buku pedoman pemeliharaan121.100.16.220/webtjbtb/wp-content/uploads... · 1.1.7.1 prinsip kerja...

B u k u P e d o m a n P e m e l i h a r a a n

P T P L N ( P E R S E R O )

J l T r u n o j o y o B l o k M I / 1 3 5

J A K A R T A

S I S T E M S U P L A I A C / D C

Do ku men n om or : P DM/ P GI /1 9 :2 01 4

DOKUMENPT PLN (PERSERO)

DOKUMEN: PDM/PGI/19:2014

Lampiran Surat Keputusan Direksi

PT PLN (Persero) No. 0520-2.K/DIR/2014

BUKU PEDOMAN PEMELIHARAANSISTEM SUPLAI AC/DC

PT PLN (PERSERO)

JALAN TRUNOJOYO BLOK M-I/135 KEBAYORAN BARU

JAKARTA SELATAN 12160

SISTEM SUPLAI AC/DC

Susunan Tim Review KEPDIR 113 & 114 Tahun 2010Surat Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No.0309.K/DIR/2013

Pengarah : 1. Kepala Divisi Transmisi Jawa Bali2. Kepala Divisi Transmisi Sumatera3. Kepala Divisi Transmisi Indonesia Timur4. Yulian Tamsir

Ketua : Tatang RusdjajaSekretaris : Christi YaniAnggota : Indra Tjahja

DelyuzarHesti HartantiSumaryadiJames MuntheJhon H Tonapa

Kelompok Kerja AC/DC Suplay

1. Cecep Mauludin (PLN P3BS) : Koordinator merangkap anggota

2. Sugandhi (PLN P3BS) : Anggota

3. Ika Sudarmaja (PLN P3BJB) : Anggota

4. Kerry Darmawan (PLN P3BJB) : Anggota

5. Ronald Hutahean (PLN Sulselrabar) : Anggota

6. Abdul Qodir Jaelani (DIVTRS IT) : Anggota

7. Marthen Rudy (PLN Kaltim) : Anggota

Koordinator Verifikasi dan Finalisasi Review KEPDIR 113 & 114 Tahun2010 (Nota Dinas KDIVTRS JBS Nomor 0018/432/KDIVTRS JBS/2014)Tanggal 27 Mei 20141. Jemjem Kurnaen

2. Sugiartho

3. Yulian Tamsir

4. Eko Yudo Pramono

SISTEM SUPLAI AC/DC

i

DAFTAR ISI DAFTAR ISI .......................................................................................................................I DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... IV DAFTAR TABEL ............................................................................................................. VI DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................................... VII PRAKATA ..................................................................................................................... VIII SISTEM SUPLAI AC/DC ...................................................................................................1 1 PENDAHULUAN ..........................................................................................1 1.1 Gambaran umum ..........................................................................................1 1.2 Instalasi Sistem AC.......................................................................................2 1.1.1 Grup Essential ..............................................................................................3 1.1.2 Grup Common ..............................................................................................4 1.1.3 Peralatan Sistem AC ....................................................................................5 1.1.3.1 Trafo Pemakaian Sendiri ..............................................................................5 1.1.3.1.1 Fungsi...........................................................................................................5 1.1.3.1.2 Rangkaian Pemakaian Sendiri ......................................................................6 1.1.3.1.3 SOP Trafo PS ...............................................................................................8 1.1.3.1.4 Peralatan Instalasi Trafo PS .........................................................................8 1.1.3.1.5 Lokasi Pemasangan .....................................................................................9 1.1.3.1.6 Batasan Operasi ...........................................................................................9 1.1.3.1.7 Sistem Pengaturan Tegangan ......................................................................9 1.1.3.1.8 Sistem Pengaturan Beban ............................................................................9 1.1.3.1.9 Sistem Pendingin ..........................................................................................9 1.1.3.1.10 Jadwal Pemeliharaan ................................................................................. 10 1.1.4 Genset ........................................................................................................ 11 1.1.4.1 Umum ......................................................................................................... 11 1.1.4.2 Prinsip Kerja Generator .............................................................................. 12 1.1.4.3 Panel Kontrol .............................................................................................. 14 1.1.4.4 Troubleshooting .......................................................................................... 25 1.1.5 Instalasi Suplai AC Gardu Induk ................................................................. 25 1.1.6 Instalasi Sistem Suplai AC Pada GITET 500 kV ......................................... 27 1.1.6.1 Pasokan Utama .......................................................................................... 27 1.1.6.2 Pasokan Kedua ......................................................................................... 28 1.1.6.3 Pasokan Ketiga .......................................................................................... 28 1.1.7 Sistem Otomatisasi ..................................................................................... 29 1.1.7.1 Prinsip Kerja ............................................................................................... 30 1.1.7.2 Bagian Bagian Panel ............................................................................... 32 1.1.7.3 Pemeliharaan Sistem Otomatisasi .............................................................. 34 1.1.7.4 Cara Pelaksanaan ...................................................................................... 34 1.1.8 Instalasi Sistem Suplai AC Pada GITT (150 kV) ........................................ 36 1.1.8.1 Instalasi AC Tegangan Tinggi (150 kV)....................................................... 36 1.3 Instalasi Sistem DC .................................................................................... 36 1.1.9 Instalasi Sistem DC 250 Volt ...................................................................... 37 1.1.10 Instalasi Sistem DC 110 V .......................................................................... 37 1.1.11 Instalasi sistem DC 48 Volt untuk Komunikasi dan Teleproteksi ................. 38 1.1.12 Pola Instalasi Sistem DC ............................................................................ 38 1.1.12.1 Pola 1 ......................................................................................................... 38 1.1.12.2 Pola 2 ......................................................................................................... 39 1.1.13 Dasar - Dasar Sistem AC ke DC ................................................................. 40 1.1.14 Cara - Cara Mendapatkan Tegangan DC Menggunakan Trafo .................. 41

SISTEM SUPLAI AC/DC

ii

1.1.15 Peralatan Sistem DC .................................................................................. 42 1.1.15.1 Prinsip Kerja Rectifier ................................................................................. 42 1.1.15.2 Bagian Utama Rectifier .............................................................................. 43 1.1.15.2.1 Transformator Utama ................................................................................. 43 1.1.15.2.2 Penyearah Thyristor ................................................................................... 43 1.1.15.2.3 Filter (Penyaring) ........................................................................................ 44 1.1.15.2.4 AVR (Automatic Voltage Regulator) ........................................................... 44 1.1.15.2.5 Alarm Unit .................................................................................................. 44 1.1.15.2.6 Rangkaian Voltage Dropper ....................................................................... 45 1.1.15.2.7 Modul Pengaturan Arus dan Tegangan ..................................................... 45 1.1.15.3 Mode Operasi Pengisian pada Rectifier/Charger ........................................ 46 1.1.15.3.1 Floating Charge .......................................................................................... 46 1.1.15.3.2 Equalizing Charge ...................................................................................... 46 1.1.15.3.3 Boosting Charge ........................................................................................ 46 1.1.15.4 Switch Mode Power Supply ........................................................................ 46 1.1.15.4.1 Prinsip Kerja SMPS .................................................................................... 46 1.1.15.4.2 Bagian-bagian Utama SMPS ...................................................................... 46 1.1.15.4.3 Input ........................................................................................................... 47 1.1.15.4.4 Rectifier & Smoother .................................................................................. 48 1.1.15.4.5 DC to DC Converter ................................................................................... 48 1.1.15.4.6 Operation Mode & Protection ..................................................................... 49 1.1.15.4.7 Dropper Control .......................................................................................... 49 1.1.15.4.8 Announciator & Metering ............................................................................ 49 1.1.16 Baterai ....................................................................................................... 49 1.1.16.1 Prinsip Kerja Baterai .................................................................................. 50 1.1.16.2 Jenis Jenis baterai .................................................................................. 51 1.1.16.2.1 Baterai Asam ............................................................................................. 51 1.1.16.2.2 Baterai Alkali .............................................................................................. 51 1.1.16.2.3 Baterai Kering/ Lithium ............................................................................... 52 1.1.16.3 Bagian Utama Baterai ................................................................................ 53 1.1.16.3.1 Elektroda .................................................................................................... 53 1.1.16.3.2 Elektrolit ..................................................................................................... 54 1.1.16.3.3 Sel Baterai ................................................................................................. 54 1.1.16.3.4 Steel Container .......................................................................................... 54 1.1.16.3.5 Plastic Container ........................................................................................ 54 1.1.16.3.6 Terminal dan Penghubung Baterai ............................................................. 54 1.1.16.4 Type Baterai Menurut Karakteristik Pembebanan ...................................... 55 1.1.17 Ruang Baterai ............................................................................................ 55 1.1.17.1 Sirkulasi udara ........................................................................................... 55 1.1.17.2 Kebersihan dan Perlengkapan ................................................................... 56 1.4 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) .................................................. 57 2 PEDOMAN PEMELIHARAAN PADA SISTEM AC dan DC ....................... 58 2.1 Pedoman Pemeliharaan Sistem AC ........................................................... 58 2.1.1 In Service Inspection/Inspeksi dalam keadaan operasi Sistem AC ............. 58 2.1.1.1 Inspeksi Mingguan ..................................................................................... 58 2.1.1.1.1 Inspeksi Mingguan Trafo PS (Pemakaian Sendiri) ..................................... 59 2.1.1.1.2 Inspeksi Mingguan Genset ......................................................................... 59 2.1.1.2 Inspeksi Bulanan ........................................................................................ 59 2.1.1.2.1 Inspeksi Bulanan Genset ........................................................................... 59 2.1.2 Shutdown Testing Measurement ................................................................ 59 2.1.2.1 Periode Bulanan Genset ............................................................................ 60 2.1.2.2 Periode 6 Bulanan Genset (250 jam kerja) ................................................. 60

SISTEM SUPLAI AC/DC

iii

2.1.2.3 Periode 1 Tahunan Genset (500 jam kerja) ................................................ 60 2.1.2.4 Periode 2 Tahunan Trafo PS ...................................................................... 61 2.2 Periodik Pelaksanaan In Service Inspection Sistem DC ............................. 61 2.2.1 Inspeksi Harian Sistem DC ......................................................................... 61 2.2.1.1 Inspeksi Harian Baterai ............................................................................... 61 2.2.1.2 Inspeksi Harian Rectifier ............................................................................. 61 2.2.1.3 Inspeksi Harian Panel DCPDB ................................................................... 62 2.2.1.4 Inspeksi Harian Ruang Baterai ................................................................... 62 2.2.2 Inspeksi Bulanan Sistem DC ...................................................................... 62 2.2.2.1 Inspeksi Bulanan Baterai ............................................................................ 62 2.2.2.2 Inspeksi Bulanan Rectifier .......................................................................... 62 2.2.2.3 Inspeksi Bulanan DC Panel Distribution Board ........................................... 63 2.2.2.4 Inspeksi Bulanan Ruang Baterai ................................................................. 63 2.2.3 In Service Measurement ............................................................................. 63 2.2.3.1 In Service Measurement Bulanan ............................................................... 63 2.2.3.1.1 Periode Bulanan In Service Measurement Baterai ...................................... 63 2.2.3.1.2 Periode Bulanan In Service Measurement Rectifier .................................... 64 2.2.3.2 In Service Measurement 6 Bulanan ............................................................ 64 2.2.3.2.1 Periode 6 Bulanan In Service Measurement Rectifier ................................. 64 2.2.3.3 Shutdown Testing, Pengujian dan Pengukuran Sistem DC 2 Tahunan ....... 64 2.2.3.3.1 Pengujian dan Pengukuran 2 Tahunan Baterai ........................................... 65 2.2.3.3.2 Pengujian dan Pengukuran 2 Tahunan Rectifier ......................................... 65 2.2.3.3.3 Pengujian dan Pengukuran 2 Tahunan DCPDB ........................................ 66 2.3 Pemeliharaan/Pengujian Setelah Gangguan .............................................. 67 2.3.1 Pada Rectifier ............................................................................................. 67 2.3.2 Pada Baterai ............................................................................................... 68 2.3.3 Pada Rangkaian Beban .............................................................................. 70 2.3.4 Pada Trafo PS ............................................................................................ 71 2.3.5 Pada Genset............................................................................................... 71 3 EVALUASI HASIL PEMELIHARAAN ........................................................ 73 3.1 In Service Inspection .................................................................................. 73 3.2 In Service Measurement ............................................................................. 74 3.3 Shutdown Testing ....................................................................................... 76 3.4 Metode ....................................................................................................... 79 4 REKOMENDASI ......................................................................................... 79 4.1 In service Inspection ................................................................................... 79 4.2 In service Measurement ............................................................................. 82 4.3 Shutdown Testing ....................................................................................... 84 DAFTAR ISTILAH ......................................................................................................... 106 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 107

SISTEM SUPLAI AC/DC

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1-1 Instalasi Sistem DC ....................................................................................... 2 Gambar 1-2 Grup Essential ............................................................................................... 3 Gambar 1-3 Pengawatan Satu Garis Untuk Kelompok Essential ....................................... 4 Gambar 1-4 Grup Common ............................................................................................... 4 Gambar 1-5 Pengawatan Satu Garis Untuk Kelompok Common ....................................... 5 Gambar 1-6 Contoh Rangkaian Transformator Pemakaian Sendiri ................................... 7 Gambar 1-7 Contoh Diagram Satu Garis Trafo PS ............................................................ 7 Gambar 1-8 Load Breaker Switch ..................................................................................... 8 Gambar 1-9 Peralatan Instalasi Trafo PS .......................................................................... 9 Gambar 1-10 Sirip-sirip Trafo Pemakaian sendiri ............................................................ 10 Gambar 1-11 Genset ....................................................................................................... 12 Gambar 1-12 Generator Serempak Dasar ....................................................................... 13 Gambar 1-13 Bentuk Gelombang Tegangan ................................................................... 13 Gambar 1-14 Generator .................................................................................................. 15 Gambar 1-15 Panel Kontrol Genset................................................................................. 15 Gambar 1-16 Instalasi Type Grid Net Work ..................................................................... 25 Gambar 1-17 Instalasi Type Grid Sistem ......................................................................... 26 Gambar 1-18 a) Basic Diagram b) dan c) Large Generator With Part-load Transformers 26 Gambar 1-19 d) Unit Pompa Pengisi e) Hydro Plant ....................................................... 27 Gambar 1-20 Sistem PS Pada GITET 500 kV ................................................................. 27 Gambar 1-21 Pasokan Trafo PS Dari Trafo Distribusi ..................................................... 28 Gambar 1-22 Diagram Satu Garis Suplai AC Pada GITET 500 kV .................................. 28 Gambar 1-23 Panel Change Over Switch ........................................................................ 29 Gambar 1-24 Panel Essential dan Common .................................................................... 30 Gambar 1-25 Change Over Switch .................................................................................. 31 Gambar 1-26 Diagram Satu Garis LV AC ....................................................................... 31 Gambar 1-27 Panel LV AC .............................................................................................. 32 Gambar 1-28 Diagram Satu Garis Common Serice ......................................................... 33 Gambar 1-29 Diagram Satu Garis Essential Service ....................................................... 34 Gambar 1-30 Panel AMF ................................................................................................. 35 Gambar 1-31 Panel Distribusi AC .................................................................................... 36 Gambar 1-32 DC Distribution Board ................................................................................ 37 Gambar 1-33 Panel PLC ................................................................................................. 38 Gambar 1-34 Pola 1 ........................................................................................................ 39 Gambar 1-35 Pola 2 ........................................................................................................ 40 Gambar 1-36 Sistem AC ke DC ....................................................................................... 40 Gambar 1-37 Jenis Penyearah ........................................................................................ 41 Gambar 1-38 Penyearah 3 Phasa, 1 jalur, 3 kutub .......................................................... 41 Gambar 1-39 Penyearah 3 Phasa, 2 jalur, 6 kutub .......................................................... 41 Gambar 1-40 Penyearahan 3 Phasa, 2 jalur, 12 kutub .................................................... 42 Gambar 1-41 Penyearahan 6 Phasa, 2 jalur, 12 kutub .................................................... 42 Gambar 1-42 Transformator Tenaga ............................................................................... 43 Gambar 1-43 Rangkaian Filter (Penyaring) ..................................................................... 44 Gambar 1-44 Modul Elektronik AVR ................................................................................ 44 Gambar 1-45 Diagram Voltage Dropper .......................................................................... 45 Gambar 1-46 Contoh Modul pengaturan arus dan tegangan ........................................... 45 Gambar 1-47 Diagram SMPS Dengan Control ................................................................ 46 Gambar 1-48 Bagian - Bagian SMPS .............................................................................. 47

SISTEM SUPLAI AC/DC

v

Gambar 1-49 Modul input SMPS ..................................................................................... 47 Gambar 1-50 Modul input SMPS Tampak Bawah ........................................................... 48 Gambar 1-51 Reaksi Elektrokimia Pada Sel Baterai (Discharger) .................................... 50 Gambar 1-52 Reaksi Elektrokimia Pada Sel Baterai (Charge) ......................................... 50 Gambar 1-53 Lead Acid Baterai ....................................................................................... 51 Gambar 1-54 Ni - Cad Baterai ......................................................................................... 52 Gambar 1-55 Lithium-ion ................................................................................................. 53 Gambar 1-56 a) Plat Grid, b) Material Aktif c) Grid Rangka Besi d) Terakit Dalam Plastic Container ......................................................................................................................... 53 Gambar 1-57 Plastic Container Dan Steel Container ....................................................... 54 Gambar 1-58 Terminal Penghubung Baterai .................................................................... 55 Gambar 1-59 Ruang Baterai ............................................................................................ 56 Gambar 1-60 Standar Ruangan Baterai ........................................................................... 57 Gambar 2-1 Titik Pengukuran .......................................................................................... 68

SISTEM SUPLAI AC/DC

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 1-1 Jadwal Pemeliharaan Trafo PS ....................................................................... 10 Tabel 1-2 Jenis Pemeliharaan Mingguan Tidak Operasi .................................................. 16 Tabel 1-3 Pemeliharaan Mingguan Operasi Tanpa Beban .............................................. 17 Tabel 1-4 Jenis Pemeliharaan Bulanan Tidak Operasi .................................................... 17 Tabel 1-5 Jenis Pemeliharaan Bulanan Operasi Tanpa Beban ........................................ 19 Tabel 1-6 Jenis Pemeliharaan 6 Bulanan (250 JAM) Tidak Operasi ................................ 20 Tabel 1-7 Jenis Pemeliharaan 6 Bulanan (250 JAM) Operasi Tanpa Beban ................... 21 Tabel 1-8 Jenis Pemeliharaan Tahunan (500 JAM) Tidak Operasi .................................. 22 Tabel 1-9 Jenis Pemeliharaan Tahunan (500 JAM) Operasi Tanpa Beban ..................... 23 Tabel 2-1 Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rectifier ............................................. 67 Tabel 2-2 Tabel Pemeliharaan Setelah Gangguan Pada Baterai ..................................... 68 Tabel 2-3 Tabel Pemeliharaan Setelah Gangguan Pada Rangkaian Beban .................... 70 Tabel 3-1 In Service Inspection Pada Rectifier Dan Baterai ........................................... 73 Tabel 3-2 In Service Inspection Trafo PS Dan Genset..................................................... 74 Tabel 3-3 In Service Measurement Trafo PS Dan Genset ............................................... 74 Tabel 3-4 In Service Measurement Trafo PS Dan Genset ............................................... 76 Tabel 3-5 Shutdown Testing Rectifier Dan Baterai .......................................................... 76 Tabel 3-6 Shutdown Testing Trafo PS dan Genset .......................................................... 78 Tabel 4-1 Tabel Rekomendasi In Service Inspection Rectifier ......................................... 80 Tabel 4-2 Tabel Rekomendasi In Service Inspection Baterai ........................................... 80 Tabel 4-3 Tabel Rekomendasi In-Service Inspection Trafo PS ........................................ 81 Tabel 4-4 Tabel Rekomendasi In-Service Inspection Genset .......................................... 82 Tabel 4-5 Tabel Rekomendasi In-Service Measurement ................................................. 82 Tabel 4-6 Tabel Rekomendasi Shutdown Testing Rectifier dan Baterai .......................... 84 Tabel 4-7 Tabel Rekomendasi Shutdown Testing Genset ............................................... 87 Tabel 4-8 Tabel Rekomendasi Shutdown Testing Trafo PS ............................................ 89

SISTEM SUPLAI AC/DC

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 TABEL PERIODE PEMELIHARAAN SISTEM SUPLAI AC/DC ..................... 90 Lampiran 2 FMEA SISTEM SUPLAI AC/DC .................................................................... 99 Lampiran 3 Formulir Hasil Uji Kapasitas 2 Tahunan ...................................................... 100 Lampiran 4 Formulir Pengukuran Tegangan Baterai Bulanan ........................................ 101 Lampiran 5 Formulir Pengujian Rectifier ........................................................................ 102 Lampiran 6 Formulir Harian Sistem DC CBM LEVEL-1 .................................................. 103 Lampiran 7 Formulir Bulanan Sistem DC CBM LEVEL-1 ............................................... 104 Lampiran 8 Hasil Pengujian Fungsi Rectifier dan Voltage Dropper ................................ 105

SISTEM SUPLAI AC/DC

viii

PRAKATA

PLN sebagai perusahaan yang asset sensitive, dimana pengelolaan aset memberi kontribusi yang besar dalam keberhasilan usahanya, perlu melaksanakan pengelolaan aset dengan baik dan sesuai dengan standar pengelolaan aset. Parameter Biaya, Unjuk kerja, dan Risiko harus dikelola dengan proporsional sehingga aset bisa memberikan manfaat yang maksimum selama masa manfaatnya.

PLN melaksanakan pengelolaan aset secara menyeluruh, mencakup keseluruhan fase dalam daur hidup aset (asset life cycle) yang meliputi fase Perencanaan, Pembangunan, Pengoperasian, Pemeliharaan, dan Peremajaan atau penghapusan. Keseluruhan fase tersebut memerlukan pengelolaan yang baik karena semuanya berkontribusi pada keberhasilan dalam pencapaian tujuan perusahaan.

Dalam pengelolaan aset diperlukan kebijakan, strategi, regulasi, pedoman, aturan, faktor pendukung serta pelaksana yang kompeten dan berintegritas. PLN telah menetapkan beberapa ketentuan terkait dengan pengelolaan aset yang salah satunya adalah buku Pedoman pemeliharaan peralatan penyaluran tenaga listrik.

Pedoman pemeliharaan yang dimuat dalam buku ini merupakan bagian dari kumpulan Pedoman pemeliharaan peralatan penyaluran yang secara keseluruhan terdiri atas 25 buku. Pedoman ini merupakan penyempurnaan dari pedoman terdahulu yang telah ditetapkan dengan keputusan direksi nomor 113.K/DIR/2010 dan 114.K/DIR/2010. Perubahan atau penyempurnaan pedoman senantiasa diperlukan mengingat perubahan pengetahuan dan teknologi, perubahan lingkungan serta perubahan kebutuhan perusahaan maupun stakeholder. Di masa yang akan datang, pedoman ini juga harus disempurnakan kembali sesuai dengan tuntutan pada masanya.

Penerapan pedoman pemeliharaan ini merupakan hal yang wajib bagi seluruh pihak yang terlibat dalam kegiatan pemeliharaan peralatan penyaluran di PLN, baik perencana, pelaksana maupun evaluator. Pedoman pemeliharaan ini juga wajib dipatuhi oleh para pihak diluar PLN yang bekerjasama dengan PLN untuk melaksanakan kegiatan pemeliharaan di PLN.

Demikian, semoga kehadiran buku ini memberikan manfaat bagi perusahaan dan stakeholder serta masyarakat Indonesia.

Jakarta, Oktober 2014

DIREKTUR UTAMA

NUR PAMUDJI

SISTEM SUPLAI AC/DC

1

SISTEM SUPLAI AC/DC

1 PENDAHULUAN

1.1 Gambaran umum

Dalam pengoperasian tenaga listrik terdapat dua macam sumber tenaga untuk kontrol di dalam Gardu Induk, ialah sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak balik (AC). Sumber tenaga untuk kontrol selalu harus mempunyai keandalan dan stabilitas yang tinggi. Karena persyaratan inilah dipakai baterai sebagai sumber arus searah. Catu daya sumber DC digunakan untuk kebutuhan operasi relay proteksi, kontrol dan scadatel.

Gardu Induk merupakan suatu sistem instalasi listrik yang terdiri dari susunan dan rangkaian sejumlah perlengkapan yang dipasang menempati suatu lokasi tertentu untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik, menaikkan dan menurunkan tegangan sesuai dengan tingkat tegangan kerjanya, tempat melakukan kerja switching rangkaian suatu sistem tenaga listrik dan untuk menunjang keandalan sistem tenaga listrik terkait.

Power Supply utama Gardu Induk meliputi:

a. Tegangan AC

Arus yang mengalir dengan polaritas yang selalu berubah-ubah dimana masing-masing terminal polaritasnya selalu bergantian.

b. Tegangan DC

Arus yang mengalir dalam arah yang tetap (konstan) dimana masing-masing terminal selalu tetap polaritasnya.

c. Genset

Sebuah alat yang digunakan untuk memproduksi energi listrik dengan merubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik.

d. Rectifier

Alat yang digunakan untuk mengubah sumber arus bolak-balik (AC) menjadi sinyal sumber arus searah (DC).

e. Baterai

Alat listrik kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaga dalam bentuk tegangan listrik searah.

f. Load Break Switch (LBS)

SISTEM SUPLAI AC/DC

2

Alat yang digunakan untuk memutus dan menyambung tegangan listrik dalam keadaan berbeban.

g. Mini Circuit Breaker (MCB)

Alat yang berfungsi untuk memutus hubungan listrik yang bekerja secara otomatis apabila ada arus / beban lebih yang melebihi kapasitas dari MCB tersebut.

Sistem AC di Gardu Induk merupakan suplai utama untuk pengoperasian peralatan utama seperti: Rectifier, Penerangan, Pendingin ruangan komputer dan lain sebagainya. Untuk kebutuhan operasi relay dan kontrol di PLN terdapat dua sistem catu daya pasokan arus searah yaitu DC 110V dan DC 220V, sedangkan untuk kebutuhan scadatel menggunakan sistem catu daya DC 48V. Catu daya DC bersumber dari rectifier dan baterai. Terpasang pada instalasi secara paralel dengan beban, sehingga dalam operasionalnya disebut Sistem DC.

Tujuan Pemeliharaan Sistem DC adalah untuk mengusahakan agar rectifier dan baterai berikut rangkaiannya selalu bekerja sesuai karakteristiknya, sehingga diharapkan sistem DC mempunyai keandalan yang tinggi. Diagram instalasi sistem DC dapat dilihat pada Gambar 1-1.

Gambar 1-1 Instalasi Sistem DC

1.2 Instalasi Sistem AC

Instalasi AC pada Gardu Induk Tegangan Tinggi (GI 150 kV/70 kV) atau Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET 500 kV) dapat dipasok dari transformator pemakaian sendiri (PS) 20 kV, genset, tegangan rendah 380 VAC (tegangan rendah dari jaringan distribusi) dan sisi tersier transformator IBT 500/66 kV pada GITET. Pada setiap GI atau GITET minimal harus mempunyai 2 sistem AC yang siap menyuplai tegangan AC, seperti contoh di bawah ini:

BEBAN DC

REL DC

FUSE

REL 20KV

RECTIFIER

TRAFO PS

MCB

BATERE

BEBAN DC

REL DC

FUSE

REL 20KV

RECTIFIER

TRAFO PS

MCB

BATERE

SISTEM SUPLAI AC/DC

3

a. Transformator PS 20 kV dan genset pada GI/GITET b. Sisi tersier transformator IBT 500/66 kV dan genset pada GITET c. Tegangan rendah 380 VAC (tegangan rendah dari jaringan distribusi) dan

genset pada GI.

Instalasi AC dibagi dalam beberapa kelompok yang dirancang sesuai dengan kebutuhan pemakaian beban. Pengelompokan sangat penting untuk menghindari terjadinya over load dan setiap busbar output dari pengelompokan tersebut harus dilengkapi dengan fuse atau LBS. Pengelompokan dari instalasi AC dibagi menjadi dua, yaitu:

1.1.1 Grup Essential

Gambar 1-2 Grup Essential

Grup essential terdiri dari rectifier, motor-motor (PMT, PMS, Kipas Transformator, OLTC dan Kompresor), penerangan ruang kontrol dan ruang relay. Gambar pengawatan satu garis untuk kelompok essential dapat dilihat pada gambar berikut ini:

SISTEM SUPLAI AC/DC

4

Gambar 1-3 Pengawatan Satu Garis Untuk Kelompok Essential

1.1.2 Grup Common

Grup common terdiri dari penerangan switchyard, gedung, exhaust fan, sanitasi dan pendingin ruangan gedung dan lain-lain.

Gambar 1-4 Grup Common

Gambar pengawatan satu garis untuk kelompok common dapat dilihat pada gambar berikut ini:

SISTEM SUPLAI AC/DC

5

Gambar 1-5 Pengawatan Satu Garis Untuk Kelompok Common

1.1.3 Peralatan Sistem AC

Pengoperasian suatu Gardu Induk memerlukan fasilitas pendukung yaitu sumber tegangan rendah AC 380 volt yang diperlukan untuk sistem Kontrol, Proteksi, maupun untuk sistem mekanik penggerak peralatan di Gardu Induk. Pada Gardu Induk 150 kV sumber AC dipasok dari Trafo pemakaian sendiri (PS) sedangkan pada GITET 500 kV, selain Trafo PS dilengkapi juga dengan Generator Set yang diperlukan untuk keadaan darurat atau pada saat Trafo pemakaian sendiri (PS) mengalami gangguan atau sedang dipelihara.

1.1.3.1 Trafo Pemakaian Sendiri

1.1.3.1.1 Fungsi

Pemakaian sendiri di Gardu Induk berfungsi untuk memenuhi kebutuhan Tenaga Listrik peralatan bantu, pada umumnya dibutuhkan untuk memasok daya listrik ke peralatan di Gardu Induk antara lain:

Pengisi Baterai (Charger)

Motor Kipas Pendingin

Motor Sirkulasi minyak

SISTEM SUPLAI AC/DC

6

Motor OLTC

Motor Mekanik PMS

Penerangan Gedung

Penerangan Panel control

Pemanas (Heater)

1.1.3.1.2 Rangkaian Pemakaian Sendiri

Kapasitas dari trafo pemakaian sendiri ditentukan dengan memperhatikan faktor diversitas (diversity), yaitu perbandingan antara jumlah kebutuhan (demand) maksimum setiap bagian sistem dan kebutuhan maksimum seluruh sistem. Dalam hal ini beban gardu dibagi menjadi beban kontinu dan beban terputus-putus. Biasanya tenaga listrik diambilkan dari sisi sekunder atau tersier dari trafo utama atau pada Gardu Induk yang tidak mempunyai trafo untuk distribusi kadang-kadang diambilkan dari sisi sekunder dari trafo pentanahan netral (Earthing Transformer).

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam susunan rangkaian pemakaian sendiri adalah sebagai berikut:

a. Bila tenaga untuk pemakaian sendiri diambil dari sisi tersier dari trafo utama dalam GI yang hanya mempunyai satu trafo utama, harus diusahakan agar dapat diterima tenaga dari jaring-jaring distribusi dari sistem lain (sumber lain).

b. Trafo pemakaian sendiri harus terdiri dari 3 unit satu-fasa, sehingga dalam keadaan gangguan pada sebuah trafo, kedua trafo lainnya dapat bekerja terus dengan hubungan V delta terbuka.

c. Jika dipakai unit 3 fasa untuk trafo pemakaian sendiri, harus dipakai lebih dari 2 buah trafo dan kapasitasnya harus cukup besar untuk dapat menyediakan tenaga dengan normal sekalipun ada gangguan pada sebuah transformator.

d. Bila pengasut (starting transformer) untuk kondensator sinkron dihubungkan pada sisi sekunder dari trafo utama, perlu diatur agar trafo pengasut itu dapat dipakai sebagai cadangan untuk trafo pemakaian sendiri.

SISTEM SUPLAI AC/DC

7

Gambar 1-6 Contoh Rangkaian Transformator Pemakaian Sendiri

Jika tenaga untuk pemakaian sendiri diambil dari sisi tersier dari trafo utama, maka sisi primer dari trafo pemakaian sendiri biasanya hanya dilengkapi dengan pemisah, dan pemutus beban pada sisi tersier dari trafo utama dapat dipakai untuk trafo pemakaian sendiri.

Jika tenaga untuk pemakaian sendiri diambil dari sisi sekunder dari trafo utama, maka untuk ini perlu dipakai pemutus beban atau pengaman lumer (power fuse). Untuk trafo pemakaian sendiri yang menurunkan tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan motor, dipakai pengaman lumer atau pemutus tanpa pengaman lumer (no-fuse breaker) pada sisi primer dan sisi sekunder.

Dalam menentukan letak trafo pemakaian sendiri harus diperhatikan juga kemungkinan perluasan yang akan datang.

Gambar 1-7 Contoh Diagram Satu Garis Trafo PS

SISTEM SUPLAI AC/DC

8

1.1.3.1.3 SOP Trafo PS

1. Normal Operasi Trafo PS di pasok dari Trafo VII (L1, L2, L3, L4 Keluar L5, L6 Masuk).

2. Kondisi Abnormal, maka dipasok dari Trafo IX (L1, L2 Keluar, L3, L4, L5, L6 Masuk).

3. Kondisi Abnormal, maka dipasok dari Trafo VI (L1, L2 Masuk, L3, L4 Keluar dan L5, L6 Masuk).

Keterangan:

L1 : PMS Interface

L2 : PMS Bus Coupler

L3 : PMT Kopel Trafo VII

L4 : PMT Kopel Trafo IX

L5 : LBS MG Sel 20 kV

L6 : LBS MG Sel 20 kV Konvensional

1.1.3.1.4 Peralatan Instalasi Trafo PS

Peralatan instalasi sistem pemakaian sendiri umumnya terdiri dari Load Breaker Switch, Trafo PS, No Fuse Breaker (NFB) dan Lemari Panel Distribusi AC.

Gambar 1-8 dan 1-9 menunjukan contoh konstruksi peralatan terpasang.

Gambar 1-8 Load Breaker Switch

SISTEM SUPLAI AC/DC

9

Gambar 1-9 Peralatan Instalasi Trafo PS

1.1.3.1.5 Lokasi Pemasangan

Pemasangan Trafo pemakaian sendiri tergantung dari desain Gardu Induk pada awal pembangunan antara lain pasangan dalam gedung kontrol (Indoor) dan pasangan luar gedung kontrol (Outdoor). Bila terpasang didalam ruangan maka sirkulasi udara pada ruangan harus baik dan dipasang exhaust fan, bila terpasang diluar gedung maka harus aman dan terlindung dari benda-benda atau binatang yang dapat menyebabkan gangguan.

1.1.3.1.6 Batasan Operasi

Tegangan input di sisi primer hendaknya disesuaikan dengan spesifikasi teknis dari pabrik pembuatnya dan tegangan output disisi sekunder disesuaikan dengan karakteristik beban. Besarnya Kapasitas daya terpasang (kVA) Trafo pemakaian sendiri biasanya diperhitungkan dengan besarnya beban dan melihat perkembangan atau perluasan pada Gardu Induk tersebut. Umumnya Kapasitas Trafo Pemakaian Sendiri adalah 200 - 800 kVA.

1.1.3.1.7 Sistem Pengaturan Tegangan

Pengaturan tegangan diatur sesuai dengan tegangan kerja peralatan. Cara menurunkan dan menaikan tegangan pada Trafo pemakaian sendiri biasanya dengan merubah Tap (Off-Load Tap Changer).

1.1.3.1.8 Sistem Pengaturan Beban

Kapasitas dari trafo pemakaian sendiri ditentukan dengan memperhatikan faktor diversitas (diversity) yaitu perbandingan antara jumlah kebutuhan (demand) maksimum setiap bagian sistem dan kebutuhan maksimum seluruh sistem. Dalam hal ini beban gardu dibagi menjadi beban kontiniu dan beban terputus-putus.

1.1.3.1.9 Sistem Pendingin

Jika kumparan dialiri arus listrik, maka pada inti besi dan kumparan transformator akan timbul panas akibat adanya rugi-rugi besi dan tembaga. Untuk mengurangi panas sebagai

SISTEM SUPLAI AC/DC

10

akibat kenaikan suhu yang berlebihan, maka pada transformator perlu dilengkapi dengan sistem pendingin. Dalam hal ini sistem pedingin berfungsi untuk menyalurkan panas agar keluar/ terbuang dari transformator.

Metoda pengaliran media pendingin pada Trafo Pemakaian sendiri adalah media pendingin minyak dan udara (ONAN), sebagai media pemindah panas dilengkapi dengan sirip-sirip.

Gambar 1-10 Sirip-sirip Trafo Pemakaian sendiri

Agar peralatan dapat bekerja normal maka PS perlu dipelihara secara rutin sesuai dengan jadwal pemeliharaan. Untuk mengetahui riwayat pemeliharaan maka perlu dibuatkan lembar pemeliharaan yang harus didokumentasikan secara rutin.

1.1.3.1.10 Jadwal Pemeliharaan

Jadwal pemeliharaan Trafo PS dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 1-1 Jadwal Pemeliharaan Trafo PS

Butir Pekerjaan

Periode Pemeliharaan

Mingguan

Bulanan

Tahunan

(2 tahuNan)

Inspeksi Fisik X

Cek Level Minyak Pendingin X

Cek Panel kontrol dan lampu indikasi X

Cek dan ukur Tegangan Sekunder 380 V X

Cek kekencangan-Kekencangan Baut X

Cek Kondisi Bushing X

SISTEM SUPLAI AC/DC

11

Butir Pekerjaan

Periode Pemeliharaan

Mingguan

Bulanan

Tahunan

(2 tahuNan)

Bersihkan Sistem pendinginan X

Ukur dan cek sistem pentanahan X

Pengecekan dan Pengujian Minyak isolasi X

a. Inspeksi Mingguan

KONDISI: OPERASI

No Peralatan/komponen Pemeriksaan Kondisi Awal

Tindakan Kondisi Akhir

1

Pemeriksaan Fisik Genset

- Periksa semua fisik Genset dan peralatan pendukung dalam keadaan bersih.

- Bersihkan jika terdapat kotoran dan benda-benda asing lainnya.

.

2 Cek Level Minyak Pendingin

- Periksa Level Minyak Pendingin (PS dengan pendingin Minyak dan dilengkapi indikator).

3 Cek Panel Kontrol dan Lampu Indikasi

- Periksa kondisi Panel Kontrol PS - Cek Kondisi Heater - Cek Ampere Meter dan Tegangan - Cek Lampu Indikasi - Cek dan ukur Tegangan Sekunder 380 V

1.1.4 Genset

1.1.4.1 Umum

Genset merupakan bagian dari AC suplai yang sangat penting sebagai salah satu sumber tenaga bagi instalasi di dalam sistem kelistrikan Gardu Induk, baik untuk sistem kontrol maupun sistem-sistem penggerak peralatan Gardu Induk. Genset diperlukan sekali untuk keadaan darurat, apabila penyediaan listrik utama teganggu, misalnya suplai dari Trafo

SISTEM SUPLAI AC/DC

12

PS (pemakaian sendiri) mengalami kerusakan, pemeliharaan, maupun kondisi sistem Black-Out, sehingga Generator set dapat menggantikan penyediaan daya listrik untuk keperluan seperti mensuplai baterai charger, penerangan untuk ruangan operator, penggerak kipas pendigin transformer, penggerak motor kompressor PMT dan sebagainya.

Gambar 1-11 Genset

1.1.4.2 Prinsip Kerja Generator

Prinsip kerja dari Genset adalah gabungan antara mesin penggerak dan Generator pembangkit listrik. Penggerak mula menggunakan prinsip motor bakar untuk merubah energi kimia dalam bahan bakar menjadi energi mekanis. Penggerak mula berupa motor torak dengan siklus 4 langkah pada umumnya menggunakan bahan bakar minyak diesel (solar).

Prinsip kerja dari Generator adalah mesin listrik yang mengkonversi energi mekanis menjadi energi listrik. Prinsip dasar generator adalah menggunakan hukum Faraday yaitu: e = d / dt.

Secara kuantitatif induksi tegangan oleh medan magnet berubah waktu. Generator terdiri dari lilitan Stator dan lilitan rotor. Lilitan rotor dialiri arus searah melalui sikat arang pada cincin slip. Lilitan stator terdiri dari beberapa buah lilitan (N).

WIND / NOISE

HOT

FLEXIBLE DUCT RADIATOR

THERMOSTATIC AIR

RECIRCULATING DAMPER

INLET

COOL D DISTANCE SHOULD

NOT

BE LESS THAN GENERATOR MESIN

SISTEM SUPLAI AC/DC

13

Gambar 1-12 Generator Serempak Dasar

Rotor yang terdiri dari lilitan rotor yang telah dialiri arus searah diputar dengan kecepatan tetap oleh penggerak mula. Dengan adanya putaran rotor maka pada kumparan stator akan terinduksi fluks magnet dengan bentuk gelombang sinusoidal seperti rumus dibawah ini:

e = d / dt

Keterangan:

E : Tegangan induksi pada kumparan stator

d : Fluksi yang timbul pada periode waktu kumparan stator

dt : Periode waktu

Gambar 1-13 Bentuk Gelombang Tegangan

Tegangan yang terinduksi ke kumparan stator akan membentuk sinusoidal setiap satu putaran penuh (untuk generator 2 kutub). Sedangkan besarnya frekuensi yang timbul tergantung dari banyaknya kutub putaran dan waktu seperti rumus di bawah ini.

SISTEM SUPLAI AC/DC

14

P n

f = Hz

2 60

Keterangan:

F: frekuensi pada kumparan stator

P: jumlah kutub kumparan stator

N: jumlah putaran rotor

Sebagai contoh untuk mendapatkan frekuensi 50 Hz dari sebuah generator 2 kutub maka diperlukan putaran rotor dari generator adalah 3000 putaran/menit.

1.1.4.3 Panel Kontrol

Dalam panel kontrol terdapat rangkaian listrik yang berfungsi sebagai berikut:

1. Mengoperasikan secara otomatis maupun manual

2. Menerima isyarat tegangan suplai

3. Memantau tegangan generator

4. Mengalihkan beban

5. Memantau proteksi

6. Memutuskan beban

7. Mematikan sistem pembangkit

Panel kontrol juga dilengkapi fasilitas perlengkapan pengisian baterai secara kontinu, dan fasilitas pemanas mesin. Semua perlengkapan tersebut harus diawasi agar sirkuitnya berfungsi dengan baik. Jika starting otomatis gagal, alarm harus berbunyi dan disertai indikator Fault. Tegangan output generator selalu dipantau, jika mesin telah stabil, tanda Running (Generator sedang berjalan) harus timbul.

Instrument-instrument yang ada di panel kontrol adalah:

Frekuensi Meter: Untuk mengetahui frekuensi generator sampai dengan putaran mesin stabil.

AC Volt Meter: Untuk mengetahui pembacaan tegangan keluaran generator pada masing-masing fasa, ada juga yang dilengkapi selector switch untuk pembacaan single phase maupun antar fasa.

Watt meter: Untuk mengetahui beban generator.

AC AMP meter: Untuk mengetahui arus genset.

SISTEM SUPLAI AC/DC

15

DC Volt meter: Untuk mengetahui tegangan automatic charging.

Engine Monitor Indicator Lamp: Mencakup banyak fungsi untuk menjalankan Genset.

Counter untuk menunjukan jam kerja generator

Gambar 1-14 Generator

Gambar 1-15 Panel Kontrol Genset

SISTEM SUPLAI AC/DC

16

Lembar Kerja Pemeliharaan Genset

Tabel 1-2 Jenis Pemeliharaan Mingguan Tidak Operasi

KONDISI: TIDAK OPERASI



1


Periksa semua fisik Genset dan peralatan pendukung dalam keadaan bersih.

Bersihkan jika terdapat kotoran dan benda-benda asing lainnya.

.

2 Baterai

Periksa dan lakukan pengukuran tegangan jepit Baterai, catat hasilnya.

Kabel salah satu pole negatif harus dilepas

Periksa dan lakukan pengukuran berat jenis elektrolit pada setiap sel Baterai.

Periksa tinggi permukaan cairan elektrolit, bila kurang tambahkan air suling.

Bersihkan klem-klem Baterai bila perlu dilapis dengan vaselin. Lalu kabel negatif disambung lagi.

3 Air Pendingin

Periksa level air pendingin. Bila kurang tambahkan air murni yang sudah ditambah treatment

4 Minyak Pelumas

Periksa kondisi semua lampu indikasi apakah masih normal

5 Kontrol Panel

Periksa kondisi semua lampu indikasi apakah masih normal.

SISTEM SUPLAI AC/DC

17


Tabel 1-3 Pemeliharaan Mingguan Operasi Tanpa Beban

KONDISI: OPERASI TANPA BEBAN



1

Sistem Pelumasan

Periksa tekanan minyak pada manometer, catat hasilnya

.

2 Sistem AC

Catat tegangan keluaran Genset.

Periksa dan catat frekuensi generator.


Tabel 1-4 Jenis Pemeliharaan Bulanan Tidak Operasi


No Peralatan/komponen Pemeriksaan Kondisi awal


1


Periksa semua fisik Genset dan peralatan pendukung dalam keadaan bersih.

Bersihkan jika terdapat kotoran dan benda-benda asing lainnya.

2 Sistem Bahan Bakar

Periksa jalur pipa bahan bakar dan tangki apakah ada kebocoran.

Atasi terlebih dahulu bila ada kebocoran.

Periksa Level minyak solar. Bila kurang agar ditambah

Periksa kran-kran Bahan Bakar apakah posisi sudah sesuai dengan arah aliran

3 Baterai

Periksa dan lakukan pengukuran tegangan

SISTEM SUPLAI AC/DC

18




jepit Baterai, catat hasilnya.

Kabel salah satu pole negatif harus dilepas

Periksa dan lakukan pengukuran berat jenis elektrolit pada setiap sel Baterai.

Periksa tinggi permukaan cairan elektrolit, bila kurang tambahkan air suling.

Bersihkan klem-klem Baterai bila perlu dilapis dengan vaselin.

4 Automatic charger

Ukur tegangan jepit Automatic charger tanpa beban Baterai. Catat hasilnya.

Hubungkan kembali pole kabel pole negatif Baterai, kemudian ukur tegangan jepit Baterai.

Ukur arus pengisian Automatic Charger

5 Air Pendingin

Periksa kebocoran pipa-pipa dan radiator.

Periksa level air pendingin. Bila kurang tambahkan air murni yang sudah ditambah treatment

Periksa kekencangan tali kipas.

6 Sistem udara masuk

Periksa dan bersihkan elemen filter udara

7 Panel Kontrol

Periksa kondisi semua lampu indikasi apakah masih normal

SISTEM SUPLAI AC/DC

19


Tabel 1-5 Jenis Pemeliharaan Bulanan Operasi Tanpa Beban




1

Sistem Pelumasan

Periksa kebocoran pipa jalur pelumasan.

Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan.

Periksa tekanan minyak pada manometer.

.

2 Sistem Bahan bakar

Periksa kebocoran jalur pipa bahan bakar antara pompa injektor s/d nosel.

Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan

3 Sistem Pembuangan

Periksa kebocoran jalur pembuangan .


4 Sistem DC Suplai

Periksa tegangan jepit Baterai, dan catat

Periksa Arus dari automatic charger, arus harus nol.

Periksa panel kontrol, catat alarm yang timbul

5 Sistem AC

Ukur tegangan keluaran Genset.

Periksa dan catat frekuensi generator

SISTEM SUPLAI AC/DC

20


Tabel 1-6 Jenis Pemeliharaan 6 Bulanan (250 JAM) Tidak Operasi




1

Penggantian minyak pelumas & Filter

Melepas baut penutup bak minyak pelumas.

Menguras minyak pada bak calter.

Hembus dengan udara bertekanan kedalam silinder head mesin.

Melepas filter minyak

Mengganti filter minyak yang baru sesuai spesifikasi.

Menutup kembali baut penutup bak calter

Mengisi minyak pelumas baru, dan periksa kembali level minyak.

Pengisian minyak harus sesuai dengan yang disarankan pada buku petunjuk.

2 Ganti Filter Bahan Bakar

Tutup, kran (valve) bahan bakar dari tanki utama.

Lepas filter Bahan bakar.

Ganti dengan filter bahan bakar yang baru.

Buka kembali kran bahan bakar, kemudian pompa bahan bakar secara manual untuk mengeluarkan sisa udara di saluran bahan bakar dan filter yang baru.

3 Ganti Filter Udara

Tutup, kran (valve) bahan bakar dari tanki utama.

Lepas filter Bahan bakar.

Ganti dengan filter bahan bakar yang baru.

SISTEM SUPLAI AC/DC

21




Buka kembali kran bahan bakar, kemudian pompa bahan bakar secara manual untuk mengeluarkan sisa udara di saluran bahan bakar dan filter yang baru.

Perhatian: sebelum pekerjaan dilaksanakan agar genset dihidupkan selama 15 menit kemudian matikan.

Tabel 1-7 Jenis Pemeliharaan 6 Bulanan (250 JAM) Operasi Tanpa Beban




1

Sistem Pelumasan

Periksa kebocoran pipa jalur pelumasan.


Periksa kebocoran minyak pelumas pada dudukan filter minyak yang baru dipasang, apakah ada kebocoran. Apabila ada kebocoran Genset segera matikan dan perbaiki.

Periksa tekanan minyak pada manometer. Catat hasilnya


Periksa kebocoran jalur pipa bahan bakar antara pompa injektor s/d nosel.


Periksa kebocoran Bahan bakar pada dudukan filter yang baru dipasang, apakah ada kebocoran. Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan. Agar dikencangkan kembali posisi filter dengan dudukannya.

SISTEM SUPLAI AC/DC

22


Tabel 1-8 Jenis Pemeliharaan Tahunan (500 JAM) Tidak Operasi




1

Penggantian minyak pelumas dan Filter

Melepas baut penutup bak minyak pelumas

Menguras minyak pada bak calter

Melepas filter minyak

Mengganti filter minyak yang baru sesuai spesifikasi

Menutup kembali baut penutup bak calter

Mengisi minyak pelumas baru, dan periksa kembali level minyak

2 Ganti Filter Bahan Bakar

Tutup, kran (valve) bahan bakar dari tanki utama!

Lepas filter Bahan bakar!

Ganti dengan filter bahan bakar yang baru!

Buka kembali kran bahan bakar, kemudian pompa bahan bakar secara manual untuk mengeluarkan sisa udara di saluran bahan bakar dan filter yang baru!

3 Ganti Filter Udara

Lepas filter udara dari kotak filter!

Bersihkan kotak filter!

Pasang filter yang baru, kemudian kembalikan seperti semula!

4 Ganti air pendingin

Kuras air sistem pendingin yang ada di Radiator dengan membuka baut penguras yang ada dibagian bawah radiator!

SISTEM SUPLAI AC/DC

23




Tiup bagian dalam radiator dengan udara bertekanan agar kotoran dan sisa air dapat dikeluarkan!

Tutup kembali baut penguras, isi kembali dengan air murni yang sudah ditambah additif!

Periksa kekencangan tali kipas!

5 Ganti Baterai

Lepaskan Baterai yang lama dari dudukan

Bersihkan terminal, kemudian ganti baterai baru yang telah siap, ukur tegangan, BJ Baterai. Catat hasilnya!

Perhatian: sebelum pekerjaaan dilaksanakan agar radiator diisi cairan flushing lalu genset dihidupkan selama 15 menit, kemudian matikan.


Tabel 1-9 Jenis Pemeliharaan Tahunan (500 JAM) Operasi Tanpa Beban




1

Sistem Pelumasan

Periksa kebocoran pipa jalur pelumasan!

Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan!

Periksa kebocoran minyak pelumas pada dudukan filter minyak yang baru dipasang, apakah ada kebocoran. Apabila ada kebocoran Genset segera matikan dan perbaiki!

Periksa tekanan minyak pada manometer. Catat hasilnya!

SISTEM SUPLAI AC/DC

24





Periksa kebocoran jalur pipa bahan bakar antara pompa injektor s/d nosel!

Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan!

Periksa kebocoran Bahan bakar pada dudukan filter yang baru dipasang, apakah ada kebocoran. Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan. Agar dikencangkan kembali posisi filter dengan dudukannya

3 Sistem Pendingin

Periksa kebocoran jalur antara pipa antara radiator dan blok mesin!

Apabila ada kebocoran, Genset segera matikan

4 Sistem AC Berbeban

Ukur tegangan keluaran sebelum berbeban. Catat hasilnya!

Bebani Generator dengan mematikan semua Trafo PS yang ada.

Ukur tegangan keluaran Genset setelah berbeban. Catat hasilnya!

Periksa dan catat frekuensi generator!

5 Sistem DC

Periksa tegangan jepit Baterai, dan catat!

Periksa Arus dari automatIc charger, arus harus nol!

Periksa panel kontrol, catat alarm yang timbul

SISTEM SUPLAI AC/DC

25

1.1.4.4 Troubleshooting

Genset pada umumnya dilengkapi berbagai sensor dan lampu peringatan untuk mengetahui keadaan atau kondisi yang abnormal, misalnya sensor untuk minyak pelumas bertekanan rendah atau temperatur mesin. Jika kondisi ini terjadi maka panel kontrol akan memberikan peringatan, sehingga kita secepatnya untuk mengambil tindakan mematikan mesin agar kerusakan yang lebih parah tidak terjadi.

1.1.5 Instalasi Suplai AC Gardu Induk

Instalasi Suplai AC Pembangkit

Gambar 1-16 Instalasi Type Grid Net Work

SISTEM SUPLAI AC/DC

26

Gambar 1-17 Instalasi Type Grid Sistem

Gambar 1-18 a) Basic Diagram b) dan c) Large Generator With Part-load Transformers

SISTEM SUPLAI AC/DC

27

Gambar 1-19 d) Unit Pompa Pengisi e) Hydro Plant

1.1.6 Instalasi Sistem Suplai AC Pada GITET 500 kV

Untuk mendukung sistem operasi yang andal pada GITET 500 kV perlu didukung oleh power suplai PS yang andal pula, maka untuk itu pada GITET suplai AC untuk pemakaian sendiri dipasang berlapis mulai dari Trafo Earthing 66 kV/0.4 kV, Trafo 20 kV/0.4 kV dan Genset dengan pasokan suplai AC sebagai berkut:

1.1.6.1 Pasokan Utama

Dari Trafo Earthing (tersier) 66/0,4 kV

Gambar 1-20 Sistem PS Pada GITET 500 kV

SISTEM SUPLAI AC/DC

28

1.1.6.2 Pasokan Kedua

Dari Trafo Distribusi 60 MVA 150/20 kV

Gambar 1-21 Pasokan Trafo PS Dari Trafo Distribusi

1.1.6.3 Pasokan Ketiga

Apabila penyediaan listrik terganggu, misalnya Trafo PS mengalami gangguan, dipelihara atau kondisi sistem black-out, maka genset akan memasok tegangan dengan pola operasi dirancang otomatis.

Gambar 1-22 Diagram Satu Garis Suplai AC Pada GITET 500 kV

SISTEM SUPLAI AC/DC

29

1.1.7 Sistem Otomatisasi

Suplai AC pada suatu instalasi Gardu Induk merupakan fasilitas pendukung yang mutlak ada dan merupakan peralatan penting bagi kelangsungan operasi suatu Gardu Induk, baik untuk sistem kontrol maupun untuk sistem-sistem penggerak peralatan di Gardu Induk harus mempunyai keandalan yang tinggi dan kondisi siap bila diperlukan.

Pada Gardu Induk 150 kV suplai AC didapat dari trafo pemakaian sendiri (PS) tetapi pada Gardu Induk 500 kV ada juga yang dilengkapi dengan Generator Set (Diesel Set) yang dibutuhkan sekali untuk keadaan darurat/emergency atau pada saat trafo pemakaian sendiri (PS) mengalami kerusakan atau pemeliharaan.

Dalam pengoperasian, sumber-sumber suplai AC ini dioperasikan secara bergantian/squensial sesuai kondisi dan SOP setempat, baik secara manual maupun secara automatis menggunakan Change Over Switch.

Gambar 1-23 Panel Change Over Switch

SISTEM SUPLAI AC/DC

30

Gambar 1-24 Panel Essential dan Common

1.1.7.1 Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari sistem change over switch adalah otomatisasi perpindahan beban yang saling mengunci (interlock) satu sama lain antara suplai 1/PS1 (N3), suplai 2/PS2 (N4) dan suplai cadangan/Genset (N2).

1. Dalam operasi normal suplai AC 380/220 volt didapat dari trafo PS 1 (N3) atau trafo PS 2 (N4) dengan beban seluruh kebutuhan instalasi, baik common service maupun essential service.

2. Apabila PS pemasok beban gangguan maka sumber AC 380 Volt dipasok dari PS yang lain, demikian juga sebaliknya secara otomatis. (Q0 pada N3 masuk atau Q10 pada N4 keluar demikian sebaliknya dan Q10 keadaan masuk (lihat Gambar 1-23)).

Apabila sistem blackout atau PS1 dan PS2 gangguan maka sumber AC 380 V dipasok dari Genset yang hanya memikul beban essential (Q0) pada N3 dan N4 keluar, Q10 pada N2 keluar maka Genset Operasi (lihat Gambar 1-23).

SISTEM SUPLAI AC/DC

31

Gambar 1-25 Change Over Switch

Gambar 1-26 Diagram Satu Garis LV AC

Changeover

Changeover

SISTEM SUPLAI AC/DC

32

Gambar 1-27 Panel LV AC

1.1.7.2 Bagian Bagian Panel

a. Panel +N1

Essential service distribution board yang terdiri dari fuse-fuse sebagai pengaman Instalasi listrik dari pendistribusian sumber AC.

b. Panel +N2

Berfungsi untuk mensuplai daya hanya ke panel +N1 untuk keperluan sistem instalasi listrik yang penting di GITET 500 kV.

Panel + N2 terdiri dari:

Circuit Breaker Change Over Switch Genset (Q10)

Kontrol Genset (di dalam panel)

Ampere meter Genset

Volt Meter Genset

c. Panel + N3 (Trafo PS 1)

Berfungsi untuk mensuplai daya ke panel +N1 (Essential service distribution board) dan ke panel +N5 (AC Distribution/common service Bus) untuk keperluan sistem instalasi listrik di GITET 500 kV.

SISTEM SUPLAI AC/DC

33

Panel +N3 terdiri dari:

Circuit Breaker Change Over Switch Genset (Q0)

Kontrol Genset (di dalam panel)

Ampere meter Genset

Volt Meter Tarfo PS 1

d. Panel +N4 (Trafo PS 2)

Berfungsi untuk mensuplai daya ke panel +N1 (Essential service distribution board) dan ke panel +N5 (AC Distribution/Common Service Bus) untuk keperluan sistem instalasi listrik di GITET 500 kV.

Panel +N4 terdiri dari:

Circuit Breaker Change Over Switch Trafo PS2t (Q0)

Kontrol Trafo PS2 (di dalam panel)

Ampere meter PS2

Volt Meter Tarfo PS 2

e. Panel +N5 : AC Distribution/Common Service Bus

Terdiri dari Fuse-fuse sebagai pengaman sistem instalasi dari pendistribusian suplai daya.

Gambar 1-28 Diagram Satu Garis Common Serice

SISTEM SUPLAI AC/DC

34

Gambar 1-29 Diagram Satu Garis Essential Service

1.1.7.3 Pemeliharaan Sistem Otomatisasi

Pemeliharaan sistem Otomatisasi terdiri dari:

1. Pengujian fungsi interlock

2. Pengujian Under Voltage

Tujuan Pengujian:

Untuk mengetahui unjuk kerja peralatan sistem otomatisasi sumber AC 3 fasa.

1.1.7.4 Cara Pelaksanaan

1. Perpindahan dari PS1 ke PS2 (lihat gambar 1-26)

Keluarkan Q0 pada panel N3

Periksa apakah Q0 pada panel N4 (PS2) masuk

Demikian sebaliknya apabila Q0 pada panel N4 dikeluarkan maka Q0 pada panel N3 harus masuk.

2. Perpindahan dari PS ke Genset (lihat gambar 1-26)

Keluarkan Breaker 20 kV PS1 dan PS2 pada sel 20 kV

Periksa apakah Q10 pada panel N2 keluar

SISTEM SUPLAI AC/DC

35

Periksa dan amati apakah Genset start

Periksa apakah breaker Genset masuk (NFB)

3. Perpindahan dari Genset ke PS (lihat gambar 1-26)

Masukan salah satu breaker 20 kV PS (PS1 atau PS2)

Periksa dan amati apakah NFB Genset (F) sudah keluar

Masukan Q10 pada panel N2 secara manual

Periksa apakah genset Off (automatic)

Gambar 1-30 Panel AMF

SISTEM SUPLAI AC/DC

36

1.1.8 Instalasi Sistem Suplai AC Pada GITT (150 kV)

1.1.8.1 Instalasi AC Tegangan Tinggi (150 kV)

Instalasi AC pada sistem tegangan tinggi (150 kV) disuplai oleh sebuah trafo yang merubah tegangan menengah menjadi tegangan rendah tiga fasa yang lazim disebut trafo pemakaian sendiri. Instalasi AC ini biasanya dibagi dalam beberapa kelompok pemakaian yang dirancang sesuai dengan kebutuhan masing masing kelompok atau grup mulai dari pemilihan Main Circuit Breaker sampai dengan pemilihan jenis dan ukuran kabel. Pemilihan ini sangat penting untuk menghindari terjadinya over load yang mengakibatkan MCB trip. Kelompok atau grup yang ada di suatu Gardu Induk meliputi:

1. Kelompok suplai AC untuk penerangan, sanitasi dan pendingin ruangan gedung

2. Kelompok suplai AC untuk rectifier atau charger

3. Kelompok suplai AC untuk panel kontrol

4. Kelompok suplai AC untuk switchyard

Kelompok suplai AC untuk motor motor kipas trafo, tap changer, pemisah, pemutus tenaga dan lain lain.

Gambar 1-31 Panel Distribusi AC

1.3 Instalasi Sistem DC

Instalasi Sistem DC suatu gardu induk berfungsi untuk menyalurkan suplai DC yang dipasok oleh rectifier atau charger tiga fasa maupun satu fasa yang dihubungkan dengan satu atau dua set baterai.

SISTEM SUPLAI AC/DC

37

Terdapat 3 (tiga) jenis instalasi atau suplai DC yang digunakan pada gardu induk meliputi:

- Instalasi Sistem DC 250 Volt



1.1.9 Instalasi Sistem DC 250 Volt

Instalasi sistem DC 250 Volt digunakan untuk menyalurkan suplai DC 250 Volt yang dipasok dari rectifier atau charger tiga fasa serta dihubungkan dengan baterai untuk mengoperasikan peralatan pada instalasi gardu induk seperti:

- Motor - motor (PMT dan PMS)

- Relay proteksi

- Instrumen instrumen

- Tripping dan Closing coil

1.1.10 Instalasi Sistem DC 110 V

Instalasi sistem DC 110 Volt digunakan untuk menyalurkan suplai DC 110 Volt yang dipasok dari rectifier atau charger serta dihubungkan dengan baterai untuk mengoperasikan peralatan pada instalasi gardu induk seperti:

- Motor - motor (PMT dan PMS)

- Relay proteksi dan meter - meter digital

- Sinyal, alarm dan indikasi

- Tripping dan Closing coil

Gambar 1-32 DC Distribution Board

SISTEM SUPLAI AC/DC

38

1.1.11 Instalasi sistem DC 48 Volt untuk Komunikasi dan Teleproteksi

Instalasi sistem DC 48 Volt ini digunakan untuk menyalurkan suplai DC 48 Volt yang dipasok dari rectifier atau charger serta dihubungkan dengan baterai untuk mengoperasikan peralatan pada instalasi gardu induk seperti:

- Scada / RTU

- Teleproteksi Unit

- Komunikasi (PLC) Unit Continuous Load

- Alarm, sinyal dan indikasi

Gambar 1-33 Panel PLC

1.1.12 Pola Instalasi Sistem DC

Instalasi sistem DC terdiri dua pola, antara lain:

1.1.12.1 Pola 1

Pola 1 terdiri dari transformator PS, 2 charger, 2 baterai dan 1 bus DC. Pengaman utama dan pengaman cadangan menggunakan MCB yang berbeda. Sistem operasi sebagai berikut:

- Baterai 1 dan charger 1 (sistem 1) operasi memikul beban sedangkan baterai 2 dan charger 2 (sistem 2) operasi tanpa beban

- Sistem 1 dan sistem 2 operasi secara bergantian, pola ini digunakan pada Gardu Induk 150 kV dan Gardu Induk 70 kV

SISTEM SUPLAI AC/DC

39

Gambar 1-34 Pola 1

1.1.12.2 Pola 2

Pola 2 terdiri dari: transformator PS, 2 charger, 2 baterai dan 2 bus DC pengaman utama dan pengaman cadangan menggunakan MCB yang berbeda. Pola 2 didesain untuk gardu induk 500 kV dimana dengan dengan filosofi redundant proteksi sehingga sistem operasi sebagai berikut:

- Baterai 1 dan charger 1 operasi memikul beban sistem 1 (proteksi utama 1 dan sistem triping 1) dan baterai 2 dan charger 2 operasi memikul beban sistem 2 (proteksi utama 2 dan sistem triping 2).

- Posisi normal sistem 1 dan sistem 2 operasi secara terpisah, MCB kopel posisi keluar.

Pada saat pemeliharaan sistem 1, MCB sistem 1 dilepas maka MCB kopel akan masuk. Demikian sebaliknya jika yang dipelihara sistem 2.

SISTEM SUPLAI AC/DC

40

Gambar 1-35 Pola 2

1.1.13 Dasar - Dasar Sistem AC ke DC

Gambar 1-36 Sistem AC ke DC

SISTEM SUPLAI AC/DC

41

1.1.14 Cara - Cara Mendapatkan Tegangan DC Menggunakan Trafo

Gambar 1-37 Jenis Penyearah

Gambar 1-38 Penyearah 3 Phasa, 1 jalur, 3 kutub

Gambar 1-39 Penyearah 3 Phasa, 2 jalur, 6 kutub

SISTEM SUPLAI AC/DC

42

Gambar 1-40 Penyearahan 3 Phasa, 2 jalur, 12 kutub

Gambar 1-41 Penyearahan 6 Phasa, 2 jalur, 12 kutub

1.1.15 Peralatan Sistem DC

1.1.15.1 Prinsip Kerja Rectifier

Rectifier adalah suatu rangkaian alat listrik untuk mengubah arus listrik bolak- balik (AC) menjadi arus searah (DC). Rectifier yang terpasang di Gardu Induk berfungsi untuk mengisi muatan baterai, memasok daya secara kontinu ke beban dan menjaga baterai agar tetap dalam kondisi penuh.

LOAD

3 Phase, 2 Way, 12 Pole

6 Phase, 2 Way, 12 PoleLO

AD

6 Phase, 2 Jalur, 12 Kutub

SISTEM SUPLAI AC/DC

43

1.1.15.2 Bagian Utama Rectifier

Bagian utama rectifier terdiri dari Trafo Utama, penyearah, AVR, Filter, Rangkaian Voltage Dropper, dan sistem alarm.

1.1.15.2.1 Transformator Utama

Transformator utama yang terpasang pada rectifier biasanya merupakan transformator step-down berfungsi sebagai penurun tegangan dari tegangan AC 220/380 volt menjadi 110 /48 volt contoh transformator utama sebagaimana yang diperlihatkan pada gambar 3. Besar kapasitas arus transformator utama harus disesuaikan dengan kapasitas baterai terpasang (C5) dan beban sumber DC di Gardu Induk tersebut.

Gambar 1-42 Transformator Tenaga

1.1.15.2.2 Penyearah Thyristor

Berfungsi sebagai penyearah dan pengatur tegangan keluaran dari transformator utama, penyearah ini dari bahan semi konduktor yang dilengkapi dengan satu terminal kontrol untuk mengatur sudut penyalaan Thyristor.

Gambar 1-43 Diagram Penyearah Thyristor System 3 Fasa

SISTEM SUPLAI AC/DC

44

1.1.15.2.3 Filter (Penyaring)

Filter berfungsi sebagai penyaring tegangan yang keluar dari rangkaian penyearah agar menghasilkan tegangan DC yang kandungan harmonisa atau tegangan ripple tidak melebihi batas tertentu (

SISTEM SUPLAI AC/DC

45

High DC Voltage (Tegangan DC tinggi)

Earth Fault Positif (Gangguan hubung tanah DC positif)

Earth Fault Negatif (Gangguan hubung tanah DC negatif)

1.1.15.2.6 Rangkaian Voltage Dropper

Voltage dropper berfungsi untuk manjaga stabilitas tegangan output rectifier ke arah beban pada saat rectifier beroperasi pada pengisian Floating (baterai terpasang diatas 86 cell), Equalizing atau Boosting.

Gambar 1-45 Diagram Voltage Dropper

1.1.15.2.7 Modul Pengaturan Arus dan Tegangan

Pengaturan arus dan tegangan output rectifier dilakukan dengan mengatur tahanan geser pada modul kontrol (AVR) agar memenuhi standar/syarat pengisian baterai dan suplai ke beban.

Gambar 1-46 Contoh Modul pengaturan arus dan tegangan

SISTEM SUPLAI AC/DC

46

1.1.15.3 Mode Operasi Pengisian pada Rectifier/Charger

Jenis pengisian pada rectifier adalah: Floating, Equalizing dan Boosting.

1.1.15.3.1 Floating Charge

Floating adalah jenis pengisian baterai untuk menjaga baterai dalam keadaan penuh (full charge). Pada kondisi normal rectifier beroperasi pada sistem floating.

1.1.15.3.2 Equalizing Charge

Equalizing adalah jenis pengisian yang bertujuan untuk menyamakan atau meratakan tegangan setiap cell baterai.

1.1.15.3.3 Boosting Charge

Boosting adalah jenis pengisian cara cepat (high rate) yang digunakan pada saat initial charge atau pengisian kembali setelah baterai mengalami pengosongan yang besar.

1.1.15.4 Switch Mode Power Supply

1.1.15.4.1 Prinsip Kerja SMPS

Dinamakan Switch Mode Power Supply (SMPS) karena sistem kerjanya menggunakan metode switching (pensaklaran) yaitu menghidup matikan tegangan yang masuk ke dalam trafo dengan peralatan/komponen elektronik dengan frekuensi tertentu. kelebihan dari SMPS yaitu kemampuan power supply bekerja dengan rentang tegangan masukan yang lebar. Pada beberapa jenis SMPS, mampu bekerja pada tegangan masukan antara 90 s/d 265V dengan output yang sama dan stabil. Karena kelebihan tersebut, SMPS menjadi auto-voltage regulator atau wide range input regulated power supply (secara mudahnya disebut AC-matic).

1.1.15.4.2 Bagian-bagian Utama SMPS

Gambar 1-47 Diagram SMPS Dengan Control

SISTEM SUPLAI AC/DC

47

Gambar 1-48 Bagian - Bagian SMPS

1.1.15.4.3 Input

Input AC untuk SMPS yang digunakan disini telah dilengkapi dengan modul proteksi surja (Surge Protector). System kerjanya peralatan ini akan secara otomatis melepas bagian AC input apabila terjadi Transien/ lonjakan arus atau tegangan sesaat pada system AC. Peralatan utama biasanya terdiri dari kontaktor sebagai input daya SMPS yang dikontrol melalui modul surge protector.

Line filter befungsi sebagai filter tegangan masukan, tujuan utamanya untuk menghilangkan frekuensi-frekuensi liar dari jala-jala listrik (selain frekuensi tegangan AC masukan) yang dimungkinkan bisa mengganggu kerja dari SMPS. Line filter dibentuk dari induktor-induktor dan kapasitor-kapasitor yang dipasang secara seri terhadap tegangan masukan.

Gambar 1-49 Modul input SMPS

SISTEM SUPLAI AC/DC

48

Gambar 1-50 Modul input SMPS Tampak Bawah

1.1.15.4.4 Rectifier & Smoother

Rectifier berfungsi sebagai penyearah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC) sedangkan Smoother berfungsi sebagai memperkecil tegangan ripple hasil dari penyearahan tegangan bolak-balik. Komponen-komponen penyearahan terdiri dari dioda-dioda dan elco. Dioda berfungsi sebagai penyearah dan elco befungsi sebagai filter untuk menghilangkan denyut ripple pada tegangan DC yang dihasilkan selain kapasitor-kapasitor yang dipasang paralel terhadap dioda. Jenis penyearahan pada umumnya menggunakan metode bridge rectifier, yang mempunyai kelebihan pada tingginya isolasi antara tegangan DC yang dihasilkan dengan tegangan AC masukan.

1.1.15.4.5 DC to DC Converter

Start Up menggunakan frekuensi kerja antara 30 s/d 40 KHz. Karena frekuensi tersebut tidak ditemukan pada tegangan DC, maka sistem SMPS membuat sendiri pulsa tersebut dengan metode self oscilating (osilasi sendiri). Dalam setiap sistem osilator, dibutuhkan tegangan awal/pemicu yang berfungsi sebagai pemicu awal rangkaian osilator untuk berosilasi. Tegangan pemicu ini muncul beberapa saat setelah SMPS mendapat tegangan masukan (AC in).

Switcher berfungsi sebagai saklar utama transformator. Karakteristik switcher harus mampu menahan arus kolektor/drain yang cukup besar untuk menahan tegangan pada lilitan primer transformator. Arus ini bukan arus konstan melainkan arus sesaat tergantung lebar pulsa yang menggerakkan. Switcher harus mempunyai frekuensi kerja yang cukup untuk diperkerjakan sebagai switcher.

Rangkaian Error Amp berfungsi sebagai stabiliser tegangan output. Cara kerjanya adalah membandingkan tegangan output (diambil dari lilitan sekunder trafo) dengan tegangan referensi yang stabil. Kunci dari AutoVoltage berada pada blok ini. Dalam hal ini pengontrolan yang baik telah menggunakan sistem microprocessor yang yang berkolaborasi dengan DAC dan ADC sebagai sensing ke modul-modul output. Tegangan sekunder yang dihasilkan dinaikkan dengan cara melebarkan pulsa, dan sebaliknya untuk menurunkan tegangan output dengan cara menyempitkan pulsa yang masuk ke switcher.

SISTEM SUPLAI AC/DC

49

Fungsi utama dari snubber circuit adalah untuk mempercepat demagnetisasi. snubber juga dipakai untuk menentukan frekuensi kerja trafo. Snubber circuit tersusun dari kombinasi C dan R (dalam beberapa jenis terdapat dioda) yang dipasang secara paralel terhadap lilitan primer trafo.

Secondary Rectifier dan Smoother Tegangan pada sekunder transformator bukan dalam bentuk AC, melainkan DC yang berbentuk pulsa. Tegangan yang muncul pada sekunder trafo disearahkan dan difilter untuk menghasilkan tegangan DC sekunder. Karakteristik penyearah/dioda berjenis fast rectifier. Fast rectifier dimaksudkan mampu menyearahkan pulsa dengan frekuensi tinggi.

1.1.15.4.6 Operation Mode & Protection

Operation Mode adalah sebuah mode operasi output yang dapat dikontrol sesuai keinginan. Diantaranya mode Floating, Equalizing, dan Boosting. Protection circuit yang terpasang pada umumnya adalah OCP (Over Current Protection) dan OVP (Over Voltage Protection).

1.1.15.4.7 Dropper Control

Dropper control berfungsi sebagai penurun tegangan pada beban apabila disisi baterai sedang melaksanakan mode Equalizing atau Boosting. Komponen utamanya adalah Dioda atau SCR (Silicone Control Rectifier) yang terparalel dengan kontaktor sebagai backup atau bypass tegangan.

1.1.15.4.8 Announciator & Metering

Announciator adalah signal pemberi informasi (Indikasi) apabila terjadi gangguan pada peralatan misal indikasi Over Current, Over Voltage, Under Voltage, dan DC Ground. Sedangkan metering adalan penunjukan besaran arus dan tegangan baik yang kebeban maupun yang ke baterai.

1.1.16 Baterai

Baterai atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversible (dapat berbalikan) dengan efesiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversible adalah didalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia (Proses Pengisian), pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan didalam sel. Tiap sel baterai terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan yaitu elektroda positif dan elektroda negative yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia.

Menurut pemakaian baterai dapat digolongkan kedalam 2 jenis:

- Stationary (tetap)

- Portable (dapat dipindah-pindah)

SISTEM SUPLAI AC/DC

50

1.1.16.1 Prinsip Kerja Baterai

a. Proses discharge pada sel berlangsung menurut skema Gambar 1.53. Bila sel dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir dari anoda melalui beban kekatoda, kemudian ion-ion negative mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda.

b. Pada proses pengisian menurut skema Gambar 1.54 bila sel dihubungan

dengan power supply maka, elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negative menjadi katoda dan proses kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:

1) Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power

supply ke katoda.

2) Ion-ion negative mengalir dari katoda ke anoda

3) Ion-ion positif mengalir dari anoda ke katoda

Gambar 1-51 Reaksi Elektrokimia Pada Sel Baterai (Discharger)

Gambar 1-52 Reaksi Elektrokimia Pada Sel Baterai (Charge)

SISTEM SUPLAI AC/DC

51

1.1.16.2 Jenis Jenis baterai

1.1.16.2.1 Baterai Asam

Baterai asam bahan elektrolitnya adalah larutan asam belerang (sulpuric acid=H2SO4). Didalam baterai asam elektroda-elektrodanya terdiri dari plat-plat timah peroksida PbO2 (lead peroxide) sebagai anoda (kutub positif) dan timah murni Pb (lead sponge) sebagai katoda (kutub negatif).

Gambar 1-53 Lead Acid Baterai

Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuat) sebagai berikut:

- Tegangan nominal per sel 2 volt. - Nilai berat jenis elektrolit sebanding dengan kapasitas baterai. - Suhu elektrolit sangat mempengaruhi terhadap nilai berat jenis elektrolit

semakin tinggi suhu elektrolit semakin rendah berat jenisnya dan sebaliknya.

- Nilai standar berat jenis elektrolit tergantung pada pabrik pembuatnya. - Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan - Tegangan pengisian per sel

Pengisian secara terapung (floating) 2,10 - 2,20 volt. Pengisian secara cepat (equalizing) 2,25 - 2,30 volt Pengisian denga harga tinggi (boosting) 2,35 - 2,40 volt

- Tegangan akhir pengosongan per sel (discharge) 2,0-1,8 volt

1.1.16.2.2 Baterai Alkali

Baterai alkali bahan elektrolitnya adalah larutan alkali (potassium hidroxide) terdiri dari:

- Nickel-Iron Alkaline Baterai (Ni-Fe baterai)

- Nickel Cadium Alkaline Baterai (Ni-Cd baterai)

SISTEM SUPLAI AC/DC

52

Gambar 1-54 Ni - Cad Baterai

Umum yang banyak diinstalasi PLN adalah baterai alkali nickel-cadmium (Ni-Cd). Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuatnya) sebagai berikut:

- Tegangan nominal per sel 1,2 volt. - Nilai berat jenis elektrolitnya tidak sebanding dengan kapasitas baterai. - Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan - Tegangan pengisian

Pengisian secara terapung (floating) 1,40-1,44 volt. Pengisian secara cepat (equalizing) 1,50-1,60 volt Pengisian dengan harga tinggi (boosting) 1,65-1,70 volt

- Tegangan pengosongan akhir (end Voltage) per sel 1 volt

1.1.16.2.3 Baterai Kering/ Lithium

Baterai lithium adalah baterai yang digerakan oleh ion lithium. Anoda dan katoda baterai lithium-ion terbuat dari karbon dan oksida lithium.Sedangkan elektrolit terbuat dari garam lithium yang dilarutkan dalam pelarut organik. Bahan pembuat anoda sebagian besar merupakan grafit sedangkan katoda terbuat dari salah satu bahan berikut: lithium kobalt oksida (LiCoO2), lithium besi fosfat (LiFePO4), atau lithium oksida mangan (LiMn2O4).Elektrolit yang umum digunakan adalah garam lithium seperti lithium hexafluorophosphate (LiPF6), lithium tetrafluoroborate (LiBF4), dan lithium perklorat (LiClO4) yang dilarutkan dalam pelarut organik seperti etilen karbonat, dimetil karbonat, dan dietil karbonat.

SISTEM SUPLAI AC/DC

53

Gambar 1-55 Lithium-ion

1.1.16.3 Bagian Utama Baterai

1.1.16.3.1 Elektroda

Tiap sel baterai terdiri dari 2 (dua) elektroda, yaitu elektroda positif dan negatif, direndam dalam suatu larutan kimia yang berfungsi sebagai media perpindahan elektron pada saat berlangsung charge discharg.

Elektroda positif dan negatif tersusun dari beberapa Grid yang berupa rangka besi berfungsi sebagai tempat material aktif. Material aktif berfungsi sebagai material yang bereaksi secara kimia untuk menghasilkan energi listrik.

Gambar 1-56 a) Plat Grid, b) Material Aktif c) Grid Rangka Besi d) Terakit Dalam Plastic Container

SISTEM SUPLAI AC/DC

54

1.1.16.3.2 Elektrolit

Elektrolit adalah cairan atau larutan senyawa kimia yang berfungsi menghantarkan arus listrik, larutan tersebut dapat menghasilkan muatan listrik positif dan negatif. Bagian yang bermuatan positif disebut ion positif dan bagian yang bermuatan negatif disebut ion negatif. Makin banyak ion ion yang dihasilkan suatu elektrolit maka makin besar daya hantar listriknya.

Jenis cairan elektrolit baterai terdiri dari 2 (dua) macam yaitu:

a. Larutan Asam Sulfat (H2SO4) digunakan pada baterai asam.

b. Larutan Kalium Hidroxide (KOH) digunakan pada baterai alkali.

1.1.16.3.3 Sel Baterai

Sel baterai berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan elektrolit dan elektroda. Bahan bejana (container) yang digunakan terdiri dari 2 (dua) macam:

1.1.16.3.4 Steel Container

Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari steel ditempatkan dalam rak kayu, hal ini untuk menghindari terjadi hubung singkat antar sel baterai dan hubung tanah.

1.1.16.3.5 Plastic Container

Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari plastik ditempatkan dalam rak besi yang diisolasi, hal ini untuk menghindari terjadi hubung singkat antar sel baterai atau hubung tanah apabila terjadi kerusakan/kebocoran elektrolit baterai.

Gambar 1-57 Plastic Container Dan Steel Container

1.1.16.3.6 Terminal dan Penghubung Baterai

Terminal dan klem pada sel baterai berfungsi untuk menghubungkan kutub-kutub sel baterai, mengunakan bahan nickel plated steel atau cooper sedangkan penghubung antar unit atau grup baterai menggunakan bahan nickel plated atau berupa kabel yang terisolasi (Insulated Flexible Cable).

a

SISTEM SUPLAI AC/DC

55

Gambar 1-58 Terminal Penghubung Baterai

1.1.16.4 Type Baterai Menurut Karakteristik Pembebanan

a. Tipe X: Very High Loading. Tipe pembebanan diatas 7 CnA (kapasitas nominal arus), yaitu jenis pembebanan dengan arus yang sangat tinggi dalam waktu yang singkat, 2 menit dengan tegangan akhir 0,8 volt per sel.

b. Tipe H: High Loading

Yaitu untuk jenis pembebanan dengan arus yang tinggi dengan waktu yang singkat, dengan pembebanan 3,5-7 CnA, lama waktu pembebanan 4 menit, biasanya digunakan di pembangkit-pembangkit pada saat start mesin dengan tegangan akhir 0,8 volt per sel.

c. Tipe M: Medium Loading

Yaitu untuk jenis pembebanan dengan arus sedang dengan waktu yang singkat, dengan pembebanan 0,5-3,5 CnA, lama waktu pembebanan 40 menit. Biasanya digunakan digardu-gardu induk. Tegangan akhir 0,9 volt per sel.

d. Tipe L: Low Loading

Yaitu untuk jenis pembebanan dengan arus kecil, dengan pembebanan 0,5 CnA lama waktu pembebanan 5 jam, biasanya digunakan di gardu-gardu induk. Tegangan akhir 1 volt per sel.

1.1.17 Ruang Baterai

1.1.17.1 Sirkulasi udara

Pada pemasangan baterai di ruangan tertutup, maka diperlukan adanya sirkulasi udara yang cukup di ruang baterai tersebut. Selain dilengkapi dengan exhaust fan juga membutuhkan ventilasi udara yang masuk. Ventilasi udara masuk ini harus di desain khusus (dilengkapi penyaring udara) agar ruang baterai tidak mudah kotor dan volume udara yang berputar cukup dengan tujuan membuang gas Hidrogen dan oksygen (eksplosif) yang timbul akibat proses kimia baterai. Untuk ventilasi atau volume udara yang mengalir adalah sebagai berikut.

SISTEM SUPLAI AC/DC

56

a. Untuk instalasi di darat (Land Installation)

Q = 55 X n X I

b. Untuk instalasi di laut (Marine Instalation)

Q = 110 X n X I

Keterangan:

Q = Volume udara (Liter/Jam)

n = J

buku pedoman pemeliharaan121.100.16.220/webtjbtb/wp-content/uploads... · 1.1.7.1 prinsip kerja...

Documents