini menghadapi bagian-bagian tanah yang berbeda tahanan
jenisnya. Untuk jenis tanah yang sama, tahanan jenisnya dipengaruhi
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 137
oleh kedalamannya. Makin dalam letaknya, umumnya makin kecil
tahanan jenisnya, karena komposisinya makin padat dan umumnya juga
lebih basah.
Oleh karena itu, dalam memasang batang pentanahan, makin dalam
pemasangannya akan makin baik hasilnya dalam arti akan didapat
tahanan pentanahan yang makin rendah.
Gambar II.115
Empat Alat Pentanahan
Gambar II.116
Batang Pentanahan Beserta Aksesorinya
138 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar II.117
Batang Pentanahan dan Lingkaran Pengaruhnya
Tabel II.2
Tahanan jenis berbagai macam tanah serta tahanan pentanahan
Tampak bahwa makin dalam letaknya di dalam tanah sampai kedalaman
yang sama dengan kedalaman batang pentanahan, dan lingkaran
pengaruh ini makin dekat dengan batang pentanahan. Hal ini disebabkan
oleh adanya variasi jenis tanah seperti tersebut di atas. Tabel II.2
menunjukkan tahanan jenis berbagai macam tanah serta tahanan
pentanahan dengan berbagai aman dan apabila digunakan pita
pentanahan (grounding strip) dengan berbagai ukuran panjang: Untuk
memperoleh tahanan pentanahan di humus lembab batang
pentanahannya dipancang sedalam 5 m tetapi bila di pasir kering
kedalamannya harus 165 m. Cara mengukur tahanan tanah secara
umum adalah seperti yang ditunjukkan oleh Gambar II.118. Pada ini
tampak batang pentanahan yang akan diukur tahanan pentanahannya
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 139
ditanam paling kiri. Paling kanan adalah batang pembantu untuk
menyuntikkan arus dari alat pengukur tahanan pentanahan. Arus
kemudian mengalir kembali ke alat pengukur melalui batang pentanahan
dan kabel warna biru (paling kiri).
Gambar II.118
Cara mengukur tahanan pentanahan
Pengukuran dilakukan pada konduktor yang menghubungkan batang
pentanahan dengan alat yang ditanahkan oleh batang harus dilepas. Alat
pengukur ini mengukur tegangan antara batang pembantu yang ada di
tengah dan batang pentanahan. Selanjutnya alat pengukur ini akan
menghitung tahanan pentanahan menurut hukum Ohm. Pembukaan dan
penutupan saklar rangkaian listrik bisa dilakukan dengan pulsa digital
karena hanya memerlukan dua macam posisi, yaitu membuka atau
menutup. Tetapi pembukaan dan penutupan sudu jalan dari air yang
dilakukan melalui pengaturan sekunder governor memerlukan gerakan
analog sehingga didapat pengaturan yang halus.
Gambar II.119
Penggunaan Transformator Arus Klem
140 Pembangk itan Tenaga Listrik
Keterangan:
M.L = Motor Listrik; Katub Satu Arah; I Ke Mesin Diesel untuk Start, 2 Ke Emergency Stop
unit yang ada.
Kontrol otomatis secara. penuh (full automatic control) telah banyak
dilakukan pada PLTA dan PLTG. PLTA dioperasikan secara otomatis dari
jarak jauh (remote) dengan menekan tombol start-stop saja bahkan
dengan tombol untuk mengatur daya yang dibangkitkan.
Dari segi perangkat lunak (software) umumnya instalasi kontrol dari pusat
listrik dilengkapi dengan program sebagai berikut:
a. Data Acquisition
Program ini menyelenggarakan pengumpulan dan penyajian data dan
inforimasi yang diinginkan.
b. Threshold Values
Program ini mengatur pemberian peringatan (warning) apabila ada
besaran yang melampaui nilai batas yang diperbolehkan.
c. Fault Recording
Program ini mencatat kejadian-kejadian yang tidak normal (gangguan)
dan memberikan analisisnya.
Program ini mencatat besaran-besaran tertentu yang berkaitan dengan
pemeliharaan, misalnya getaran dan suhu bantalan kemudian
menganalisis data ini dan selanjutnya memberikan rekomendasi
mengenai langkah pemeliharaan yang harus dilakukan.
e. Program Interupsi
Program interupsi memberikan prioritas untuk melakukan interupsi
terhadap proses pengambilan data karena ada hal yang urgent yang
perlu segera diberitahukan operator, misalnya kalau ada gangguan.
Gambar II.120
Bagan Instalasi Pneumatik (Udara Tekan) dari Sebuah PLTD
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 141
f. Program Automatic Control
Yaitu program untuk mengatur secara. otomatis besaran besaran tertentu
misalnya mengatur tekanan dan suhu uap pada PLTU.
Program untuk start dan stop secara otomatis serta pengaturan dayanya.
Instalasi kontrol juga berinteraksi dengan instalasi proteksi. Misalnya jika
PMT generator pada PLTU trip relai diferensial yang bekerja, instalasi
kontrol bersangkutan diberi tahu oleh instalasi proteksi kejadian ini,
kemudian instalasi kontrol ini melakukan langkah-langkah pengaturan.
yang diperlukan, program automatic control yang ada padanya (udara
tekan) dari sebuah PLTD. Katup satu arah bisa dibuka oleh
elektromagnet yang mendapat arus searah dari baterai. Jika suatu terdiri
atas beberapa unit maka banyaknya katup start dan katup emergency
adalah sama dengan jumlah magnet yang membuka katup emergency
stop diperintah oleh relai-relai yang dikehendaki oleh sistem proteksi
misalnya oleh relai diferensial, relai tekanan minyak pelumas rendah dan
relai suhu air pendingin tinggi. Sedangkan katup start dibuka oleh
elektromagnet yang ada kaitannya dengan tombol start atau handel start
dari mesin diesel. Dalam praktik setiap botol angin atau reservoir udara
tekan harus dilengkapi katup pengaman dan katup pembuang kandungan
uap air udara yang mengembun di dalam botol angin atau reservoir udara
tekan tersebut.
Pada PLTA dan PLTU yang kapasitasnya umumnya lebih besar dari
pada PLTD diperlukan pengaturan daya yang dibangkitkan melalui
pengaturan katup air dari turbin air atau pengaturan katup (throttle) uap
dari turbin uap yang membutuhkan gaya yang besar. Pengaturan ini
dikomando oleh governor, tetapi governor adalah relatif kecil, maka gaya
komando (perintah) yang keluar dari governor ini perlu diperkuat melalui
suatu amplifier mekanis untuk bisa mengatur katup air atau katup uap
seperti tersebut di atas.
Gambar II.121
Amplifier hidrolik
minyak bertekanan
Dari komando governor
Servomotor
ke katup
pengatur air/uap
142 Pembangk itan Tenaga Listrik
Amplifier mekanis ini dilakukan melalui sistem hidrolik. Amplifier mekanis
ini analog dengan tabung trioda atau transistor. Gaya komando (arus
basis) memodulasi minyak bertekanan (tegangan pasokan V) menjadi
tekanan tinggi (tegangan emiter) untuk menghasilkan daya yang besar
untuk menggerakkan katup (beban).
Pada sistem kontrol hidraulik perlu diingat bahwa minyak (cairan) adalah
tidak kompresibel, artinya tidak bisa mampat atau mengembang seperti
halnya udara pada sistem pneumatik.
Dalam praktik servomotor dilengkapi dengan dashpot yang berfungsi
sebagai peredam untuk mencegah terjadinya osilasi. Untuk membatasi
jumlah minyak yang diperlukan dalam sistem kontrol hidraulik, reservoir
minyak beserta bak minyak diusahakan letaknya berdekatan dengan
turbin yang akan diatur katupnya. Pengaturan katup turbin seperti
uraian di atas, yang memerlukan gaya mekanik besar dan kontinu, cocok
dilakukan memakai sistem pengaturan hidrolik.
Katup-katup yang jarang dibuka atau ditutup dan tidak memerlukan
pengaturan, dapat dibuka atau ditutup dengan memakai motor listrik yang
dikomando dari ruang kontrol (control room), generator, sistem excitacy,
susunan rel, saklar-saklar, pengatur regangan otomatis, governor, sistem
proteksi dan pentanahan bagian-bagian Instalasi.
Gambar II.122
Reservoir minyak bertekanan untuk sistem kontrol
Instalasi Listrik pada Pusat Pembangkit Listrik 143
V. Latihan
1. Bagaimanakah pengaruh besarnya arus excitacy terhadap
besar tegangan output generator sinkron 3 phasa dengan
jumlah putaran tetap, baik untuk penguatan tersendiri
maupun sendiri
2. Lakukan praktik di laboratorium dengan bimbingan guru dan
teknisi untuk butir soal nomor 1
3. Lakukan pengamatan terhadap sistem proteksi pada unit
pembangkit yang ada di sekolah anda, apakah masih
bekerja sistem pengamannya. Jika tidak, catat jenis
proteksi dan spesifikasinya yang perlu ditambah
4. Lakukan praktik transformator beban nol dan berbeban di
laboratorium dengan bimbingan guru dan teknisi
W. Tugas
Dari hasil kegiatan anda di laboratorium, buat laporan dan
diskusikan bersama teman di kelas dengan bimbingan guru
Gambar II.123
Komponen peralatan untuk pengaturan hidrolik
144 Pembangkitan Tenaga Listrik
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 145
BAB III
MASALAH OPERASI PADA PUSATPUSAT
LISTRIK
Tujuan bab ini adalah menguraikan masalah-masalah proses konversi
energi dan operasi yang ada pada PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP,
PLTD, PLTN, dan unit-unit pembangkit khusus. Masalah pelestarian
hutan dalam kaitannya dengan operasi PLTA dan PLTP. Masalah
pengadaan dan penyimpanan bahan bakar untuk pusat-pusat listrik
thermis. Macam-macam bahan bakar serta spesifikasinya seperti nilai
kalori dan kandungan unsur yang tidak dikehendaki.
A. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)
Dalam PLTA, potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga listrik.
Mula-mula potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga mekanik
dalam turbin air. Kemudian turbin air memutar generator yang
membangkitkan tenaga listrik.
Gambar III.1 menggambarkan secara skematis bagaimana potensi
tenaga air, yaitu sejumlah air yang terletak pada ketinggian tertentu
diubah menjadi tenaga mekanik dalam turbin air.
Gambar III.1
Proses Konversi Energi dalam Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)
146 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.2
Instalasi Tenaga Air PLTA Bila Dilihat dari Atas
Daya yang dibangkitkan generator yang diputar oleh turbin air adalah:
P = k.?.H.q [kW] (3-1)
Keterangan:
P = daya [kW]
H = tinggi terjun air [meter]
q = debit air [m3'/detik]
? = efisiensi turbin bersama generator
k = konstanta.
1. Bangunan Sipil
Potensi tenaga air didapat pada sungai yang mengalir di daerah
pegunungan. Untuk dapat memanfaatkan potensi tenaga air dari sungai
ini, maka kita perlu membendung sungai tersebut dan airnya disalurkan
ke bangunan air PLTA seperti ditunjukkan oleh Gambar III.3. Ditinjau dari
caranya membendung air, PLTA dapat dibagi menjadi dua kategori:
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 147
a. PLTA run off river
b. PLTA dengan kolam tando (reservoir)
PLTA run off river, air sungai dialihkan dengan menggunakan dam yang
dibangun memotong aliran sungai. Air sungai ini kemudian disalurkan ke
bangunan air PLTA seperti pada Gambar III.4
PLTA dengan kolam tando (reservoir), aliran sungai dibendung dengan
bendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga terjadi kolam
tando. Selanjutnya air dari kolam tando dialirkan ke bangunan air PLTA
seperti Gambar III.4. Dengan adanya penimbunan air terlebih dahulu
dalam kolam tando, maka pada musin hujan di mana debit air sungai
besarnya melebihi kapasitas penyaluran air bangunan air PLTA, air dapat
ditampung dalam kolam tando. Pada musim kemarau di mana debit air
sungai lebih kecil dari pada kapasitas penyaluran air bangunan air PLTA,
selisih kekurangan air ini dapat di atasi dengan mengambil air dari
timbunan air yang ada dalam kolam tando. Inilah keuntungan
penggunaan kolam tando pada PLTA. Hal ini tidak dapat dilakukan pada
PLTA run off river.
PLTA run off river, daya yang dapat dibangkitkan tergantung pada debit
air sungai. Tetapi PLTA run off river biaya pembangunannya lebih murah
dari pada PLTA dengan kolam tando (reservoir), karena kolam tando
memerlukan bendungan yang besar dan juga memerlukan daerah
genangan yang luas.
Jika ada sungai yang mengalir keluar dari sebuah danau, maka dapat
dibangun PLTA dengan menggunakan danau tersebut sebagai kolam
tando. Contoh mengenai hal ini, yaitu PLTA Asahan yang menggunakan
Danau Toba sebagai kolam tando, karena Sungai Asahan mengalir dari
Danau Toba.
Bangunan air PLTA yang mengalirkan air dari dam pada PLTA run off
river dan dari kolam tando pada PLTA yang menggunakan bendungan
sampai ke turbin digambarkan oleh Gambar III.4. Secara garis besar,
bangunan air ini terdiri dari saluran air yang terbuka atau tertutup
(terowongan) sampai pada tabung peredam.
148 Pembangkitan Tenaga Listrik
PUSAT LISTRIK TENAGA AIR
Gambar III.3
Prinsip Kerja PLTA Run Off River
Gambar III.4
Potongan memanjang pipa pesat PLTA Sutami
(PLTA dengan kolam tando reservoir)
Sebelum tabung peredam terdapat katup pengaman dan setelah tabung
peredam terdapat saluran air berupa pipa pesat yang harus tahan
goncangan tekanan air. Tabung peredam dalam bahasa Inggris disebut
surge tank dan berfungsi meredam goncangan tekanan air yang terjadi
dalam pipa pesat.
Pada ujung bawah pipa pesat terdapat katup utama turbin. Dari katup
utama turbin, air menuju ke katup pengatur turbin, lalu air mengenai roda
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 149
air turbin yang mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik
roda air turbin.
Gambar-gambar III.5 sampai dengan Gambar III.10 adalah foto-foto dari
berbagai bangunan PLTA.
Gambar III.5
Bendungan IIETA Mrica di Jawa Tengah dengan kapasitas 3 x 60,3 MW di mana
tampak bendungan beserta pelimpasannya (sisi kiri) dan gedung PLTA beserta
air keluarnya (sisi kanan)
Gambar III.6
Bendungan Waduk PLTA Saguling 4x175 MW dan tampak Rock Fill Dam (sisi
kiri) dan Pelimpahan (bagian tengah) Serta Pintu Air untuk Keamanan
150 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.7
Intake PLTA di Jawa Barat dengan Kapasitas 4x175 MW
Gambar III.8
Pipa Pesat dan Gedung PLTA di Jawa Barat
2. Macam-Macam Turbin Air
Ditinjau dari teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi
mekanik pada roda air turbin, ada tiga macam turbin air yaitu:
a. Turbin Kaplan.
Turbin Kaplan digunakan untuk tinggi terjun yang rendah, yaitu di bawah
20 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi
mekanik roda air turbin dilakukan melalui pemanfaatan kecepatan air.
Roda air turbin Kaplan menyerupai baling-baling dari kipas angin. Turbin
Kaplan ditunjukkan pada Gambar III.11.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 151
Gambar III.9
Pipa Pesat PLTA Lamojan
b. Turbin Francis.
Turbin Francis paling banyak digunakan di Indonesia. Turbin ini
digunakan untuk tinggi terjun sedang, yaitu antara 20-400 meter. Teknik
mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada roda
air turbin dilakukan melalui proses reaksi sehingga turbin Francis juga
disebut sebagai turbin reaksi.
Turbin Francis ditunjukkan pada Gambar III.12, III.13 dan III.14.
152 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.11
Turbin Kaplan
Gambar III.10
Ruang turbin PLTA Cirata di Jawa Barat dengan kapasitas 6 x 151 MW
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 153
Gambar III.12
Turbin Francis Buatan Toshiba
Gambar III.13
Turbin Francis dan generator 3600 M
154 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.14
Turbin Francis dan Generator 4190 M
c. Turbin Pelton.
Turbin Pelton adalah turbin untuk tinggi terjun yang tinggi, yaitu di atas
300 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi
mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses impuls sehingga
turbin Pelton juga disebut sebagai turbin impuls , yang ditunjukkan pada
Gambar III.15.
Untuk semua macam turbin air tersebut di atas, ada katup pengatur yang
mengatur banyaknya air yang akan dialirkan ke roda air. Dengan
pengaturan air ini, daya turbin dapat diatur. Di depan katup pengatur
terdapat katup utama yang harus ditutup apabila turbin air dihentikan
untuk melaksanakan pekerjaan pemeliharaan atau perbaikan pada turbin.
Apabila terjadi gangguan listrik yang menyebabkan PMT generator trip,
maka untuk mencegah turbin berputar terlalu cepat karena hilangnya
beban generator yang diputar oleh turbin, katup pengatur air yang menuju
ke turbin harus ditutup. Penutupan katup pengatur ini akan menimbulkan
gelombang air membalik yang dalam bahasa Inggris disebut water
hammer (palu air). Water hammer ini menimbulkan pukulan mekanis
kepada pipa pesat ke arah atas (hulu) yang akhirnya diredam dalam
tabung peredam (surge tank).
Kecepatan spesifik (specffic speed) turbin air didefinisikan sebagai jumlah
putaran per menit [rpm] (rotation per minute [rpm] dari turbin untuk
menghasilkan satu daya kuda pada tinggi terjun H = I meter.
Saluran air dari dam atau kolam tando sampai pada. tabung peredam,
panjangnya dapat mencapai beberapa kilometer.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 155
Apabila saluran ini tidak rata, jalannya naik turun, maka di bagian-bagian
cekungan yang rendah, harus ada katup untuk membuang endapan pasir
atau lumpur yang terjadi di cekungan rendah tersebut. Di sisi lain, yaitu di
bagian-bagian lengkungan yang tinggi juga harus ada katup, tetapi dalam
hal ini untuk membuang udara yang terperangkap dalam lengkungan
yang tinggi ini. Secara periodik, katup-katup tersebut di atas harus dibuka
untuk membuang endapan yang terjadi maupun untuk membuang udara
yang terperangkap.
Gambar III.15
Turbin Pelton Buatan Tosiba
3. Operasi dan Pemeliharaan
PLTA yang mempunyai kolam tando besar mempunyai fungsi serba guna
di mana artinya selain berfungsi sebagai pembangkit tenaga listrik, PLTA
ini juga berfungsi untuk menyediakan air irigasi, pengendalian banjir,
perikanan, pariwisata, dan penyedia air bagi lalu lintas pelayaran sungai.
Pada PLTA serba guna, pembangkitan tenaga listriknya perlu
dikoordinasikan dengan keperluan irigasi dan musim tanam padi yang
membutuhkan banyak air. Dari segi pengendalian banjir, PLTA serba
guna harus dapat diatur air keluamya sehingga pada saat banyak hujan
tidak timbul banjir di sisi hilir. Contoh PLTA serba guna adalah PLTA
Jatiluhur di Jawa Barat. Ditinjau dari specific speed, turbin Kaplan
mempunyai specific speed terbesar, kemudian disusul oleh turbin Francis
dan Pelton. Oleh karena itu, untuk terjun yang tinggi, misalnya 400 meter,
156 Pembangkitan Tenaga Listrik
digunakan turbin Pelton agar jumlah putaran per menit yang didapat dari
turbin tidak terIalu tinggi sehingga tidak timbul persoalan mekanik.
Dari uraian di atas, tampak bahwa pelestarian hutan di daerah aliran
sungai (DAS), terutama di sisi hulu PLTA sangat penting bagi
kelangsungan hidup PLTA. Apabila hutannya rusak, maka kemampuan
tanah di DAS untuk menyimpan air akan turuti sehingga timbul banjir di
waktu musim hujan dan di musim kemarau timbul kekeringan. Selain itu
timbul erosi tanah sewaktu hujan yang akan mengendap dalam kolam
tando sehingga terjadi pendangkalan kolam tando.
Dibandingkan dengan pusat listrik lainnya dengan daya yang sama, biaya
operasi PLTA paling rendah.Tetapi biaya pembangunannya paling mahal.
Salah satu faktor yang menyebabkan biaya pembangunan PLTA menjadi
mahal, yaitu karena umumnya terletak di daerah pegunungan, jauh dari
pusat konsumsi tenaga listrik (kota) sehingga memerlukan saluran
transmisi yang panjang dan daerah genangan air yang luas di mana
kedua hal tersebut memerlukan biaya pembangunan yang tidak sedikit.
Dalam sistem interkoneksi di mana terdapat PLTA yang diinterkoneksikan
dengan pusat-pusat listrik thermis yang menggunakan bahan bakar, ada
kalanya dibangun PLTA pompa yang dapat memompa air ke atas. Hal ini
baru ekonomis apabila biaya pembangkitan dalam sistem interkoneksi
bersangkutan mempunyai variasi yang besar.
Pemompaan air dilakukan sewaktu biaya pembangkitan rendah,
kemudian air hasil pemompaan ini digunakan untuk membangkitkan
tenaga listrik sewaktu biaya pembangkitan sistem interkoneksi mahal
sehingga pembangkitan tenaga listrik dengan biaya yang mahal dapat
dikurangi jumlahnya.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 157
Gambar III.16
Hutan Beserta Lapisan Humus & DAS
Keuntungan teknik operasional PLTA adalah
a) mudah (cepat) di-start dan di-stop.
b) bebannya mudah diubah-ubah.
c) angka gangguannya rendah.
d) pemeliharaannya mudah.
e) umumnya dapat di-start tanpa daya dari luar (black start).
Masalah utama yang timbul pada operasi PLTA adalah timbulnya kavitasi
pada turbin air. Kavitasi adalah peristiwa terjadinya letusan kecil dari
gelembung uap air yang sebelumnya terbentuk di daerah aliran yang
tekanannya lebih rendah daripada tekanan uap air ditempat tersebut;
kemudian gelembung uap air ini akan menciut secara cepat meletus
ketika uap air ini melewati daerah aliran yang tekanannya lebih besar
daripada tekanan uap air tersebut, karena jumlahnya sangat banyak
sekali (ribuan per detik) dan I letusan itu sangat cepat maka permukaan
turbin yang dikenai oleh letusan ini akan terangkat sehingga terjadi burik
yang menyebabkan bagian-bagian turbin air (setelah waktu tertentu, kirakira
40.000 jam) menjadi keropos dan perlu diganti. Kavitasi terjadi di
bagian-bagian turbin yang mengalami perubahan tekanan air secara
mendadak, misalnya pada pipa buangan air turbin. Kavitasi menjadi lebih
besar apabila beban turbin makin kecil. Oleh karena itu, ada pembatasan
beban minimum turbin air (kira-kira 25%). Bagian terbesar dari biaya
pemeliharaan PLTA adalah biaya perbaikan atau penggantian bagianbagian
turbin air yang menjadi keropos akibat kavitasi. Di Indonesia,
enceng gondok sering menimbulkan penyumbatan saringan air dan
menaikkan penguapan dari kolam tando sehingga merupakan salah satu
masalah operasi PLTA, namun sekarang sudah banyak dimanfaatkan
manusia sehingga enceng gondok tidak terlalu mengganggu.
158 Pembangkitan Tenaga Listrik
PLTA kecil dengan daya terpasang di bawah 100 M, biasanya disebut
sebagai Pusat Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTM). PLTM banyak
dibangun, terutama di pedesaan. PLTM secara ekonomis bisa
menguntungkan apabila didapatkan tempat (site) air terjun yang baik,
dalam arti bangunan sipilnya bisa sederhana dan murah, kemudian
bagian elektromekaniknya dibuat otomatis sehingga biaya personilnya
murah. Di daerah yang ada Jaringan perusahaan listrik, PLTM bisa
diparalel dengan jaringan listrik yang ada. Pada pemanfaatan tinggi terjun
yang rendah, untuk PLTM dapat digunakan turbin Kaplan dengan
generator yang direndam dalam aliran air untuk menyederhanakan
bangunan sipil yang disebut bulb per unit. Karena PLTM sebaiknya tidak
dijaga, maka untuk memudahkan proses sinkronisasi pada operasi
paralel dengan sistem interkoneksi dapat digunakan generator asinkron.
Ada juga PLTA yang menggunakan tenaga air dari pasang surutnya air
laut, misalnya di Perancis.
Efisiensi turbin bersama generator unit PLTA dapat mencapai nilai sekitar
95%. Efisiensi keseluruhan dari PLTA dan instalasi listriknya, termasuk
energi untuk pemakaian sendiri, angkanya berkisar antara 85-92%.
Lancarnya aliran air dalam instalasi air PLTA sangat mempengaruhi
efisiensi PLTA. Oleh karena itu, harus diusahakan agar aliran bersifat
laminer (memiliki turbulensi). Untuk itu harus dihindari tikungan yang
tajam dalam instalasi air PLTA, karena tikungan yang tajam, pada saluran
air akan menimbulkan turbulensi yang akan menurunkan nilai H dan juga
nilai q.
Gambar III.17
Pembebanan PLTA di mana Beban Diusahakan Maksimal tetapi Disesuaikan
dengan Tersedianya Air
Energi yang dihasilkan PLTA tergantung dari jumlah air yang tersedia,
jadi tergantung pada jumlah curah hujan dan kemampuan kolam tando
menampung air sewaktu musim hujan.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 159
Karakteristik musim hujan setiap tahun adalah berbeda, ada tahun basah
dan ada tahun kering. Karakteristik tahun basah atau kering ini berulang
setiap 8-10 tahun. Apabila jumlah curah hujan lebih besar dari pada yang
digambarkan oleh Gambar III.18 ada kemungkinan kolam tando tidak
bisa menampung air yang masuk sehingga terjadi pelimpasan
(pembuangan) air.
Sebaliknya apabila curah hujan yang terjadi lebih sedikit daripada yang
digambarkan oleh Gambar III.18, tahunnya lebih kering, maka periode di
mana PLTA tidak bisa berbeban penuh karena kekurangan air akan
berlangsung lebih lama dari pada 7,67 hari
Untuk dapat memanfaatkan air yang masuk ke kolam tando dengan
sebaik-baiknya, sedapat mungkin tidak ada yang terbuang tetapi juga
aman bagi bangunan sipil kolam tando, perlu ada suatu pola
pengendalian kolam.
Gambar III.18
Duga Muka Air Kolam
Tinggi muka air atau duga muka air (DMA) dalam kolam (waduk) diukur
dengan skala meter. Pola pengendalian isi kolam ditunjukkan dengan
DMA yang diinginkan.
Penentuan DMA minimum pada. akhir periode pengosongan C atau
permulaan periode pengisian harus memperhatikan masalah air masuk
ke lubang intake PLTA yangan terlalu rendah sehingga udara ikut masuk.
Udara yang masuk bisa mengganggu operasi PLTA.
160 Pembangkitan Tenaga Listrik
Sebaliknya penentuan DMA minimum yang terlalu tinggi bisa mengurangi
volume kolam untuk periode pengisian yang bisa menyebabkan akan
banyak air yang melimpas/dibuang pada periode B, yaitu periode DMA
maksimum. B menggambarkan periode DMA maksimum. Apabila
permukaan air telah mencapai DMA maksimum tetapi masih ada air
masuk ke dalam kolam (waduk) maka air secara otomatis akan melimpas
dan terbuang. Pelimpasan ini perlu untuk mengamankan bangunan sipil
kolam/waduk, jangan sampai terjadi over topping yang bisa
menyebabkan jebolnya kolam/waduk. Over topping terjadi apabila
kolam/waduk isinya sudah penuh tetapi air masuk masih terus
berlangsung sehingga air tidak hanya melimpas di tempat pelimpasan
yang terbuat dari beton, tetapi juga melimpas di bagian bendungan yang
terbuat dari batu dan pasir (rock fill), sehingga batu dan pasir di bagian
bendungan ini jebol. C menggambarkan periode pengosongan
kolam/waduk yang dimulai pada akhir bulan Juli yaitu perkiraan nilainya
musim kemarau.
DMA dalam periode A dan periode C harus diatur agar berada diantara
batas atas dan batas bawah. Hal ini dapat dilakukan dengan mengatur
pengeluaran air dari kolam/waduk. Kolam/waduk dilengkapi dengan
lubang pengeluaran air ekstra di samping tempat pelimpasan yang
terbuat dari beton. Hal ini diperlukan untuk pengamanan kolam/waduk.
Ada kolam/waduk yang mempunyai fungsi serba guna seperti waduk
PLTA Jatiluhur, yaitu untuk: Pengairan sawah, menghasilkan padi.
Pembangkitan tenaga listrik. Pengendalian banjir. Lalu lintas kapal,
Pariwisata.
Akhir-akhir ini waduk PLTA digunakan juga untuk pemeliharaan ikan
dalam keramba.
Dalam hal yang demikian maka pengendalian DMA harus memperhatikan
fungsi-fungsi tersebut di atas.
Untuk beberapa PLTA yang ada dalam hubungan kaskade (mempunyai
satu sungai penggerak dan masing-masing mempunyai kolam/waduk),
maka pengendalian DMA dalam kolam-kolarn PLTA kaskade ini harus
dilakukan sedemikian rupa hingga dicapai penggunaan yang optimum.
B. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)
1. Konversi Energi
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 161
Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik
adalah bahan bakar. Baban bakar yang digunakan dapat berupa
batubara (padat), minyak (cair), atau gas. Ada kalanya PLTU
menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar.
Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah
konversi energi primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan
dalam ruang bakar dari ketel uap PLTU. Energi panas ini kemudian
dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan
uap yang dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel
dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap, energi uap dikonversikan
menjadi energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energi
mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik oleh
generator. Secara skematis, proses tersebut di atas digambarkan oleh
Gambar III.19
Main Flow Diagram PLTU Perak
Unit 3 dan 4
Gambar III.19
Siklus uap dan air yang berlangsung dalam PLTU,
yang dayanya relatif besar, di atas 200 MW
Gambar III.19 menggambarkan siklus uap dan air yang berlangsung
dalam PLTU, yang dayanya relatif besar, di atas 200 MW. Untuk PLTU
ukuran ini, PLTU umumnyamemiliki pemanas ulang dan pemanas awal
serta mempunyai 3 turbin yaitu turbin tekanan tinggi, turbin tekanan
menengah, dan turbin tekanan rendah. Bagian yang menggambarkan
sirkuit pengolahan untuk suplai dihilangkan untuk penyederhanaan
sedangkan suplai air diperlukan karena adanya kebocoran uap pada
162 Pembangkitan Tenaga Listrik
sambungan-sambungan pipa uap dan adanya blow down air dari drum
ketel.
Air dipompakan ke dalam drum dan selanjutnya mengalir ke pipa-pipa air
yang merupakan dinding yang mengelilingi ruang bakar ketel. Ke dalam
ruang bakar ketel disemprotkan bahan bakar dan udara pembakaran.
Bahan bakar yang dicampur udara ini dinyalakan dalam ruang bakar
sehingga terjadi pembakaran dalam ruang. Pembakaran bahan bakar
dalam ruang bakar mengubah energi kimia yang terkandung dalam
bahan bakar menjadi energi panas (kalor). Energi panas hasil
pembakaran ini dipindahkan ke air yang ada dalam pipa air melalui
proses radiasi, konduksi, dan konveksi.
Untuk setiap macam bahan bakar, komposisi perpindahan panas
berbeda, misalnya bahan bakar minyak banyak memindahkan kalori hasil
pembakarannya melalui radiasi dibandingkan bahan bakar lainnya. Untuk
melaksanakan pembakaran diperlukan oksigen yang diambil dari udara.
Oleh karena itu, diperlukan pasokan udara yang cukup dalam ruang
bakar. Untuk keperluan memasok udara dalam ruang bakar, diperlukan
kipas (ventilator) tekan dan kipas isap yang dipasang masing-masing
pada ujung masuk udara ke ruang bakar dan pada ujung keluar udara
dari ruang bakar.
Gas hasil pembakaran dalam ruang bakar setelah setelah diberi
“kesempatan” memindahkan energi panasnya ke air yang ada di dalam
pipa air ketel, dialirkan melalui saluran pembuangan gas buang untuk
selanjutnya dibuang ke udara melalui cerobong. Gas buang sisa
pembakaran ini masih mengandung banyak energi panas karena tidak
semua energi panasnya dapat dipindahkan ke air yang ada dalam pipa
air ketel. Gas buang masih mempunyai suhu di atas 400o C ini
dimanfaatkan untuk memanasi: (lihat Gambar III.19)
a. Pemanas Lanjut (Super Heater)
Di dalam pemanas lanjut, mengalir uap dari drum ketel yang menuju ke
turbin uap tekanan tinggi. Uap yang mengalir dalam pemanas lanjut ini
mengalami kenaikan suhu sehingga uap air ini semakin kering, oleh
karena adanya gas buang di sekeliling pemanas lanjut.
b. Pemanas Ulang (Reheater).
Uap yang telah digunakan untuk menggerakkan turbin tekanan tinggi,
sebelum menuju turbin tekanan menengah, dialirkan kembali melalui pipa
yang dikelilingi oleh gas buang. Di sini uap akan mengalami kenaikan
suhu yang serupa dengan pemanas lanjut.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 163
c. Economizer.
Air yang dipompakan ke dalam ketel, terlebih dahulu dialirkan melalui
economizer agar mendapat pemanasan oleh gas buang. Dengan
demikian suhu air akan lebih tinggi ketika masuk ke pipa air di dalam
ruang bakar yang selanjutnya akan mengurangi jumlah kalori yang
diperlukan untuk penguapan (lebih ekonomis).
d. Pemanas Udara.
Udara yang akan dialirkan ke ruang pembakaran yang digunakan untuk
membakar bahan bakar terlebih dahulu dialirkan melalui pemanas udara
agar mendapat pemanasan oleh gas buang sehingga suhu udara
pembakaran naik yang selanjutnya akan mempertinggi suhu nyala
pembakaran.
Dengan menempatkan alat-alat tersebut di atas dalam saluran gas
buang, maka energi panas yang masih terkandung dalam gas buang
dapat dimanfaatkan semaksimal mungkin. Sebelum melalui pemanas
udara, gas buang diharapkan masih mempunyai suhu di atas suhu
pengembunan asam sulfat (H2SO4), yaitu sekitar 18000 C. Hal ini perlu
untuk menghindari terjadinya pengembunan asam sulfat di pemanas
udara. Apabila hal ini terjadi, maka akan terjadi korosi pada pemanas
udara dan pemanas udara tersebut akan menjadi rusak (keropos).
Energi panas yang timbul dalam ruang pembakaran sebagai hasil
pembakaran, setelah dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa air
ketel, akan menaikkan suhu air dan menghasilkan uap. Uap ini
dikumpulkan dalam drum ketel. Uap yang terkumpul dalam drum ketel
mempunyai tekanan dan suhu yang tinggi di mana bisa mencapai sekitar
100 kg/cm dan 5300C. Energi uap yang tersimpan dalam drum ketel
dapat digunakan untuk mendorong atau memanasi sesuatu (uap ini
mengandung enthalpy). Drum ketel berisi air di bagian bawah dan uap
yang mengandung enthalpy di bagian atas.
Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap, dan dalam turbin uap, energi
(enthalpy) dari uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak
generator. Turbin pada PLTU besar, di atas 150 MW, umumnya terdiri
dari 3 kelompok, yaitu turbin tekanan tinggi, turbin tekanan menengah,
dan turbin tekanan rendah. Uap dari drum ketel mula-mula dialirkan ke
turbin tekanan tinggi dengan terlebih dahulu melalui pemanas lanjut agar
uapnya menjadi kering. Setelah keluar dari turbin tekanan tinggi, uap
dialirkan ke pemanas ulang untuk menerima energi panas dari gas buang
sehingga suhunya naik. Dari pemanas ulang, uap dialirkan ke turbin
tekanan menengah.
164 Pembangkitan Tenaga Listrik
Keluar dari turbin tekanan menengah, uap langsung dialirkan ke turbin
tekanan rendah. Turbin tekanan rendah umumnya merupakan turbin
dengan aliran uap ganda dengan arah aliran yang berlawanan untuk
mengurangi gaya aksial turbin.
Dari turbin tekanan rendah, uap dialirkan ke kondensor untuk
diembunkan. Kondensor memerlu-kan pendingin untuk meng-embunkan
uap yang keluar dari turbin tekanan rendah. Oleh karena itu, banyak
PLTU dibangun di pantai, karena dapat menggunakan air laut sebagai air
pendingin kondensor dalam jumlah yang besar. Di lain pihak,
penggunaan air laut sebagai air pendingin menimbulkan masalahmasalah
sebagai berikut:
1) Material yang dialiri air laut harus material anti korosi (tahan air laut).
2) Binatang laut ikut masuk dan berkembang biak dalam saluran air
pendingin yang memerlukan pembersihan secara periodik.
3) Selain binatang laut, kotoran air laut juga ikut masuk dan akan
menyumbat pipa-pipa kondensor sehingga diperlukan pembersihan
pipa kondensor secara periodik.
4) Ada risiko air laut masuk ke dalam sirkuit uap. Hal ini berbahaya bagi
sudu-sudu turbin uap. Oleh karena itu, harus dicegah.
Setelah air diembunkan dalam kondensor, air kemudian dipompa ke
tangki pengolah air. Dalam tangki pengolah air, ada penambahan air
untuk mengkompensasi kehilangan air yang terjadi karena kebocoran.
Dalam tangki pengolah air, air diolah agar memenuhi mutu yang
diinginkan untuk air ketel. Mutu air ketel antara lain menyangkut
kandungan NaCl, CO2, dan derajat keasaman (pH). Dari tangki pengolah
air, air dipompa kembali ke ketel, tetapi terlebih dahulu melalui
Economizer. Dalam Economizer, air mengambil energi panas dari gas
buang sehingga naik, kemudian baru mengalir ke ketel uap.
Pada PLTU yang besar, di atas 150 MW, biasanya digunakan pemanas
awal ke heater, yaitu pemanas yang akan masuk ke economizer sebelum
masuk ke ketel uap. Pemanas awal ini ada 2 buah, masing-masing
menggunakan uap yang diambil (di-tap) dari turbin tekanan menengah
dan dari turbin tekanan rendah sehingga didapat pemanas awal tekanan
menengah dan pemanas awal tekanan rendah.
Gambar III.20, sampai III.25 adalah foto-foto dari berbagai bagian PLTU.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 165
Gambar III.20
Coal Yard PLTU Surabaya
Gambar III.21
PLTU Paiton Milik PLN
166 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.22
Ruang Turbin PLTU Surabaya
Gambar III.23
Unit 400 MW PLTU Paiton Milik PLN Jawa Timur
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 167
.
Gambar III.25
Generator dan Turbin 400 MW di Jawa Barat
2. Masalah Operasi
Gambar III.24
Unit 400 MW PLTU Paiton Milik PLN 36 Sudu Jalur Jawa Timur
168 Pembangkitan Tenaga Listrik
Untuk men-start PLTU dari keadaan dingin sampai operasi dengan beban
penuh, dibutuhkan waktu antara 6-8 jam. Jika PLTU yang telah
beroperasi dihentikan, tetapi uapnya dijaga agar tetap panas dalam drum
ketel dengan cara tetap menyalakan api secukupnya untuk menjaga suhu
dan tekanan uap ada di sekitar nilai operasi (yaitu sekitar 5000 C dan
sekitar 100 kg/cm 2) maka untuk mengoperasikannya kembali sampai
beban penuh diperlukan waktu kira-kira I jam. Waktu yang lama untuk
mengoperasikan PLTU tersebut di atas terutama diperlukan untuk
menghasilkan uap dalam jumlah yang cukup untuk operasi (biasanya
dinyatakan dalam ton per jam).
Selain waktu yang diperlukan untuk menghasilkan uap, yang cukup untuk
operasi, juga perlu diperhatikan masalah pemuaian bagian-bagian turbin.
Sebelum di-start, suhu turbin adalah sama dengan suhu ruangan.
Gambar III.26
Turbin Uap dan Kondensor
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 169
Gambar III.27
Boiler PLTU Perak
Pada waktu start, dialirkan uap dengan suhu sekitar 5000C. Hal ini harus
dilakukan secara bertahap agar jangan sampai terjadi pemuaian yang
berlebihan dan tidak merata. Pemuaian yang berlebihan dapat
menimbulkan tegangan mekanis (mechanical stress) yang berlebihan,
sedangkan pemuaian yang tidak merata dapat menyebabkan bagian
yang bergerak (berputar) bergesekan dengan bagian yang diam,
misalnya antara. ,sudu-sudu jalan turbin dengan sudu-sudu tetap yang
menempel pada rumah turbin.
Apabila turbin sedang berbeban penuh kemudian terjadi gangguan yang
menyebabkan pemutus tenaga, (PMT) generator yang digerakkan turbin
trip, maka turbin kehilangan beban secara mendadak. Hal ini
menyebabkan putaran turbin akan naik secara mendadak dan apabila hal
ini tidak dihentikan, maka akan merusak bagian-bagian yang berputar
pada turbin maupun pada generator, seperti: bantalan, sudu jalan turbin,
dan kumparan arus searah yang ada pada rotor generator. Untuk
mencegah hal ini, aliran uap ke turbin harus dihentikan, yaitu dengan
cara menutup katup uap turbin. Pemberhentian aliran uap ke turbin
dengan menutup katup uap turbin secara mendadak menyebabkan uap
mengumpul dalam drum ketel sehingga tekanan uap dalam drum ketel
naik dengan cepat dan akhirnya menyebabkan katup pengaman pada
drum membuka dan uap dibuang ke udara. Bisa juga sebagian dari uap
di by pass ke kondensor. Dengan cara by pass ini tidak terlalu banyak
uap yang hilang sehingga sewaktu turbin akan dioperasikan kembali
banyak waktu dapat dihemat untuk start. Tetapi sistem by pass
170 Pembangkitan Tenaga Listrik
memerlukan biaya investasi tambahan karena kondensor harus tahan
suhu tinggi dan tekanan tinggi dari by pass.
Dari uraian di atas tampak bahwa perubahan beban secara mendadak
memerlukan pula langkah pengurangan produksi uap secara mendadak
agar tidak terlalu banyak uap yang harus dibuang ke udara. Langkah
pengurangan fluksi dilakukan dengan mematikan nyala api dalam ruang
bakar ketel dan mengurangi pengisian air ketel ini bahwa walaupun nyala
api dalam ruang bakar padam, masih cukup banyak panas yang tinggal
dalam ruang bakar untuk menghasilkan uap sehingga pompa pengisi
ketel harus tetap mengisi air ke dalam ketel untuk mencegah penurunan
level air dalam drum yang tidak dikehendaki.
Mengingat masalah-masalah tersebut di atas yang menyangkut masalah
proses produksi uap dan masalah-masalah pemuaian yang terjadi dalam
turbin, sebaiknya PLTU tidak dioperasikan dengan persentase
perubahan-perubahan beban yang besar.
Efisiensi PLTU banyak dipengaruhi ukuran PLTU, karena ukuran PLTU
menentukan ekonomis tidaknya penggunaan pemanas ulang dan
pemanas awal. Efisiensi thermis dari PLTU berkisar pada angka 35-38%.
3. Pemeliharaan
Bagian-bagian PLTU yang memerlukan pemeliharaan secara periodik
adalah bagian-bagian yang berhubungan dengan gas buang dan air
pendingin, yaitu pipa-pipa air, ketel uap dan pipa-pipa air pendingin
termasuk pipa kondensor. Pipa-pipa semua memerlukan pembersihan
secara periodik.
Pada pipa air ketel umumnya banyak abu yang menempel dan perlu
dibersihkan agar proses perpindahan panas dari ruang bakar ke air
melalui dinding pipa tidak terhambat. Walaupun telah ada soot blower
yang dapat gunakan untuk menyemprotkan air pembersih pada pipa air
ketel, tetapi tidak semua bagian pipa air ketel uap dapat dijangkau oleh
air pembersih soot blower ini sehingga diperlukan kesempatan untuk
pembersihan bagian yang tidak teryangkau oleh soot blower tersebut.
Saluran air pendingin, terutama jika menggunakan air laut, umumnya
ditempeli binatang laut yang berkembang biak dan juga ditempeli kotoran
air laut sehingga luas penampang efektif dari saluran tersebut menurun.
Untuk mengurangi binatang laut ini ada chlorination plant yang
menyuntikkan gas klor ke dalam. air pendingin (air laut) ini. Oleh karena
itu, secara periodik saluran air pendingin (baik yang berupa saluran
terbuka maupun pipa) luar secara periodik dibersihkan. Pipa kondensor
yang juga dilalui air pendingin, dan karena penampangnya kecil, pipa ini
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 171
juga memerlukan pembersihan yang lebih sering dari pada bagian
saluran air pendingin yang lain.
Untuk pembersihan pipa air kondensor tidak memerlukan penghentian
operasi dari unit pembangkitnya, hanya memerlukan penurunan beban
karena pipa kondensor dapat dibersihkan secara bertahap.
Pipa kondensor PLTU yang digunakan ada yang terbuat dari tembaga
dan ada yang terbuat dari titanium.
Daya hantar panas tembaga lebih baik daripada titanium, tetapi kekuatan
mekanisnya tidak sebaik titanium. Oleh karena itu, pada unit PLTU yang
besar, misalnya pada Unit 400 MW, digunakan pipa titanium karena
diperlukan pipa yang panjang. Karena daya hantar panas titanium tidak
sebaik daya hantar panas tembaga, maka soal kebersihan dinding pipa
titanium lebih memerlukan perhatian dari pada pipa tembaga. Itulah
sebabnya, pada penggunaan pipa titanium dilengkapi dengan bola-bola
pembersih.
Sambungan pipa kondensor dengan dindingnya merupakan bagian yang
rawan terhadap kebocoran. Apabila terjadi kebocoran, maka air laut yang
mengandung NaCl masuk ke dalam sirkuit air ketel dan sangat
berbahaya bagi ketel uap maupun bagi turbin. Tingkat kebocoran ini
dapat dilihat dari daya hantar listrik air ketel. Apabila daya hantar listrik ini
tinggi, hal ini berarti bahwa tingkat kebocoran kondensor tinggi.
Semua peralatan yang ada dalam saluran gas buang perlu dibersihkan
secara periodik, yaitu pemanas lanjut, pemanas ulang, economizer, dan
pemanas udara.
Bagian-bagian PLTU lain yang rawan kerusakan dan perlu
perhatian/pengecekan periodik adalah:
a. Bagian-bagian yang bergeser satu sama lain, seperti bantalan dan
roda gigi.
b. Bagian yang mempertemukan dua zat yang suhunya berbeda,
misalnya kondensor dan penukar panas (heat exchanger).
c. Kotak-kotak saluran listrik dan saklar-saklar.
Karena sebagian besar dari pekerjaan pemeliharaan tersebut di atas
memerlukan penghentian operasi unit yang bersangkutan apabila
dilaksanakan, maka pekerjaan-pekerjaan tersebut dilakukan sekaligus
172 Pembangkitan Tenaga Listrik
sewaktu unit menjalani overhaul yang dilakukan secara periodik yakni
sekali dalam 10.000 jam operasi untuk waktu kira-kira 3 minggu.
Dibandingkan dengan ketel uap, turbin uap tidak banyak memerlukan
pemeliharaan asal saja kualitas uap terjaga dengan baik. Oleh karena itu,
pemeriksaan turbin uap dapat dilakukan dalam setiap 20.000 jam
operasi.
4. Penyimpanan Bahan Bakar
Karena banyaknya bahan bakar yang ditimbun di PLTU, maka perlu
perhatian khusus mengenai pengelolaan penimbunan bahan bakar agar
tidak terjadi kebakaran. Seharusnya di sekeliling tangki BBM dibangun
bak pengaman yang berupa dinding tembok. Volume bak pengaman ini
harus sama dengan volume tangki sehingga kalau terjadi kebocoran
besar, BBM ini tidak mengalir ke mana-mana karena semuanya
tertampung oleh bak pengaman tersebut.
Pada penimbunan batubara, harus dilakukan pembalikan serta
penyiraman batubara agar tidak terjadi penyalaan sendiri.
Pada penimbunan bahan bakar minyak (BBM), harus dicegah terjadinya
kebocoran yang dapat mengalirkan BBM tersebut ke bagian instalasi
yang bersuhu tinggi sehingga dapat terjadi kebakaran.
Pada penggunaan gas sebagai bahan bakar, pendeteksian kebocoran
bahan bakar gas (BBG) lebih sulit dibandingkan dengan kebocoran
bahan bakar minyak (BBM). Oleh karena itu, pada penggunaan gas, alatalat
pendeteksian kebocoran harus dapat diandalkan untuk mencegah
terjadinya kebakaran.
Pengawasan kebocoran gas hidrogen yang digunakan sebagai bahan
pendingin generator serupa dengan pengawasan kebocoran BBG,
mengingat gas hidrogen juga mudah terbakar.
Karena risiko terjadinya kebakaran pada PLTU besar, maka harus ada
instalasi pemadam kebakaran yang memadai dan personil perlu dilatih
secara periodik untuk menghadapi kemungkinan terjadinya kebakaran.
5. Ukuran PLTU
Dari uraian dalam beberapa sub bab terdahulu, tampak bahwa dalam
instalasi PLTU terdapat banyak peralatan.
Faktor utama yang menentukan ukuran PLTU yang dapat dibangun
adalah tersedianya bahan bakar dan air pendingin, selain tanah yang
cukup luas. Mengingat hal-hal ini, maka PLTU baru ekonomis dibangun
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 173
dengan daya terpasang di atas 10 MW per unitnya. Semakin besar daya
terpasangnya, semakin ekonomis. Secara teknis, PLTU dapat dibangun
dengan daya terpasang di atas 1.000 MW per unitnya. Unit PLTU milik
PLN yang terbesar saat ini adalah 600 MW di Suralaya, Jawa Barat.
6. Masalah Lingkungan
Gas buang yang keluar dari cerobong PLTU mempunyai potensi
mencemari lingkungan. Oleh karena itu, ada penangkap abu agar
pencemaran lingkungan dapat dibuat minimal. Selain abu halus yang
ditangkap di cerobong, ada bagian-bagian abu yang relatif besar, jatuh
dan ditangkap di bagian bawah ruang bakar. Abu dari PLTU, baik yang
halus maupun yang kasar, dapat dimanfaatkan untuk bahan bangunan
sipil. Walaupun abunya telah ditangkap, gas buang yang keluar dari
cerobong masih mengandung gas-gas yang kurang baik bagi kesehatan
manusia, seperti SO2, NOx, dan CO2. Kadar dari gas-gas ini tergantung
kepada kualitas bahan bakar, khususnya batubara yang digunakan. Bila
perlu, harus dipasang alat penyaring gas-gas ini agar kadarnya yang
masuk ke udara tidak melampaui batas yang diizinkan oleh pernerintah.
7. Penggunaan Bahan Kimia
Pada PLTU, digunakan bahan kimia yang dapat menimbulkan masalah
lingkungan. Bahan-bahan kimia tersebut digunakan pada:
a. Air pendingin dari air laut, untuk membunuh binatang dan tumbuhan
laut agar tidak menyumbat saluran air pendingin. Air pendingin dari air
laut diperlukan dalam jumlah besar, yaitu beberapa ton per detik. Air laut
mengandung berbagai bakteri (mikroorganisme) yang dapat tumbuh
sebagai tanaman dan menempel pada saluran sehingga mengurangi
efektivitas dan efisiensi sistem pendinginan PLTU. Untuk mengurangi
pengaruh mikro-organisme ini ke dalam saluran air disuntikkan gas klor
(Cl2) untuk membunuh mikroorganisme ini.
Penyuntikan gas klor ini tidak dilakukan secara kontinu untuk mencegah
kekebalan mikroorganisme.
b. Air pengisi ketel, yang telah melalui economizer, suhunya bisa
mencapai sekitar 20000C. Untuk itu, air pengisi ketel sebelum melalui
economizer, dalam pengolah air ketel, ditambah soda lime untuk
mencegah timbulnya endapan pada pipa ketel uap. Bahan kimia ini
akhirnya akan terkumpul dan harus dibuang secara periodik (blow down).
Mutu air ketel harus dijaga agar tidak merusak bagian-bagian ketel
maupun bagian-bagian turbin. Hal-hal yang harus dijaga adalah:
174 Pembangkitan Tenaga Listrik
1). Kekerasan (hardness) dari air yang menyangkut kandungan garam
kalsium dan magnesium. Pada umumnya kedua logam tersebut
membentuk garam dengan karbonat, hidrat, sulfat, dan hidrokarbonat
(HCO 3 OH-, S04 2-, C02). Garam-garam ini pada tekanan dan suhu
tinggi mudah mengendap disebabkan kelarutannya yang kecil. Endapan
akan menempel pada dinding dalam pipa ketel dan menjadikan lapisan
isolasi kerak panas (scaling) sehingga mengurangi efisiensi ketel dan
juga dapat menimbulkan pemanasan setempat yang berlebihan.
Untuk mencegah tejadinya endapan (scaling) ini, sebelum dipompakan
ke economizer, air dilunakkan (softening) terlebih dahulu. Proses
pelunakan ini menggunakan soda lime (campuran antara KOH dan atau
NaOH dengan Ca(OH)2)) sehingga timbul reaksi kimia.
Setelah penambahan soda lime, dalam air ketel masih terkandung CaS04
dan CaC12 (hasil klorinasi). Untuk mengeliminasi garam-garam kalsium ini
ditambahkan soda ash (kalsium karbonat = Na2C03). Setelah itu
dilakukan filtrasi (penapisan) untuk menghilangkan garam-garam yang
mengendap.
2). Gas clor (Cl) yang sifatnya sangat korosif mungkin terbawa melalui
kebocoran kondensor. Gas ini harus dibersihkan dari ketel. Seperti
tersebut dalam butir a, air pendingin disuntik dengan gas klor sehingga
dapat tejadi kebocoran ini. Untuk menangkap gas klor dapat digunakan
filter arang.
3). Kotoran-kotoran lain yang terbawa dalam air pengisi ketel dapat
disaring dengan saringan mekanis, misalnya pasir dan airnya diberi
tekanan.
4). Untuk mencegah scaling (kerak) atau korosi oleh air pengisi ketel,
nilai pH air pengisi ketel perlu dikontrol agar berada pada nilai antara 9.5
sampai 11. pH diatur dengan penambahan buffer phospat.
5). Misalnya bila terlalu tinggi maka dapat ditambahkan NaH2P04 atau
Na2HP04, dan bila pH terlalu rendah dapat ditambahkan Na3PO4 pH
diatur hingga mendekati 1011. pH yang terlalu tinggi akan memicu
tejadinya scaling. Alkalinitas yang tinggi disebabkan oleh berbagai
macam unsur yang ada dalam air ketel di mana dapat menghasilkan buih
dan menyebabkan carry over.
6). Jumlah mineral yang ada dalam air ketel dapat juga dikontrol dengan
cara melakukan serangkaian proses demineralisasi. Kation seperti
magnesium dan kalsium dapat dihilangkan dengan proses penukaran ion
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 175
dengan ion hidrogen, sementara anionnya tertinggal dalam air ketel
dengan bentuk, misalnya asam sulfat H2SO4, asam klorida HCI, dan lainlain.
Bila air ketel kemudian dilewatkan dalam vacum deaerator untuk
mengurangi 02 dan C02 kemudian dilewatkan lagi dalam proses penukar
anion, maka asam-asam yang tertinggal dalam larutan akan dihilangkan
dan menghasilkan air yang mungkin lebih murni dari air destilasi.
7). Kadar oksigen (02) juga harus dibatasi karena 02 merusak ketel
maupun turbin pada suhu di atas 2000C. Hal ini dilakukan dalam
deaerator di mana air pengisi ketel disemprotkan menjadi butir-butir kecil
dan dalam arah berlawanan (ke atas) disemprotkan uap panas yang akan
menangkap OT.
Segala endapan yang terjadi pada proses pengolahan air pengisi ketel ini
harus dibuang melalui proses blow down dari air drum ketel dan harus
memenuhi syarat lingkungan.
Makin tinggi tekanan uap ketel, makin tinggi kemungkinan terjadi scaling.
Begitu pula acuan ini mengajukan nilai pH air pengisi ketel sebaiknya
antara 10 dan ll.
Penggunaan air murni hasil destilasi dalam desalinization plant sangat
membantu pengolahan air pengisi ketel jika dibandingkan dengan
penggunaan air sumur yang mengandung banyak macam zat.
PLTU yang menggunakan bahan bakar batubara menghasilkan 2 macam
abu:
􀁸 Abu dari bagian bawah ruang bakar, bentuknya besar, bisa dijadikan
bahan lapisan pengeras jalan.
􀁸 Abu cerobong yang ditangkap oleh electrostatic precipitator, bisa
dipakai sebagai bahan campuran beton.
Dari uraian di atas tampak bahwa abu yang merupakan limbah PLTU
batubara dapat diproses sehingga menjadi produk tambahan.
8. Instalasi Pengolah Air Ketel
Adanya blow down air dari drum ketel untuk membuang bahan-bahan
kimia.menyebabkan perlu adanya suplisi air ketel. Suplai air ini bisa
berasal dari Perusahaan Air Minum (PAM).
Air dari PAM walaupun layak minum bagi manusia belum tentu
memenuhi syarat sebagai air ketel.
176 Pembangkitan Tenaga Listrik
Sumur, yang dibuat dengan bor tanah. Air sumur ini umumnya membawa
banyak mineral yang ada di dalam tanah seperti silika dan kalsium.
Mineral-mineral ini bisa merusak ketel sehingga harus dibuang.
9. Air Laut yang Disuling (Didestilasi)
Penyulingan air laut ini dilakukan dalam destalination plant, di mana air
laut diuapkan kemudian diembunkan kembali. Air hasil sulingan ini
kemungkinan mengandung gas Cl2 dan NaCI yang sangat berbahaya
bagi ketel, turbin dan bagian bagian lain dari instalasi PLTU. Oleh
karenanya harus dihindarkan keberadaannya dalam air ketel.
Dibanding dengan air yang berasal dari sumber-sumber tersebut di atas,
air sungai atau air dari danau relatif paling banyak mengandung kotoran
dan zat-zat yang tidak diinginkan sehingga proses pembersihannya
paling sukar.
Instalasi pengolah air ketel berfungsi untuk membersihkan air yang
berasal dari sumber-sumber tersebut agar memenuhi syarat sebagai air
ketel dalam arti tidak akan merusak.
Proses fisik dilakukan dengan melewatkan air pengisi ketel melalui
saringan-saringan untuk menyaring kotoran-kotoran yang dikandung air
ketel tersebut. Kadang-kadang air ketel ini perlu ditekan agar bisa melalui
ruangan yang kerapatannya tertentu, sesuai dengan kondisi air ketel
yang akan disaring.
Pada penggunaan air sungai dan air danau seringkali diperlukan klorinasi
(penyuntikan dengan gas C12) untuk membunuh binatang-binatang yang
ada dalam air tersebut, agar terjadi pengumpulan binatang-binatang
(bersarang) dalam instalasi pengolah air ketel. Dalam proses ini bisa
terjadi gumpalan yang perlu diendapkan dengan bantuan bahan kimia
tertentu. Setelah gumpalan mengendap, kemudian endapan dibuang
secara mekanis, sehingga didapat air yang jernih.
Air yang telah dijernihkan ini maupun air yang telah jernih yang berasal
dari PAM, sumur, atau dari penyulingan air laut, kemudian perlu
dilunakkan dengan proses kimia. Reaksi kimia ini menimbulkan berbagai
endapan yang harus disaring oleh saringan (filter). Proses pemurnian
pendahuluan, langkah berikutnya adalah langkah demineralisasi, yaitu
suatu proses kimia untuk menghilangkan mineral-mineral yang masih
terdapat dalam air ketel. Dalam proses demineralisasi ini dilakukan
pengambilan mineral-mineral yang masih ada dalam air ketel melalui
pertukaran ion. Untuk ini digunakan 2 macam resin yaitu resin kation dan
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 177
resin anion. Resin kation mempunyai ion positif hidrogen H2 yang
ditempelkan pada polimer yang bermuatan negatif Ion-ion hidrogen positif
ini dimaksudkan untuk menangkap kation dari kalsium, magnesium dan
natrium. Berbeda dengan resin kation, resin anion mem punyai ion negatif
hidroksida yang ditempelkan pada polimer positif. Ion hidroksida negatif
ini digunakan untuk menangkap ion-ion positif dari suffat klorida dan
karbonat.
Cation dan anion yang sudah kotof dengan ion-ion negatif dan ion-ion
positif ini bisa dibersihkan (diregenerasi) dengan melalukan asam pada
resin kation dan basa pada resin anion.
Kation yang telah banyak menangkap banyak ion-ion negatif dan
kalsium, magnesium dan natrium sehingga terbentuk basa Ca(OH)21,
Mg(OH)2 dan Na(OH)2. "Kotoran" berupa basa ini bisa dibersihkan
dengan menggunakan larutan asam misalnya H2SO4. Anion yang "kotor"
mengandung banyak asam H2SO4, HCI, dan H2CO3. Untuk
membersihkan "kotoran" ini bisa digunakan larutan basa misalnya NaOH.
Mineral-mineral yang ada dalam air ketel secara bertahap dibersihkan.
Dekarbonator berfungsi mengeluarkan C02 yang larut dalam air ketel
dengan cara meniupkan udara ke arah atas dalam aliran air yang
mengalir ke bawah, sehingga gas C02 yang larut dalam air tertiup keluar.
Secara fisik proses ini berlangsung seperti Gambar III.28 berlangsung
dalam tangki-tangki baja disertai dengan pompa-pompa penggerak air
dan ditambahkan dengan saringan-saringan.
Gambar III.28
Rangkaian proses demineralisasi
178 Pembangkitan Tenaga Listrik
Air yang keluar dari instalasi demineralisasi masih mengandung gas-gas
oksigen dan amoniak. Untuk mengeluarkan gas-gas ini, air ketel yang
keluar dari instalasi demineralisasi dialirkan ke deaerator. Gambar III.29
menunjukkan rangkaian air ketel uap.
Aliran Air dan Uap
Gambar III.29
Rangkaian air ketel uap
Gambar III.30
Rangkaian Air Ketel Uap
Dalam deaerator air disemprotkan melalui sprinkle sehingga menjadi
butir-butir kecil yang kemudian jatuh mengalir di atas pelat baja, terus ke
bawah dan akhirnya keluar. Di sisi lain, uap panas dimasukkan dan
mengalir ke atas, bertentangan dengan arah aliran-aliran air. Proses ini
dimaksudkan memperluas dan menipiskan permukaan aliran air sehingga
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 179
menjadi seluas mungkin. Dengan proses ini gas oksigen yang ada dalam
air ketel diharapkan keluar dan tertiup keluar bersama uap panas.
Keberadaan gas oksigen dalam air ketel sangat tidak diharapkan karena
sifatnya yang korosif. Gas C02 di sebagian besar sudah keluar dalam
dekarbonizer. Pembuangan gas deaerator berlangsung efektif pada nilai
pH rendah mulai kira-kira 8,3 dan pada nilai pH = 4,3 pembuangan bisa
100%. Sedangkan untuk gas amonia (NH3) adalah mulai pH = 7,0 dan
bisa 100% pada pH = 11,0.
Setelah keluar dari instalasi pengolah air ketel, sebelum masuk
economizer, air ketel masih diberi zat kimia hydrazin untuk mencegah
terjadinya korosi dengan dinding pipa ketel mengingat suhunya sesudah
economizer bisa mencapai 2000C.
Dari uraian dalam sub bab ini, tampak bahwa pengolahan air ketel secara
garis besar terdiri dari:
a. Proses fisik/mekanis berupa penyaringan melalui saringan yang terjadi
dalam saringan. Ada proses penyaringan yang menggunakan fenomena
osmosa pada membran yang dikombinasi dengan tekanan.
b. Proses reaksi kimia seperti yang diuraikan sedangkan proses kimia
yang tejadi seperti diuraikan dalam pasal ini merupakan proses kimia
elektro, yaitu pertukaran ion yang terjadi dalam instalasi demineralisasi.
c. Proses pelepasan gas secara fisik, yang terjadi dalam deaerator
kadang-kadang dipakai juga alat pelepas gas (degasfier) dalam bentuk
yang berbeda.
Kualitas air ketel perlu dijaga secara kontinu karena kualitas air ketel
yang tidak memenuhi syarat akan merusak peralatan PLTU yang
dilaluinya baik ketika berbentuk cair (air) maupun ketika berbentuk uap.
10. Pemeliharaan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Perak
Pemeliharaan mempunyai maksud dan tujuan yaitu usaha untuk
mempertahankan / mengembalikan kondisi unit/ peralatan agar tetap
dalam kondisi prima, dalam arti siap dan handal setiap diperlukan.
Operasi siklus dapat berjalan dengan baik jika pemeliharaan alat
pada sistem berfungsi dalam membantu kerja siklus tersebut. Secara
umum jenis pemeliharaan dibagi menjadi 4 yaitu:
a. Pemeliharaan Rutin
Pemeliharaan ini dilakukan secara berulang dengan interval waktu
maksimum 1 (satu) tahun, dan dapat dilaksanakan pada saat unit
180 Pembangkitan Tenaga Listrik
beroperasi maupun tidak beroperasi. Pemeliharaan rutin berjalan (on
line maintenance) dilakukan pada kondisi unit beroperasi dan
pemeliharaan rutin pencegahan (preventive maintenance) dilakukan
dengan rencana waktu yang telah ditetapkan, misalnya harian,
mingguan atau bulanan dalam periode 1 (satu) tahun.
b. Pemeliharaan Periodik
Pemeliharaan periodik ialah pemeliharaan yang dilakukan berdasarkan
jam operasi (Time Base Maintenance), maupun berdasarkan monitor
kondisi peralatan (Condition Monitoring Base Maintenance).
Pemeliharaan ini pada umumnya dilakukan dalam kondisi unit/
peralatan tidak beroperasi, dengan sasaran untuk mengembalikan
unit/peralatan pada performance atau unjuk kerja semula
(Commissioning), atau setelah overhaul sebelumnya.
c. Pemeliharaan Khusus
Pemeliharaan yang direncanakan dan dilaksanakan secara khusus,
dengan sasaran untuk memperbaiki/meningkatkan performance
mesin/unit. Pemeliharaan khusus didasarkan atas pelaksanaan
inspection sebelumnya, dan juga didasarkan atas pelaksanaan
Predictive Maintenance. Pemeliharaan khusus dapat dilaksanakan
pada saat pemeliharaan periodik maupun diluar pemeliharaan
periodik.
d. Pemeliharaan Prediktif (Predictive Maintenance)
Ialah pemeliharaan yang didasarkan atas analisa dan evaluasi kondisi
operasi mesin dengan sasaran mengoptimalkan ketersediaan mesin
pembangkit dan biaya pemeliharaan. Pelaksanaan yang dilakukan
dalam pemeliharaan prediktif antara lain:
- Mengadakan pemeriksaan dan monitoring secara kontinyu terhadap
peralatan pada saat operasi atau pada waktu dilaksanakan
inspection/ overhaul.
- Mengadakan analisa kondisi peralatan atau komponen peralatan.
- Membuat estimasi sisa umur operasi peralatan sampai
memerlukan perbaikan/ penggantian berikutnya.
- Mengevaluasi hasil analisa untuk menentukan interval inspection.
C. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)
1. Prinsip Kerja
Gambar III.31 menunjukkan prinsip kerja PLTG. Udara masuk ke
kompresor untuk dinaikkan tekanannya menjadi kira-kira 13 kg/cm2
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 181
kemudian udara tersebut dialirkan ke ruang bakar. Dalam ruang bakar,
udara bertekanan 13 kg/cm2 ini dicampur dengan bahan bakar dan
dibakar. Apabila digunakan bahan bakar gas (BBG), maka gas dapat
langsung dicampur dengan udara untuk dibakar, tetapi apabila digunakan
bahan bakar minyak (BBM), maka BBM ini harus dijadikan kabut terlebih
dahulu kemudian baru dicampur dengan udara untuk dibakar. Teknik
mencampur bahan bakar dengan udara dalam ruang bakar sangat
mempengaruhi efisiensi pembakaran.
Gambar III.31
Prinsip Kerja Unit Pembangkit Turbin Gas
Pembakaran bahan bakar dalam ruang bakar menghasilkan gas bersuhu
tinggi sampai kira-kira 1.3000C dengan tekanan 13 kg/cm2. Gas hasil
pembakaran ini kemudian dialirkan menuju turbin untuk disemprotkan
kepada sudu-sudu turbin sehingga energi (enthalpy) gas ini dikonversikan
menjadi energi mekanik dalam turbin penggerak generator (dan
kompresor udara) dan akhirnya generator menghasilkan tenaga listrik.
Karena pembakaran yang terjadi pada turbin gas mencapai suhu sekitar
1.3000C, maka sudu-sudu turbin beserta porosnya perlu didinginkan
dengan udara.
Selain masalah pendinginan, operasi turbin gas yang menggunakan gas
hasil pembakaran dengan suhu sekitar 1.3000C memberi risiko korosi
suhu tinggi, yaitu bereaksinya logam kalium, vanadium, dan natrium yang
terkandung dalam bahan bakar dengan bagian-bagian turbin seperti sudu
dan saluran gas panas (hot gas path).
182 Pembangkitan Tenaga Listrik
Oleh karena itu, bahan bakar yang digunakan tidak boleh mengandung
logam-logam tersebut di atas melebihi batas tertentu. Kebanyakan pabrik
pembuat turbin gas mensyaratkan bahan bakar dengan kandungan
logam kalium, vanadium, dan natrium tidak boleh melampaui 1 part per
mill (rpm). Di Indonesia, BBM yang bias memenuhi syarat ini hanya
minyak Solar, High Speed Diesel Oil, atau yang sering disebut minyak
HSD yang disediakan oleh PERTAMINA. Sedangkan BBG umummya
dapat memenuhi syarat tersebut di atas.
2. Operasi dan Pemeliharaan
Dari segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa start-nya pendek,
yaitu antara 15-30 menit, dan kebanyakan dapat di-start tanpa pasokan
daya dari luar (black start), yaitu menggunakan mesin diesel sebagai
motor start.
Dari segi pemeliharaan, unit PLTG mempunyai selang waktu
pemeliharaan (time between overhaul) yang pendek, yaitu sekitar 4.000-
5.000 jam operasi. Makin sering unit mengalami start-stop, makin pendek
selang waktu pemeliharaannya.
Walaupun jam operasi unit belum mencapai 4.000 jam, tetapi jika jumlah
startnya telah mencapai 300 kali, maka unit PLTG tersebut harus
mengalami pemeriksaan (inspeksi) dan pemeliharaan.
Saat dilakukan pemeriksaan, hal-hal yang perlu mendapat perhatian
khusus adalah bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran
yang suhunya mencapai 1.3000C, seperti: ruang bakar, saluran gas
panas (hot gas path),dan sudu-sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya
mengalami kerusakan (retak) sehingga perlu diperbaiki (dilas) atau
diganti.
Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (keretakan) ini,
karena proses start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan
yang tidak kecil. Hal ini disebabkan sewaktu unit dingin, suhunya sama
dengan suhu ruangan (sekitar 300C sedangkan sewaktu operasi, akibat
terkena gas hasil pernbakaran dengan suhu sekitar 1.3000C.
Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, ada unit PLTG yang boleh
dibebani lebih tinggi 10% dari nilai nominalnya selama 2 jam, yang dalam
bahasa Inggris disebut peak operation. Apabila dilakukan peak operation,
maka hal ini harus diperhitungkan dengan pemendekan selang waktu
antara inspeksi, karena peak operation menambah keausan yang terjadi
pada turbin gas sebagai akibat kenaikan suhu operasi.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 183
Dari segi masalah lingkungan, yang perlu diperhatikan adalah masalah
kebisingan, yangan sampai melampaui ketentuan yang dibolehkan.
Seperti halnya pada PLTU, masalah instalasi bahan bakar, baik apabila
digunakan BBM maupun apabila digunakan BBG, perlu mendapat
perhatian khusus dari segi pengamanan terhadap bahaya kebakaran.
Dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, unit PLTG tergolong unit
termal yang efisiensinya paling rendah, yaitu berkisar antara 15-25%.
Dalam perkembangan penggunaan unit PLTG di PLN, akhir-akhir ini
digunakan unit turbin gas aero derivative, yaitu turbin gas pesawat
terbang yang dimodifikasi menjadi turbin gas penggerak generator.
Keuntungan dan pemakaian Unit aero derivative, yaitu didapat unit yang
dimensinya lebih kecil dibanding unit Stationer daya yang sama. Di
samping itu, harga unit bisa lebih murah karena intinya (turbin) sama
dengan turbin pesawat terbang (misalnya, biaya pengembangan telah
terserap oleh harga jual turbin gas pesawat terbangnya). bagaimana
kinerjanya masih perlu pengamatan di lapangan.
3. Pendinginan
Pendinginan sudu-sudu turbin dan poros turbin dilakukan dengan udara
dari kompresor. Untuk keperluan ini, ada lubang pendingin dalam sudusudu
dan dalam poros turbin yang pembuatannya memerlukan teknologi
canggih.
Sedangkan pendinginan minyak pelumas dilakukan dengan
menggunakan penukar panas (heat exchanger) konvensional.
Gambar III.32
Produk-Produk Turbin Gas Buatan Alstom dan Siemens
184 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.33
Konstruksi ruang bakar turbin gas buatan Alstom di mana kompresor di sebelah
kanan sedangkan turbin di sebelah kiri
D. Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
PLTGU merupakan kombinasi PLTG dengan PLTU. Gas buang dari
PLTG yang umumnya mempunyai suhu di atas 4000C, dimanfaatkan
(dialirkan) ke dalam ketel uap PLTU untuk menghasilkan uap penggerak
turbin uap. Dengan cara ini, umumnya didapat PLTU dengan daya
sebesar 50% daya PLTG. Ketel uap yang digunakan untuk
memanfaatkan gas buang PLTG mempunyai desain khusus untuk
memanfaatkan gas buang di mana dalam bahasa Inggris disebut Heat
Recovery Steam Generator (HRSG).
Gambar III.34 menunjukkan bagan dari 3 buah unit PLTG dengan sebuah
unit PLTU yang memanfatkan gas buang dari 3 unit PLTG tersebut. 3 unit
PLTG beserta 1 unit PLTU ini disebut sebagai 1 blok PLTGU. Setiap unit
PLTG mempunyai sebuah ketel uap penampung gas buang yang keluar
dari unit PLTG. Uap dari tiga ketel uap unit PLTG kemudian ditampung
dalam sebuah pipa pengumpul uap bersama yang dalam bahasa Inggris
disebut common steam header. Dari pipa pengumpul uap bersama, uap
dialirkan ke turbin uap PLTU yang terdiri dari turbin tekanan tinggi dan
turbin tekanan rendah. Keluar dari turbin tekanan rendah, uap dialirkan ke
kondensor untuk diembunkan. Dari kondensor, air dipompa untuk
dialirkan ke ketel uap.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 185
HRSG dalam perkembangannya dapat terdiri dari 3 drum uap dengan
tekanan uap yang berbeda: Tekanan Tinggi (HP), Tekanan Menengah
(IP), dan Tekanan Rendah (LP). Hal ini didasarkan perhitungan
Termodinamika Drum HP, IP, dan LP yang berhubungan dengan suhu
gas buang yang tinggi, sedang, dan rendah (Iihat Gambar III.35).
Gambar III.34
Skema sebuah Blok PLTGU yang terdiri dari 3 Unit PLTG dan sebuah Unit PLTU
Keterangan: Header Uap; Pr : Poros; TG : Turbin Gas; KU : Ketel Uap; GB : Gas Buang;
Kd : Kondensor; HA : Header Air; TU : Turbin Uap; Generator; P : Pompa
Dalam operasinya, unit turbin gas dapat dioperasikan terlebih dahulu
untuk menghasilkan daya listrik sementara gas buangnya berproses
untuk menghasilkan uap dalam ketel pemanfaat gas buang. Kira-kira 6
(enam) jam kemudian, setelah uap dalam ketel uap cukup banyak, uap
dialirkan ke turbin uap untuk menghasilkan daya listrik.
Karena daya yang dihasilkan turbin uap tergantung kepada banyaknya
gas buang yang dihasilkan unit yaitu kira-kira menghasilkan 50% daya
unit PLTG, maka dalam mengoperasikan PLTGU ini, pengaturan daya
PLTGU dilakukan dengan mengatur daya unit PLTG, sedangkan unit
PLTU mengikuti saja, menyesuaikan gan gas buang yang diterima dari
unit PLTG-nya.
Perlu diingat bahwa selang waktu untuk pemeliharaan unit PLTG lebih
pendek daripada unit PLTU sehingga koordinasi pemeliharaan yang baik
186 Pembangkitan Tenaga Listrik
dalam suatu blok PLTGU agar daya keluar dari blok tidak terlalu banyak
berubah sepanjang waktu
Ditinjau dari segi efisiensi pemakaian bahan bakar, PLTGU tergolong
sebagai unit yang paling efisien dari unit-unit termal (bisa mencapai
angka di atas 45%).
PLTGU termasuk produk teknologi mutakhir dalam perkembangan pusat
listrik. PLTGU PLN yang pertama beroperasi di sekitar tahun 1995. Daya
terpasangnya per blok dibatasi oleh besarnya daya terpasang unit PLTGnya.
Sampai saat ini, unit PLTG yang terbesar baru mencapai daya
terpasang sekitar 120 MW.
Pada Gambar III.37 tampak dua barisan cerobong. Barisan cerobong
sebelah kiri berasal dari turbin gas, barisan cerobong sebelah kanan
berasal dari ketel uap (HRSG).
Proses perpindahan panas pada HRSG praktis hanya melalui proses
konveksi dan konduksi saja, tidak ada proses radiasi, karena HRSG tidak
berhadapan dengan lidah api. Oleh karenanya maka desain HRSG
adalah dengan desain ketel. PLTU yang mengambil energi kalori
langsung dari ruang bakar.
Gambar III.38, menggambarkan prinsip perpindahan panas yang terjadi
melalui proses konveksi sentuhan HRSG. Seperti terlihat pada Gambar
III.35, uap yang keluar dari drum tekanan menengah IP bertemu uap
yang keluar dari turbin tekanan tinggi HP untuk selanjutnya dialirkan ke
turbin tekanan menengah titik pertemuan ini perlu ada pengatur tekanan
uap yang berfungsi menyamakan tekanan. Hal serupa berlaku antara.
uap dari drum LP yang bertemu dengan uap yang keluar dari turbin IP
untuk selanjutnya menuju ke turbin LP.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 187
Gambar III.35
Diagram aliran uap pada sebuah PLTGU yang menggunakan 3 macam tekanan uap; HP
(High Pressure), IP (Intermediate Pressure), dan LP (Low Pressure) buatan Siemens
Gambar III.36
Heat-recovery steam generator PLTGU Tambak
Lorok Semarang dari Unit PLTG 115 MW
188 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.37
PLTGU Grati di Jawa TImur (Pasuruan)
terdiri dari: Turbin Gas: 112,450 MW x 3;
Turbin Uap: 189,500MW; Keluaran Blok:
526,850 MW
Gambar III.38
Bagian dari HRSG yang bersentuhan dengan gas buang
Gambar III.39
Blok PLTGU buatan Siemens yang terdiri dari dua buah PLTG dan sebuah PLTU
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 189
E. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Energi panas bumi (Geothermal energi) sudah dikenal sejak ratusan
tahun lalu dalam wujud gunung berapi,aliran lava, sumber air panas
maupun geyser.
Pada mulanya uap panas yang keluar dari bumi tersebut hanya
dimanfaatkan untuk tujuan theraphy. Baru pada awal abad ke-20, seiring
dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta dimakluminya
keterbatasan sumber energi minyak maka, mulai dipikirkan pemanfaatan
energi panas bumi untuk keperluan–keperluan yang lebih komersil.
Pada tahun 1913, pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama, dengan
kapasitas 250 KWH. Berhasil dioperasikan di Italia. Kemudian disusul
dengan pembangkit lainnya yang sampai dengan tahun 1988 total
kapasitas PLTP di dunia sudah mencapai lebih dari 20.000 MW.
Penelitian potensi panas bumi di Indonesia sudah di mulai sejak tahun
1926 di Kamojang Jawa Barat oleh Belanda dan diteruskan oleh bangsa
Indonesia setelah kemerdekaan.
Dari penelitian yang dilakukan ternyata potensi panas bumi di Indonesia
sangat memberi harapan, yaitu sekitar 16.000 MW. Namun demikian
hingga 1992, baru sekitar 500 MW yang berhasil di usahakan sebagai
energi listrik.
Kendala-kendala teknis dan non teknis masih perlu diatasi untuk
mempercepat terwujudnya PLTP-PLTP yang lain.
Dalam rangka memberikan gambaran tentang PLTP, buku ini disusun
dengan sangat ringkas namun demikian diharapkan cukup dapat
memberikan penjelasan awal tentang dasar-dasar pusat listrik tenaga
panas bumi.
1. Energi-energi bumi
a. Bentuk Struktur Bumi
Bumi diselimuti oleh atmosphere terdiri dari lapisan-lapisan yang disebut
sebagai Crust, Mantle, Liquid core, Inner core.
Temperatur serta massa jenis meningkat semakin mendekati pusat bumi.
Hanya lapisan terluar bumi yang sangat dikenal manusia, terdiri dari
Continental crust, Ocean Crust serta lapisan es pada kutub bumi. Dalam
190 Pembangkitan Tenaga Listrik
pengertian Geothermal energi hanya dipelajari tentang panas yang
terdapat pada kerak bumi (Crust) dan bagian atas mantle.
b. Plate Tectonic
Crust atau kerak bumi merupakan lempengan-lempengan yang terpisah
dan diperkirakan terdiri dari 6 lempengan besar dan beberapa lempeng
yang lebih kecil. Lempengan-lempengan tersebut bergerak dengan
kecepatan rata-rata beberapa cm/tahun, lempengan yang bergerak
menjauhi akan membentuk rongga saling mendekat akan berbenturan
dan salah satu akan terdesak turun, pada daerah-daerah ini sering terjadi
gempa dan disebut sebagai Seismic belt dan terdapat daerah-daerah
gunung berapi, pada daerah-daerah tersebutlah daerah panas bumi
terletak.
1) Daerah Panas Bumi
Pada kenyataannya tidak semua daerah Seismic belt merupakan daerah
panas bumi (Geothermal field) yang potensial, hal ini disebabkan
persyaratan geologi, hidrologi yang tak terpenuhi.
Persyaratan dasar yang harus dipenuhi untuk suatu daerah panas bumi
yang potensi untuk di explotasi sebagai pembangkit listrik, adalah :
Daerah panas bumi berdasarkan gradient temperatur dipermukaan tanah
diklasifikasikan menjadi 2 group yaitu :
a) Non thermal area (grad temp 10-40oC Km depth)
b) Thermal area yang terdiri :
􀁐 Semi thermal area (70-80oC Km of depth)
􀁐 Hyperthermal area (lebih besar dari semi thermal area)
Berdasarkan kemampuan daerah panas bumi memproduksi fluida kerja ,
daerah panas bumi diklasifikasi sebagai berikut:
1) Semi thermal fields, mampu memproduksi air panas dengan
temperatur sampai dengan 100oC
2) Wet fields, memproduksi air panas yang berdekatan dengan
temperatur diatas 100o C hingga bila tekanan diturunkan , uap dapat
dipisahkan dengan air panas.
3) Dry fields, memproduksi uap jenuh, atau superheated tekanan di atas
atmosphere.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 191
2) Klasifikasi Sumber Energi Panas Bumi
a) Hot Water System
Model dasar dari reservoir dengan temperatur air yang tinggi diperkirakan
terletak pada daerah dataran rendah. Tanda panah menunjukkan arah
aliran zat cair yang menuju permukaan tanah yang berasal dari resevoir.
Pengendapan mineral yang menjadi ciri utama terjadi tidak hanya
disekitar reservoir tetapi juga dilapisan dekat permukaan tanah.
Seluruh perpindahan panas secara alami terjadi pada bagian atas
reservoir.
Contoh
􀂃 Imperal Vallery USA
􀂃 Cesano Prospect Italia
􀂃 Milos Yunani
b) Two Phase System (heat water for Maontainous Terrain)
Model dasar temperatur tinggi untuk system dua phasa ini di perkirakan
terletak didaerah pegunungan dengan aliran air yang sangat besar
(ditujukkan pada gambar yang di arsir warna hitam) sumber panas adalah
pluton dingin. Aliran air kepermukaan tanah ditandai dengan adanya
pengendapan mineral pada permukaan tanah.
Sebagian besar dari perpindahan panas secara alami dari pluton melalui
reservoir adalah timbulnya aliran air panas pada permukaan tanah.
Contoh.
􀂃 Lahendong
􀂃 Dieng
􀂃 Tongonan Piliphina
􀂃 Gunung Salak
c) Vapor Dominated System
Model dasar dari Vapor Dominated System ini diperkirakan terletak pada
daerah yang moderat. pada sistem ini dapat dilihat dengan adanya
proses condensasi (ditunjukkan pada daerah yang diarsir warna hitam)
pada lapisan dari fluida diaphasa. Sedikit sekali air permukaan yang
dipanasi. Hanya dalam reservoir uap panas dari bagian bawah reservoir
bergerak ke permukaan.
Perpindahan panas dalam reservoir adalah dengan mengalirkanya
condensat dan uap menuju permukaan tanah akibat konduksi Hot Rock
ke air resapan.
192 Pembangkitan Tenaga Listrik
Contoh :
􀂃 Kamojang
􀂃 Darajad
􀂃 Ladarelo
d) Volcanic Geothermal system
Sistem ini agak sukar dipahami, hanya menurut ahli geothermal bernama
Henley diperkirakan pada daerah gunung berapi ini terdapat gas dan
oxidasi yang menghasilkan sulfat atau asam chorida seperti yang terjadi
didaerah Sibayak dan Tangkuban Prahu.
2. Potensi Reservoir Panas Bumi
a. Potensi Reservoir
Yang dimaksud dengan resevoir adalah lapisan batuan permeable yang
dapat menyimpan dan mengalirkan fluida. Kandungan panas dalam
resevoir dihitung berdasarkan data-data Volume reservoir, temperatur,
porositas, density, thermal capasity. Data-data tersebut diperoleh dari
survey geology, hydrology, geochemical, geophysic dan pengeboran
sumur-sumur explorasi.
b. Fild Run Down
Pengambilan uap (fluida) yang terlalu berlebihan akan mempengaruhi
tekanan dan temperatur resevoir, sehingga turbin tidak dapat mencapai
kapasitas maksimumnya. Oleh karena perhitungan kapasitas reservoir
berdasarkan parameter-parameter yang tidak diukur secara langsung
maka hasil perhitungan tidak dapat dijadikan pegangan mutlak.
Untuk mengurangi resiko field run down biasanya PLPT dibangun secara
bertahap sambil mengamati perubahan-perubahan pada resevoir.
3. Exploitasi Panas Bumi
Yang dimaksud dengan exploitasi panas bumi adalah:
􀂃 Usaha mencari/menentukan daerah panas bumi
􀂃 Menentukan karakteristik dari daerah panas bumi (semithermal atau
hyperthermal)
􀂃 Menentukan apakah daerah hyper thermal (bila di temukan,
merupakan steam atau water dominated)
􀂃 Mempelajari lebih teliti, lokasi, luas, kedalaman dan temperatur daerah
panas bumi.
􀂃 Mengetimasi potensi daya yang dapat diperoleh dari energi panas
yang ada pada daerah panas bumi itu.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 193
Pelaksanaan kegiatan explorasi memerlukan kerja sama dari beberapa
disiplin ilmu antara lain Geology, geochemistry, geophysics dan
engineering.
Dari data-data yang diperoleh tersebut diambil suatu keputusan
pertimbangan sebagai berikut :
a) Bagaimanakah kira-kira prospek panas bumi tersebut untuk explorasi
selanjutnya.
b) Bila prospeknya baik , apakah pengeborannya secara teknik bisa
dilakukan.
c) Bila dapat, berapa kira-kira kedalamannya
d) Tentukan letak-letak sumur explorasi yang mula-mula akan dibor.
4. Pengeboran
Peralatan dan teknologi untuk pengeboran sumur panas bumi berasal
dari pengalaman untuk pengeboran minyak, yang kemudian disesuaikan
dengan keadaan/kondisi panas bumi.
Perbedaan yang nyata antara kondisi pengeboran minyak terhadap
panas bumi adalah, pada panas bumi:
a) Batuan lebih keras
b) Temperatur lebih tinggi
c) Terdapat fluida yang korosif
a. Prinsip dasar pengeboran dan bagian-bagian utama
1) Cellars
Sebelum pengeboran, dibuat bangunan beton dengan dimensi 10 ft x 8 ft
x 10 ft yang disebut Concrete cellars, gunanya untuk menahan beban
mesin pengeboran dan nantinya sebagai tempat kepala sumur serta
katup-katupnya.
2) Optimum bore diameter
Secara teoritis diameter lubang sumur merupakan fungsi dari tahanan
aliran (flow resistance) pada lubang sumur itu sendiri, tahanan aliran di
dalam formasi permeable, harga dari pipa, ratio kemungkinan
keberhasilan sumur panas bumi.
3) Rotary drilling
Mata bor (bit) diputar bersamaan dengan batang pemegangnya
(drillstem) secara mekanis oleh mesin penggerak (diesel) dari permukaan
tanah.
194 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pada menara pengeboran (derrick), terdapat pulley yang gunakan untuk
mengatur posisi penempatan batang pemegang mata bor, juga untuk
mencabut/menarik batang mata bor dan casing dari lubang sumur.
Peralatan-peralatan lain yang terdapat pada drilling rig, adalah pompapompa,
kompressor, cooling tower untuk pendingin lumpur,
penunjang/pemisah lumpur. Maksud penggunaan lumpur (mud) pada
pengeboran panas bumi adalah:
a) Pendingin dan pelumas mata bor dan batang pemegangnya.
b) Mendorong serpihan-serpihan batuan (cuttings) keluar lubang sumur.
c) Mencegah runtuhnya dinding sumur
d) Mendinginkan bantuan sekitar lubang sumur.
4) Casing
Casing merupakan dinding lubang sumur, terbuat dari bahan baja
berkapasitas tinggi, dipasang sebelum memasuki daerah produksi.
Casing disemen pada lubang sumur sehingga kokoh dan sanggup
menahan pipa-pipa dibawahnya.
Panjang casing tergantung pada kedalaman production zone. Bagian
terbawah dari sumur panas bumi adalah stolled liner berbentuk pipa yang
berlubang-lubang pada dinding yang berfungsi sebagai penyaring.
5) Directional drilling
Pengeboran tidak dilakukan tegak lurus kebawah tapi dibelokkan kearah
yang dikehendaki.
Keuntungan dari cara adalah :
a) Beberapa kepala sumur terletak berdekatan sehingga luas permukaan
tanah untuk kepala sumur lebih kecil.
b) Untuk lokasi-lokasi reservoir yang sulit dijangkau.
Karakteristik sumur panas bumi dapat berlain-lain walaupun terletak pada
satu daerah.
b. Pengukuran variabel
Untuk memperoleh parameter-parameter tersebut di atas diperlukan
pengukuran-pengukuran, tekanan dan temperatur dan dapat diukur
dengan menggunakan thermometer dan pressure gauge untuk
memperoleh harga enthalpy. Terdapat beberapa cara untuk mengukur
massa flow, salah satu yang paling sederhana namun cukup akurat
adalah metode James atau Critical Lip pressure method dimana
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 195
uap/campuran uap dan air di-discharge pada kecepatan suara (sonic
velocity), tekanan pada ujung pipa merupakan ukuran dari energi panas
(heat flow) per luas area penampang pipa
Rumus empiris “James” adalah
G = 1.102
11.400 0.96
h
p (3-2)
Keterangan
G = Flow dalam ft/s ft2
p = Critical lip pressure dalam psia
h = Fluida enthalpy dalam Btu/lb
c. Kapasitas Daya dari Sumur Panas Bumi
Dengan mengetahui parameter-parameter tekanan, temperatur, kualitas,
masa flow serta entalpy pada kepala sumur, maka dapat dibuat sebuah
kurva antara tekanan terhadap output (kW).
Berdasarkan kurva inilah engineer kemudian merencanakan mesin
pembangkit dengan tekanan kerja, temperatur dan output optimum.
5. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi dan Sistem
Transmisi Uap
Masalah yang paling penting dan sangat mendasar dalam merencanakan
pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah bagaimana mengubah
secara efisien energi panas bumi dengan kandungan kalor yang rendah
menjadi energi listrik.
Pada umumnya pembangkit listrik panas bumi berdasarkan jenis fluida
kerja panas bumi yang diperoleh dibagi menjadi 2, yaitu:
a) Vapor dominated system (sistem dominasi Uap)
b) Hot Water dominated system (Sistem Dominasi Air Panas)
a. Vapor dominated system
Vapor dominated system adalah jenis energi panas bumi yang
menghasilkan uap kering sebagai fluida kerja. Jenis ini sangat jarang
ditemukan, namun merupakan jenis yang sangat sesuai untuk
dimanfaatkan pada pembangkit listrik.
Diperlukan Steam Jet Ejector dengan kemampuan yang relatif besar
untuk mengatasi jumlah nondensable gas yang besar Contoh PLTP
196 Pembangkitan Tenaga Listrik
Vapor Dominan System adalah di Geyser (USA), Lardaelo (Itali),
Matsukawa (Japan) dan juga Kamojang.
b. Water dominated system (Sistim dominasi uap)
Pada sistem ini fluida keluar dari sumur dengan tingkat kekeringan
(dryness) yang sangat rendah, air lebih dominan atau berupa campuran
dua phase (two phase mixture), dengan temperatur yang bervariasi dari
150o C , untuk sistem pengolahannya dikenal beberapa cara yaitu
1) Flushed steam system
Pada sistem ini fluida pada kepala sumur merupakan campuran 2 phase
cair dan gas, didalam flash separator tekanan diturunkan sehingga
campuran 2 phasa memperoleh tingkat kekeringan yang lebih baik.
Kandungan air dipisahkan sedang uap digunakan untuk memutar turbin
proses selanjutnya seperti pada sistem uap kering. Dibandingkan dengan
vapor dominated system , flash steam system lebih sulit dalam beberapa
hal:
􀂃 Jumlah massa yang perlukan lebih banyak.
􀂃 kedalaman sumur lebih dalam.
􀂃 kandungan mineral yang lebih banyak sehingga diperlukan desain
khusus peralatan valve-valve, pompa-pompa desain khusus peralatan
khusus peralatan valve-valve, pompa –pompa, separator dan lain-lain.
􀂃 korosi pada pipa-pipa, casing sumur dan lain-lain.
Ada 2 metode yang masih terus dikembangkan yaitu :
a) Double flash
Air yang keluar dari separator pertama tidak langsung direinjeksikan
kedalam tanah, tetapi dimasukkan ke separator kedua, dimana tekanan
air tersebut diturunkan lagi, sehingga diperoleh tingkat kekeringan uap
yang lebih baik untuk memutar turbin tekanan rendah, sedangkan air dari
sparator II direinjeksikan ke dalam tanah.
b) Turbin
Tekanan air setelah keluar dari separator I masih Cukup tinggi,
digunakan untuk memutar turbin air yang didesign khusu dan generator
tambahan yang beroperasi paralel dengan generator dari turbin uap.
Air yang keluar dari separator masih mengandung energi yang cukup
besar untuk menggerakkan turbin sehingga sistem ini dikembangkan
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 197
terus. Gambar III.40 menunjukkan Skematik Diagram PLTP Flused
Steam System
2) Binary cycle system (sistem Siklus Biner)
Kira-kira 50% dari air hydrothermal yang ada, bersuhu antara 150o C
sampai dengan 205oC.
Apabila digunakan pada Flashed steam system, tekanan air diturunkan
untuk mendapatkan tingkat kekeringan uap yang lebih baik, sehingga
diperlukan jumlah aliran air yang lebih banyak.
Untuk peningkatan effisiensi, air dari dalam tanah digunakan sebagai
sumber panas pada siklus tertutup untuk memanaskan fluida kerja yang
mempunyai titik didih rendah seperti Isobutane (2-Methyl propane) V4H10
(titik didih normal pada tekanan 1 Atm = -10oC, Freon –12 (memiliki titik
didih normal -12,6oC -29,8oC), Amonia Propane.
Sparator
Steam
Water
Water
Steam
Condenser Cooling
Tower
Condensate
Injection Well
Direct Use
Turbine Generator
Gambar III.40
Skematik Diagram PLTP Flused Steam Sistem
Production Well
198 Pembangkitan Tenaga Listrik
Gambar III.41 memperlihatkan schematic diagram binary system . Fluida
panas bumi (air) dari dalam tanah dialirkan ke Heat exchanger (penukar
kalor) untuk memanaskan fluida organik (1) dan dipompakan kembali
kedalam tanah (Reinjection) didalam penukar kalor terjadi pertukaran
kalor antara fluida panas bumi dengan fluida organik, sehingga diperoleh
uap Superheated untuk menggerakkan turbin dengan rankin tertutup dan
selanjutnya dikondensasikan didalam Surface condensor dan kondensat
dipompakan kembali ke heat excharger kondensor didinginkan oleh air
reinjeksikan ke dalam tanah bersama-sama dengan fluida panas bumi
yang keluar dari Heat exchanger.
F. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
1. Prinsip Kerja
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Untuk
menyalakan listrik di daerah baru umumnya digunakan PLTD oleh PLN.
Di lain pihak, jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi
100 MW, penyediaan tenaga listrik yang menggunakan PLTD tidak
ekonomis lagi sehingga harus dibangun Pusat Listrik lain, seperti PLTU
atau PLTA. Untuk melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100
Gambar III. 41
PLTP Siklus Binary
Production Well Injection Well
Heat
Exchanger
Turbine Generator
Conderser
Cooling
Tower
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 199
MW akan tidak ekonomis karena unitnya menjadi banyak, mengingat Unit
PLTD yang terbesar di pasaran sekitar 12,5 MW.
Gambar III.42 menggambarkan prinsip kerja mesin diesel 4-langkah, dan
Gambar III.43 prinsip kerja mesin diesel 2-langkah. Secara teoretis,
mesin diesel 2-langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik
yang sama dibandingkan dengan mesin diesel 4-langkah, dapat
menghasilkan daya 2 kali lebih besar. Hal ini disebabkan karena pada
mesin diesel 2-langkah terdapat 1 kali langkah tenaga untuk setiap
2 langkah atau setiap 1 putaran, sedangkan pada mesin diesel
4-langkah, langkah tenaga terjadi langkah setiap 4 langkah atau setiap
2 putaran. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya
yang di dapat pada mesin diesel 2 Langkah tidak tercapai (hanya sekitar
1,8 kali). Hal ini disebabkan karena proses pembilasan ruang bakar
silinder mesin diesel 2-langkah tidak sebersih pada mesin diesel
4-langkah sehingga proses pembakarannya tidak sesempurna seperti
pada mesin diesel 4-langkah. Karena proses pembakaran ini, maka
efisiensi mesin diesel 2 langkah tidak bisa sebaik efisiensi mesin diesel
4-langkah. Pemakaian bahan bakarnya lebih boros.
Mesin diesel 2-langkah lebih cocok digunakan pada keperluan yang
memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif kereta api
atau pada kapal laut. Mesin ini disebut sebagai mesin diesel 2-langkah
karena dalam setiap langkahnya terjadi satu kali langkah bertenaga
dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran.
200 Pembangkitan Tenaga Listrik
2. Pengaruh Jumlah Putaran
Untuk keperluan pembangkitan tenaga listrik, umumnya digunakan mesin
diesel 4-langkah karena masalah ruangan tidak menjadi soal dan yang
lebih penting ialah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat. Karena
frekuensi yang harus dihasilkan generator harus konstan 50 Hertz atau
60 Hertz, maka putaran mesin diesel harus konstan. Di pasaran, terdapat
unit pembangkit diesel dengan putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari
300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit (rpm).
Untuk daya yang sama makin tinggi nilai rpmnya, makin kecil dimensi unit
pembangkitnya dan harganya per kW terpasang juga lebih murah. Tetapi
karena banyaknya bagian yang bergerak pada mesin diesel, makin tinggi
nilai rpm mesin diesel, makin sering mesin diesel tersebut mengalami
gangguan. Oleh karena itu, untuk unit pembangkit diesel yang harus
beroperasi kontinu, lebih baik digunakan pembangkit yang mempunyai
nilai rpm rendah. Sedangkan untuk unit pembangkit cadangan, dapat
digunakan unit dengan nilai rpm yang tinggi.
Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesin-mesin diesel yang
mempunyai nilai rpm rendah, sampai dengan 500 rpm, dapat
Gambar III.43. Prinsip kerja Mesin Diesel 2 Langkah.
LM : Lubang Masuk; LB : Lubang Buang; P : Pengabut Bahan Bakar;
K :Karter (berisi rninyak pelumas dan udara)
Gambar III.42 Prinsip kerja Mesin Diesel 4 Langkah.
KM: Katup Masuk, KB: Katup Buang, P: Pengabut Bahan Bakar, K: Karter berisi
minyak pelumas dan udara.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 201
menggunakan bahan bakar minyak (1313 M) dengan kualitas No. 2 dan
No. 3 yang harganya relatif lebih murah daripada bahan BBM kualitas No.
1. BBM untuk mesin diesel yang tersedia di Indonesia disediakan oleh
PERTAMINA, yaitu:
Kualitas No. I High Speed Diesel Oil, biasa disingkat HSD
Kualitas No. 2 Intermediate Diesel Oil, biasa disingkat IDO
Kualitas No. 3 Marine Fuel Oil, biasa disingkat MFO
Mesin diesel dengan nilai rpm di atas 500 rpm, harus menggunakan
HSD. Mesin diesel dengan rpm rendah, sampai dengan 500 rpm,
memakai UFO di mana harus dipanaskan terlebih dahulu agar tercapai
viskositas yang cukup rendah. apabila menggunakan IDO, maka tidak
diperlukan pemanasan terlebih dahulu.
Gas dapat juga digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel, tetapi
mesin diesel seperti ini harus didesain khusus. Ada juga mesin diesel
yang didesain untuk dapat menggunakan bahan bakar minyak maupun
gas. Umumnya apabila digunakan gas (BBG), maka daya keluar dari
mesin diesel lebih rendah dibanding dengan apabila menggunakan BBM
(kira-kira 80%).
Daya keluaran dari poros mesin Diesel 4-langkah dinyatakan oleh
peresamaan berikut ini:
P= S.A.I BMEP x n x k [Daya Kuda] (3-3)
2 atau 1
di mana:
P = Daya yang keluar dari poros mesin Diesel [Daya Kuda]
S = Jumlah silinder
A = Luas permukaan torak [cm2]
I = Langkah torak [meter]
BMEP = Brake Mean Effective Pressure=Tekanan rata-rata [kg/cm2]
n = Jumlah putaran poros per detik [ppd]
2 = Pembagi n untuk mesin Diesel 4-langkah
1 = Pembagi n untuk mesin Diesel 2-langkah
K = Konstanta
satuan= inchi, mengingat bahwa 1 Daya Kuda = 75 kgm/detik
Dengan memperhitungkan efisiensi generator yang diputar oleh mesin
diesel dan mengingat bahwa 1 Daya Kuda = 736 Watt, maka apabila
daya keluar mesin diesel diketahui, selanjutnya dapat dihitung daya
keluar dari generator yang diputar mesin diesel.
202 Pembangkitan Tenaga Listrik
Dalam pembangkitan tenaga listrik yang menggunakan mesin diesel,
putaran mesin diesel harus konstan agar frekuensi yang didapat dari
generator selalu konstan 50 Hz atau 60 Hz sehingga untuk pengaturan
daya keluar dari generator, yang dapat diatur hanya nilai BMER
Pengaturan nilai BMEP ini dilakukan dengan mengatur pemberian bahan
bakar yang harus diikuti oleh pengaturan pemberian udara. Hal ini
disebabkan bahan bakar memerlukan udara untuk pembakaran.
Terlalu banyak udara atau terlalu sedikit udara untuk pembakaran
menyebabkan pembakaran bahan bakar dalam silinder mesin diesel
menjadi tidak efisien. Masalahnya, dalam mesin diesel yang putarannya
konstan, perubahan pemberian bahan bakar tidak dapat diikuti oleh
perubahan pemberian udara pembakaran secara seimbang sehingga
nilai efisiensi maupun nilai BMEP tidak konstan sebagai fungsi beban.
Oleh karena itu, unit pembangkit diesel sebaiknya dioperasikan dengan
beban konstan yang menghasilkan efisiensi maksimum, yaitu pada kirakira
beban 80%.
Dalam perkembangan mesin diesel, pembuat (pabrik) berusaha membuat
mesin diesel dengan daya sebesar mungkin tetapi dimensinya sekecil
mungkin sehingga dicapai ongkos pembuatan yang serendah mungkin,
agar dapat bersaing dalam pasar. Untuk melaksanakan hal ini, para
pembuat mesin diesel berusaha menaikkan nilai BMEP dan nilai n.
Usaha lainnya adalah menambah jumlah silinder.
Dalam praktek mesin diesel paling banyak mempunyai 16 buah silinder.
3. Operasi dan Pemeliharaan
Umumnya semua unit pembangkit diesel dapat di-start tanpa
memerlukan sumber tenaga listrik dari luar (dapat melakukan black start).
Men-start mesin diesel dengan daya di bawah 50 kW dapat dilakukan
dengan tangan melalui engkol. Untuk daya di atas 50 kW sampai kira-kira
100 kW, umumnya distart dengan menggunakan baterai aki. Sedangkan
untuk mesin diesel dengan daya di atas 100 kW, umumnya digunakan
udara tekan.
Dari segi pemeliharaan dan perbaikan, unit pembangkit diesel tergolong
unit yang banyak menimbulkan masalah, kbususnya yang menyangkut
mesin dieselnya. Hal ini disebabkan karena banyaknya bagian-bagian
yang bergerak dan bergesek satu sama lain sehingga menjadi aus dan
memerlukan penggantian secara periodik. Untuk itu, diperlukan
manajemen pemeliharaan beserta penyediaan suku cadang yang teratur
dan dicampur dengan bahan bakar yang telah dikabulkan oleh pengabut.
Campuran ini kemudian meledak pada akhir langkah kompresi dan
menghasilkan daya dorong torak pada langkah tenaga.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 203
Penggunaan turbocharger bersama intercooler dimaksudkan untuk
mendapatkan berat udara yang sebesar mungkin untuk volume silinder
tertentu, sehingga bisa membakar (meledakkan) bahan bakar sebanyak
mungkin sehingga didapat gas hasil pembakaran dengan tekanan yang
setinggi mungkin, yang berarti dicapai nilai BMEP yang setinggi mungkin.
Tekanan gas hasil pembakaran yang mendorong torak (piston) tidak
konstan besarnya, nilai maksimum terjadi sewaktu torak ada pada posisi
paling atas (titik mati atas), kemudian menurun dengan menurunnya torak
dalam silinder, menurut hukum ekspansi adiabatis. Nilai rata-rata dari
tekanan gas pembakaran ini yang diukur pada poros mesin diesel melalui
sistem rem (brake) disebut brake mean effective pressure (BMEP) dari
mesin diesel tersebut.
Gambar III.44
PLTD Sungai Raya Pontianak (Kalimantan Barat 4x8 MW di mana pondasi
mesin berada di atas permukaan tanah dan jumlah silinder 16 dalam susunan V
204 Pembangkitan Tenaga Listrik
(a) (b) (c)
Prinsip kerja pompa pengatur injeksi BBM yang ditunjukkan pada
Gambar III.46 dapat dijelaskan sebagai berikut:
Pada posisi 1 plunyer belum menekan BBM. Posisi 2 plunyer menekan
BBM ke pengabut karena lubang ke tangki telah ditutup oleh dinding
plunyer. Posisi 3, plunyer berhenti menekan dinding BBM (gembos). BBM
dapat menyelinap kembali ke tangki melalui alun tegak pada plunyer
terus ke lubang yang sekarang telah terbuka akibat adanya alur miring
pada dinding plunyer.
Gambar III.45
Kurva Efisiensi Unit Pembangkit Diesel
Gambar III.46
Pompa pengatur injeksi BBM
(a) Posisi 1, (b) Posisi 2, (c) Posisi 3
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 205
Plunyer bergerak dalam arah ke atas dan ke bawah. Pengaturan
banyaknya BBM yang dipompakan ke arah pengabut diatur dengan
mengatur besarnya langkah efektif dari plunyer yaitu: besarnya diatur
dengan memutar plunyer pada sumbunya. Kalau dilihat dari atas:
Plunyer diputar : nilai p naik, BBM bertambah, daya mesin diesel naik
Plunyer diputar : nilai p turun, BBM berkurang, daya mesin diesel turun
Gerak dilakukan oleh bubungan (cam)
Gerak diatur oleh fuel rack yang digerakkan oleh governor
Keterangan
S = Saringan Udara;, K = Kompresor; T = Turbin Gas;
LC = Intercooler; P = Poros
Gambar III.47
Turbocharger Bersama Intercooler
206 Pembangkitan Tenaga Listrik
(b) (b)
Pada unit PLTD, karena frekuensi yang dihasilkan generator nilainya
harus konstan, maka putarannya juga harus konstan. Pengaturan daya
hanya bisa dilakukan dengan mengatur banyaknya bahan bakar yang
disemprotkan ke dalam oleh pompa plunyer (Gambar III.46). Jika dalam
pengaturan daya ini dilakukan penambahan bahan bakar dengan cara
menarik fuel rack tekanan sehingga langkah efektif dari pompa plunyer
bertambah, maka dengan bertambahnya bahan bakar yang disemprotkan
ke dalam silinder tekanan gas hasil pembakaran naik dan daya yang
dihasilkan mesin diesel naik. Kenaikan tekanan gas pembakaran ini akan
diikuti dengan kenaikan tekanan gas buang yang selanjutnya
menyebabkan turbocharger yang digerakkan oleh gas buang akan naik
kecepatan putarannya sehingga tekanan udara (jadi juga berat udara)
yang dihasilkan turbocharger juga akan naik. Hal ini diperlukan untuk
mengimbangi penambahan bahan bakar yang dibakar (diledakkan) dalam
silinder.
Perubahan jumlah bahan bakar yang disemprotkan ke dalam silinder
yang kemudian diikuti dengan perubahan tekanan (berat) udara
pembakaran yang dihasilkan, oleh turbocharger, tidak berlangsung
proporsional. Hal ini menyebabkan karakteristik efisiensi terhadap beban
unit pembangkit nilainya tidak konstan seperti ditunjukkan oleh Gambar
III.45. Efisiensi unit pembangkit tergantung kepada efisiensi pembakaran
yang terjadi dalam silinder. Sedangkan proses pembakaran dalam
silinder akan paling efisien jika perbandingan berat bahan bakar dan
berat udara mencapai angka tertentu sehingga seluruh bahan bakar
Gambar III.48
Gambar potongan dan rotor turbocharger buatan MAN
(a) Kompresor (b) Turbin gas
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 207
terbakar (meledak) habis dengan tepat, tidak terjadi kekurangan atau
kelebihan udara. Kondisi ini tercapai pada titik efisiensi maksimum.
Perkembangan lain dalam rangka menaikkan kemampuan mesin diesel
tanpa mengubah dimensinya adalah dengan menaikkan jumlah
putarannya per menit (rpm). Saat ini untuk frekuensi 50 Hertz sudah ada
unit PLTD dengan jumlah putaran 1500 rpm. Makin tinggi nilai rpm-nya
makin pendek umur ekonomis unit PLTD. Unit PLTD dengan jumlah
putaran 1500 rpm sebaiknya tidak dioperasikan kontinu, melainkan
sebagai unit cadangan atau unit beban puncak. Unit PLTD dengan nilai
rpm yang tinggi membutuhkan teknologi yang tinggi bagi bantalanbantalannya
dan bagi cincin toraknya (piston ring).
Memperbesar kemampuan mesin diesel dengan cara memperbesar
dimensinya dilakukan dengan memperbesar diameter silinder serta,
memperbanyak jumlah silinder yang disusun dalam susunan V. Susunan
V ini bisa mencapai 16 silinder. Mesin diesel bisa juga menggunakan
bahan bakar gas. Apabila digunakan bahan bakar gas pengabut dan
pompa bahan bakarnya perlu diganti.
Pada umumnya apabila dipakai gas alam, daya yang dihasilkan mesin
diesel turun dibandingkan apabila memakai BBM, bisa sampai menjadi
80% tergantung nilai kalori dari gas yang dipakai. Mesin diesel bisa pula
didesain untuk menggunakan BBM dan gas (dual fuel).
(a) (b)
G. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Gambar III.49
Mesin Diesel buatan MAN dan B & W
(a) dengan susunan silinder V, (b) dengan susunan silinder baris
208 Pembangkitan Tenaga Listrik
PLTN pada dasarnya sama dengan PLTU hanya saja ruang bakar PLTU
diganti dengan reaktor nuklir yang menghasilkan panas (kalor). Dalam
reaktor nuklir, terjadi proses fission (fisi), di mana bahan bakar nuklir
uranium U-235 mengalami fission menjadi unsur-unsur lain. Pada proses
fission ini, timbul panas yang digunakan untuk menghasilkan uap (lihat
Gambar III.50).
Proses fission adalah proses di mana suatu unsur diuraikan menjadi
unsur-unsur lain yang jumlah massanya lebih kecil daripada massa
uranium-235 yang diuraikan. Selisih massa ini (ada massa yang hilang)
adalah massa yang berubah menjadi energi panas (kalor) dalam reaktor
nuklir (sesuai dengan rumus E = MC2) . Inti uranium-235 ditembak
dengan neutron sehingga pecah menjadi inti xenon dan inti strontium,
selain itu terjadi pula pelepasan neutron dari inti uranium-235 yang
ditembak tersebut.
Ada 2 macam reaktor nuklir:
1. Reaktor Thermal Fission
Dalam reaktor ini, neutron bebas yang terjadi karena proses fission,
sebagian besar energinya diubah menjadi panas oleh moderator yang
berfungsi mengurangi kecepatan neutron yang memancar. Moderator
bisa juga berfungsi sebagai pendingin.
2. Reaktor Fast Breeder
Dalam reaktor ini, neutron yang memancar tidak dihambat/ dikurangi
kecepatannya sehingga tidak banyak energi neutron yang diubah menjadi
panas. Tetapi neutron-neutron ini kemudian menghasilkan plutonium
(Pu)-239 dan uranium (U)-238. Dalam praktik, uranium alami terdiri dari
99,3% U-238. Plutonium yang didapat bisa digunakan sebagai bahan
fission. Ditinjau dari teknik memindahkan kalori yang dihasilkan reaktor
nuklir ke sirkuit uap PLTU, ada 4 macam PLTN:
a. PUN dengan Air Bertekanan (Pressurized Water Reactor/ PWR). Di
sini, perpindahan kalori dilakukan dengan menggunakan air yang
bertekanan (Gambar III.50).
b. PLTN dengan Air Mendidih (Boiling Water Reactor / BWR). Di sini,
perpindahan kalori dilakukan dengan menggunakan air mendidih
yang bercampur uap (Gambar III.52).
c. PLTN dengan Pendinginan Gas (Gas Cooled Reactor/ GCR). Seperti
pada PUN dengan air bertekanan, namun air diganti dengan gas.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 209
d. PUN dengan Air Berat (Pressurezed Heavy Water Reactor / PHWR).
Seperti pada PUN dengan air bertekanan, namun air diganti dengan
air berat D20 (Deutorium Oksigen).
Gambar III.50
Skema prinsip kerja PLTN
KU: Ketel Uap, TU: Turbin Uap, Kd: Kondensor, P: Pompa, R: Reaktor Nuklir
Gambar III.51
Proses Emulsion pada Reaktor Nuklir
210 Pembangkitan Tenaga Listrik
Dalam operasi PLTN, bebannya sebaiknya konstan, karena perubahan
beban PLTN memerlukan perub proses fission yang tidak mudah
dilakukan.
Dari segi lingkungan, perlu perhatian khusus terhadap kebocoran reaktor
nuklir yang pancaran sinar radio aktif yang membahayakan keselamatan
manusia. Selain itu, perlu pemikiran tempat pembuangan limbah nuklir.
Karena adanya bahaya terhadap lingkungan seperti tersebut di dalam
perkembangannya banyak tuntutan di negara maju yang menghendaki
agar PLTN ditutup.
H. Unit Pembangkit Khusus
Ada beberapa macam pemakai tenaga listrik yang sangat
tergantung/memerlukan pasokan daya yang kontinyu/andal. Suatu
interupsi pasokan daya akan merusak proses produksi, seperti halnya
pada pengecoran baja, proses kimia, atau pemintalan. Demikian pula
halnya untuk gedung-gedung tertentu yang sering digunakan peristiwa
kenegaraan, sangat tidak dikehendaki terjadinya interupsi pasokan daya
listrik.
Untuk mendapatkan pasokan daya yang tinggi keandalannya, digunakan
unit pembangkit khusus yang berupa:
1. Uninterrupted Power Supply Electronic.
Gambar III.53 menggambarkan rangkaian dari uninterrupted power
supply electronic yang mengambil daya dari jaringan umum (PLN).
Kemudian digunakan untuk mengisi baterai aki melalui penyearah. Dari
baterai aki, daya dialirkan melalui inverter yang mengubah arus searah
Gambar III.52
Reaktor dengan Air Bertekanan dan Mendidih
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 211
menjadi arus bolak-balik ke instalasi pemakai yang memerlukan
keandalan tinggi.
2. No Break Diesel Generating Set.
Gambar III.54 menggambarkan rangkaian dari no break diesel generating
set. Dalam keadaan pasokan daya dari PLN normal, generator yang
memasok pemakai diputar oleh motor sinkron yang mengambil daya dari
jaringan PLN. Kalau pasokan daya dari jaringan PLN hilang, maka
kopling mekanis antara roda gila yang diputar motor sinkron dan mesin
Diesel masuk sehingga mesin Diesel tersebut diputar oleh roda gila dan
kemudian mesin diesel ini hidup, untuk selanjutnya memutar generator
sinkron menggantikan fungsi motor sinkron pemutar generator sinkron.
3. Short Break Diesel Generating Set.
Gambar III.55 menggambarkan rangkaian dari short break diesel
generating set. Apabila pasokan daya dari PLN hilang, maka dalam
waktu tertentu, unit pembangkit diesel ini di-start secara otomatis oleh
baterai aki. Setelah putaran (frekuensi) dan tegangannya mencapai nilai
nominal, saklar S berpindah posisinya dari PLN ke unit pembangkit diesel
sehingga pemakai mendapat pasokan dari unit pembangkit Diesel
bersangkutan. Proses ini membutuhkan interupsi pasokan daya ke
pemakai dalam waktu kurang dari satu menit (short break). Sewaktu
pasokan daya dari PLN normal kembali, saklar S sebaiknya dikembalikan
ke posisi PLN secara manual sambil mematikan unit pembangkit
dieselnya.
Keterangan:
B : Baterai aki; I : Inverter; pengubah arus searah menjadi bolak-balik; K : Keluaran
berupa tegangan bolak-balik; M Masukan berupa pasokan tegangan
bolak-balik; P Penyearah.
Gambar III.53
Sirkuit Dasar Uninterupted Power Supply
Masukan dari PLN
212 Pembangkitan Tenaga Listrik
I. Pembangkit Listrik Nonkonvensional
Pembangkit listrik non-konvensional umumnya masih dalam tahap riset
sehingga belum merupakan pusat listrik. Khusus untuk pembangkit listrik
tenaga surya, sudah banyak dibangun di tempat-tempat yang jauh dari
jaringan PLN dengan memanfaatkan energi matahari. Pembangkitpembangkit
listrik nonkonvensional ini adalah:
1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya.
Pada prinsipnya, pembangkit listrik tenaga surya terdiri dari sekelompok
foto sel, sinar matahari menjadi gaya gerak listrik (GGL) untuk mengisi
baterai aki (B). Dari baterai aki (B), energi listrik dialirkan ke pemakai.
Pada waktu banyak sinar matahari (siang hari), baterai aki (B) diisi oleh
fotosel. Tetapi pada saat malam hari, foto sel fidak menghasilkan energi
listrik, maka energi listrik diambil dari baterai aki (B) tersebut.
Gambar III.54
Skema dan Prinsip Kerja Short Break Diesel Generating Set
Gambar III.55
Skema dan Prinsip Kerja Short Break Switch
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 213
2. Pembangkit Listrik Tenaga Angin.
Energi angin diubah oleh baling-baling (turbin angin) menjadi energi
pemutar generator arus searah. Apabila tegangan generator cukup tinggi,
relai tegangan akan menutup saklar pengisi baterai aki sehingga baterai
aki diisi oleh generator. Apabila angin berkurang dan agar tidak terjadi
aliran daya balik dari baterai aki ke generator, maka relai daya balik akan
membuka saklar tadi. Pasokan daya untuk pemakai diambil dari baterai
aki.
Sesungguhnya, tenaga angin ini termasuk tenaga surya secara tidak
langsung karena baik angin lokal (misalnya angin darat dan angin laut)
maupun angin planet terjadi akibat pemanasan ke bumi oleh matahari
(secara langsung) yang selanjutnya menimbulkan perbedaan suhu di
antara tempat di permukaan bumi ini.
3. Fuel Cell (Sel Bahan Bakar)
Gambar III.57 menunjukkan prinsip kerja fuel cell (sel bahan bakar).
Sebagai bahan bakar adalah H2 dan 02 yang masing-masing
dimasukkan ke kutub negatif (anoda) dan kutub positif (katoda). Setiap
kutub, sifatnya berpori (berlubang-lubang) dan di antara anoda dan
katoda ini terdapat larutan KOH. Larutan KOH menghasilkan ion negatif
OH- pada kutub negatif anoda berpori dengan gas hidrogen H2, akan
bereaksi menjadi H20 dan melepas elektron e sehingga anoda menjadi
elektron yang bermuatan negatif. Elektron-elektron ini kemudian mengalir
ke beban dan sampai ke kutub positif katoda. Di katoda, elektron tersebut
bertemu dengan oksigen 02 yang dimasukkan ke kutub positif katoda
sehingga elektron bersama 02 dan H20 (dari larutan KOH) menghasilkan
ion negatif OH- yang selanjutnya akan digunakan untuk menghasilkan
elektron pada kutub negatif anoda seperti tersebut di atas.
Gambar III.56
Skema Unit Pembangkit Tenaga Angin
Bb : Baling-baling; Pr : Poros; B : Baterai Aki; K : Kopling Permanen; S : Sakelar
Otomatis; G : Generator
214 Pembangkitan Tenaga Listrik
Larutan KOH tidak ikut bereaksi, larutan tersebut hanya menjadi
katalisator penghasil ion OH-. Sebagai elektroda dapat digunakan logam
nikel atau platina, sedangkan untuk larutan, selain KOH, bisa juga
digunakan larutan H2S04 atau larutan H3PO4. Fuel cell telah digunakan
dalam kendaraan ruang angkasa dan sedang dalam pengembangan agar
pemakaiannya dapat diperluas, dan diharapkan di masa yang akan
datang dapat digunakan secara komersial sebagai sumber energi.
J. Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan untuk pembangkitan tenaga listrik ada yang
berbentuk padat, cair, maupun gas. Bahan bakar padat yang banyak
digunakan adalah batubara. Untuk bahan bakar cair dan gas,
pembangkitan tenaga listrik banyak menggunakan minyak bumi dan gas
bumi.
1. Bahan Bakar Padat
Di Filipina, pernah direncanakan PLTU menggunakan kayu (dan
turunannya yang disebut juga biomassa) sebagai bahan bakar dengan
harapan agar didapat sumber energi terbarukan (renewable energi).
Jenis kayu yang digunakan dalam bahasa Filipina disebut ipil-ipil, yakni
sejenis kayu lamtoro. Untuk penyediaan bahan bakar kayu ini diperlukan
lahan yang luas bagi penanaman kayu ipil-ipil ini untuk dapat memasok
kayu bagi PLTU secara kontinu dengan daya terpasang tertentu.
Gambar III.57
Prinsip Kerja Fuel Cell
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 215
Penggunaan kayu ini dapat juga dianggap sebagai energi surya tidak
langsung karena kayu adalah hasil fotosintesis yang terjadi dengan
bantuan energi surya langsung.
Bahan bakar yang lain adalah sampah kota. Di negara-negara maju,
sampah kota dijadikan bahan bakar PLTU, tetapi yang menjadi sasaran
utama bukanlah pembangkitan listriknya, melainkan menyelesaikan
masalah sampah kota. Batubara berasal dari hutan (kayu) yang tertimbun
dalam tanah, di mana makin tua umumya, maka makin tinggi nilai
kalorinya.
Batubara pada dasarnya adalah Karbon (C) yang didapat dari tambang
dengan kualitas berbeda-beda, karena tercampur dengan bahan-bahan
lain yang tergantung pada. kondisi tambangnya. Hal-hal yang
menentukan mutu batubara, antara lain adalah nilai kalorinya. Nilai kalori
ini ada 2 macam, yaitu nilai atas (Ho) dan nilai bawah (Hu).
Nilai atas kalori bahan bakar didapat dengan cara membakar bahan
bakar tersebut sebanyak satu kilogram dan mengukur kalori yang didapat
dengan menggunakan kalorimeter pada suhu 15oC sehingga uap air yang
didapat dari pembakaran ini (hasil pembakaran) mengembun dan
melepaskan kalori pengembunannya. Sedangkan nilai bawah kalori
bahan bakar didapat dengan cara mengurangi nilai atasnya dengan kalori
pengembunan yang dikandung.
Pembakaran bahan bakar pada pembangkit listrik termal mengeluarkan
gas buang pada suhu yang jauh di atas titik embun air, perhitungan
neraca energi didasarkan pada nilai bawah kalori karena pada suhu gas
buang setinggi itu air berada pada fase uap.
Selain oleh nilai kalori yang dimilikinya, mutu batubara juga ditentukan
oleh kemurniannya. Batubara selalu ditempeli zat-zat lain, seperti air
serta unsur H, 0, N, dan S. Tingkat kemurnian batu bara selain
menyangkut umumya, juga dipengaruhi oleh tambang asal tempat batu
bara diambil. Tabel III.1 di bawah ini menunjukkan klasifikasi batubara
secara singkat.
Bahan bakar padat seperti batubara dibakar dalam ruang bakar ketel uap
PLTU untuk mendapatkan energi. Pembakaran itu sendiri sesungguhnya
adalah reaksi kimia dengan oksigen 02 yang ada dalam udara.
Karena batubara tercampur dengan unsur-unsur H, 0, N, dan S, maka
pada proses pembakaran batu timbul reaksi kimia antara unsur-unsur
tersebut dengan oksigen yang ada di udara.
216 Pembangkitan Tenaga Listrik
Yang selanjutnya dengan H20 yang ada di udara dapat bereaksi menjadi
bermacam-macam asam nitrat (HNOx).
Kandungan (%) Nilai kalori Kcal/Kg
No. Jenis batu bara C H 0 N S Ho Hu
1. Lignite 63,6-72,55,0-5,6 17,5-27,5 0,5-17,5 0,3-6,5 2012-5230 1540-4925
2. Bituminus Coal 73,9 5,5 15,0 1,4 4,2 5671 5389
3. Open Burning-Coal77,0-85,05.2-5,4 7.2-11,9 1,2-2,1 0,7-5,7 5864-7342 5579-7703
4. Gas Coal 82,3-87,85,2-5,3 4,6-8,0 1,4-1,6 0,8-1,5 6986-7874 6694-7606
5. Fat Coal 86,9-88.74,8-4,9 4,1-5,8 1,58-1,60 0,66-0,92 7168-7650 6901-7398
6. Forge Coal 90,2 4,3 3,2 1.58 0.67 7694 7463
7. Hard Coal 90,7-90,93.8-4.0 2,5-2-7 1.50-1.74 0.84-1,30 7150-7763 6929-7522
8. Anthracite 91,8-93.72.3-3,6 23-2.6 0.80-1.38 0,71-0.89 7183-7676 7061-7482
Sumber: Djiteng Marsudi hal. 134
Apabila batubara lignite ada unsur kandungan airnya melebihi 60%
sedangkan pada energi dalam bentuk batubara yang banyak
mengandung air dan abu, serta rendah nilai kalorinya lebih mahal
daripada mengangkut energi dalam bentuk listrik yang dihasilkan di dekat
tambang bersangkutan.
Selain hal tersebut di atas, penggunaan batubara dengan nilai kalori yang
relatif rendah memerlukan ketel uap yang lebih besar daripada apabila
digunakan batubara dengan nilai kalori yang relatif tinggi karena jumlah
kilogram batubara yang harus dibakar per satuan waktu menjadi lebih
besar untuk mencapai daya bangkitan yang sama.
Dalam menyediakan batubara untuk PLTU juga harus diperhatikan ada
tidaknya unsur yang dapat merusak ketel uap yang terbawa oleh
batubara seperti silika yang dapat menyebabkan korosi suhu tinggi. Di
lain pihak, kandungan unsur S yang dapat menimbulkan asam sulfat
(H2SO4) sesuai reaksi (3.9) pada bagian PLTU yang suhunya relatif
dingin (di bawah 180oC), yaitu di pemanas udara, bisa mengembun dan
menimbulkan korosi suhu rendah.
Dalam penyediaan batubara untuk PLTU juga harus diperhatikan tingkat
kekerasan batubara. Hal ini berkaitan degan kekuatan mesin giling
pembuat serbuk batubara dari PLTU bersangkutan.
Unsur-unsur tersebut di atas dapat terbakar, bereaksi dengan 02 yang
menghasilkan energi panas. Tetapi ada juga zat-zat yang tidak bisa
Tabel III.1.Klasifikasi serta data batubara
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 217
terbakar, seperti air dan abu yang dikandung batubara. Karena hasil
pembakaran batubara menimbulkan gas-gas ikutan yang membuat
pencemaran, maka dikembangkan berbagai teknik untuk mengurangi
pencemaran. Salah satu cara untuk mengurangi pencemaran oleh gas
buang hasil pembakaran batubara ialah dengan menggunakan fluedized
bed combustion, di mana batu bara dialirkan bersarna air pencuci ruang
bakar.
2. Bahan Bakar Cair
Bahan bakar cair dan gas adalah persenyawaan hidrokarbon, artinya
molekulnya terdiri dari atom-atom C-H. Mengenai bentuknya (cair atau
gas) disebabkan karena suhu pengembunannya yang berbeda. Bahan
cair, suhu pengembunannya ada di atas suhu ruangan (ambient
temperature), sedangkan bahan bakar gas mempunyai suhu
pengembunan di bawah suhu ruangan.
Bahan bakar cair yang banyak digunakan adalah minyak bumi, dan biasa
disebut bahan bakar minyak (BBM), yang didapat dari tambang darat
maupun tambang lepas pantai dalam bentuk minyak mentah (crude oil).
Minyak bumi ini berasal dari binatang-binatang laut yang tertimbun dalam
tanah selama berjuta-juta tahun. Oleh karena itu, minyak bumi selalu
didapat di dataran rendah dekat pantai yang diduga dulunya adalah laut
atau di lepas pantai. Minyak mentah yang didapat dari tambang,
kemudian diolah dalam kilang minyak. Dalam kilang minyak, minyak
mentah ini didestilasi sehingga produk dari kilang ada yang berupa
minyak hasil destilasi dan minyak sisa destilasi (residu). Minyak hasil
destilasi sifatnya ringan, sedangkan yang hasil residu berat. Tabel III.2
menggambarkan data teknis utama dari BBM.
Jenis BBM Berat Kandungan (%) Nilai Kalor (Kcal/Kg)
Jenis C H 0 N S Ho Hu
Ekstra
Ringan 0,840 85,9 13,0 0,4 0,4 0,7 10.88
0 10.200
Ringan 0,880 85,5 12,5 0,8 0,8 1,2 10.70
0
10.050
Medium 0,920 85,3 11,6 0,6 0,6 2,5 10.35
0
9.725
Berat 0,9770 84,0 11,0 0,39 0,39 3,5 10.20
0
9.600
Ekstra
Berat - - - - - - - 9.200
Ter (Coal Tar) 1,02 -
1,10 89,8 6,5 1,7 1,2 0,8
9.300 9.000
Sumber: Djiteng Marsudi, hal. 136
Tabel III.2. Data Teknis Bahan Bakar Minyak
218 Pembangkitan Tenaga Listrik
Di Indonesia, BBM yang disediakan oleh PERTAMINA yang tergolong
ekstra ringan adalah bensin, yang tergolong ringan adalah solar (High
Speed DieseLIHSD), yang tergolong medium adalah Intermediate diesel
Oil/IDO dan kerosin (minyak tanah), yang tergolong berat adalah marine
fuel oil LIMFO, dan yang tergolong ekstra berat adalah parafin (wax).
Bahan bakar minyak terdiri dari beberapa persenyawaan hidrokarbon.
Persenyawaan Hidrokarbon yang terdapat dalam BBM terdiri dari 3
kelompok:
a. Aliphatics
b. Naphthenes (Cydanes)
c. Aromatics
Tabel III.3 menggambarkan susunan atom pada molekul aliphatics, ada
yang jenuh dengan atom hidrogen dan ada yang tidak jenuh. Tergantung
kepada tingkat kejenuhan ini, kelompok aliphatics dibagi atas subkelompok:
a.Parafin atau alkanes dengan rumus CH2n+2
b.Olefin (alkenes) dengan rumus CH2,-2
c.Acetylenes dengan rumus C112n-2
Sub-kelompok parafin adalah jenuh dengan atom H. Atom H di sini
mempunyai ikatan tunggal (singlebonded). Bentuk yang paling sederhana
dari sub-kelompok parafin adalah methane dengan rumus C114 yang
berbentuk gas karena titik didihnya = -1640 C.
Sub-kelompok olefin tidak jenuh dengan atom H. Susunan atomnya
berbentuk rantai terbuka, tetapi ikatannya merupakan ikatan ganda
(double bond) antara dua atom C. Bentuk yang paling sederhana dari
sub-kelompok ini adalah ethylene dengan rumus CA Yang berbentuk gas
karena titik didihnya = -1030 C.
Sub-kelompok acetylenes juga tidak jenuh dengan atom H. Susunan
atomnya berbentuk rantai terbuka dengan ikatan rangkap tiga (triple
bond) antara dua atom C. Bentuk yang paling sederhana dari subkelompok
ini adalah acetylene dengan rumus C2H2 berbentuk gas karena
titik didihnya = -82,50C.
Kestabilan termis dari kelompok aliphatics menjadi lebih tinggi apabila
rantai molekulnya lebih pendek.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 219
Kelompok Naphthenes mempunyai molekul dengan susunan atom
berbentuk rantai tertutup (ring). Apabila Rantai tertutup ini hanya
mengandung ikatan tunggal, hidrokarbon ini disebut cyclic saturated
hidrokarbon dengan rumus umum CA. yang mempunyai satu ikatan
ganda disebut cyclic tidak jenuh CnH2.-21 yang mempunyi dua ikatan
ganda disebut cyclic tidak jenuh C.Fl2n-4, dan seterusnya. Bahan bakar
minyak (BBM) dari kelompok Napthanes bisa mengandung Cyclo
Pentane C5HIO dan Cyclohexance C6H12. Molekul Cyclo Pentane dengan
buah atom C dapat mengikat 10 atom H apabila hanya ada ikatan tunggal
antar atom C yaitu C5HIO, tetapi bila ada ikatan ganda antara atom C,
maka hanya 8 atom H yang dapat diikat menjadi C5H8. Hal ini
digambarkan oleh Gambar III.58.
Molekul yang mempunyai ikatan atom berupa rantai tertutup (ring) secara
kimia lebih stabil dibandingkan gas yang strukturnya rantai terbuka. Oleh
karena itu, kelompok naphthenes lebih stabil dibanding kelompok parafin.
Pada perubahan suhu, susunan kimianya tidak mudah berubah.
Kelompok aromatics mempunyai susunan molekul berupa rantai tertutup
(ring), tetapi lain dari pada kelompok thenes, kelompok aromatics ini
mengandung ikatan ganda antara atom-atom C-nya.
Molekul dengan struktur atom berbentuk rantai tertutup (ring) dengan inti
molekul benzene secara termal Iebih stabil daripada yang struktur
atomnya berbentuk ring sederhana (uaphthenics). Oleh karena itu,
A B C
Sumber Djiteng Marsudi, hal. 137
Gambar III.58A. Struktur molekul cyclopentane C5HIO.
Gambar III.58B. Struktur molekul cyclopentene C5H8.
Gambar III.58C. Struktur molekul, benzene C6H6.
220 Pembangkitan Tenaga Listrik
penyalaan hidrokarbon aromatic memerlukan suhu yang lebih tinggi
dalam ruang bakar dibanding dengan penyalaan hidrokarbon aliphatic.
Di samping hidrokarbon yang normal, ada juga hidrokarbon yang
mempunyai cabang berupa rantai dari tai terbuka (isomer) dan cabang
berupa rantai dari ring.
Contoh dari hidrokarbon dengan struktur rantai uka yang bercabang
adalah isooctane C5H18 yang mempunyai kelompok methyl (CH3).
Molekul isooctane secara termal lebih stabil daripada molekul dengan
struktur atom berupa rantai terbuka, isooctane normal C8H18
+ Contoh dari
hidrokarbon dengan cabang struktur ring adalah toluena, yaitu sebuah ion
hidrogen yang diganti oleh kelompok methyl CH3
+ Molekul toluena secara
termal lebih stabil daripada, molekul benzene.
Tabel III.3 menggambarkan komposisi BBM Diesel yang diproduksi di
Soviet.
Sumber Djiteng Marsudi, hal. 137
Gambar III.59.
Isooctane C8H18 dengan cabang methyl CH3+
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 221
Sumber Djiteng Marsudi, hal. 137
Gambar III.60
Struktur molekul toluene di mana salah satu atom H
diganti dengan rantai methyl CH3+
Waktu yang diperlukan untuk membakar habis BBM diesel dalam ruang
bakar silinder mesin diesel N cepat bagi BBM yang mempunyai berat
molekul juga berat jenisnya) kecil dibanding dengan yang mempunyai
berat molekul besar. Oleh sebab itu, untuk mesin diesel putaran tinggi
diperlukan BBM yang lebih ringan daripada untuk mesin diesel dengan
putaran rendah.
Pembakaran BBM dalam silinder mesin diesel terjadi karena ada
penyalaan sendiri (self ignition) BBM yang disemprotkan ke dalam ruang
silinder yang berisi udara mampat bersuhu tinggi. Suhu penyalaan sendiri
ini, ialah suhu minimum yang dapat menyalakan suatu BBM. Suhu ini
harus tercapai sewaktu lang kompresi mesin diesel mendekati titik mata
atas saat BBM disemprotkan ke dalam silinder.
BBM yang akan dibakar dalam silinder mesin diesel perlu disaring
terlebih dahulu agar tidak menyumbat pengabut dan juga tidak membawa
zat-zat yang tidak dapat terbakar, yang akan menimbulkan kerak dalam
silinder. Kerak berupa endapan karbon disebabkan karena pembakaran
yang tidak sempurna terhadap karbon ini.
222 Pembangkitan Tenaga Listrik
Sumber Djiteng Marsudi, hal. 138
Kandungan Hidrokarbon (%)
Minyak Mentah
Aromatis NephthaneMethane Basis Kimia
Minyak Solar (Destilasi)
1. Minyak Mentah
dari Dossor 12,4 62,1 25,5 Methane -Nephthane
2. Minyak Parafin
dari Grozny 13,5 47,6 38,9 Methane -Nephthane
3. Minyak Ringan
dari Bibi Eibat 27,4 58.2 114,4 Aromatic -Nephthane
Sumber Djiteng Marsudi, hal. 138
3. Bahan Bakar Gas
Bahan bakar gas (1313G) yang digunakan untuk pembangkitan tenaga
listrik umumnya gas bumi, yaitu gas yang didapat dari dalam bumi yang
berasal dari kantong gas yang hanya berisi gas yang dalam bahasa
Inggris disebut natural gas, atau dari kantong gas yang ada di atas
kantong minyak yang dalam bahasa Inggris disebut petroleum gas (lihat
Gambar III.61 A dan Gambar III.61 B).
Tabel III.3 Struktur molekul hydrocarbon aliphatic
Tabel III.4.
Komposisi BBM Diesel Produk Soviet (Menurut Tolstov)
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 223
Bahan bakar cair dan bahan bakar gas adalah sama-sama
persenyawaan hidrokarbon. Hanya saja gas dalam keadaan normal
artinya pada sulm dan tekanan udara bebas berada dalam fase gas
karena titik didihnya (yang juga titik embunnya) berada jauh di bawah O0
C.
Agar dapat dengan mudah diangkut dalam jarak yang jauh, ada gas yang
dicairkan dalam bejana bertekanan finggi seperti liquefied natural gas
(LNG) dan elpiji (liquefied petroleum gas /LPG). Gas elpiji dalam tabung
banyak digunakan sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga di
Indonesia. Gas LNG dari Indonesia diekspor, antara lain ke Jepang di
mana di Jepang digunakan untuk pembangkitan tenaga listrik.
Di Indonesia, pusat-pusat listrik yang menggunakan BBG umumnya
dipasok melalui pipa. Pipa pemasok gas adalah milik perusahaan gas
atau milik PERTAMINA. Instalasi pipa pemasok gas harus dilengkapi
dengan pengatur tekanan, katup penyetop pasokan, pengukur
pemakaian gas, saringan serta penangkap air dan kotoran. Pasokan gas
bagi pusat listrik, misalnya bagi PLTU dan PUG, tekanannya sedikit
mungkin harus konstan agar tidak menyebabkan nyala gas (lidah api gas)
dalam ruang bakar terganggu yang selanjutnya dapat menimbulkan
gangguan penyediaan tenaga listrik.
Berbeda dengan pada pemakaian bahan bakar padat dan bahan bakar
cair, pada pemakaian bahan bakar gas, tidak ada tempat penimbunan.
Tetapi pada pemakaian gas, bahaya terjadinya kebakaran paling besar.
Hal ini disebabkan oleh kebocoran gas tidak terlihat oleh mata.
Pemakaian bahan bakar gas umumnya dinyatakan dalam standard
cubiefoot (SCF), di mana yang dimaksud dengan standard di sini adalah
dalam keadaan suhu 60T (Fahrenheit) dan tekanan 30 inci air raksa (Hg).
Dalam pembangkitan tenaga listrik, sering digunakan besaran MMSCF,
yaitu juta standard cubic foot. Karena keadaan di lapangan seringkali
tidak sama dengan keadaan standard tersebut di atas, maka diperlukan
rumus untuk mengkonversikan keadaan lapangan ke keadaan standard:
pm - pn x 520 x Vm (3-4)
30tm + 460
Keterangan:
Vm=volume gas pada tekanan pm dan suhu tm [cubic foot = ft3]
pm=tekanan absolut gas pada alat pengukur [inci Hg]
pn=tekanan uap air yang diambil dari tabel standar tekanan uap [inci Hg]
tm.=suhu gas pada alat ukur [Fahrenheit]
224 Pembangkitan Tenaga Listrik
Nilai pn bisa didapat dari Tabel III.5 yang menggambarkan sifat
termodinamika dari uap.
Tabel III.5
Hubungan Tekanan Uap dengan Suhu
Suhu (derajat F) Tekanan (inch Hg) Keterangan
40 0,2478
45 0,3004
50 0,3626
55 0,4359
60 0,5218
65 0.6222
70 0,7392
75 0,8750
80 1,0321
85 1,2133
90 1,4215
95 1,6600
100 1,9325
105 2,2429
110 2,5955
1. Hubungan antara derajat
Fahrenheit dan derajat
Celcius: °C = (°F-32) x
5/9
2. 1 inch = 2,54 cm Hg
3. 30 inci Hg praktis = 76
inch Hg, yaitu tekanan
udara (barometer) di tepi
pantai.
Gambar III.61 A
Kantong Gas Berisi Gas Saja (Natural Gas)
Gambar III.61 B
Kantong Gas Berada di atas Kantong Minyak (Petroleum Gas )
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 225
Komposisi dalam % volume Kcal/kg
Asal
Densi
Ty Kg/
m3 CO H2 CH4 C2H6C2H8 C2H4 H2S CO2 N2 Ho Hu
Califomia (USA) 0,850 - - 86,8 7.2 4.3 0,5 - 10.900 9.860
Texas (USA) 0,775 - - 89,8 2,3 - a,2 7,7 8.930 8.030
Jerman (Bentheim) 0,754 - - 93.2 0.6 - - 6,2 8.960 8.060
Austria 0,751 - - 0,7 94.7 1.8 0,2 - - 1,2 9.380 8.440
Mali (Cortemaggiore) 0,766 - - 94,7 1,8 0.2 - - 1,4 1,2 9.380 8.440
Perancis (Lacq. Raw) 1,034 - - 69,52 3.2 1.42 - 15,30 9.60 - 8.740 7.900
Perancis (Lacq. Pure) 0,746 - - 95,9 3,2 0.5 - - - 0,4 9.780 8.800
Sahara (Hassi WWI) 0,928 - - 81,3 6,8 2,3 - - 0,5 4,8 11.040 9.990
USSR (Saratow) 0,772 - - 93,1 2,5 1,5 - - 0,6 2,3 9.640 8.680
Sumber Djiteng Marsudi, hal. 143
Dari uraian di atas, terlihat bahwa kebutuhan oksigen O2 untuk
pembakaran gas alam tergantung pada komposisinya. Seperti halnya
pada bahan bakar minyak, komponen terbesar pada gas alam seperti
terlihat pada Tabel III.6 adalah CH4 (methane) dan gas ini akan terbakar.
Dibandingkan dengan batubara dan bahan bakar minyak, sebagai bahan
bakar, gas alam relatif lebih bersih karena tidak membawa banyak unsur
yang berasal dari dalam tanah yang dapat merusak alat-alat unit
pembangkit, seperti silika, belerang, vanadium, kalium, dan natrium. Oleh
karena. itu, unit pembangkit termal yang memakai gas bisa mempunyai
selang waktu pemeliharaan yang lebih lama dibanding apabila memakai
batubara atau memakai BBM.
K. Turbin Cross Flow
Turbin crossflow adalah turbin air yang akhir-akhir ini dikembangkan
untuk tinggi terjun antara 3-10 meter dengan debit air yang besarnya
mencapai 30 m3/detik. Konstruksi turbin ini digambarkan oleh Gambar
III.63 dan tampak bahwa roda air turbin crossflow panjang yang berfungsi
menangkap air yang tedun dari sungai. panjangnya roda air ini
tergantung pada banyak sedikitnya air yang akan ditangkap.
Dengan konstruksi yang panjang ini, maka bangunan sipil pengarah air
menjadi sederhana, tetapi pengaturan daya sulit dilakukan. Oleh karena
Tabel III.6.
Komposisi Gas Alam dari Berbagai Tempat
226 Pembangkitan Tenaga Listrik
itu, turbin ini hanya baik untuk beban konstan, misalnya menggerakkan
generator asinkron dan paralel dengan sistem besar.
Daya yang dihasilkan turbin cross flow terbesar baru berkisar di sekitar
400 M, cocok untuk listrik pedesaan karena konstruksinya yang relatif
sederhana.
L. Perlindungan Katodik (Cathodic Protection)
Masalah perlindungan katodik terutama timbul pada instalasi PLTU, yaitu
di kondensor, di pipa masuk air pendingin (water intake) dan di dermaga
tempat membongkar bahan bakar. Perlindungan katodik ini diperlukan
untuk mencegah efek elektrolisis yang terjadi yang bisa menyebabkan
bagian-bagian instalasi menjadi keropos. Efek elektrolisis ini terjadi
karena adanya zat yang dalam hal ini air (pendingin) yang menempel
pada bagianbagian instalasi dengan suhu yang berbeda sehingga timbul
beda potensial antara bagian-bagian instalasi yang selanjutnya
menimbulkan arus listrik.
Gambar III.64 menggambarkan efek elektrolisis yang timbul dalam
sebuah kondensor PLTU. Air pendingin yang keluar dari kondensor
mempunyai suhu t2 yang lebih tinggi daripada suhu air pendingin yang
masuk kondensor, yaitu t1. Dinding kondensor yang kanan, yaitu bagian
yang terkena air yang bersuhu t2 akan lebih banyak melepas elektron
bebasnya daripada dinding kiri yang bersentuhan dengan. air masuk
yang bersuhu t1. Akibatnya, dinding kanan mempunyai potensial listrik
yang lebih positif dari pada dinding kiri.
Selanjutnya arus listrik akan mengalir dari dinding kanan ke dinding kiri
melalui dinding atas dan bawah kondensor. Di dalam air (pendingin) yang
ada dalam kondensor, arus listrik mengalir dari kiri ke kanan. Hal ini
menyebabkan ionion Fe+ mengalir dari dinding kiri ke dinding kanan.
sehingga timbul efek elektrolisis. Ion-ion Fe+ ini sebagian ada yang
mengalir dan menempel pada pipa-pipa kondensor yang terbuat dari
tembaga, karena tembaga lebih banyak melepas elektron bebas ke
dalam air daripada besi sehingga potensial listriknya menjadi lebih positif
daripada besi.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 227
Efek elektrolisis tersebut di atas lama kelamaan menyebabkan
menipisnya dinding kiri dan menebalnya dinding kanan. Begitu pula pipapipa
tembaga akan menebal karena ditempeli besi yang berasal dari
aliran ionion Fe+.
Penipisan dinding kiri dari kondensor lama kelamaan dapat merusak
dinding tersebut karena menjadi keropos. Di lain pihak,
penebalan/pelapisan pipa-pipa kondensor yang terbuat dari tembaga
dengan besi akan mengurangi daya hantar panasnya karena besi
mempunyai daya hantar yang lebih rendah daripada tembaga. Hal ini
selanjutnya akan menurunkan kapasitas pendinginan dari kondensor
tersebut.
Gambar III.62
Turbin Cross Flow Buatan Toshiba
Gambar III.63
Aliran Air Pendingin dan Uap Dalam Kondensor PLTU
228 Pembangkitan Tenaga Listrik
Untuk mencegah terjadinya efek elektrolisis yang tidak menguntungkan
seperti tersebut di atas, maka dipasang rangkaian listrik perlindungan
katodik seperti ditunjukkan oleh Gambar III.64.
Prinsip keda rangkaian ini adalah menyuntikkan arus listrik searah yang
arahnya berlawanan dengan arah arus listrik yang menyebabkan timbul
efek elektrolisis. Rangkaian ini menggunakan pelat pelindung katodik
yang dikorbankan karena akan terimakan dalam proses elektrolisa yang
terjadi. Jika pelat pelindung katodik ini habis terelektrolisis, pelat ini dapat
diganti dengan yang baru.
Selain gaya gerak listrik (GGL) yang timbul antara dinding kanan dan kiri
dalam kondensor seperti uraian tersebut di atas, masih ada gaya gerak
listrik lain yang terjadi, yaitu GGL kontak antara pipa tembaga dengan
dinding besi tempat pipa tembaga tersebut dipasang. GGL kontak ini
lebih besar di sebelah kanan dari pada di sebelah kiri, karena suhu di
sebelah kanan (t2) lebih besar dari pada suhu di sebelah kiri (t1). GGI
kontak ini akan menimbulkan arus listrik yang bersirkulasi dari ujung pipa
tembaga kanan ke dinding besi kanan tempat pipa ini dipasang, ke
dinding besi atas dan bawah, ke dinding kiri tempat pipa tembaga ini
dipasang, ke ujung pipa tembaga di tempat di mana dipasang, yaitu di
dinding kiri terus melalui pipa tembaga kembali ke ujung kanan dari pipa
tembaga tempat di mana menempel pada dinding besi.
Gambar III.64
Pelindung Katodik pada Instalasi Air Pendingin
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 229
Persoalan proteksi katodik juga timbul pada instalasi pemasukan air
pendingin (water intake) PLTU maupun PLTD dan juga di dermaga
tempat pembongkaran bahan bakar.
Pada pipa yang panjang dan ditanam dalam tanah serta mengalirkan air
masalah efek elektrolisis seperti tersebut diatas bisa juga tejadi,
mengingat suhu dan situasi kimia di sepanjang pipa tidak sama sehingga
bisa timbul beda potensial listrik antara bagian-bagian pipa.
P adalah pelat pelindung katodik. Suhu t2 > t1 dapat terjadi apabila aliran
air pendingin atau karena posisi tiang yang berbeda terhadap sinar
matahari.
M.Pemadam Kebakaran
Bahaya kebakaran pada pusat-pusat listrik termis relatif besar, karena
adanya bahan bakar dalam jumlah besar yang mudah terbakar.
Kebakaran pada dasarnya adalah suatu reaksi kimia dengan oksigen
(O2).
Kebakaran hanya bisa terjadi kalau:
1. Ada bahan yang bisa terbakar (fuel)
2. Tercapai suhu yang cukup tinggi, yaitu suhu titik nyala dari bahan yang
akan terbakar (ignition source).
3. Ada oksigen yang cukup untuk terjadinya kebakaran (oxygen).
Untuk mencegah terjadinya kebakaran, maka tiga unsur tersebut di atas
(yang sering disebut "segitiga bahaya" (hazard triangel) harus dicegah
agar tidak timbul secara bersamaan.
Apabila sampai terjadi kebakaran, maka alat pemadam kebakaran
umumnya berfungsi menghilangkan unsur b dan unsur c. Menghilangkan
unsur b, yaitu suhu yang tinggi, dilakukan dengan cara menyemprotkan
air.
Sedangkan untuk menghilangkan oksigen, dapat dilakukan dengan cara,
menyemprotkan serbuk kimia yang akan mengisolir (mengurung) api
terhadap oksigen, atau dapat juga dilakukan dengan menyemprotkan gas
CO2 untuk mengusir oksigen yang bertemu dengan api.
Pada pusat-pusat listrik, umunmya dipasang instalasi pemadam
kebakaran yang akan menyemprotkan air atau menyemprotkan gas CO2
+
230 Pembangkitan Tenaga Listrik
yang tergantung pada jenis bahan yang menimbulkan kebakaran. Apabila
kebakaran ditimbulkan oleh cairan yang mudah terbakar (bensin, minyak,
dan lain-lain).
Air tidak dapat digunakan karena pembanjiran tempat kebakaran dengan
air akan menyebarkan cairan yang sedang terbakar tersebut sehingga api
makin meluas.
Bentuk kebakaran seperti ini (kebakaran kelas B) yang terbaik adalah
pemadam kimiawi kering (bubuk) disusul oleh C02. Apabila kebakaran
terjadi pada bagian-bagian listrik yang bertegangan (kebakaran keluar Q
air tidak juga dapat digunakan karena air dapat menghantar listrik; pada
keadaan ini pun C02 dan pemadam kimiawi kering (bubuk) adalah
pemadam yang terbaik. Untuk kedua jenis kebakaran ini, pemadam
kimiawi kering (bubuk) adalah yang terbaik karena di samping
menyelungkupi nyala api agar tidak berkontak dengan oksigen udara;
penyelungkupan ini juga melindungi petugas pemadam dari radiasi panas
nyala api.
Melakukan langkah-langkah untuk mencegah kebakaran adalah lebih
baik daripada memadamkan kebakaran yang sudah terjadi. Langkahlangkah
pencegahan ini antara, lain adalah:
1. Menjauhkan bahan yang mudah terbakar, misalnya bahan bakar dari
suhu yang tinggi. Tangki bahan bakar minyak atau minyak pelumas,
terutama apabila ditaruh di tempat yang tinggi harus diperhatikan agar
bocorannya atau luapannya tidak menyentuh atau mengenai sesuatu
yang bersuhu tinggi, niisalnya pipa gas buang atau pipa uap.
2. Timbunan batu bara harus secara teratur dibalik dan disemprot air
untuk mencegah terjadinya penyalaan sendiri (self ignition).
3. Dilarang keras merokok di sekitar instalasi bahan bakar, terutama
instalasi bahan bakar gas.
4. Kontak-kontak dan sambungan listrik harus tertutup rapat pada
instalasi bahan bakar.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 231
5. Dilarang keras melakukan pekerjaan las pada instalasi bahan bakar
yang belum dikosongkan.
6. Instalasi bahan bakar harus dilindungi terhadap sambaran petir.
7. Alat-alat proteksi dari instalasi listrik perlu diuji secara periodik agar
pasti berfungsi apabila terjadi gangguan hubung singkat sehingga
tidak timbul kebakaran.
Personil pusat listrik harus secara periodik dilatih memadamkan
kebakaran sehingga jika sampai terjadi kebakaran, kebakaran tersebut
dapat segera dipadamkan.
Alat-alat pendeteksi terjadinya kebakaran harus diuji secara periodik
sehingga terjadinya kebakaran dapat diketahui sedini mungkin.
Selain instalasi pemadam kebakaran yang terpasang pada bangunan,
harus tersedia pula alat-alat pemadam kebakaran yang mobile yang
dapat dipindahkan ke tempat yang memerlukannya setiap saat.
N. Beberapa Spesifikasi Bahan Bakar
Selain calorific value (nilai kalori), masih ada lagi beberapa spesifikasi
bahan bakar terutama bahan bakar minyak (BBM) yang sering diperlukan
dalam praktik. Spesifikasi ini antara lain:
Gambar III.65
Transformator yang sedang mengalami kebakaran dan sedang diusahakan untuk
dipadamkan dengan menggunakan air
232 Pembangkitan Tenaga Listrik
1. Viskositas (viscosity)
Viskositas kinematik BBM (cairan) menggambarkan kekentalan BBM dan
hal ini berkaitan dengan tahanan yang dialaminya apabila mengalir
melalui pipa atau lubang kecil. Sebagai contoh pemakaian BBM marine
fuel oil (MFO) memerlukan pemanasan terlebih dahulu untuk mengurangi
viskositas kinematiknya sebelum bisa digunakan sebagai bahan bakar
mesin diesel agar tidak menyumbat pengabut mesin diesel bersangkutan.
Viskositas dinamik BBM adalah viskositas kinematik kali massa jenis
BBM. Viskositas kinematik diukur dalam Stokes (St), sedangkan
viskositas dinamik diukur dalam Poise (P). Sering digunakan centistokes
(cSt) = 1072 Stokes.
2. Titik Tuang (Pour Point)
Titik tuang minyak (cairan) adalah suhu terendah di mana, minyak masih
dapat dituang. Hal ini diperlukan di daerah beriklim dingin dalam kaitan
dengan keperluan menuang BBM atau pelumas di mana satuannya
adalah dalam derajat (0C) Celcius atau, derajat (0F) Fahrenheit.
3. Titik Nyala (Flash Point)
Titik nyala adalah suhu terendah minyak harus dipanaskan agar
menghasilkan uap secukupnya untuk bercampur dengan udara dan dapat
menyala (flamable) bila dilewati angka api kecil. Satuannya adalah
derajat (0C) Celcius atau, derajat (0F) Fahrenheit.
4. Titik Bakar (Ignition Point)
Titik bakar adalah suhu terendah di mana pada kondisi cukup oksigen,
pembakaran spontan terjadi. satuan titik bakar adalah derajat (0C) Celcius
atau derajat (0F) Fahrenheit.
Titik bakar minyak baik BBM maupun minyak perlu diperhatikan dalam
kaitannya dengan suhu, ruangan tempat penyimpanannya. Apabila suhu
ruangan penyimpanan mencapai titik bakarnya, maka minyak yang
disimpan tersebut akan menyala sendiri dan menimbulkan kebakaran.
Kebakaran-kebakaran yang terjadi di pusat listrik, antara lain disebabkan
oleh adanya minyak pelumas atau BBM yang bocor atau meluap dari
tangkinya, kemudian mengenai asbes isolasi pembalut pipa gas buang
PLTD atau pipa uap PLTU yang suhunya mencapai titik bakar minyak
yang mengenainya sehingga minyak tersebut menyala sendiri dan
menimbulkan kebakaran dalam pusat listrik.
Masalah Operasi pada Pusat-Pusat Listrik 233
Titik bakar batubara lebih tinggi dari pada fitik bakar BBM. Oleh karena
itu, start pembangkit listrik dilakukan dengan menggunakan BBM karena
suhu ruang bakar masih rendah.
5. Titik Api (Fire Point)
Titik api adalah suhu terendah minyak yang harus dipanaskan untuk
menghasilkan uap secukupnya agar bercampur dengan udara dan dapat
terbakar selama paling sedikit 5 detik.
Satuan titik api adalah derajat (0C) Celcius atau, derajat (0F) Fahrenheit.
Suhu ini juga perlu diperhatikan seperti halnya titik bakar, walaupun
penyalaan minyak yang terjadi belum stabil, paling sedikit 5 detik, tetapi
hal ini sudah membahayakan.
6. Angka Oktan (Octane Number)
Angka oktan adalah angka yang menggambarkan banyaknya dalam
persentase (%) volume isooctane dalam campuran yang terdiri dari
isooctane dan n-heptane yang tidak menimbulkan letupan (knock) pada
minyak bakar yang diuji dalam ruang kompresi sebuah silinder motor
bakar.
Satuan angka oktan adalah persen (%). Angka oktan = 70 berarti pada
bahan bakar yang mempunyai angka oktan ini 70 % volumenya adalah
isooctane dan 30 % volumenya adalah n-heptane. Angka oktan beberapa
BBM adalah:
Bensin 80-85 Premium 95-98 Super 99-100
Makin tinggi angka oktannya, maka makin tinggi perbandingan kompresi
silinder motor bakar yang bisa digunakan.
Dari tinjauan termodinamika, makin tinggi perbandingan kompresi yang
digunakan, makin efisiensi motor bakar yang didapat.
Pada motor bensin, penyalaan kabut BBM dalam silinder dilakukan
menggunakan busur listrik dari busi sehingga dapat digunakan bahan
bakar dengan angka oktan tinggi yang tidak akan menyala sebelum ada
loncatan busur listrik dari busi. Pada motor diesel bahan bakar
diharapkan agar menyala sendiri (tanpa busur listrik dari busi) saat
mencapai akhir langkah kompresi. Oleh karena itu, dapat digunakan BBM
yang lebih murah daripada BBM motor bensin.
234 Pembangkitan Tenaga Listrik
7. Uji Ketergilingan (Grindability
Test)
Uji ketergilingan adalah pengujian untuk menentukan tingkat ketergilingan
relatif atau kemudahan menghancurkan batubara yang sedang diuji
dengan membandingkannya terhadap batubara standar.
Hasil dari uji ketergilingan ini menggambarkan tingkat kekerasan
batubara yang diperlukan untuk membuat desain mesin giling batubara,
pada PLTU.
O. Latihan
Latihan
1. Operasikan genset yang ada di bengkel atau
laboratorium yang ada di sekolah anda dengan
bimbingan guru dan teknisi. Amati perubahan tegangan
jika putaran pada genset dinaikkan pada genset tidak
dibebani, dibebani setengah dan beban penuh. Amati apa
yang terjadi pada putaran genset.
2. Lepas excitasi pada generator, kemudian jalankan
genset, lakukan pengukuran dan amati besar tegangan
yang dibangkitkan Genset.
3. Bagaimana kondisi Genset di sekolah anda, apakah
terawatt dengan baik? Jika perawatannya kurang baik
lakukan perawatan dengan didampingi guru dan teknisi
P. Tugas
Buat laporan hasil latihan anda di laboratorium dan
diskusikan dengan didampingi oleh guru
Daftar Pustaka LAMPIRAN
A1
DAFTAR PUSTAKA
Abdul Kadir, 1998. Transmisi Tenaga Listrik. Universitas Indonesia,
Jakarta
Andriyanto, 2003. Pengoperasian Generator STF 100 kVA Sebagai
Pembangkit Tenaga Listrik. Laporan PI. Teknik Elektro FT Unesa,
Surabaya
Davit Setyabudi, 2006. Transformator Tenaga. Laporan PI. Teknik
Elektro FT Unesa, Surabaya
Djiteng Marsudi, 2005. Pembangkitan Energi Listrik. Erlangga, Surabaya
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Pengenalan Pemeliharaan Mesin
Pembangkit. PT PLN Persero Unit Pendidikan dan Pelatihan,
Suralaya. 2003
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Penanganan Bahan Bakar. PT PLN
Persero Unit Pendidikan dan Pelatihan, Suralaya. 2003
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Alat Bantu Mesin Pembangkit
PT. PLN Persero. Unit Pendidikan dan Pelatihan, Suralaya. 2003
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Pemeliharaan Mesin Pembangkit.
Unit Pendidikan dan Pelatihan, Suralaya. 2003
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Keselamatan Kerja dan
Penanggulangan Kebakaran. Unit Pendidikan dan Pelatihan,
Suralaya. 2003
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Kerja Mesin Pembangkit PLTU. Unit
Pendidikan dan Pelatihan, Suralaya. 2003
Diklat Pembidangan Teknik SLTA. Kerja Mesin Pembangkit PLTA. Unit
Pendidikan dan Pelatihan, Suralaya. 2003
LAMPIRAN
A2 Pembangkitan Tenaga Listrik
Ermanto, Petunjuk Operasi PLTU Sektor Perak Unit III & IV Bidang
Turbin. Tim Alih Bahasa. Perusahaan Umum Listrik Negara
Pembangkitan dan Penyaluran Jawa Bagian Timur Sektor Perak.
GBC Measurement, Protective Relay Aplication Guide, the General
Electric Company. Stafford England, 1987
Hedore Wildi, 2002. Electrical Machines & Power System. Prentice Hall,
New Jersly
http://faizal.web.id/sky/tutorial/energi-alternatif-dari-gunung-halimun/
http://www.blogberita.com
http://www.ekaristi.org
http://www.firstelectricmotor.com
http://www.harianbatampos.com
http://www.indonesiapower.co.id/Profil/UnitBisnis/tabid/66/Default.aspx
http://www.motor-rundirect.com
http://www.sitohangdaribintan.blogspot.com
http://members.bumn-ri.com/jasa_tirta1/graphics.html
http://www.gtkabel.com/
Jan Machrowski, et.al. 1996. Power System Dynamic and Stability. New
York, Singapore Toronto
Joel Weisman, et.al. 1985. Modern Power and Planning System. Printed
in the United Soth of America, America.
Joko, 2004. Pemeliharaan dan Perbaikan Mesin-Mesin Listrik (Paket
Belajar Bernuansa Kewirausahaan. Teknik Elektro FT Unesa
Surabaya, Surabaya
IEC 156/1963, Method for the Determination of Electric Strength of
Insulating oils. 1963
Daftar Pustaka LAMPIRAN
A3
IEC 76/1976. Power Transformer. 1976
Indrati Agustinah, Joko, 2000. Pemeliharaan dan Perbaikan
Transformator (Paket Belajar Bernuansa Kewirausahaan). Teknik
Elektro FT Unesa Surabaya, Surabaya
Kurikulum SMK Tahun 2004. Direktorat Pendidikan Menegah Kejuruan,
Jakarta. 2004
Kursus Pengoperasian Sistem Penunjang (Demin Plant)
(L.KUG/M.OUI.803 (1) A). PT. PLN (Persero) Unit Pendidikan dan
Pelatihan Surabaya. 2004
Laporan On Site Training Prajabatan SLTA & D3 PLTU III/IV Perak
Surabaya. Sistem Kelistrikan (L.KKG/M.OUI.201 (1) A).
PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Priok Jakarta,
2005
M. Azwar Charis, 2006. Membelit Ulang motor Kompresor Tiga Phasa
Putaran 1500 RPM. Laporan PI. Teknik Elektro, FT Unesa,
Surabaya
MS. Nurdin. V. Kamuraju, 2004. High Voltage Enginering. Printed in
Singapore
P.T. Bambang Djaya. Methode Pengujian Transformator Distribusi.
P.T. Bambang Djaya, Surabaya 1995.
P.T. PLN. Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan untuk Transformator
Tenaga. Perusahaan Umum Listrik Negara, Jakarta 1981
Rachma Dewi O. 2006. Observasi Pembuatan Engine Panel Trapesium
Selenoid Off Untuk Generating Set F 3L 912-STF 25 kVA (20 kW)
di PT. Conductorjasa Suryapersada. Laporan PI. Teknik Elektro FT
Unesa, Surabaya
Rahmat R. Hakim, 2006. Prosedur Umum Perbaikan Motor 3 Phasa di
PT ABB Sakti Industri Surabaya. Laporan PI. Teknik Elektro,
FT Unesa, Surabaya
LAMPIRAN
A4 Pembangkitan Tenaga Listrik
SPLN 17: 1979. Pedoman Pembebanan Transformator Terendam
Minyak. Jakarta, 1979.
SPLN 50 – 1982. Pengujian Transformator. Jakarta, 1982.
Standart Operational Procedure (SOP) Start-Stop Unit III & IV Unit
Pembangkitan Perak. PT. PJB I Unit Pembangkitan Perak dan
Grati, Surabaya. 1998
Standar Kompetensi Nasional. Bidang Inspeksi Pembangkitan Tenaga
Listrik. Depdiknas RI, Direktorat Jendral Pendidikan Dasar dan
Menengah Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Jakarta.
2003
Turan, G. 1987. Modern Power System Analysis. John Wiley & Sons
Yudi Widya N, 2006. Sistem Pembangkit Tenaga Air (PLTA) Mendalan
di PT. PJB Pembangkitan Brantas Distrik D PLTA Mendalan.
Laporan PI. Teknik Elektro FT Unesa, Surabaya
Yugo F. 2006. Sistem Pengoperasian Genset di PT. Bayu Bangun
Lestari Plasa Surabaya. Laporan PI. Teknik Elektro FT Unesa,
Surabaya
Copyright 2003. Japan AE Power Systems Corporation. All Rights
Reserved.
Daftar Istilah LAMPIRAN
B1
DAFTAR ISTILAH
absorben, 95
accu battery, 396
accu zuur, 81
aero derivative, 183
agregat dan piranti, 363
air gap, 115
alarm, 123
alat ukur digital, 564
ambient temperature, 143
amperemeter, 541, 547
amplifier mekanis,, 143
AMSSB, 119
angka oktan, 223
antene, 540
arus hubung singkat, 122
arus line, 544
arus keluar ke line, 353
arus pengisian , 351
asam sulfat (H2SO4), 79
assembling, 312
automatic follower, , 486
auxiliary transformer, 180, 401
avometer,576
AVR, 37,482
baterai aki, 76, 338
baterai akumulator, 349
baterai buffer, 359
beban harian, 5
beban puncak, 5
beban rata-rata, 2
beban tahunan, 5
belitan, 518
belitan primer,546
belitan skunder, 546
biaya poduksi, 5
black start, 157
bleaching earth, 96
blow down (air ketel), 17, 147
boiler, 412
breakdown voltage ,99
buffer baterey, 348
bushing, 84, 85,528
busur listrik, 64
cable duct, 27
carrier current, 501
cathodic protection, 226
cd (cadmium), 78,79
cellars, 193
centrifuge reclaiming, 94
chosphimeter, 555
circuit breaker, 52
circulating water pump, 401
compression joint, 129
condition based maintenance, 391
consumable parts, 272
control room, 144
cos 􀄳, 552
coupling capacitor, 529
coupling system, 524
crane, 5, 492
ct/ppt avr, 37
current compensator. 481
data acquisition, 142
daya, 2
daya aktif, 109
daya reaktif, 110
dB, 530
deaerator, 175
debit air, 13
deenergized, 96
dekarbonator, 179
delta-delta, 85
delta-bintang, 88
delta-wye, 88
diagram AVR, 488
diagram beban,2
diagram excitacy, 487
dinamo exciler, 39
disconnecting switch, 27
distribution planning, 7
dokumen sop, 402
dual slope, 567
LAMPIRAN
B2
Pembangkitan Tenaga Listrik
duga muka air (DMA), 159
economizer, 174, 163
elektroda, 87
elevator, 512
energi listrik, 5
energi mekanik, 4
energi primer, 5, 16
exitacy, 94, 458
feeder (saluran), 15
faktor beban, 2, 244
faktor daya, 551
faktor disipasi, 97
faktor kapasitas, 245
faktor utilisasi, 246
field circuit breaker, 480
fire, 93,233
filtering, 95
flashover, 115
frekuensi, 24, 110
frekuensi getar,557
frekuensi lidah bergetar, 556
frekuensi meter, 556
flused stem system, 197
forced outage rate (for), 246
fuel cell, 213
gangguan belitan kutub, 371
gangguan dan kerusakan, 19
gangguan elektrik generator, 370
gangguan mekanis generator, 364
gangguan, pemeliharaan dan
perbaikan generator sinkron, 285
gangguan, pemeliharaan dan
perbaikan motor asinkron, 288
gangguan pada mesin dc, 364
gelombang mikro, 553
generation planning, 5
generator, 350
generator asinkron,133
generator arus searah shunt, 37
generator buffer, 360
generator dc, 29
generator dc dengan 2 kutub, 40
generator dc shunt 4 kutup, 40
generator dc tidak keluar tegangan,
364
generator listrik,1
generator main excitacy, 38
generator penguat pilot, 29
generator penguat utama, 29
generator sinkron, 3, 28, 133, 282,
generator sinkron 3 phasa, 27, 28,
generator terbakar, 277
gerbang AND,428
gerbang NOT, 429
gerbang OR, 428,
geothermal, 189
glowler, 373
grindability test, 234
ground, 546
grounding mesh, 137
grounding plate, 137
hand wheel (shunt regullar), 37
harmonisa, 24
hazard triangle, 229
heat exchanger, 18
heat recovery steam generator, 184
heat shrink, 184
hubungan jajar baterai akumulator
dan generator sunt, 350
hygroscopicity, 95
instalasi arus searah, 5
instalasi bahan bakar, 5
instalasi baterai aki, 5
instalasi lift/elevator, 512
instalasi pemakain sendiri, 75
instalasi pendingin, 5
instalasi penerangan, 5
instalasi tegangan tinggi, 5
instalasi tegangan rendah, 5
instalasi telekomunikasi, 119
instalasi sumber energi, 5
interferensi, 523
interkoneksi, 6
insulating switch, 50
investasi, 5
jenis saklar tenaga, 49
juster werstand, 37
jointing sleeve, 128
kapasitor penguat, 529
kendalan pembangkit, 248
kebenaran AND, 427
kebenaran OR, 428
kedip tegangan, 24
kegiatan pemeliharaan, 396
kemiringan tegangan, 24
klasifikasi transformator tenaga, 450
kendala operasi, 227
kerja pararel transformator. 432
Daftar Istilah LAMPIRAN
B3
keselatanan kerja, 398, 444, 465
kilo Watt jam, 513
koh (potas kostik), 79
komunikasi gelombang mikro, 536
komunikasi dengan kawat, 523
komunikasi dengan pembawa
saluran tenaga, 524
komunikasi untuk administratif, 523
komunikasi untuk pembagian
beban, 522
komunikasi untuk pemeliharaan,522
komunikasi radio, 531
komunikasi gelombang mikro, 532
konsumen, 1
konstruksi jaringan distribusi, 7
konversi energi primer, 4
koordinasi pemeliharaan, 242, 236
kualitas tenaga listrik, 1
kumparan silang, 554
KWH meter, 23
K3, 249
lama pemakaian, 2
laporan kerusakan, 274
laporan pemeliharaan, 272
laporan dan analisis gangguan, 279
lebar pulsa, 567
lighting arrester, 116
line, 88
line trap, 511
lift, 512
limited circuit, 484
line matching unit, 119
load forecast, 5
loss of load probability (LOLP), 249
magnetic circuit breaker (MCB), 63
main generator, 394
main exciter, 37, 393
maintenance, 391
manajemen operasi, 266
manajemen pemeliharaan, 268
medan magnet, 63
megger, 575
mekanisme pemutus tenaga, 72
membelit motor listrik, 306
mencari kerusakan generator
sinkron, 283
menentukan letak kerusakan motor
dc, 386
mesin diesel, 193
metode integrasi, 565
metode perbandingan, 565
mika saklar, 354
minyak transformator, 464
modulasi lebar pulsa, 549
motor area, 508
motor dahlander, 492
motor listrik, 433
motor listrik bantu, 394
motor listrik terbakar, 278
motor tidak mau berputar, 382
motor terlalu cepar putarannya, 384
multiple grounding rod,137
mutu tenaga listrik, 21
NiOH (nikel oksihidrat), 79
ohmsaklar, 351
off delay, 429
on delay, 429
operator system, 105
operation planning, 7
operasi, 17
operasi unit pembangkit, 236
opjager, 357
oscilloscope, ,571
otomatisasi, 261
output pilot exciter, 36
output, 36
over circuit breaker, 394
over heating, 276
partial discharge, 271
pemadam kebakaran, 229
pembangkitan tenaga listrik, 1
pembebasan tegangan, 252
pembumian, 105
pemeliharaan alat ukur, 576
pemeliharaan crane dan lift, 518
pemeliharaan dan sop, 427
pemeliharaan bulanan, 391
pemeliharaan alat komunikasi pada
pusat pembangkit, 539
LAMPIRAN
B4
Pembangkitan Tenaga Listrik
pemeliharaan generator dan
governor, 393
pemeliharaan harian, 391
pemeliharaan instalasi pada pusat
pembangkit listrik, 126
pemeliharaan mingguan, 391,
pemeliharaan periodik, 268, 392
pemeliharaan pada plta, 393
pemeliharaan pmt, 474
pemeliharaan PLTU, 170
pemeliharaan rutin, 391
pemeliharaan sistem kontrol, 488
pemeliharaan sumber dc, 347
pemeliharaan transformator,395,
459
pemeliharaan triwulan, 392
pemeriksaan transformator, 101
pemetan (plotting), 569
pemindahan beban, 256
pemutus beban (PMB), 50
pemutus tenaga (PMT), 47, 474
pemutus tenaga meledak, 279
pemutus tenaga, 432
pencatat langsung, 570
pengatur phasa, 562
pengereman dinamik, 504
pengereman mekanik, 507
pengereman motor, 507
pengereman plug, 503
pengereman regeneratif, 506
penggerak mula, 1
penghubung, 432
pengujian transformator, 459
pengukuran, 546
pengukur energi, 560
pengukuran daya listrik, 548
pengukuran faktor daya, 551
pengukuran frekuensi, 557
pengukuran tegangan tinggi, 545
penulisan pena, 568
penunjuk (register), 564
penyaluran tenaga listrik, 21
penyaring pengait, 529
penyediaan tenaga listrik, 1
peramalan beban, 9
perbaikan dan perawatan genset,
443
perbaikan generator sinkron, 282
peredam reaktansi, 575
perencanaan distribusi, 7
perencanaan subtransmisi, 7
performance test, 391
perkiraan beban, 5, 236
perubahan temperatur, 398
pilot exciter, 37, 393
piston ring, 18
plate tectonic, 190
PLTA, 1, 11, 78, 145
PLTD, 11, 78, 198
PLTG, 11, 180
PLTGU, 184
PLTN, 1, 14, 208
PLTP, 1,11, 189
PLTU, 3, 160
PMT gas SF6, 63
PMT medan magnit, 63
PMT vacum, 57
PMS (Saklar pemisah), 50
penyimpanan alat ukur, 578
potensiometer, 106, 567
power generator, 4
power line carrier (PLC),119,522
power plant, 8
power network analyzer, 23, 24
predictive maintenance, 180
primer proteksi, 341
primover, 1, 4
prinsip kerja alat ukur, 560
program automatic control, 142
pusat listrik tenaga thermo, 3, 11
pusat listrik tenaga hydro,3, 12
putaran motor terbalik, 385
radiator, 17
rangkaian transmisi suara,529
recorder, 568
region, 238
rel (busbar), 15, 43
rel ganda, 44
rel tunggal, 43
relai hubung tanah, 113
relai diferensial, 112
relai proteksi, 110, 477
repetitive, 572
rotating rectifier, 480
rotor turbogenerator, 30
run off river, 147
sutm, 259
saklar, 49
Daftar Istilah LAMPIRAN
B5
saklar pemisah (PMS),49
saluran jebakan, 529
saluran kabel, 48
scada, 119
sentral telepon, 347
sensing circuit, 482
sel berbentuk lurus, 348
selenoid, 508
shut down unit, 422
sistem distribusi, 10
signal generator, 574
sincronizing circuit, 484
simbol gerbang AND, 429
simbol gerbang OR, 429
single grounding rod, 137
sistem excitacy, 106, 478
sistem excitacy dengan sikat , 478
sistem excitacy tanpa sikat, 479
sistem interkoneksi, 20, 235
sistem pengukuran, 109
sistem proteksi, 110
sistem yang terisolir, 235
sop blower, 273
sop operator boiler lokal, 426
sop sistem kelistrikan, 428
stator pilot exciter, 37
start nor mal stop, 400
storage,573
suku cadang, 272
super heater, 150
switchgear, 72, 466
switching, 102, 256
system grid operation, 8
system logic, 427
system logic and wiring diagram,
427
system planning, 5
tabel kebenaran, 427
tahanan geser, 36
tahanan isolasi, 393, 395
tegangan line, 545
perkembangan teknologi
pembangkitan, 20
telekomunikasi, 552
telekomunikasi melalui kawat, 523
thermal siphon filter, 96
threshold values, 142
thyristor circuit, 485
time based maintenance, 391
timer, 429
top overhaul, 269
transformator, 81
transformator arus, 541
transformator rusak, 278,
transformator tegangan, 546
transformator tenaga, 450
transformator toroida, 545
transformator 3 phasa, 27
transmisi, 6, 545
transmission planning, 6
trichloroethylene, 100
turbin pelton, 154
turbin crossflow, 225
turbin air, 4,5
trip coil, 74
turbin francis, 151
turbin gas 4,5
turning gear, 412,, 425
turbin kaplan, 152
turbin uap, 4, 5
turbocharger, 203
turning type, 524
ultra-high frequency (UHF), 493
unit avr, 482
unit tyristor, 485
urutan kerja dan tanggungjawab,
403
type brushlees exiter system, 35
type rasio, 558
vacuum interrupter (VI), 446
viskositas, 93
voltage adjuster, 481
voltmeter digital, 565
VVA, 37
waduk, 159
wattmeter, 503
wattmeter 1 phasa, 548, 549
wattmeter 1 phasa dan 3 phasa,548
wattmeter 3 phasa, 550
wiring diagram, 429
Pembangkitan tenaga listrik LAMPIRAN
C1
DAFTAR TABEL
H a l
II.1 Komponen dan Cara Pemeriksaan Transformator
Tenaga
101
II.2 Tahanan Jenis Berbagai Macam Tanah Serta
Tahanan Pentanahan
139
III.1 Klasifikasi Serta Data Batu 216
III.2 Data Teknis Bahan Bakar Minyak 217
III.3 Struktur Molekul Hydrocarbon Aliphatic 222
III.4 Komposisi BBM Diesel Produk Soviet 222
III.5 Hubungan Tekanan Uap dengan Suhu 224
III.6 Komposisi Gas Alam dari Berbagai Tempat 225
IV.1 Neraca Daya Sistem 244
IV.2 Neraca Energi Sistem 248
VI.1 Standar Kebutuhan Hantaran, Pengaman Lebur, dan
Diameter Pipa untuk Penyambungan Motor Induksi 298
VI.2 Standart Kabel dengan Isolasi Karet dalam Pipa
sesuai Standart American Wire Gauge 299
VI.3 Pemakaian Arus dan Tegangan pada Motor DC dan
Motor AC 3 Phasa menurut AEG 300
VI.4 Format dan Data Fisik yang Dicatat Pada Proses
Penerimaan 310
VI.5 Hasil Inspeksi Kelistrikan 311
VI.6 Dismanting Data 312
VI.7 Striping Data 321
VI.8 Format Data Hasil Pengukuran dan Tes Running 336
VI.9 Format Proses Pencatatan Tes Kelistrikan 337
VI.10 Laporan Tes Kelistrikan Inti Stator 338
VI.11 Laporan Waktu & Kinerja Karyawan 339
VI.12 Laporan Inspeksi 340
VI.13 Daftar Diameter, Penampang, Berat dalam kg/km,
dan Besarnya Nilai Tahanan pada Suhu 150C
Ohm/km
341
VIII.1 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi pada Pilot Exciter Unit I 393
VIII.2 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi pada Main Exciter Unit I 393
VIII.3 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi pada Main Generator Unit I 394
VIII.4 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi Pada Motor Listrik Bantu Unit I 394
VIII.5 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi Pada OCB Generator 6 kV Unit I 395
LAMPIRAN
C2
VIII.6 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi Transformator I (6/70 kV) 395
VIII.7 Contoh Hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan
Isolasi pada OCB Transformator 70 kV 396
VIII.8 Contoh hasil Pengukuran Besar Nilai Tahanan Isolasi
Pada OCB Generator 6 kV 396
VIII.9 Contoh Hasil Pemeliharaan Accu 398
IX.1 Istilah-Istilah yang ada Pada SOP PLTU Perak 401
IX.2 Format Pengesahan Dokumen 402
IX.3 Daftar Dokumen Terkait 405
IX.4 Daftar Penerimaan Awal Dokumen Terkendali 406
IX.5 Daftar Perubahan Dokumen 408
IX.6 Daftar Induk Perubahan Dokumen 409
IX.7 Lembar Tanda Terima Dokumen 410
IX.8 Bagan Alir Dokumen Mutu 411
IX.9 Kebenaran “AND” 427
IX.10 Kebenaran “OR” 428
IX.11 Kebenaran “NOT” 428
IX.12 Data Transformator 439
IX.13 Pengaturan Tap Changer Trafo Daya 439
IX.14 Instruksi Kerja Pemeliharaan Genset 446
X.1 Tabel Spesifikasi Minyak Transformator Baru 453
X.2 Tabel Spesifikasi Minyak Transformator Bekas 454
XI.1 Momen Inersi Gerak dan Putaran 502
XII.1 Karakteritik dan Struktural Kabel Telekomunikasi 526
XII.2 Komunikasi dengan Pembawa Saluran Tenaga 527
XII.3 Struktur Kabel Koaksial Frekuensi Tinggi untuk
Pembawa (PLC) 527
XII.4 Contoh Spesifikasi Peralatan Pembawa Saluran
Tenaga (PLC) 531
XII.5 Contoh Spesifikasi Peralatan Komunikasi Radio 533
Daftar Isi LAMPIRAN
D1
DAFTAR GAMBAR
Halaman
I.1 Diagram Proses Pembangkitan Tenaga Listrik 2
I.2 Contoh Diagram Beban Listrik Harian 3
I.3 Contoh Power Generator Comersial di India 4
I.4 Pengangkatan Transformator Menggunakan Crane Untuk
Pengembangan Pusat Pembangkit Listrik 6
I.5 Contoh Konstruksi Transmisi 7
I.6 Contoh Konstruksi Jaringan Distribusi 7
I.7 Sistem Grid Operation pada Power Plant 8
I.8 Pembangunan PLTD yang Memperhatikan Lingkungan 9
I.9 Aktivitas yang Harus Dilakukan Pada Perencanaan Sistem
Pembangkit Tenaga Listrik 9
I.10 Blok Diagram Proses Merencanakan Bentuk Sistem
Distribusi 10
I.11 PLTA Mini Hydro Memanfaatkan Debit Air 12
I.12 Proses Penyaluran Air PLTA Mendalan Memanfaatkan Tinggi
Jatuh Air 13
I.13 Diagram Satu Garis Instalasi Tenaga Lstrik pada Pusat
Pembangkit Listrik Sederhana 15
I.14 Sebagian dari Sistem Interkoneksi (Sebuah Pusat
Pembangkit Listrik Dua Buah GI dan Sub System Distribusi) 21
I.15 Propses Penyediaan Tenaga Listrik (Pembangkitan dan
Penyaluran) 22
I.16 Proses Penyediaan Tenaga Listrik Bagi Konsumen 23
I.17 Power Nertweork Analiser Type Topas 1000 Buatan LEM
Belgia 24
II.1 Generator Sinkron 3 Phasa Pasa 25
II.2 Rangkaian Listrik Generator Sinkron 3 Phasa Hubungan Y 26
II.3 Kumparan Stator generator Sinkron ke Phasa Hubvungan Y 26
II.4 Hubungan Klem Generator Sinkron 3 Phasa Hubungan Y 27
II.5 Diagram Hubungan Generator dan Transformator 3 Phasa 28
II.6 Prinsip Penguatan Pada Generator Sinkron 3 Phasa 28
II.7 Generator Sebuah PLTU Buatan Siemen dengan 2 Kutub 29
II.8 Rotor Turbo Generator Berkutub Dua 30
II.9 Rotor Generator PLTA Kota Panjang (Riau) Berkutub Banyak
57 MW 31
II.10 Stator dari Generator Sinkron 31
II.11 Diagram Generator Sinkron 500 MW Dengan Penguat
Generator DC 2400 kW 32
II.12 Stator Generator Sinkron 3 Phasa 500 MVA, 15 kV, 200
RPM, 378 Slots 32
II.13 Stator Steam Turbin Generator Sinkron 722 MVA 3600 RPM
19kV 33
II.14 Rotor Generator 36 Kutub, Pengutan 2400 ADC Hasil
Penyearahan Listrik 330 Volt AC 33
LAMPIRAN
D2 Pembangkitan Tenaga Listrik
x
II.15 Belitan Rotor Salient Pool (Kutub Menonjol) Generator
Sinkron 250 MVA 34
II.16 Generator Sinkron Rotor Sangkar Kutub Menonjol 12 Slot 34
II.17 Rotor 3 Phasa Steam Turbine Generator 1530 MVA, 1500
rpm, 27 kV, 50 Hz 35
II.18 Rotor Belit 4 Kutup, Penguatan 11,2 kA 600V DC Brushlees 35
II.19 Type Brushlees Excitacy System 36
II.20 Penguatan Generator Unit I PLTA Mendalan 37
II.21 Gambar pengawatan system penguatan generator unit I
PLTA di Daerah Mendalan Sumber (PLTA Mendalan) 38
II.22 Prinsip Kerja AVR Brown & Cie 39
II.23 Bagian–Bagian Generator DC dengan 2 Kutup 40
II.24 Generator DC Shunt 4 Kutup 40
II.25 Bagian–Bagian Generator DC 100 kW, 250V, 4 Kutup, 1275
rpm (Courtesy of Generator Electric Company USA) 41
II.26 Generator DC 2 Kutup dengan Penguatan Tersendiri 41
II.27 ab.. GDieangeraramto Sr kSehmunat Gdeenngearant oPre Snhguunatt an Sendiri 42
II.28 ab.. SGkeenmeraa tDoira Kgorammp oGne nPearnajtaonrg K Boemrpbeobna n 42
a. Generator Abad 20 Awal
II.29 b. Generator Portable (Pandangan Samping)
c. Generator Portable (Pandangan Sudut)
43
II.30 Pusat Pembangkit Listrik dengan Rel Tunggal Menggunakan
PMS Seksi 44
II.31 Pusat Pembangkit Listrik dengan Rel Ganda Menggunakan
PMT Tunggal 45
II.32 Pusat Pembangkit Listrik dengan Rel Ganda Menggunakan
Dua PMT (PMT Ganda) 46
II.33 Pusat Pembangkit Listrik dengan Rel Ganda Menggunakan
PMT 1½ 47
II.34 Saluran antara Generator dan Rel 48
II.35 Satu PMT dan Tiga PMS 51
II.36 Konstruksi Alat Pentahanan 51
II.37 Pemutus Tenaga dari Udara 52
II 38 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT Minyak Banyak
Sederhana 52
II.39 Konstruksi Kontak-Kontak PMT Minyak Banyak Sederhana 53
II.40 PMT 150 kV Minyak Banyak di CB Sunyaragi 53
II.41 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT minyak Banyak 54
II.42 PMT Minyak Sedikit 70 kV 55
II.43 Konstruksi Ruang Pemadaman Pada PMT Minyak Sedikit
Secara Umum 56
II.44 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT Minyak Sedikit Secara
Sederhana 56
II.45 PMT SF6 500 kV Buatan BBC di PLN SeKtor TET 500 kV
Gandul 58
II.46 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT/S 58
Daftar Isi LAMPIRAN
D3
II.47 Potongan PMT untuk Rel Berisolasi Gas SF6 72,5 –245 kV 59
II.48 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT SF6 Secara Sederhana 59
II.49 PMT Vakum Buatan ABB Tipe VD4 60
II.50 Konstruksi dan Mekanisme PMT Vakum Buatan ABB Tipe
VD4 60
II.51 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT Vakum Secara Umum 61
II.52 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT Vakum 61
II.53 Kontak PMT Vakum dengan Medan Magnit Radial 62
II.54 Kontak PMT Vakum dengan Medan Magnit Aksial 63
II.55 PMT Medan Magnit 63
II.56 PMT 500 kV Buatan BBC yang Dilengkapi Resistor 65
II.57 PMT 500 kV Buatan BBC Tanpa Dilengkapi Resistor 65
II.58 Konstruksi Ruang Pemadaman PMT Vakum Buatan Siemens 66
II.59 PMT Udara Hembus dengan Ruang Pemadaman Gas secara
Keseluruhan
66
II.60 Hubungan Resistor dan Kapasitor dengan Kontak-Kontak
Utama PMT Udara Tekan 500 kV Buatan BBC
67
II.61
.
Kondisi Kontak dari Sebuah Saklar Dalam Keadaan Tertutup
(a), Mulai Membuka (b) dan (c) Sudah Terbuka Lebar
68
II.62 Penampung Udara, Ruang Pemutus, dan Katup
Penghembus dari Air Blast Circuit Breaker
68
II.63 Contoh Circuit Breaker Tiga Phase 1200A 115 kV, Bill 550 kV
(Courtesy of General Electric)
69
II.64 Circuit Breaker Oil minimum untuk intalasi 420 kV, 50 Hz
(Courtesy of ABB)
69
II.65 Air Blast Circuit Breaker 2.000 A 362 kV (Courtesy of General
Electric)
70
II.66 Switchgear High Density MV 70
II.67 Circuit Breaker Enclosed 15 Group Enclosed SF6 71
II.68 Vacum Circuit Beaker memiliki Rating 1200 A pada 25,8 kV
Dapat Memotong Arus 25 kA Dalam 3 Siklus untuk Sistem 60
Hz (Courtesy of General Electric)
71
II.69 Hom-gap Disconnecting Switch 1 kutup 3 phase 725 kV 60
Hz, kiri posisi terbuka dan kanan tertutup 10 siklus 1200 kA
Bill 2200 kV (Courtesy of Kearney)
72
II.70 Mekanisme Penggerak PMT Menggunakan Pegas dalam
Keadaan Tertutup Dilihat dari Sisi Depan
73
II.71 Mekanisme Penggerak PMT yang Menggunakan Pegas
Keadaan Terbuka Dilihat Dari Sisi Depan
73
II.72 Mekanisme Penggerak PMT Menggunakan Pegas Dilihat
Dari Samping
75
II.73 a. Instalasi Pemakaian Sendiri Pusat Pembangkit Listrik
Kapasitas di Bawah 5 MW
76
II.73 b. Instalasi Pusat Listrik Kapasitas 5 MW Sampai 15 MW 76
II.73 c. Instalasi Sendiri Pada Pusat Listrik dengan Kapasitas di
Atas 15 MW
77
II.74 Instalasi Baterai dan Pengisiannya 78
XX
LAMPIRAN
D4 Pembangkitan Tenaga Listrik
X
II.75 Perubahan Kimia Selama Pengisian dan Pemakaian Aki 79
II.76 Grafik Kapasitas Aki 80
II.77 Macam - Macam Transformator Pada Unit Pembangkit
Listrik
82
II.78 Transformator 2 Phase Type OA 82
II.79 Transformator 3 Phase Type 1000 MVA 83
II.80 Transformator 3 Phasa Transformator 4500 MVA yang
Digunakan untuk Station Pembangkit Nuklir
83
II.81 Transformator Special pada Pembangkit Tenaga Panas
Produksi ABB
84
II.82 Transformator 3 Phasa dengan Daya 36 MVA 13,38 kV 84
II.83 Transformator 3 Phasa Hubungan Delta-Delta yang
Disusun dari 3 Buah Transformator Satu Phasa A,B, dan C
Dihubungkan Pada Pembangkit Listrik
86
II.84 Diagram Hubungkan Delta-Delta Transformator 3 Phasa
Dihubungkan Pembangkit Listrik dan Beban (Load)
87
II.85 Transformator 3 Phase Hubungan Delta – Bintang yang
Disusun dari 3 Buah Transformator Satu Phasa
89
II.86 Skema Diagram Hubungan Delta-Bintang dan Diagram
Phasor
89
II.87 Diagram Gambar Contoh Soal 90
II.88 Transformator 3 Phase Hubungan Bintang-Bintang 91
II.89 Transformator Hubungan Bintang-Bintang dengan Tersier 91
II.90 Open Delta Conection 92
II.91 Transformator Hubungan Open Delta 92
II.92 Susunan Elektroda Untuk Tegangan Searah 97
II.93 Jembatan Schering Untuk Mengukur Kapasitansi dan
Factor Disipasi
98
II.94 Jembatan Schering 98
II.95 Pentahanan pada Transformator 3 Phasa 105
II.96 Petanahan pada Transformator 3 phasa 106
II.97 Pengaturan Tegangan Generator Utama dengan
Potensiometer
106
II.98 Sistem Excitacy Tanpa Sikat 107
II.99 PMT Medan Penguat dengan Tahanan R 108
II.100 Pengukuran Daya Aktif Pada Rangkaian Tegangan Tinggi 110
II.101 Diagram Pengukuran pada Generator dan Saluran Keluar 111
II.102 Bagan Rangkaian Llistrik untuk Sistem Proteksi 112
II.103 Kontruksi sebuah lightning arrester buatan Westinghouse
yang menggunakan celah udara (air gap) di bagian atas
116
II.104 Lighting Arrester Tegangan Rendah Untuk Dipasang di
Luar Gedung
116
II.105 Lighting Arrester Tegangan Rendah Untuk Dipasang di
Dalam Gedung
117
II.106 Skematik Prinsip Kerja PLC 120
II.107 Diagram Blok Remote Terminal Unit (RTU) 121
X
Daftar Isi LAMPIRAN
D5
II.108 Contoh dari Sebuah PLTU Berdiri Sendiri dengan 3 Unit 121
II.109 Pengawatan Skunder dari Suatu Penyulang (Saluran
Keluar) yang Diproteksi oleh Relai Arus Lebih dan Relai
Gangguan Hubung Tanah
123
II.110 Prinsip Kerja Kontak Reset 125
II.111 Berbagai Macam Kabel, Baik Untuk Penyalur Daya
Maupun Untuk Pengawatan Skunder dan Kontrol
132
II.112 Diagram Satu Garis dari PLTGU, Turbin Gas Distart Oleh
Generatornya yang Dijadikan Motor Start
134
II.113 Foto Dari Sebuah Alat Perekam Kerja (Untuk Pengujian)
PMT Buatan Euro SMC
135
II.114 Data Hasil Pengujian Pemutusan Tenaga 135
II.115 Empat Alat Pentanahan 138
II.116 Batang Pentanahan Beserta Aksesorinya 138
II.117 Batang Petanahan dan Lingkaran Pengaruhnya 139
II.118 Cara Mengukur Tahanan Pentanahan 140
II.119 Penggunaan Transformator Arus Klem 140
II.120 Bagan Intalasi Pneumatik (Udara Tekan) Sebuah PLTD 141
II.121 Amplifier Hidrolik 142
II.122 Reservoir Minyak Bertekanan Untuk SIstem kontrol 143
II.123 Komponen Peralatan Untuk Pengaturan Hidrolik 144
III.1 Proses Konversi Energi Dalam Pusat Listrik Tenaga Air 145
III.2 Instalasi Tenaga Air PLTA Bila Dilihat Dari Atas 146
III.3 Prinsip Kerja PLTA Run Off River 148
III.4 Potongan Memanjang Pipa Pesat PLTA Sutami (PLTA
dengan Kolam Tando Reservoir)
148
III.5 Bendungan II ETA Mrica di Jawa Tengah dengan kapasitas
3 x 60,3 MW, Bendungan Beserta Pelimpasannya (Sisi
Kiri) dan Gedung PLTA Beserta Air Keluarnya (Sisi Kanan).
149
III.6 Bendungan Waduk PLTA Saguling 4x175 MW dan tampak
Rock Fill Dam (sisi kiri) dan Pelimpasan (bagian tengah)
serta Pintu Air untuk keamanan
149
III.7 Intake PLTA di Jawa Barat dengan Kapasitas 4x175 MW 150
III.8 Pipa Pesat dan Gedung PLTA di Jawa Barat 150
III.9 Pipa Pesat PLTA Lamojan 151
III.10 Ruang Turbin PLTA Cirata di Jawa Barat 6x151 MW 152
III.11 Turbin Kaplan 152
III.12 Turbin Francis Buatan Toshiba 153
III.13 Turbin Francis dan Generator 3600 M 153
III.14 Turbin Francis dan Generator 4190 M 154
III.15 Turbin Peiton Buatan Toshiba 155
III.16 Hutan Beserta Lapisan Humus & DAS 157
III.17 Pembebanan PLTA, Beban Diusahakan Maksimal tetapi
Disesuaikan dengan Tersedianya Air
158
III.18 Duga Muka Air Kolam 159
III.19 Siklus Uap dan Air yang Berlangsung dalam PLTU, yang
Dayanya Relatif Besar, di Atas 200 MW
161
III.20 Coal Yard PLTU Surabaya 165
LAMPIRAN
D6 Pembangkitan Tenaga Listrik
X
III.21 PLTU Paiton Milik PLN 165
III.22 Ruang Turbin PLTU Surabaya 166
III.23 Unit 400 MW PLTU Paiton Milik PLN Jawa Timur 166
III.24 Unit 400 MW PLTU Paiton Milik PLN 36 Sudu Jalur Jawa
Timur
167
III.25 Generator dan Turbin 400 MW di Jawa Timur 167
III.26 Turbin Uap dan Kondensor 168
III 27 Boiler PLTU Perak 169
III.28 Rangkaian Proses Demineralisasi 177
III.29 Rangkaian Air Ketel Uap 178
III.30 Rangkaian Air Ketel Uap 178
III.31 Prinsip Kerja Unit Pembangkit Turbin Gas 181
III.32 Produk-Produk Turbin Gas Buatan Aistom dan Siemens 183
III.33 Konstruksi Ruang Bakar Turbin Gas Buatan Aistom,
Kompresor Disebelah Kanan dan Turbin di Sebelah Kiri
184
III.34 Skema Sebuah Blok PLTGU yang Terdiri dari 3 Unit PLTG
dan Sebuah UniT PLTU
185
III.35 Diagram Aliran Uap Pada Sebuah PLTGU yang
Menggunakan 3 Macam Tekanan Uap; HP (High Pressure),
IP (Intermediate Pressure), dan LP (Low Pressure) buatan
Siemens
187
III.36 Heat-Recovery Steam Generator PLTGU Tambak Lorok
Semarang dari Unit PLTG 115 MW
187
III.37 PLTGU Grati di Jawa Timur (Pasuruan) Terdiri Dari: Turbin
Gas : 112,450 MW x 3; Turbin Gas : 112,450 MW x 3; Turbin
Uap; 189,500 MW; Keluran Blok: 526,850 MW
188
III.38 Bagian dari HRSG yang BerseNtuhan dengan Gas Buang 188
III.39 Blok PLTGU Buatan Siemens yang Terdiri dari Dua Buah
PLTG dan Sebuah PLTU
188
III.40 Skematik Diagram PLTP Flused Stem Sistem 197
III.41 PLTP Siklus Binary 198
III.42 Prinsip kerja Mesin Diesel 4 Langkah 200
III.43 Prinsip kerja Mesin Diesel 2 Langkah 200
III.44 PLTD Sungai Raya Pontianak (Kalimantan Barat 4 x 8 MW,
Pondasi Mesin Berada di atas Permukaan Tanah dan Jumlah
Silinder 16 dalam Susunan V
203
III.45 Kurva Efisiensi Unit Pembangkit Diesel 204
III 46 Pompa Pengatur Injeksi BBM 204
a. Posisi 1
b. Posisi 2
c. Posisi 3
III.47 Turbochanger Bersama Intercooler 205
III.48 Gambar potongan dan Rotor Turbochanger Buatan MAN (a)
Kompresor (b) Turbin gas
206
III.49 Mesin Diesel Buatan MAN dan B & W 207
a. Dengan Susunan Silinder V,
b. Dengan Susunan Silinder Baris
X
Daftar Isi LAMPIRAN
D7
III.50 Skema Prinsip Kerja PLTN 209
III.51 Proses Emulsion Pada Reactor Nuklir 209
III.52 Reaktor dengan Air Bertekanan dan Mendidih 210
III.53 Sirkuit Dasar Uninterrupted Power Supply 211
III.54 Skema dan Prinsip Kerja Short Break Diesel Generating Set 212
III.55 Skema dan Prinsip Kerja Short Break Switch 212
III.56 Skema Unit Pembangkit Tenaga Angin 213
III.57 Prinsip Kerja Fuel Cell 214
III.58 a. Struktur Molekul Cyclopentane C5H1O 219
b. Struktur Molekul Cyclopentene C5H8 219
c. Struktur Molekul Benzene C6H6 219
III.59 Isooctane C8H18 dengan Cabang Methyl CH3+ 220
III.60 Struktur Molekul Toluene, Salah Satu Atom H Giganti
dengan Rantai Methyl CH3+
221
III.61 a. Kantong Gas Berisi Gas Saja 224
b. Kantong Gas Berada di atas Kantong Minyak (Petroleum
Gas)
224
III.62 Turbin Cross Flow Buatan Toshiba 227
III.63 Aliran Air Pendingin dan Uap dalam Kondensor PLTU 227
III.64 Pelindung Katodik pada Instalasi Air Pendingin 228
III.65 Transformator yang Sedang Mengalami Kebakaran dan
Sedang Diusahakan Untuk Dipadamkan dengan
Menggunakan Air
231
IV.1 Sebuah Sistem Interkoneksi yang Terdiri dari 4 Buah Pusat
Listrik dan 7 Buah Gardu Induk (GI) dengan Tegangan
Transmisi 150 kV
235
IV.1 Gambar Sebuah Sistem Interkoneksi yang terdiri dari 4 buah
Pusat Listrik dan 7 buah Gardu Induk (GI) dengan Tegangan
Transmisi 150 kV
235
IV.2 a. Kurva Beban Sistem dan Region Minggu, 11 November
2001 pukul 19.30 = 11.454 MW (Netto)
237
b. Kurva Beban Sistem dan Region Senin, 12 November
2001 Pukul 19.00 = 12.495 MW (Netto)
237
c. Kurva Beban Sistem dan Region Selasa, 13 November
2001 Pukul 18.30 = 12.577 MW (Netto)
238
d. Kurva Beban Sistem dan Region Rabu, 14 November
2001 pukul 19.00 = 12.500 MW (Netto)
238
e. Kurva Beban Sistem dan Region Kamis, 15 November
2001 Pukul 18.00 = 12.215 MW (Netto)
239
f. Kurva Beban Sistem dan Region Jumat, 16 November
2001 Pukul 18.30 = 12.096 MW (Netto)
239
g. Kurva Beban Sistem dan Region Sabtu, 17 November
2001 pukul 20.000 = 11.625 MW (Netto)
240
h. Kurva Beban Sistem dan Region (Idul Fitri Hari Ke 1)
minggu, 16 Des.2001 Pukul 20.00 = 8.384 MW (Netto)
240
i. Kurva Beban Sistem dan Region Natal Selasa, 25
Desenber 2001 Pukul 19.00 = 10.099 MW (Netto)
241
X
LAMPIRAN
D8 Pembangkitan Tenaga Listrik
j. Kurva Beban Puncak Tahun Baru Selasa, 1 Januari 2002
pukul 19.30 = 9.660 MW (Netto)
241
k. Kurva Beban Puncak Idul Fitri 1422 H, Natal 2001 Dan
Tahun Baru 2002
242
IV.3 Beban Puncak dan Beban Rata-rata Sistem 245
IV.4 Hal-hal yang dialami unit pembangkit dalam satu tahun (8760
jam)
247
IV.5 Penggambaran LOLP = p x t dalam Hari per Tahun pada
Kurva Lama Beban
249
IV.6 a. Prosedur Pembebasan Tegangan Pada Penghantar
No. 1 Antara Pusat Listrik A dan GI B
253
b. Prosedur memindah Transformator PS dari Rel 1 ke
Rel 2
257
c. Gambar Prinsip dari PMT dalam Sistem Kubikel 258
d. Sistem Rel Ganda dengan PMT Ganda Sistem Kubikal 258
IV.7 a. Konfigurasi Rel Ganda pada Pusat Listrik dengan Kondisi
PMT Kopel masih Terbuka
260
b. Konfigurasi Rel PMT 1½ pada Pusat Listrik,PMT AB2
berfungsi sebagai PMT Kopel
261
V.1 Disturbance Fault Recorder Tipe BEN 5000 buatan LEM
(Belgia)
272
VI.1 Cara Mencari Kerusakan Rangkaian Kutub 283
VI.2 Cara Memeriksa Kerusakan pada Belitan Kutub 284
VI.3 Avometer 286
VI.4 Pemeriksaan Belitan Mesin Listrik 3 Phasa Menggunakan
Megger
287
VI.5 Cara Memeriksa Belitan Kutub Menggunakan Avometer 287
VI.6 Cara Memeriksa Kutup Motor Sinkron Menggunakan Kompas 289
VI.7 Motor Induksi Phasa Belah 301
VI.8 Motor Kapasitor 302
VI.9 Bagan Proses Produksi Pada Usaha Jasa Perbaikan 309
VI.10 Simbol Group Belitan 312
VI.11 Langkah Belitan Nomal dan Diperpendek 314
VI.12 Belitan Gelung dan Rantai 315
VI.13 Bentuk Alur dan Sisi Kumparan 316
VI.14 Jumlah Rangkaian Group pada Satu Phasa 317
VI.15 Belitan Stator Terpasang pada Inti 319
VI.16 Jenis Hubungan Antar Group 320
VI.17 Hubungan antar Group 1 Phasa 320
VI.18 Belitan Rantai Single Layer 321
VI.19 Contoh Bentangan Belitan Rantai Lapis Tunggal 322
VI.20 Contoh Betangan Belitan Notor Induksi 3 Phasa 36 Alur 322
VI.21 Contoh Bentangan Belitan Motor Induksi 3 Phase 48 Alur 323
VI.22 Contoh Bentangan Belitan Motor Induksi 3 phasa 24 alur 324
VI.23 Gambar Skema Langkah Belitan pada Alur Motor Induksi 3
phasa 36 Alur
324
VI.24 Proses Pemberian Red Oxyde 326
VI.25 Isolasi Alur Stator 327
VI.26 Alat Pelindung dan Alat Bantu Memasukkan Belitan pada 328
Daftar Isi LAMPIRAN
D9
Alur
VI.27 Pemasukan Belitan Kedalam Alur Stator 329
VI.28 Bentuk Belitan dalam Stator dan Proses Pemvarnisan 330
VI.29 Langkah Belitan Motor Induksi 3 Phasa untuk Crane Double
Speed 720 rpm dan 3320 rpm Star Dalam
342
VI.30 Skema dan Rangkaian Seri Atas-Bawah, Atas-Atas Motor
Induksi 3 Phasa Crane Double Speed 720 dan 3320 rpm
343
VI.31 Skema Langkah Belitan Motor 3 Phasa 36 Alur 1500 rpm 344
VI.32 Belitan Motor AC 3 Phasa 36 Alur 1500 rpm 344
VI.33 Belitan Motor Induksi Phasa 36 Alur 3000 rpm 345
VI.34 Belitan Motor induksi 3 Phasa 24 Alur 3000 rpm 345
VI.35 Langkah Belitan Motor Induksi 3 Phasa 24 Alur 1500 Rpm 346
VII.1 Kontruksi dari Sebuah Saklar Sel Berbentuk Lurus 348
VII.2 Hubungan Jajar dari Baterai Akumulator dan Generator 350
VII.3 Hubungan Jajar Baterai Akumulator dengan Dua buah
Generator Shunt dan Memakai Tiga Hantaran
352
VII.4 Pengisian Baterai aAkumulator Terbagi Beberapa Bagian 352
VII.5 Skema Pemasangan Mika Saklar 354
VII.6 Pusat Tenaga Listrik dc Memakai Saklar Sel Berganda 355
VII.7 Opjager 357
VII.8 Skema Sebuah Generator dengan Baterai Buffer 359
VII.9 Penambahan Belitan Magnet 362
VII.10 Medan Differensial 362
VII.11 Skema Agregat dari Piranti 363
VII.12 Rangkaian Magnet dari Mesin Arus Searah pada Umumnya 365
VII.13 Pengikat Inti Kutub Terhadap Rangka Mesin Listrik Arus
Searah pada Umumnya
369
VII.14 Rangka Mesin Listrik Arus Searah yang Retak Rangkanya 369
VII.15 Cara Mencari Belitan Kutub yang Putus 371
VII.16 Mencari Hubung Singkat Belitan Jangkar dengan Growler 374
VII.17 Mencari Hubung Singkat Belitan Terhadap Badan 374
VII.18 Gambar Mencari Belitan Jangkar yang Hubung Singkat
dengan Badan
375
VII.19 Mencari Hubungan Singkat dengan Badan 375
VII.20 Mencari Hubung Singkat terhadap Badan dengan Growler
dan Milivoltmeter
376
VII.21 Mencari Putusnya Belitan dengan Growler dan Cetusan
Bunga Api
376
VII.22 Mencari Putusnya Belitan dengan Jarum Magnet 376
VII.23 Mencari Putusnya Belitan dengan Mili-Voltmeter 377
VII.24 Reaksi Jangkar yang Menyebabkan Muculnya Bunga Api 378
VII.25 Arah Menggeser Sikat Setelah Timbul Reaksi Jangkar 379
VII.26 Keadaan Teoritis Reaksi Jangkar pada Motor Arus Searah 380
VII.27 Menggeser Sikat pada Motor Listrik Setelah Timbul Bunga
Api
381
VII.28 Untuk Mencari Bagian Mana yang Rusak Gunakanlah
Avometer
383
LAMPIRAN
D10 Pembangkitan Tenaga Listrik
VII.29 Bentuk Lempeng lemel 387
VII.30 Potongan Kolektor 387
VIII.1 Bagian Alir Start-Stop PLTU PERAK III & IV 407
IX.2 Grafik Pengoperasian pada Turning Gear 425
IX.3 Simbol Gerbang AND 427
IX.4 Simbol Gerbang OR 428
IX.5 Simbol Gerbang NOT 428
IX.6 On Delay dan Off Delay pada Timer 429
IX.7 Contoh Wiring Diagram Sistem Kelistrikan PLTU Perak 436
X.1 Contoh Transformator 3 phasa dengan tegangan kerja di
atas 1100 kV dan Daya di atas 1000 MVA
451
X.2 Contoh Vacuum Interrupter 466
X.3 Gas Insulated Switchgear (GIS) 467
X.4 a. Gas Switchgear Combined (GSC) 550 kV 467
b. Gas Switchgear Combined (GSC) 300 kV 468
c. Gas Switchgear Combined (GSC) 245 kV 468
d. Gas Switchgear Combined (GSC) 72,5 kV 468
X.5 Gas Combined Swithgear (GCS) 550 kV, 4000A 469
X.6 Menunjukkan C-GIS (Cubicle Type Gas Insulated
Switchgear)
469
X.6 a. C-GIS (Cubicle type Gas Insulated Switchgear) 72.5 kV 469
b. C-GIS (Cubicle type Gas Insulated Switchgear) 24 kV 470
c. C-GIS (Cubicle type Insulated Switchgear) 12 kV 470
X.7 Dry Air Insulated Switchgear 72.5 470
X.8 VCB (Vacuum Circuit Breaker) Out Door 145 kV 471
X.9 Reduced Gas Dead Tank Type VCB 72.5 kV 471
X.10 Dry Air Insulated Dead Tank Type VCB 72.5 kV 472
X.11 VCS (Vacuum Combined Switchgear) 472
X.12 VCB (Vacuum Circuit Breaker) In Door Unit 473
X.13 VCB (Vacuum Circuit Breaker) Indoor Unit 473
X.14 Oil-Immersed distribution transformers 474
X.15 SF6 Gas – Insulated Transformer 474
X.16 Cast Resin Transformer 475
X.17 Sheet – Winding (standart: Aluminum Optional Copper) 445
X.18 Gambar gambar Short Circuit Breaking Tests 476
X.19 Short – Time Witstand Current Test 476
X.20 Alternating Current With Stand Voltage Test 477
X.21 Internal Arc Test of Cubicle 477
X.22 Slide Shows 478
X.23 Grafik Hubungan Sensing Tegangan Terhadap Output of
Generator
483
X.24 Rangkaian Amplifier 484
X.25 Diagram Minimum Excitay Limiter 485
X.26 Blok Diagram Automatic Follower 486
X.27 Diagram Excitacy 487
X.28 Diagram AVR 488
XI.2 Single Line diagram Pengatur Kecepatan Motor Dahlander
pada Crane
494
XI.1 Power Diagram Line Pengatur Kecepatan Motor Dahlander 493
Daftar Isi LAMPIRAN
D11
Pada Crane
XI.3 Contoh Gambar Menentukan Torsi Mekanik 495
XI.4 Contoh Gambar Menentukan Tenaga Mekanik 496
XI.5 Contoh Gambar Menentukan Daya Mekanik 496
XI.6 Contoh Gambar Menetukan Daya Motor Listrik 497
XI.7 Contoh Menentukan Energi Kinetik pada Putaran dan Momen
Enersi
500
XI.8 Contoh Gambar Menentukan Energi Kinetik pada Putaran
dan Momen Enersi pada Roda 2 Pully
500
XI.9 Rangkaian Control Plug 503
XI.10 Rangkaian Daya Plugging 504
XI.11 Contoh Rangkaian Daya Pengereman Dinamik 505
XI.12 Single Diagram Rangkaian Daya Pengereman Dinamik 506
XI.13 Pengereman Regeneratif 506
XI.14 Pengereman Dinamik 507
XI.15 Sambungan Solenoid Rem untuk Pengasutan DOL 508
XI.16 Konstruksi dan Pengereman pada Motor Area 509
XI.17 Motor Area pada Crane Jembatan 10 Ton 510
XI.18 Motor Area pada Crane Jembatan 10 Ton 511
XI.19 Motor Area pada Crane Gantung 10 Ton untuk Mengangkat
Kapal
511
XI.20 Konstruksi Lift 515
XI.21 Contoh Pengawatan Lift 517
XII.1 Bagan Jenis-Jenis Fasilitas Telekomunikasi pada Industri
Tenaga Listrik
525
XII.2 Peralatan Pengait untuk Komunikasi Pembawa (PLC) 528
XII.3 Sistem Rangkaian Transmisi dengan Pembawa (PLC) 530
XII.4 Contoh Konstanta Attenuasi Saluran Transmisi 531
XII.5 Contoh Peralatan Radio 534
XII.6 Contoh Pemancar 535
XII.7 Contoh Komunikasi Radio untuk Pemeliharaan 536
XII.8 Lintasan Gelombang Mikro Dipantulkan oleh Reflektor Pasif 538
XII.9 Bagian-bagian Pemancaran (A) Antena Reflektor pasif
Parabola (B) Gelombang Mikro
539
XIII.1 Contoh Pengukuran Arus Dilengkapi Transformator Arus 542
XIII.2 Desain Transformator Arus 500 VA, 100A/5 A untuk Line
230 kV
542
XIII.3 Transformator Arus 50 VA, 400 A/5 A, 60 Hz dengan Isolasi
untuk Tegangan 36 kV
543
XIII.4 Transformator Toroida 1.000 A/4A untuk Mengukur Arus
Line
544
XIII.5 Transformator Toroida Tersambung dengan Bushing 545
XIII.6 Transformator Tegangan pada Line 69 kV 546
XIII.7 Contoh Aplikasi Transformator Tegangan pada Pengukuran
Tegangan Tinggi
547
XIII.8 Contoh Bentuk Amperemeter dan Voltmeter 547
XIII.9 Kontruksi dasar Watt Meter 548
LAMPIRAN
D12 Pembangkitan Tenaga Listrik
XIII.10 Pengukuran daya (Watt-Meter 1 phasa) 548
XIII.11 Pengukuran Daya (Watt-Meter 1 Phasa / 3 Phasa) 549
XIII.12 Skema Bagan Watt-Meter 1 Phasa 549
XIII.13 Skema Bagan Watt-Meter 1 Phasa dan 3 Phasa 549
XIII.14 Cara penyambungan Wattmeter 1 phasa 550
XIII.15 Cara Pengukuran Daya 3 Phasa dengan 3 Wattmeter 550
XIII.16 Rangkaian Pengukuran Daya 3 Phasa 4 Kawat 550
XIII.17 Rangkaian Pengukuran Daya Tinggi 551
XIII.18 Alat Pengukuran Cos 􀉎 552
XIII.19 Kopel yang Ditimbulkan 522
XIII.20 Pengukuran Cos 􀉎 dengan Kumparan yang Tetap dan Inti
Besi
533
XIII.21 Diagram Vektor Ambar XIII.20 554
XIII.22 Prinsip Cosphimeter Elektro Dinamis 554
XIII.23 Cosphimeter dengan Azaz Kumparan Siang 554
XIII.24 Vektor Diagram Arus dan Tegangan pada Cosphimeter 555
XIII.25 Skala Cosphimeter 3 phasa 555
XIII.26 Kontruksi Cosphimeter dengan Garis-garis 555
XIII.27 Sambungan Cosphimeter 1 phasa 555
XIII.28 Sambungan Secara tidak Langsung Cosphimeter 1 Phasa 555
XIII.29 Pemasangan Cosphimeter 3 phasa 556
XIII.30 Pemasangan Secara Tidak Langsung Cosphimeter
3 Phasa
556
XIII.31 Kerja Suatu Frekuensimeter Jenis Batang Bergetar 557
XIII.32 Prinsip Kerja Frekuensimeter Jenis Batang Bergetar 557
XIII.33 Prinsip Kerja Frekuensimeter Tipe Elektro Dinamis 558
XIII.34 Prinsip Suatu Frekuensi Meter Jenis Pengisian-
Pengosongan kapasitor
559
XIII.35 Kontruksi Frekuensi Lidah 559
XIII.36 Skala Frekuensimeter Lidah 560
XIII.37 Prinsip Kerja Meter Penunjuk Energi Listrik Arus Bolak-
Balik (Jenis Induksi)
561
XIII.38 Arus Eddy pada Suatu Piringan 561
XIII.39 Prinsip Pengatur Phasa 562
XIII.40 Prinsip Suatu Beban Berat 563
XIII.41 Prinsip Suatu Beban Ringan 563
XIII.42 Bentuk Bentuk Penunjuk (Register) 564
XIII.43 Prinsip Voltmeter Digital dengan Metode Perbandingan 565
XIII.44 Beda Antara Metode Perbandingan dan MetodeIntegrasi 565
XIII.45 Prinsip Sistem Penghitungan dengan Cara Modulasi Lebar
Pulsanya
568
XIII.46 Alat Pencatat Penulis Pena 569
XIII.47 Contoh Cara Kerja Garis Lurus Alat Pencatat Penulis
Langsung
569
XIII.48 Alat Pencatat Penulis Langsung 570
XIII.49 Cara Kerja alat Pencatat Penulis Langsung (jenis
pemetaan)
570
XIII.50 Blok Diagram Suatu Alat Pencatat X-Y 571
XIII.51 Penyimpanan Suatu Sinar Elektron dalam Suatu CRT 572
Daftar Isi LAMPIRAN
D13
XIII.52 “Blok Diagram” Suatu Osciloscope (System “Repetitive
Sweep”)
572
XIII.53 Hubungan Antara Bentuk Gelombang yang terlibat dan
bentuk Gelombang “Saw-Tooth” dalam Sistem “Triggered
Sweep”
573
XIII.54 Prinsip penyimpanan “Storage CRT” 573
XIII.55 Contoh dari Samping Osciloskop 574
XIII.56 Bentuk Suatu 1800-4500 MHz Band Signal Generator 574
XIII.57 “Blok Diagram” Untuk Rangkaian Gambar XIII. 106 574
XIII.58 Peredam Reaktansi 575
XIII.59 Pengujian Belitan Mesin Listrik 3 Phasa dengan
Menggunakan Megger
576
XIII.60 Cara Mengukur Belitan Kutub dengan Menggunakan
Avometer
576
Daftar Rumus LAMPIRAN
E1
DAFTAR RUMUS
18 E = C. 􀁉 . Volt 6-5 282
N0. Rumus No.
Persamaan Halaman
1 S q n v1 1 1 1 􀀠 . 2-1 96
2 S q .n .E 1 1 1 􀀠 2-2 96
3 K 􀀠 (LS) /UA 2-3 97
4 P U C d w
diel 􀀠 2 tan 2-4 97
5 P 􀀠 k.􀁋.H.qkW 3-1 146
6
h
G p 1.102
11.400. 0,96 􀀠
3-2 195
7
x k
2 atau 1
Pm 􀀠 S.A.I.BMEP x n
3-3 201
8
30t 460
p - p .520.V
m
m n m
􀀎
3-4 223
9
Beban Puncak
Faktor beban 􀀠 Beban rata - rata
4-1 244
10
Daya terpasang x 8.760
Faktor kapasitas 􀀠 Produksi 1 tahun
4-2 245
11
Kemampuan alat
Faktor utilitas 􀀠 Beban alat tertinggi
4-3 245
12
Jmlh jamoperasi Jmlh jamgangguan
FOR Jmlh jamgangguan
􀀎
􀀠 4-4 246
13 LOLP 􀀠 p x t 4-5 249
14
E=2,22.
a
z
.f.kd.kp.􀁉.􀁚.10–8 . Volt
6-1 282
15 E = 4,44.N. f.kd.kp.􀁉.􀁚.10–8 Volt 6-2 282
16
E=2,22.
a
z
.f.kd.kp.􀁉.􀁚.10–8 .Volt
6-3 282
17 E = 4,44.N. f.kd.kp.􀁉.􀁚.10–8 Volt 6-4 282
LAMPIRAN
E2 Pembangkitan Tenaga Listrik
N0. Rumus No.
Persamaan Halaman
19
12 alur
3
S/phasa 􀀠 S 􀀠
6-6 313
20
p =
n
f .60 6-7 313
21
p =
1470
50.60
= 2,…
6-8 313
22 fp 􀀠 sin 􀁚/Tp.􀁓/2 6-9 315
23
R=
S
180.2 p 6-10 319
24
keluar arus
konstan
V
Jumlah sel 􀀠 V
7-1 349
25 I 􀀠 IG 􀀎 IB 7-2 358
26
EG =
G
G K
R
E 􀀐 E 7-3 359
27
IG+dIG =
G
K K
R
EG 􀀐 (E 􀀐 dE ) 7-4 360
28 (IG 􀀎 dIG) - IG 7-5 360
29
dIB =
B
B K K
R
E 􀀐 E 􀀎 dE 7-6 360
30
dIB =
B
K
R
dE 7-7 360
31
dIG : dIB =
G
K
R
dE
:
B
K
R
dE 7-8 360
32
dIG : dIB =
G B R R
1 : 1 7-9 360
33
E = . . .10 8
60
. n z 􀁉 􀀐
a
p
Volt
7-10 366
34 . .10 8
60
. n z 􀀐
a
p
= C
7-11 360
35 E = C .􀁉 . Volt 7-12 367
Daftar Rumus LAMPIRAN
E3
36
H=
􀁌
0,4􀁓 N . Im
Oersted
7-13 367
N0. Rumus No.
Persamaan Halaman
37
B=
􀁌
0,4􀁓 N . Im 􀁐 Gauss
7-14 367
38 􀁉 = B.q 7-15 367
39
􀁉 =
􀁌
0,4􀁓 N . Im 􀁐 .q garis-garis
7-16 367
40
􀁉 =
m R
B . A
garis – garis
7-17 367
41
􀁉 =
m R
C1
garis – garis
7-18 368
42
E = C
m R
C1 Volt
7-19 367
43
E =
m R
C .C1
Volt
7-20 368
44 E = C . 􀁉 . Volt. 7-21 370
45 􀁉 = CI . f (Im) garis-garis 7-22 370
46
E = . . .10 8
60
. n z 􀁉 􀀐
a
p
Volt
7-23 381
47
E = . . .10 8
60
. n z 􀁉 􀀐
a
p
Volt
7-24 384
48
􀁉
E C
n k . 􀀠
7-25 384
49 S20 = St + 0.0007(t - 20) 8-1 397
50 e(t) 􀀠 􀀐N(d􀁉 / dt) 9-1 431
51 Vp /Vs 􀀠 Np / Ns 9-2 432
52 V 􀀠 4,44. f .N 9-3 434
53 F 􀀠 B.L.V 9-4 434
54 F 􀀠 9,8m 11-1 494
55 T 􀀠 F.d (N-m) 11-2 495
56 W 􀀠 F.d Joule 11-3 495
57 P 􀀠 W.t wat t 11-4 496
LAMPIRAN
E4 Pembangkitan Tenaga Listrik
58
Watt
9,55
P 􀀠 nT
11-5 497
Soal-Soal Latihan LAMPIRAN
F1
SOAL-SOAL LATIHAN
BAB I. PENDAHULUAN
1. Jelaskan secara ringkas proses pembangkitan tenaga listrik pada
PLTA, PLTU, PLTD, PLTPB, dan PLTN
2. Pusat pembangkit jenis apa yang banyak dikembangkan di Indonesia,
jawaban disertai dengan penjelasan
3. Faktor-faktor apa saja yang harus diperhatikan dalam pengembangan
pusat pembangkit tenaga listrik?
4. Sebutkan 5 (lima) kelengkapan pada pusat pembangkit listrik dan
fungsinya?
5. Sebutkan 9 masalah utama dalam pembangkitan tenaga listrik, dan
mana yang paling dominan?
6. Apa yang dimaksud instalasi listrik pada pusat pembangkit listrik?
7. Faktor apa saja yang dipertimbangkan dalam memilih jenis penggerak
mekanis pada pusat pembangkit listrik
8. Jelaskan 2 (dua) keuntungan sistem interkoneksi pusat pembangkit
listrik?
9. Gambarkan proses penyaluran tenaga listrik di Indonesia dengan
disertai fungsi masing-masing bagian
10. Jelaskan faktor apa saja yang menjadi indikator mutu tenaga listrik?
BAB II. INSTALASI LISTRIK PADA PUSAT PEMBANGKIT LISTRIK
1. Bagaimana cara melakukan instalasi pada generator sinkron
dan transformator 3 phasa pada pusat pembangkit, jawaban
dengan disertai gambar
2. Bagaimana cara melakukan instalasi kelistrikan pada
transformator dan generator sinkron 3 phasa?
3. Bagaimana proses melakukan instalasi dari pusat pembangkit
sampai ke transformator?
4. Jelaskan cara dan proses melakukan instalasi excitacy pada
generator sinkron 3 phasa
5. Jelaskan perbedaan antara rel tunggal dan rel ganda pada
pusat pembangkit listrik dengan disertai gambar
6. Sebutkan jenis dan fungsi saklar tenaga pada pusat
pembangkit listrik
7. Jelaskan prinsip kerja switchgear pada pusat pembangkit?
8. Apa yang dimaksud instalasi sendiri pada pusat pembangkit
listrik
LAMPIRAN
F2 Pembangkitan Tenaga Listrik
9. Pada bagian depan dan belakang PMT harus dipasang
pemisah, apa sebabnya? Jawaban dengan disertai penjelasan
dan gambar.
10. Semua bagian instalasi pusat listrik yang terbuat dari logam
harus ditanahkan, apa sebabnya?
11. Sebutkan cara untuk memutus busur listrik dalam pemutus
tenaga.
12. Sebutkan 2 macam keuntungan dan kerugian antara pemutus
tenaga menggunakan gas SF6 dibandingkan pemutus tenaga
hampa
13. Jelaskan mengapa pemutus tenaga dari sistem arus penguat
(exitacy) generator harus dilengkapi tahanan yang harus
dihubungkan dengan kumparan penguat generator
14. Jelaskan proses kerja pengatur otomatis dari generator
berdasarkan prinsip mekanis maupun yang berdasar prinsip
elektronik.
15. Sebutkan pokok-pokok spesifikasi teknik yang diperlukan
dalam membeli pemutus tenaga!
16. Sebutkan relai-relai yang penting untuk memproteksi
generator dengan daya di atas 10 MVA!
17. Apa fungsi yang terpenting dari baterai dalam instalasi listrik
pusat listrik?
18. Apa yang mempengaruhi berat jenis accu zuur?
19. Bagaimana proses melakukan pemeliharaan accu zuur?
20. Sebutkan macam-macam transformator dan fungsinya masingmasing
21. Uraikan proses pengujian minyak transformator
22. Bagaimana cara melakukan pengukuran besaran listrik pada
pusat pembangkit listrik
23. Sebutkan jenis-jenis dan fungsi sistem proteksi pada pusat
pembangkit listrik
24. Bagaimana cara memelihara pusat pembangkit tenaga listrik
25. Jenis-jenis kabel apa saja yang digunakan untuk instalasi
kelistrikan pada pusat pembangkit listri
26. Bagaimana cara melakukan pengamanan pusat pembangkit
listrik terhadap gangguan petir
27. Apa yang dimaksud dengan proteksi rel?
28. Bagaimana cara melakukan instalasi pada bagian vital pada
pusat pembangkit listrik
29. Jelaskan prinsip kerja generator sinkron
30. Mengapa pada rel bus dipasang proteksi?
31. Bagaimanakah pengaruh besarnya arus excitacy terhadap
besar output tegangan generator sinkron 3 phasa dengan
jumlah putaran tetap, baik untuk penguatan tersendiri
Soal-Soal Latihan LAMPIRAN
F3
BAB III. OPERASI PADA PUSAT PEMBANGKIT LISTRIK
1. Mengapa hutan di daerah aliran sungai penggerak PLTA perlu
dilestarikan?
2. Apa fungsi saluran pesat pada PLTA?
3. Sebuah PLTA memiliki tinggi terjun 200 meter dan instalasinya
maksimum bisa dilewati air sebanyak 25 m3/detik. PLTA mempunyai
kolam tando tahunan.
Debit air sungai penggerak PLTA ini dalam satu tahun (365 hari)
adalah sebagai berikut:
Selama 240 hari rata-rata = 60 m3/det
Selama 120 hari rata-rata = 10 m3/del
Efisiensi rata-rata PLTA i = 80%
Ditanya (penguapan air dalam kolam diabaikan):
a. Berapa besar daya yang dibangkitkan PLTA?
b. Berapa banyak air yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kWh?
c. Berapa besar volume kolam tando yang diperlukan jika PLTA
selalu siap operasi penuh sepanjang tahun?
d. Berapa besar produksi kWh yang bisa dicapai PLTA ini dalam
satu tahun?
e. Jika PLTA dioperasikan penuh, berapa hari dapat dilakukan
dalam 1 tahun?
4. Langkah-langkap apa saja yang harus dilakukan untuk
mencegah terjadinya penyalaan sendiri pada batubara yang
ditumpuk di lapangan?
5. Jika daya hantar listrik air ketel melampaui batas yang
diperbolehkan, langkah apa yang harus dilakukan?
6. Apa yang terjadi jika derajat keasaman air ketel PLTU
melampaui batas.
7. Jelaskan prosedur mengoperasikan genset?
8. Apa kelebihan dan kekurangan unit PLTD dibandingkan unit
pembangkit lainnya?
9. Apa sebabnya bahan bakar minyak dari PERTAMINA yang
dapat dipakai untuk turbin gas hanyalah high speed Diesel oil
(HSD)?
10. Sebuah PLTGU menggunakan gas sebagai bahan bakar
memiliki kapasitas 430 MW beroperasi dengan beban 400 MW
selama 24 jam perhari. Efisiensinya pada beban 400 MW
46%. Jika setiap standard cubic foot mengandung 922 Btu
dan harga 1 MSCF gas US$ 2,0 dengan kurs US$1
LAMPIRAN
F4 Pembangkitan Tenaga Listrik
Rp 9.300,00. Berapa biaya pembelian gas per hari dan biaya gas per
kWh. Catatan 1 kWh = 3.413 Btu.
11. Jika excitacy pada generator sinkron lepas dan Genset
tetap berputar dan berbeban, berapa besar tegangan
yang dibangkitkan
12. Bagian-bagian apa saja yang harus dipelihara pada
genset
Bab IV. PEMBANGKITAN DALAM SISTEM INTERKONEKSI
1. Sebuah sistem tenaga listrik interkoneksi terdiri dari:
a. PLTA dengan 4 unit yang sama 4 x 100 MW
b. PLTU dengan 4 unit yang sama 4 x 600 MW
c. PLTGU dengan 2 blok yang sama 2 x (3 x 100 MW + 150 MW)
d. PLTG dengan 4 unit yang sama 4 x 100 MW, unit ke 4 baru
Selesai terpasang bulan Maret
Jadwal pemeliharaan unit unit adalah sebagai berikut:
Januari : 1 unit PLTU selama 1 bulan
Februari : 2 buah unit PLTG selama I bulan
Maret : 1 blok PLTGU selama 1 bulan
April : 1 unit PLTA selama 1 bulan
Perkiraan beban puncak adalah:
Januari : 3600 MW
Februari : 3610 MW
Maret : 3630 MW
April : 3650 MW
a. Susunlah neraca daya sistem untuk bulan Januari sampai dengan
April
b. Susunlah neraca energi dan perkiraan biaya bahan bakar
sistem untuk bulan Januari, jika air untuk PLTA diperkirakan
bisa memproduksi 360 MWH.
Biaya bahan bakar PLTU (batubara) rata-rata = Rp l20,00/kWh
Biaya bahan bakar PLTGU (gas) rata-rata = Rp l80,00/kWh
Biaya bahan bakar (minyak) PLTG rata-rata = Rp 800,00/kWh
Batasan jam nyala bulanan adalah:
PLTA : 700 jam PLTGU : 660 jam
PLTU : 660 jam PLTG : 500 jam
Faktor beban sistem : 0,76
Soal-Soal Latihan LAMPIRAN
F5
2. Mengapa jam nyala unit pembangkit tidak bisa dihitung penuh,
misalnya untuk bulan Januari 31 x 24 jam = 744 jam?
3. Angka apa yang menggambarkan tingkat keandalan sistem
interkoneksi?
4. Jelaskan bagaimana prosedur membebaskan tegangan sebuah
saluran yang keluar dari pusat listrik dalam rangka melaksanakan
pekerjaan pemeliharaan?
5. Apa tugas utama pusat pengatur beban dalam sistem interkoneksi?
6. Dalam sistem interkoneksi antar perusahaan (negara), angka apa
yang perlu diamati untuk menentukan jual beli energi listrik?
7. Kendala-kendala apa yang harus diperhatikan dalam operasi sistem
interkoneksi?
8. Apa manfaat penggunaan SCADA serta komputerisasi dan
otomatisasi dalam sistem interkoneksi?
9. Bagaimanakan syarat-syarat untuk melakukan kerja jajar 2 (dua)
generator sinkron 3 phasa?
10. Buat data dalam bentuk tabel yang berisi nama, spesifikasi, dan
jumlah bahan serta alat untuk melakukan kerja jajar 2 generator
sinkron 3 phasa
11. Bagaimana langkah-langkah dalam memperkirakan besar beban?
12. bagaimana langkah-langkah dalam melakukan koordinasi
pemeliharaan pada sistem interkoneksi pusat pembangkit listrik
13. Faktor-faktor apa saja yang harus diperhatikan dalam pembangkitan?
14. Mengapa dalam pelayanan tenaga listrik harus memperhatikan
kontinuitas pelayan beban
15. Tindakan apa saja yang dilakukan untuk menjamin keselamatan dan
kesehatan kerja ditinjau dari segi mekanis, segi listrik dan kesehatan
kerja
16. Dalam rangka untuk tujuan pemeliharaan, bagaimana prosedur dalam
pembebasan tegangan dan pemindahan beban pada pusat
pembangkit listrik
17. Jenis pekerjaan apa yang dapat dilakukan secara otomatisasi pada
pusat pembangkit listrik
18. Kendala-kendala apa saja yang terjadi pada operasi pusat
pembangkit listrik
BAB V. MANAJEMEN PEMBANGKITAN
1. Apa tujuan dari manajemen operasi pembangkitan energi listrik?
2. Apa tujuan pemeliharaan unit pembangkitan?
3. Apa yang harus dilaporkan pada pemeliharaan unit pembangkit?
4. Apa yang harus dilaporkan dalam membuat laporan operasi
pembangkitan?
LAMPIRAN
F6 Pembangkitan Tenaga Listrik
5. Apa yang harus dilaporkan dalam membuat laporan kerusakan unit
pembangkit?
6. Apa yang harus dilaporkan dalam laporan kejadian gangguan pada
unit pembangkit?
7. Dalam melakukan pemeliharaan secara prediktif, besaran-besaran
apa yang harus dianalisis hasilnya?
8. Langkah-langkah apa saja yang harus dilakukan dalam melakukan
pemeliharaan unit pembangkit diesel dan PLTU?
9. Dimana suku cadang pada pembangkit disimpan
10. Siapa yang memberi rekomendasi untuk operasi dan pemeliharaan
yang waktu akan datang
BAB VI. GANGGUAN, PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN MESIN
ARUS BOLAK BALIK
1. Sebutkan jenis gangguan dan gejala pada generator sinkron dan
bagaimana cara mengatasinya?
2. Apa yang dilakukan jika terjadi pada belitan penguat generator
sinkron 3 phasa?
3. Jenis kerusakan apa yang sering terjadi pada generator sinkron
3 phasa
4. Sebutkan jenis penguat pada generator sinkron 3 phasa, jawaban
disertai penjelasan.
5. Sebutkan langkah-langkah dalam memelihara generator sinkron
3 phasa
6. Gangguan dan gejala gangguan apa saja yang sering terjadi pada
motor induksi 3 phasa dan bagaimana cara mengatasinya?
7. Jika sekring pada motor induksi sering terputus, jelaskan apa
penyebab dan cara pemeliharaannya
8. Jelaskan langkah-langkah dalam melakukan pemeliharaaan motor
induksi 3 phasa
9. Jenis kerusakan pada bagian apa yang dapat dikategorikan keruskan
berat pada motor listrik 3 phasa
10. Bagaimana cara memelihara motor listrik yang berfungsi sebagai
penggerak mesin pendingin?
11. Bagaimana cara memperbaiki dan memelihara
a. Lilitan stator generator terbakar
b. Transformator penaik tegangan rusak.
c. Lilitan stator motor listrik terbakar
d. Pemutus tenaga meledak/rusak
Soal-Soal Latihan LAMPIRAN
F7
BAB VII PEMELIHARAAN SUMBER ARUS SEARAH
1. Untuk pemilihan generator dan motor listrik arus searah (DC), faktor
apa saja yang harus dipertimbangkan
2. Jelaskan fungsi generator arus searah dalam pusat pembangkit listrik
arus searah
3. Jika generator arus searah tidak keluar tegangan, jelaskan faktor apa
penyebabnya dan bagaimana cara mengatasinya
4. Sebutkan persyaratan untuk menghubungkan jajar generator arus
searah dengan baterai akumulator
5. Jelaskan fungsi baterai pada pusat pembangkit tenaga listrik arus
searah
6. Langkah-langkah apa saja yang dilakukan dalam memelihara
generator arus searah pada pusat pembangkit listrik arus searah?
7. Langkah-langkah apa saja yang dilakukan dalam memelihara baterai
akumulator pada pusat pembangkit listrik arus searah?
8. Apa yang harus dilakukan jika generator DC, tegangan yang keluar
polaritasnya terbalik?
9. Apa yang harus dilakukan jika motor DC putarannya rendah?
10. Apa yang harus dilakukan jika motor DC tidak berputar jika dibebani?
11. Apa yang harus dilakukan jika kumparan kutub atau kumparan maknit
putus?
12. Bagaimana cara mengetahui jika kumparan kutup ada yang putus?
13. Jelaskan langkah-langkah dalam memeriksa dan memelihara jangkar
motor DC?
14. Kapan harus dilakukan pemeliharaan pada Accu dan generator DC?
BAB VIIII. SISTEM PEMELIHARAAN PADA PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA AIR
1. Kegiatan pemeliharaan apa saja yang harus dilakukan pada
generator DC dan Sinkron di PLTA?
2. Mengapa pada generator pembangkit dilakukan pengukuran tahanan
isolasi dan kapan harus dilakukan?
3. Mengapa dilakukan pengujian tahanan isolasi pada motor listrik yang
ada di PLTA dan kapan harus dilakukan?
4. Mengapa dilakukan pengujian tahanan isolasi pada transformator
yang ada di PLTA dan kapan harus dilakukan?
5. Mengapa dilakukan pemeliharaan Accu Battery yang ada di PLTA
dan kapan harus dilakukan?
6. Bagaimana cara melakukan pengukuran nilai tahanan isolasi pada
transformator? tindakan apa yang harus dilakukan jika besar tahanan
isolasi tidak memenuhi persyaratan minimal?
LAMPIRAN
F8 Pembangkitan Tenaga Listrik
7. Bagaimana cara melakukan pengukuran nilai tahanan isolasi pada Oil
Circuit Breaker (OCB) transformator?
8. Bagaimana cara melakukan pengukuran nilai tahanan isolasi pada Oil
Circuit Breaker (OCB) generator?
9. Langkah-langkah apa saja yang harus dilakukan dalam melakukan
pemeliharaan Accu Battery?
10. Bagaimana cara melakukan pemeriksaan, perbaikan dan
pemeliharaan minyak transformator?
BAB IX. STANDARD OPERATION PROCEDURE (SOP)
1. Apa maksud harus mengikuti SOP dalam melakukan pekerjaan?
2. Apa tujuan kita harus menggunakan SOP dalam melakukan
pekerjaan?
3. Apa definisi dari SOP?
4. Jelaskan prosedur start dingin pada PLTU?
5. Apa yang dimaksud BFP dan CWP C. Unit Start Up After 10
Hours Shut Down
6. Jelaskan langkah-langkah pada Turning Gear
7. Jelaskan langkah-langkah pada pemeliharaan Genset dengan
menggunakan SOP
BAB X TRANSFORMATOR DAYA, SWITCHGEAR,
RELAY PROTECTION, EXCITACY DAN SYSTEM KONTROL
1. Sebutkan klasifikasi tansformator tenaga dengan diserta penjelasan
2. Sebutkan bagian-bagian transformator tenaga dan fungsi tiap-tiap
bagian
3. Bagaimana prosedur pengujian atau pemeliharaan transformator
4. Sebutkan jenis switchgear dan cara memeliharanya
5. Sebutkan jenis relay proteksi pada pusat pembangkit listri dan fungsi
serta prosedur pemeliharaannya
6. Apa yang dimaksud system excitasi dengan sikat dan prosedur kerja
serta pemeliharaannya
7. Sebutkan bagian-bagian dari sistem excitasi tanpa sikat (Brushless
Excitation) pada PLTU
8. Jelaskan proses kerja alat pengatur tegangan otomatis (Automatic
Voltage RegulatorVR) dan prosedur pemeliharaannya
9. Sebutkan bagian-bagian dari unit AVR dengan fungsinya masingmasing
10. Jeaskan prosedur pemeliharaan sistem kontrol pada pusat
pembangkit listrik
Soal-Soal Latihan LAMPIRAN
F9
BAB XI CRANE DAN ELEVATOR (LIFT)
1. Sebutkan fungsi crane pada pusat pembangkit listrik
2. sebutkan jenis-jenis motor listrik ysng sering digunakan pada crane
3. Apa fungsi magnetic contactor mada rangkaian pengendali crane
4. Sebuah sabuk konveyor
bergerak horizontal pada
dengan 1,5 m/detik dengan
dibebani 750 kg/jam. Panjang
sabuk 90m dan digerakkan oleh
sebuah motor listrik dengan
kecepatan 960 rpm.
Perbandingan momen enersia
pada poros motor listrik seperti
ditunjukkan pada gambar di
samping.Tentukan momen pada
poros motor listrik
5. Sebuah motor listrik dengan
tenaga 150 DK (1DK = 736
Watt). Motor ini dipakai untuk
mengangkat barang. Motor
listrik dihubungkan pada
dynamo (generator) KEM
dengan tegangan 400 V. Pada
motor listrik terjadi kerugian
sebesar 40%. Berapakah
besarnya arus yang diambil oleh
dynamo atau generator KEM?
6. Motor untuk lift seperti gambar di bawah ini tetapi berat benda 600 kg
dan diangkat dengan ketinggian 30 meter dalam 20 detik. Hitung daya
motor listrik dalam kW dan HP (Hourse Power, 1 HP = 746 Watt).
7. Pengembangan pemilihan
motor listrik untuk
mengangkat benda dengan
gaya P1 15 N dan pemberat
5 N. Hitung daya output jika
putaran motor 1.425 rpm.
Jari-jari pully 0,1 m.
8. Sebutkan bagian-bagian lift dan fungsinya
9. Jelaskan prinsip kerja lift. Penjelasan dengan disertai gambar
1,5 m/s
90 m
P1=25 n=
1425
n= 1425 rpm
LAMPIRAN
F10 Pembangkitan Tenaga Listrik
10. Sebutkan prosedur pemeliharaan pada lift dan tindakan
keselamatan kerja yang harus dilakukan
11. Torsi motor pada saat start 140 N-M, dengan diameter pully
1 meter, hitung jarak pengereman jika motor berhenti 3 m dan gaya
pengereman
12. Untuk pemilihan motor listrik untuk mengangkat benda dengan
dengan gaya P1 20 N dan pemberat 5 N. Hitung daya output jika
putaran motor 1.800 rpm. Jari-jari pully 0,1 m.
13. Motor listrik 150 kW dengan efisiensi 90 persen dioperasikan
dengan beban penuh. Hitung rugi-rugi (akibat gesek dan eddy
current) pada motor listrik tersebut.
14. Sebuah sabuk konveyor bergerak horizontal pada dengan
1,5 m/detik dengan dibebani 50,000 kg/jam. Panjang sabuk 240m
dan digerakkan oleh sebuah motor listrik dengan kecepatan 960
rpm..Tentukan momen pada poros motor listrik
15. Sebutkan 3 jenis cara pengereman pada motor listrik. Jawaban
dengan disertai penjelasan dan gambar
BAB XII TELEKOMUNIKASI UNTUK INDUSTRI TENAGA LISTRIK
1. Sebutkan klasifikasi penggunaan telekomunikasi untuk industri tenaga listrik,
dan jelaskan perbedaannya
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan saluran telekomunikasi dengan kawat
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sistem transmisi alat komunikasi
4. Jelaskan kelebihan dan kekurangan komunikasi dengan pembawa saluran
tenaga
5. Jelaskan kelebihan dan kekurangan komunikasi dengan rangkaian transmisi
6. Jelaskan kelebihan dan kekurangan komunikasi dengan komunikasi radio
7. Jelaskan kelebihan dan kekurangan komunikasi dengan komunikasi
gelombang mikro
8. Jelaskan prosedur pemeliharaan telekomunikasi untuk industri tenaga listrik
BAB XIII ALAT UKUR LISTRIK
1. Bagaimana cara untuk melakukan pengukuran arus dengan kapasitas tinggi
pada jaringan listrik. Jawaban disertai gambar dan penjelasan
2. Bagaimana cara untuk melakukan pengukuran tegangan tinggi pada jaringan
listrik. Jawaban disertai gambar dan penjelasan
3. Sebukan 2 cara untuk mengukur daya listrik pada jaringan 3 phasa. Jawaban
disertai penjelasan dan gambar
4. Sebukan 2 cara untuk mengukur daya listrik pada jaringan 3 phas. Jawaban
disertai penjelasan dan gambar
Soal-Soal Latihan LAMPIRAN
F11
5. Jelaskan prinsi pencatatan besarnya energi listrik. Jawaban disertai
penjelasan dan gambar
6. Bagaimana cara mengukur besarnya tahanan isolasi dengan menggunakan
megger (megger dengan dynamo dan diputar engkol dan megger dengan
menggunakan baterai
7. Jelaskan prosedur pengukuran besaran istrik dengan menggunakan
oscilloscope
8. Bagaimana prosedur pengukuran faktor daya menggunakan cosphimeter
9. Jelaskan prosedur memeliharaan alat ukur listrik
10. Jelaskan prosedur pemeriksaan alat ukur listrik dan cara perbaikannya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 1
Pembangkitan Tenaga Listrik
Lampiran : 1
UNDANG-UNDANG KESELAMATAN KERJA
TUJUAN
SETELAH MENYELESAIKAN MATA PELAJARAN PESERTA DIHARAPKAN MAMPU :
1. MENJELASKAN UNDANG-UNDANG KESELAMATAN KERJA YANG BERLAKU DI PLN DAN ANAK
PERUSAHAANNYA
2. MENJELASKAN MACAM-MACAM BAHAYA KECELAKAAN KERJA
3. MENJELASKAN FAKTOR-FAKTOR PENYEBAB KECELAKAAN DAN TINDAKAN PENCEGAHANNYA
4. MENJELASKAN TINDAK LANJUT JIKA TERJADI KECELAKAAN
5. MENJELASKAN ASPEK-ASPEK P3K
6. MENJELASKAN CARA-CARA MELAKUKAN PERNAFASAN BUATAN
7. MENJELASKAN ASPEK-ASPEK HOUSE KEEPING
2 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
KECELAKAAN KERJA
ADALAH SUATU KECELAKAAN YANG TERJADI PADA SESEORANG KARENA HUBUNGAN KERJA DAN
KEMUNGKINAN DISEBABKAN OLEH BAHAYA YANG ADA KAITANNYA DENGAN PEKERJAAN.
KESELAMATAN KERJA
ADALAH SUATU BIDANG KEGIATAN YANG DITUJUKAN UNTUK MENCEGAH SUATU BENTUK
KECELAKAAN KERJA DILINGKUNGAN DAN KEADAAN KERJA
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 3
Pembangkitan Tenaga Listrik
UNDANG-UNDANG NO. 1 TAHUN 1970
TENTANG
KESELAMATAN KERJA
YANG MENDASARI TERBITNYA UNDANG-UNDANG INI ANTARA LAIN :
BAHWA SETIAP TENAGA KERJA BERHAK MENDAPATKAN PERLINDUNGAN KESELAMATANNYA.
BAHWA SETIAP ORANG LAIN YANG BERADA DITEMPAT KERJA PERLU TERJAMIN
KESELAMATANNYA.
PEMANFAATAN SUMBER PRODUKSI SECARA AMAN DAN EFISIEN.
PEMBINDAAN NORMA-NORMA PERLINDUNGAN KERJA.
MEWUJUDKAN UNDANG-UNDANG YANG MEMUAT TENTANG KESELAMATAN KERJA YANG
SESUAI DENGAN PERKEMBANGAN MASYARAKAT , INDUSTRIALISASI, TEKNIK DAN TEKNOLOGI.
4 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
TERDIRI XI BAB YANG MENGATUR :
BAB I TENTANG ISTILAH-ISTILAH
BAB II RUANG LINGKUP
BAB III SYARAT-SYARAT KESELAMATAN KERJA
BAB IV PENGAWASAN
BAB V PEMBINAAN
BAB VI PANITIA PEMBINAAN KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA
BAB VII KECELAKAAN
BAB VIII KEWAJIBAN DAN HAK TENAGA KERJA
BAB IX KEWAJIBAN BILA MEMASUKI TEMPAT KERJA
BAB X KEWAJIBAN PENGURUS
BAB XI KETENTUAN-KETENTUAN PENUTUP
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 5
Pembangkitan Tenaga Listrik
UNDANG-UNDANG NO. 1 TAHUN 1970
BAB II RUANG LINGKUP
ANTARA LAIN MEMUAT :
1. MENCEGAH DAN MENGURANGI
KECELAKAAN
BAHAYA PELEDAKAN
DAN MENADAMKAN KEBAKARAN
2. MEMBERI :
JALAN PENYELAMATAN DIRI
PERTOLONGAN PADA KECELAKAAN
ALAT-ALAT PELINDUNG PADA PEKERJA
3. MENCEGAH DAN MENGENDALIKAN
PENYEBARLUASAN : DEBU PRESIFIKATOR, KOTORAN, ASAP, UAP, GAS, SINAR, RADIASI,
SUARA DAN GETARAN
TIMBULNYA PENYAKIT AKIBAT KERJA : PHISIK MAUPUN PSIKIS, KERACUNAN INFEKSI DAN
PENULARAN
6 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
4. MEMPEROLEH :
PENERAPAN YANG CUKUP DAN SESUAI KEBERSIHAN LINGKUNGAN ALAT KERJA, CARA DAN
PROSES KERJA
5. MEMELIHARA :
PENYEGARAN UDARA, KEBERSIHAN, KESEHATAN DAN KETERTIBAN
6. MENGAMANKAN DAN MEMPERLANCAR PEKERJAAN BONGKAR MUAT, PERLAKUAN DAN
PENYIMPANAN.
7. ALAT KERJA : - KK
- Produktivitas
- Fungsi
- Alat
- Lingkungan
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 7
Pembangkitan Tenaga Listrik
UNDANG-UNDANG NO. 1 TAHUN 1970
BAB III KEWAJIBAN DAN HAK TENAGA KERJA
ANTARA LAIN MEMUAT :
1. MEMBERI KETERANGAN YANG BENAR BILA DIMINTA OLEH PEGAWAI PENGAWAS ATAU AHLI
KESELAMATAN KERJA
2. MEMAKAI ALAT PELINDUNG DIRI YANG DIWAJIBKAN
3. MEMENUHI DAN MENTAATI SEMUA SYARAT K-3 YANG DIWAJIBKAN
4. MEMINTA PENGURUS AGAR DILAKSANAKAN SEMUA SYARAT K3 YANG DIWAJIBKAN
5. MENYATAKAN KEBERATAN KERJA PADA PEKERJAAN DIMANA TEMPAT KERJA SERTA ALAT-ALAT
PELINDUNG DIRI YANG DIWAJIBKAN DIRAGUKAN
8 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
DASAR-DASAR KESELAMATAN & KESEHATAN KERJA PLN
1. UNDANG-UNDANG NO. 1 TAHUN 1970 TENTANG KESELAMATAN KERJA.
2. PENGUMUMAN DIREKSI NO. 023/PST/75 TENTANG KESELAMATAN MEMASUKI DAN BEKERJA
DIDALAM RUANGAN SENTRAL PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK.
3. SURAT EDARAN NO. 005/PST/82 TENTANG KEWAJIBAN MEMAKAI ALAT PENGAMAN KERJA DAN
SANGSINYA.
4. INSTRUKSI DIREKSI NO. 002/84 TENTANG MEMBUDAYAKAN KESELAMATAN DAN KESEHATAN
DILINGKUNGAN PLN.
5. DAN BEBERAPA SE DIREKSI YANG LAIN.
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 9
Pembangkitan Tenaga Listrik
PENGUMUMAN
NO. 023/PST/75
TENTANG
KESELAMATAN MEMASUKI DAN BEKERJA DIDALAM RUANGAN SENTRAL PEMBANGKIT TENAGA
KERJA
MENGGUNAKAN PAKAIAN DINAS
MENGGUNAKAN SEPATU KULIT YANG TELAPAKNYA TIDAK PAKAI PAKU CERMAI ( PAKUNYA
TIDAK MENONJOL )
MENGGUNAKAN SARUNG TANGAN KULIT PENDEK
MENGGUNAKAN ALAT PELINDUNG TELINGA
DILARANG MEROKOK
PEKERJA HARUS TERDIRI MINIMAL 2 0 ORANG
10 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
SURAT EDARAN
NO. 055/PST/82
TENTANG
KEWAJIBAN MEMAKAI ALAT PENGAMAN KERJA DAN SANSIKNYA
AGAR PADA DIREKTUR/PEMIMPIN/KEPALA SATUAN PLN AGAR SECEPATNYA MENGAMBIL LANGKAH
:
SECARA BERTAHAP MEMENUHI KEBUTUHAN ALAT PENGAMAN KERJA
MEWAJIBKAN PEMAKAIAN ALAT PENGAMAN BAGI SETIAP PEGAWAI SESUAI DENGAN
PEKERJAANNYA
MEWAJIBKAN KEPADA SEMUA PENGAWAS UNTUK
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 11
Pembangkitan Tenaga Listrik
- Tetap berada ditempat kerja
- Memberi peringatan bagi pegawai yang tidak memakai alat pengaman
- Memberikan petunjuk lisan tertulis tentang syarat-syarat keselamatan kerja untuk
melaksanakan suatu pekerjaan
PELANGGARAN TERHADAP KETENTUAN DIATAS DIKENAKAN SANKSI :
- Tindakan administrasi sesuai ketentuan yang berlaku, peningkat, pensiun dini dan cuti
kerja
- Tidak diberi tunjangan kecelakaan dinas bila petugas celaka tanpa memakai alat
pengaman kerja
12 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
INSTRUKSI DIREKSI
NO. 002/84
TENTANG
MEMBUDAYAKAN KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA DILINGKUNGAN PLN
MELAKSANAKAN KAMPANYE NASIONAL DALAM MEMASYARAKATKAN K3
UNTUK MEWUJUDKAN K3 YANG BAIK DI PLN DIPERLUKAN
PEMBENTUKAN ORGANISASI KK SEJAJAR DENGAN TINGKATAN SEKSI
MEMBERIKAN BIMBINGAN DAN PENGAWASAN SECARA EFEKTIF
MENGAJUKAN KEBUTUHAN POSTER-POSTER BUKU-BUKU PEDOMAN K3
MELENGKAPI ALAT PENGAMAN KERJA
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 13
Pembangkitan Tenaga Listrik
ALASAN UTAMA PENCEGAHAN
KECELAKAAN KERJA
KEMANUSIAAN Manusia adalah makluk Tuhan yang tertinggi
Aset perusahaan yang harus dijaga
EKONOMI Menjaga supaya perusahaan mendapat untung
MANAJEMEN Management harus baik maka management harus dijaga
14 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
TIGA SUMBER KECELAKAAN
􀂃 MANUSIA Karena manusia sifatnya Fleksible
Sehingga kawan dalam kegiatan
Kerja
􀂃 METHODE KERJA Methode waktu kerja yang
Kurang baik
􀂃 TEMPAT KERJA Tempat kerja yang tidak
mendukung
K
E
M
B
A
L
I
K
E
M
A
N
U
S
I
A
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 15
Pembangkitan Tenaga Listrik
M A N U S I A
TIDAK MENGETAHUI CARA KERJA YANG BENAR DAN AMAN
TIDAK MENGERTI BAHAYA YANG AKAN TIMBUL AKIBAT PEKERJAANNYA
TIDAK MENGERTI MAKSUD DAN FUNGSI DARI PEMAKAIAN ALAT PENGAMAN
KURANG MENDAPAT PENDIDIKAN DAN LATIHAN KESELAMATAN KERJA
KURANG KOORDINASI DALAM TEAM ATAU ANTAR TEAM
CEROBOH, SENDA GURAU, BIMBANG/RAGU
TIDAK MENTAATI RAMBU-RAMBU PERINGATAN
16 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
METHODE KERJA
TIDAK MENDAPAT PENJELASAN MENGENAI PROSEDUR KESELAMATAN KERJA
PERALATAN KERJA ATAU MESIN TIDAK DILENGKAPI DENGAN PENGAMAN YANG MEMADAI,
BAGIAN YANG BERPUTAR DIBERI TUTUP
PENEMPATAN PERALATAN SECARA SEMBARANGAN
MENGGUNAKAN ALAT TIDAK SEBAGAIMANANYA MESTINYA
TEMPAT KERJA
RUANG DAN DAERAH SEKITAR KOTOR
TATA RUANG DAN PENERANGAN KURANG MEMADAI
LANTAI DAN JALAN BANYAK HAMBATAN DAN TUMPAHAN MINYAK
PROSEDUR KESELAMATAN KERJA TIDAK DIPENUHI
RAMBU-RAMBU PERINGATAN TIDAK LENGKAP
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 17
Pembangkitan Tenaga Listrik
MACAM BAHAYA
MEKANIK Benda yang berputar
PHISIK Sakit, Lingkungan
KIMIA Bahan Kimia
LISTRIK Menjalankan Mesin
KEBAKARAN DAN LEDAKAN Karena Over load, pemasokan area
Pada sektor max.
AKIBAT KECELAKAAN
KARYAWAN
PERUSAHAAN
18 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
TINDAKAN PENCEGAHAN KECELAKAAN
KENALI ADANYA YANG DAPAT DITEMPAT KERJA DAN TINDAKAN PENGAMANANNYA
HINDARI SITUASI YANG DAPAT MENYEBABKAN KECELAKAAN DENGAN MEMBERI TANDATANDA
PERINGATAN PADA DAERAH TERTENTU
LAKUKAN PERBAIKAN/MODIFIKASI PADA LOKASI YANG DAPAT MENIMBULKAN KECELAKAAN
BILA MEMUNGKINKAN
SESUAIKAN METHODE KERJA DENGAN PROSEDUR KESELAMATAN KERJA
GUNAKAN PERALATAN PENGAMAN YANG SESUAI DENGAN SIFAT KERJANYA
TINGKATKAN ASPEK KESELAMATAN DENGAN KONDISI LINGKUNGAN KERJA YANG BAIK
HINDARI TINDAKAN YANG TIDAK AMAN
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 19
Pembangkitan Tenaga Listrik
HAUSE KEEPING
BISA DIARTIKAN SEBAGAI :
PEMELIHARAAN RUMAH TANGGA, PERUSAHAAN, ATAU MEMELIHARAAN TEMPAT KERJA
Bahan bakar Hasil aliran listrik
HUBUNGAN HOUSE KEEPING DENGAN
KESELAMATAN KERJA
SEMUA ORANG PADA DASARNYA MENYENANGI KEBERSIHAN, KEINDAHAN DAN KERAPIHAN
KEINDAHAN, KEBERSIHAN DAN KERAPIHAN AKAN MENIMBULKAN RASA NYAMAN
TANPA DISADARI RASA NYAMAN AKAN MENINGKATKAN GAIRAH KERJA
GAIRAH KERJA MENINGKAT BERARTI PRODUKTIVITAS MENINGKAT
20 Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan Tenaga Listrik
PRINSIP – PRINSIP MELAKSANAKAN
HOUSE KEEPING
BARANG YANG TIDAK BERGUNA, BERSERAKAN, SAMPAH CECERAN MINYAK DLL MERUPAKAN :
SUMBER PENYAKIT
SUMBER KEBAKARAN
BERBAHAYA TERHADAP KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA
Kesehatan dan Keselamatan Kerja 21
Pembangkitan Tenaga Listrik
OLEH KARENA ITU BERSIHKAN DAN BUANGLAH
DI TEMPAT YANG TELAH DITENTUKAN
SETELAH SELESAI BEKERJA
KUMPULKAN ALAT DAN BERSIHKAN DAN SIMPAN DITEMPATNYA
BERSIHKAN LOKASI TEMPAT KERJA, TERMASUK SISA-SISA MATERIAL
SLANG, KABEL LISTRIK, TALI TAMBANG HARUS DIGULUNG DENGAN
RAPI
MENGANGKAT, MEMINDAHKAN DAN MENUMPUK BARANG
HARUS SESUAI PROSEDUR
KAMAR GANTI PAKAIAN, TOILET HARUS DIJAGA TETAP BERSIH
KEBERSIHAN ADALAH PANGKAL KESELAMATAN
JADIKAN KEBIASAAN HIDUP : TERTIB, BERSIH, INDAH & RAPI
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 1
Lampiran: 2
K E B A K A R A N
ADALAH SUATU KEJADIAN YANG TIDAK DIKEHENDAKI KEBERADAANNYA, YANG DISEBABKAN OLEH
API BESAR YANG TIDAK TERKENDALIKAN DAN MERUPAKAN SUATU BERTANDA
YANG MENYEBABKAN : - Bahan bakar
- Udara
- Panas
AKIBAT KEBAKARAN
TIMBUL KERUGIAN :
HARTA
BENDA
JIWA
KERUSAKAN LINGKUNGAN Tata Kota
Penangggulangan kebakaran
2 Pembangkitan Tenaga Listrik
SEBAB-SEBAB TERJADINYA KEBAKARAN
KEGAGALAN PADA PEMADAM AWAL / API
KETERLAMBATAN DALAM MENGETAHUI AWAL TERJADINYA KEBAKARAN Alrm/ Detector
TIDAK ADANYA ALAT PEMADAMAN KEBAKARAN YANG SESUAI
TIDAK ADA ATAU KURANG BERFUNGSINYA SISTEM DETEKSI API Relay
PERSONIL YANG ADA, TIDAK MENGETAHUI CARA/TEKNIK PEMADAMAN YANG BENAR
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 3
TERJADI API
UNSUR API
TITIK NYALA
CAMPUR BIASA
TERBAKAR
P A N A S
P A N A S
P A N A S
Penangggulangan kebakaran
4 Pembangkitan Tenaga Listrik
BATAS BISA TERBAKAR
ADALAH BATAS KOSENTRASI CAMPURAN ANTARA UAP BAHAN BAKAR DENGAN UDARA YANG
DAPAT TERBAKAR/MENYALA BILA DIKENAI SUMBER PANAS YANG CUKUP
CONTOH : BENSIN = 1,4 % - 7,6 %
BATAS ATAS = 7,6 %
GAS b . b
BATAS BAWAH = 1,4 %
Kerosin = 1,6 % - 6 %
Diesel Oil = 1,3 % - 6,05 %
TAHAPAN PROSES TERJADINYA API
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 5
1. TAHAPAN PERMULAAN ( INCIPIENT )
2. TAHAP PEMBAKARAN TANPA NYALA ( SMOLDERING )
3. TAHAP PEMBAKARAN DIBARENGI DENGAN NYALA ( FLAME STAGE )
Penangggulangan kebakaran
6 Pembangkitan Tenaga Listrik
KLASIFIKASI KEBAKARAN
TUJUANNYA :
UNTUK LEBIH MEMUDAHKAN, CEPAT DAN TEPAT DALAM PEMILIHAN MEDIA PEMADAMAN
DIATUR OLEH:
PERATURAN MENTERI TENAGA KERJA DAN TRANSMIGRASI NO. PER.04/MEN/1980 TANGGAL
14 APRIL 1980, SBB :
KLAS
KEBAKARAN JENIS KEBAKARAN
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 7
A BAHAN BAKARNYA BILA TERBAKAR AKAN MENINGGALKAN ARANG DAN ABU
B BAHAN BAKARNYA CAIR ATAU GAS YANG MUDAH TERBAKAR
C KEBAKARAN INSTALASI LISTRIK BERTEGANGAN
D KEBAKARAN LOGAM
PRINSIP TEKNIK PEMADAMAN
Penangggulangan kebakaran
8 Pembangkitan Tenaga Listrik
DENGAN KETEPATAN MEMILIH MEDIA PEMADAM, MAKA AKAN DIDAPAT PEMADAM
KEBAKARAN YANG EFEKTIF
DENGAN MERUSAK/MEMUTUS KESEIMBANGAN CAMPURAN KETIGA UNSUR DIDALAM
SEGI-TIGA API ( BAHAN BAKAR – PANAS – UDARA )
INI DAPAT DILAKUKAN DENGAN CARA :
STARVATION : MENGHILANGKAN ATAU MENGURANGI BAHAN BAKAR, MENGAMBIL
YANG BELUM TERBAKAR Ladang minyak
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 9
SMOTHERING : MEMISAHKAN UDARA DARI BAHAN BAKAR
DILLUTION : MENGURANGI KADAR O2 DALAM UDARA
COOLING : MENDINGINKAN ATAU MENGURANGI PANAS BAHAN YANG
TERBAKAR, SAMPAI SUHU DIBAWAH TITIK NYALA
KIMIA DAN : MEMUTUSKAN RANTAI REAKSI PEMBAKARAN
TEKNIK
ALAT PEMADAM API TRADISIONAL
Sesuai SPLN 66 – 1986
1. PASIR / TANAH Solar & bensin
Penangggulangan kebakaran
10 Pembangkitan Tenaga Listrik
2. SELIMUT API
3. AIR Pendinginan
PERLENGKAPAN APAT
1. GALAH/PENGKAIT
2. KAMPAK
3. TANGGA BAMBU
4. TALI MANILA
5. LINGGIS
ALAT PEMADAM API TRADISIONAL
Sesuai SPLN 66 – 1986
Kegunaan : Memadamkan Kebakaran Jenis A
Bahan : Pasir, Air dan Peralatan Tambahan
Ukuran : - Pasir :1 – 2 m3
- Air : minimum 1 drum
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 11
- Perlengkapan tambahan : sekop, Galah 5 m berkait, 4 ember 3 karung Goni, kapak, tambang
min 20 meter, tangga 4 m
PASIR / TANAH
SANGAT EFEKTIF UNTUK MEMADAMKAN KEBAKARAN LANTAI TERUTAMA UNTUK KEBAKARAN
MINYAK
DAPAT JUGA UNTUK PEMADAMAN AWAL SEMUA JENIS KEBAKARAN
Penangggulangan kebakaran
12 Pembangkitan Tenaga Listrik
MEMBENDUNG MINYAK AGAR TIDAK MELUAS
PRINSIP PEMADAMAN
SMOTHERING : MENGISOLASI O2
COOLING : PENDINGINAN
SELIMUT API
MEDIANYA KARUNG GONI (BUKAN PLASTIK) YANG DICELUPKAN DALAM AIR
SANGAT EFEKTIF UNTUK PEMADAMAN SEMUA JENIS KEBAKARAN KECUALI KEBAKARAN LISTRIK
MUDAH DIDAPAT, MURAH HARGANYA DAN MUDAH DALAM PENGGUNAANNYA
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 13
PRINSIP PEMADAMAN
PENDINGINAN
PENYELIMUTAN
A I R
MEDIA PEMADAM YANG PALING BANYAK DIGUNAKAN, KARENA :
MUDAH DIDAPAT
MUDAH DIANGKUT
DAYA SERAP PANAS YANG TINGGI
Penangggulangan kebakaran
14 Pembangkitan Tenaga Listrik
DAYA MENGEMBANG MENJADI UAP YANG TINGGI
KELEMAHAN
LOKASI HARUS BEBAS DARI LISTRIK
UNTUK KEBAKARAN MINYAK, TIDAK BISA DIGUNAKAN SECARA LANGSUNG DAN HARUS
DIKABUTKAN
PRINSIP PEMADAMAN
PENDINGINAN
PENYELIMUTI
APAR
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 15
- Alat pemadam ringan yaitu :
YAITU SUATU ALAT PEMADAM KEBAKARAN YANG DAPAT DIBAWA, DIGUNAKAN DAN
DIOPERASIKAN OLEH SATU ORANG
COCOK UNTUK PEMADAMAN AWAL PADA LOKASI YANG ALIRAN UDARANYA TIDAK DERAS
BANYAK JENIS DAN MACAMNYA
MUDAH DIDAPAT DIPASARAN UMUM
JENIS APAR
A. BAHAN PADAT : DRY POWDER, DRY CHEMICAL MULTI PURPOSE
B. BAHAN CAIR : - AIR BERTEKANAN
Penangggulangan kebakaran
16 Pembangkitan Tenaga Listrik
- CAIRAN MUDAH MENGUAP
( BCF, CBM, BTM )
C. BUSA ( FOAM ) : - BUSA KIMIA
- BUSA MEKANIK
D. GAS : - CO2
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 17
Penangggulangan kebakaran
18 Pembangkitan Tenaga Listrik
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 19
Penangggulangan kebakaran
20 Pembangkitan Tenaga Listrik
LANGKAH PENGOPERASIKAN APAR
TURUNKAN DRY CHEMICAL DARI TEMPATNYA
BUKA SLANG DARI JEPITNYA
CABUT LEAD SEAL (SEGEL)
CABUT PEN PENGUNCI
PEGANG HORN DENGAN TANGAN KIRI DAN ARAHKAN KEATAS
COBA DITEMPAT SECARA SESAAT, (TANGAN KANAN MENEKAN KATUB)
KET : JIKA KOSONG - CARI YANG LAIN
JIKA BAIK - BAWA KE LOKASI PEMADAMAN
BAWA APAR KELOKASI KEBAKARAN
SEMPROTKAN DRY CHEMICAL DENGAN MENGIBAS-IBAS HORN
INGAT : POSISI HARUS SELALU BERADA DIATAS ANGIN
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 21
Penangggulangan kebakaran
22 Pembangkitan Tenaga Listrik
PERALATAN UTAMA FIRE HYDRANT
1. POMPA UTAMA Pompa yang pertama mengambil air dari sumber air
2. POMPA JOCKY Untuk mempertahankan tekanan air pada pipa distribusi
3. PIPA DISTRIBUSI / PENYALUR Untuk menyalurkan air bertempat
4. YARD HYDRANT HOSE CABINET Tempat dibelakang selang & menyimpan
fire Hydrant
5. SLANG / HOSE Menyalurkan air
6. NOZZEL PENYEMPROT Alat yang diletakan di akhir output
air yang Fungsinya untuk
membentuk air
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 23
Penangggulangan kebakaran
24 Pembangkitan Tenaga Listrik
PENGAMAN TANKI MINYAK DARI BAHAYA KEBAKARAN
TANKI MINYAK BBM DILENGKAPI DENGAN BEBERAPA PENGAMAN :
TANGGUL / TEMBOK KELILING TANGKI
GUNANYA UNTUK MENCEGAH MELUAPNYA MINYAK APABILA TANGKI BBM BOCOR
SISTEM HYDRANT
DIPASANG PADA KELILING LUAR DARI TANGGUL/TEMBOK PENGAMAN TANGKI
SISTEM BUSA
BUSA YANG DIBANGKITKAN OLEH PEMBANGKIT BUSA DIALIRKAN MASUK KEDALAM TANGKI
TERBAKAR
SISTEM PENGABUT
SISTEM INI BIASANYA DIGUNAKAN UNTUK MENGAMANKAN KE TANGKI MINYAK RINGAN, DAN
DIPASANG SISI LUAR DINDING TANGKI
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 25
Penangggulangan kebakaran
26 Pembangkitan Tenaga Listrik
LANGKAH-LANGKAH PENCEGAHAN KEBAKARAN :
USAHA/TINDAKAN PREVENTIF UNTUK MENGHINDARKAN ANCAMAN BAHAYA KEBAKARAN YANG
MUNGKIN TIMBUL DAPAT DILAKSANAKAN SEBAGAI BERIKUT :
1. MEMBERIKAN PENDIDIKAN/LATIHAN MENGHADAPI BAHAYA KEBAKARAN, BAIK SECARA TEORI
MAUPUN PRAKTEK, MULAI DARI UNSUR PIMPINAN, KARYAWAN DAN SISWA, BAIK
MENGGUNAKAN ALAT PEMADAM API RINGAN ATAU HYDRANT, MAUPUN PEMADAM API
TRADISIONAL
2. MENEMPATKAN BARANG-BARANG YANG MUDAH TERBAKAR DITEMPAT YANG AMAN
3. MENEMPATKAN ANAK-ANAK KUNCI RUANGAN/GUDANG SECARA TERPUSAT (MISALNYA DIPOS
SATPAM)
4. TIDAK MEROKOK DAN MELAKUKAN PEKERJAAN PANAS DIDEKAT BARANG-BARANG YANG
SUDAH TERBAKAR
5. MEMBAKAR SAMPAH/KOTORAN DITEMPAT YANG DISEDIAKAN DAN TIDAK DILAKUKAN DIDEKAT
BANGUNAN/ GUDANG/TUMPUKAAN BARANG-BARANG YANG MUDAH TERBAKAR
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 27
6. TIDAK MEMBUAT SAMBUNGAN LISTRIK SECARA SEMBARANGAN DAN TIDAK MEMASANG
STEKER SECARA BERTUMPUK-TUMPUK
7. PENYEDIAAN DAN PEMASANGAN ALAT-ALAT PEMADAM API YANG SESUAI UNTUK LINGKUNGAN
KANTOR, BAIK JUMLAH MAUPUN JENISNYA
8. PEMASANGAN TANDA-TANDA PERINGATAN PADA TEMPAT-TEMPAT YANG RESIKO BAHAYA
KEBAKARANNYA TINGGI, ANTARA LAIN
- DILARANG MELAKUKAN PEKERJAAN PANAS/MEMBUAT API
- DILARANG MEROKOK, DLL YANG SEJENIS
- SERTA MENTAATI LARANGAN TERSEBUT
9. MATIKAN ALIRAN LISTRIK ( AC, PENERANGAN, PERALATAN PENGAJARAN, DLL) JIKA PERALATAN
TERSEBUT TIDAK DIGUNAKAN )
10. BARANG-BARANG TAK TERPAKAI JANGAN DIBIARKAN BERSERAKAN DISEKITAR PERALATAN
MESIN, ATAU DITEMPAT KERJA MISALNYA BAHAN SERAT, LAP KOTOR, SISA OLI
11. ALAT PEMADAM API RINGAN HARUS DILETAKAN DITEMPAT YANG MUDAH DIAMBIL DAN JANGAN
DIHALANGI BENDA LAIN
Penangggulangan kebakaran
28 Pembangkitan Tenaga Listrik
12. JANGAN MENUMPUK BARANG DIDEPAN PINTU KELUAR
13. BOTOL KALENG DAN TEMPAT PENYIMPANG BAHAN MUDAH TERBAKAR JANGAN BIARKAN
TERBUKA
14. JAUHKAN TABUNG GAS DARI BAHAN PANAS/SUMBER API
15. SEBELUM TEMPAT KERJA DITUTUP, PERIKSA DENGAN SEKSAMA TERUTAMA HAL YANG DAPAT
MENYEBABKAN KEBAKARAN MISALNYA : PERALATAN LISTRIK DAN TEMPAT PEMBUANGAN
SAMPAH
16. BUANG PUNTUNG ROKOK DAN SISA KOREK API PADA ASBAK YANG ADA DAN MATIKAN LEBIH
DULU API PADA PUNTUNG ROKOK TERSEBUT
17. MENEMPATKAN ALAT-ALAT PEMADAM API PADA TEMPAT YANG MUDAH DIKETAHUI DAN SIAP
DIPERGUNAKAN UNTUK MELAKUKAN PEMADAMAN UNTUK GEDUNG BERTINGKAT, LOKASI
PENEMPATANNYA DIBUAT SAMA
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 29
LANGKAH-LANGKAH PENANGGULANGAN KEBAKARAN
USAHA/TINDAKAN YANG CEPAT DAN TEPAT UNTUK MENANGGULANGI MENCEGAH MELUASNYA
BAHAYA KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN SARANA/ALAT-ALAT PEMADAM KEBAKARAN YANG
ADA, SEBAGAI BERIKUT :
1. MEMADAMKAN DENGAN MENGGUNAKAN ALAT-ALAT PEMADAM API YANG SESUAI ( APAR,
APAT, HYDRAN )
2. MEMBUNYIKAN ALARM/TANDA BAHAYA ( SESUAI DENGAN KETENTUAN )
3. SECEPATNYA MEMBERITAHUKAN/MENGHUBUNGI PERTELEPON KEPADA SATPAM,
KEPOLISIAN SETEMPAT, PMI/AMBULANCE SESUAI DENGAN KONDISI SITUASI LAPANGAN
4. LAPORKAN DENGAN MENYEBUTKAN NAMA PELAPOR , NOMOR TELEPON YANG DIPAKAI
(KECUALI TELEPON UMUM) TEMPAT KEJADIAN KEBAKARAN, JENIS YANG TERBAKAR
Penangggulangan kebakaran
30 Pembangkitan Tenaga Listrik
5. DILOKASI KEBAKARAN DIHARAP KARYAWAN MENGAMANKAN LOKASI DARI HAL YANG
MENGHABAT KELANCARAN PETUGAS MISALNYA JALAN MASUK KELOKASI MEMBUKA PORTAL
6. MENGUSAHAKN PEMADAMAN SEMAMPU MUNGKIN, DENGAN PERALATAN YANG ADA
7. BERITAHU PETUGAS TGENTANG SUMBER AIR YANG ADA DISEKITAR LOKASI (HYDRANT,
KOLAM, WADUK, Parit, DLL)
8. SELAMATKAN JIWA DAN BARANG BENDAYANG MASIH BISA DIAMANKAN
9. JIWA NILAINYA JAUH LEBIH BESAR DARI BENDA. JANGANLAH MENGORBANKAN JIWA HANYA
UNTUK MENGAMANKAN BENDA
YANG PERLU DIPERHATIKAN
Penangggulangan kebakaran
Pembangkitan Tenaga Listrik 31
DALAM PEMADAMAN
ARAH ANGIN
JENIS BAHAN YANG TERBAKAR
SITUASI DARI LINGKUNGAN
VOLUME BAHAN YANG TERBAKAR
ALAT PEMADAM YANG TERSEDIA
LAMA TELAH TERBAKAR