Prinsip Kerja Generator sinkron

17:01  HaGe  3Komentar

Setelah kita membahas di sini mengenai konstruksi dari suatu generator sinkron, maka artikel kali ini akan membahas mengenai prinsip kerja dari suatu generator sinkron. Yang akan menjadi kerangka bahasan kali ini adalah pengoperasian generator sinkron dalam kondisi berbeban, tanpa beban, menentukan reaktansi dan resistansi dengan melakukan percobaan tanpa beban (beban nol), percobaan hubung-singkat dan percobaan resistansi jangkar.

Seperti telah dijelaskan pada artikel-artikel sebelumnya, bahwa kecepatan rotor dan frekuensi dari tegangan yang dibangkitkan oleh suatu generator sinkron berbanding lurus. Gambar 1 akan memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a’.

Untuk dapat lebih mudah memahami, silahkan lihat animasi prinsip kerja generator, di sini.

Gambar 1. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub.

Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya terdiri dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz).

Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f = 60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan:

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

ΦA = Φm. Sin ωt

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

Gambar 2. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub

Besarnya fluks resultan adalah jumlah vektor ketiga fluks tersebut adalah: ΦT = ΦA +ΦB + ΦC, yang merupakan fungsi tempat (Φ) dan waktu (t), maka besar- besarnya fluks total adalah: ΦT = Φm.Sin ωt + Φm.Sin(ωt – 120°) + Φm. Sin(ωt– 240°). Cos (φ – 240°)

Dengan memakai transformasi trigonometri dari :

Sin α . Cos β = ½.Sin (α + β) + ½ Sin (α + β ),

maka dari persamaan diatas diperoleh :

ΦT = ½.Φm. Sin (ωt +φ )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) + ½.Φm. Sin ( ωt + φ – 240° )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) +½.Φm. Sin (ωt + φ – 480°)

Dari persamaan diatas, bila diuraikan maka suku kesatu, ketiga, dan kelimaakan silang menghilangkan. Dengan demikian dari persamaan akan didapatfluksi total sebesar, ΦT = ¾ Φm. Sin ( ωt - Φ ) Weber .

Jadi medan resultan merupakan medan putar dengan modulus 3/2 Φ dengansudut putar sebesar ω. Maka besarnya tegangan masing-masing fasa adalah :

E maks = Bm. ℓ. ω r Volt

dimana :

Bm = Kerapatan Fluks maksimum kumparan medan rotor (Tesla)ℓ = Panjang masing-masing lilitan dalam medan magnetik (Weber)ω = Kecepatan sudut dari rotor (rad/s)r = Radius dari jangkar (meter)

anda dapat juga membaca artikel yang terkait dengan bahasan kali ini, di:

- elektromekanis dalam sistem tenaga-1, di sini.- elektromekanis dalam sistem tenaga-2, di sini.

Generator Tanpa Beban

Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar:

Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt

Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar 3b.

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

Generator Berbeban

Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubah-ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada:• Resistansi jangkar Ra• Reaktansi bocor jangkar Xl• Reaksi Jangkar Xa

a. Resistansi JangkarResistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan jatuh/fasa) dan I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar.

b. Reaktansi Bocor JangkarSaat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor.

c. Reaksi JangkarAdanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar :

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

Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar.

Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif) sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus terhadap ΦF.

Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif , sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF dengan sudut (90 -θ).

Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperkuat ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.

Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperlemah ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.

Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron Xs.

Vektor diagram untuk beban yang bersifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif diperlihatkan pada Gambar 5a, 5b dan 5c.

Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator

Berdasarkan gambar diatas, maka bisa ditentukan besarnya tegangan jatuh yang terjadi, yaitu :

Total Tegangan Jatuh pada Beban:

= I.Ra + j (I.Xa + I.XL)= I {Ra + j (Xs + XL)}

= I {Ra + j (Xs)}

= I.Zs

Menentukan Resistansi dan Reaktansi

Untuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus dilakukan percobaan (test). Ada tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu:

• Test Tanpa beban ( Beban Nol )• Test Hubung Singkat.• Test Resistansi Jangkar.

Test Tanpa Beban

Test Tanpa Beban dilakukan pada kecepatan Sinkron dengan rangkaian jangkar terbuka (tanpa beban) seperti diperlihatkan pada Gambar 6. Percobaan dilakukan dengan cara mengatur arus medan (If) dari nol sampai rating tegangan output terminal tercapai.

Gambar 6. Rangkaian Test Generator Tanpa Beban.

Test Hubung Singkat

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

Gambar 7. Rangkaian Test Generator di Hubung Singkat.

Dari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kurva karakteristik seperti diperlihatkan pada gambar 8.

Gambar 8. Kurva Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Generator.

Impedansi Sinkron dicari berdasarkan hasil test, adalah:

, If = konstatn

Test Resistansi Jangkar

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

Gambar 9. Pengukuran Resistansi DC.

Dalam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai resistansi AC efektif , eff R . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar jangkar, dan konstruksi kumparan. Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6 .

Bila nilai Ra telah diketahui, nilai Xs bisa ditentukan berdasarkan persamaan:

Recent Posts

Pengenalan Basis Data

February 23rd, 2012 in Uncategorized by Rohandi Latif

Basis data merupakan kumpulan data yang terkait secara logis, dapat diakses banyak pihak, dan dirancang untuk memenuhi kebutuhan informasi. Contoh sederhana basis data misalnya kontak pada handphone. Di sana terdapat nomor dan nama kontak yang tersimpan terpisah. Nomor sendiri, nama sendiri. Ini bertujuan agar memudahkan aplikasi untuk menghubungkan suatu data dengan data yang lain.

Penggunaan basis data misalnya :

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

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

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

Komponen-komponen basis data :

Hardware Software Data Procedure People

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

Karakteristik :

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

No Comments

Generator DC

November 6th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

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

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

Prinsip generator berkaitan dengan percobaan Faraday :

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

Nilai GGl induksi yang dibangkitkan :

Kaidah tangan kanan :

Kutub magnet yang digunakan untuk generator DC didapat dari magnet tetap maupun magnet buatan.

Prinsip pembentukan kutub magnet buatan tidak lepas dari penemuan Oersted. Dia mengatakan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet.

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

Susunan generator DC :

Berikut adalah grafik putaran 360o generator DC :

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

AC.

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

1. Generator penguat terpisah

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

generator.

2. Generator penguat sendiri

Arus kemagnetan diperoleh dari dalam generator itu sendiri. Arus kemagnetannya terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun tegangan generator. Pengaruh nilai tegangan dan arus generator terhadap arus penguat ditentukan oleh

rangkaian lilitan penguat magnet dengan lilitan jangkar. Berdasarkan lilitan penguat, generator ini dibedakan menjadi :

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

No Comments

Transformator

October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Induksi Magnet Bersama

Transformator : alat elektromagnetik yang mentransfer energi listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan induksi magnet bersama.

Fungsi transformator : untuk menaikkan atau menurunkan tegangan.

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

1. Tegangan induksi pada kumparan primer = Ep = Vp

2. Tegangan induksi pada kumparan sekunder = Es = Vs

Fluks bersama : gabungan fluks dari sisi primer dan sekunder.

Koefisien Penggabungan

Yaitu banyaknya fluks magnet primer masuk dan memotong sisi sekunder. Penggabungan maksimum terjadi saat seluruh garis fluks dari kumparan

primer masuk dan memotong sisi sekunder. Cara memaksimumkan dengan melilitkan inti besi.

Tegangan, Arus, dan Jumlah Lilitan pada Kumparan

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

yang keluar.

np = jumlah lilitan primer ns = jumlah lilitan sekunder

Transformator Stepup

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

Transformator Stepdown

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

Transformator Satu Fasa

Misal di Amerika (di Indonesia 220 V). Transformator satu fasa 120 atau 240 VAC digunakan untuk menyuplai

pencahayaan, bak penampung, dan beban peralatan yang rendah. Transformator dengan kumparan sekunder 240 VAC digunakan untuk

menyuplai 240 VAC ke peralatan yang lebih besar seperti tungku, AC, dan pemanas.

Persamaan dalam Transformator

Rating Transformator

Dinyatakan dalam kVA (kiloVolt-Ampere). Ukuran kVA menentukan arus sebuah transformator dapat sampai ke

beban tanpa panas yang berlebih.

Rugi-Rugi Transformator

Beberapa persen energi akan hilang dalam bentuk panas saat transfer dari kumparan primer ke sekunder.

Bisa terjadi pada kawat pembentuk kumparan maupun inti. Cara mengurangi kehilangan yaitu dengan laminasi.

Laminasi : memasang inti yang terdiri dari sejumlah bagian yang berlapis. Cara ini dapat memperkecil arus Eddy atau arus pusar.

Transformator Tiga Fasa

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

Ada 2 macam :

1. Sambungan Delta (Delta Connection)

Digunakan jika jarak sumber suplai menuju beban adalah dekat. Seperti tiga buah transformator satu fasa yang dihubungkan secara

bersama-sama. Secara skematis berbentuk segitiga. Seluruh tiga fasa digunakan untuk menyuplai beban tiga fasa.

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

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

2. Sambungan Bintang (Wyne Connection)

Berbentuk huruf “Y”. Transformator terhubung bintang di sisi sekunder. Mempunyai empat kawat. Tiga untuk fasa, satu untuk netral. Tegangan fasa ke netral akan selalu lebih kecil daripada tegangan fasa ke

fasa.

No Comments

Elektromagnetik

October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Kemagnetan

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

Garis Fluks Magnet

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

ke kutub utara melalui magnet.

Tarik-Menarik antar Kutub Tak Sejenis

Kutub selatan akan menarik kutub utara.

Tolak-Menolak antar Kutub Sejenis

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

Elektromagnetik

Yaitu magnet yang dibuat dengan cara konduktor dialiri arus sehingga dihasilkan medan magnet.

Semakin meningkat arus, ukuran dan kekuatan medan magnet juga akan meningkat.

Aturan Tangan Kiri pada Konduktor

Arah arus elektron menjauh dari pengamat, maka garis fluks akan berlawanan dengan arah jarum jam, dan sebaliknya.

Elektromagnet dapat dibuat dengan melilitkan konduktor ke dalam suatu lilitan dan menerapkannya pada tegangan.

Penambahan Inti Besi

Inti udara elektromagnetik dapat diganti dengan potongan besi karena besi adalah konduktor yang lebih baik daripada udara.

Dengan ini akan terdapat lebih banyak garis fluks yang mengalir dan medan magnet semakin kuat.

Jumlah Lilitan

Semakin banyak lilitan, semakin kuat medan magnet.

Perubahan Polaritas

Ketika arah arus yang mengalir sepanjang elektromagnet berubah, maka polaritas elektromagnet juga berubah.

Polaritas elektromagnet yang dihubungkan ke arus AC akan mempunyai frekuensi yang sama seperti frekuensi pada arus AC.

Tarikan Elektromagnet

Polaritas medan magnet di elektromagnet atas berlawanan dengan polaritas medan magnet di elektromagnetik bawah.

Pada tarikan kutub yang berlawanan, elektromagnet atas akan mengikuti elektromagnet bawah saat itu dipindahkan.

No Comments

Sistem Tenaga Listrik

October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Tenaga listrik diproduksi di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.

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

Sistem Tenaga Listrik terdiri dari :

1. Pembangkitan

Sumber tenaga : batubara, minyak, air, panas bumi, uranium, dll. Sumber tenaga menggerakkan turbin dan disambungkan ke generator

AC. Generator : energi mekanis >> energi listrik

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

2. Transmisi

Energi dari pembangkitan disalurkan kepada pelanggan melalui jalur transmisi.

Sehingga daya yang dihasilkan pada pembangkit dapat digunakan di lokasi lain yang berjarak ribuan kilometer.

Agar penyaluran energi listrik dapat efisien, maka tegangan harus ditingkatkan dan arus dikurangi secara bersamaan.

Juga untuk mengurangi biaya terkait konstruksi tower dan konduktor. Untuk meningkatkan tegangan digunakan transformator stepup.

Tegangan akan dikurangi secara bertahap selama daya listrik menuju daerah penggunaan akhir untuk mengurangi upaya pengisolasian.

V = 150 kV dan 500 kV f = 50 Hz

3. Distribusi

Di sini tegangan diturunkan dengan menggunakan transformator stepdown.

Misal : V = 150 kV dan 500 kV >> 20 kV >> 380/220 V (untuk

konsumen biasa) atau 6000 V (untuk konsumen industri)

Pengamanan Sistem Daya

1. Grounding

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

2. Lightning Arester

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

3. Overcurrent

Melindungi sistem dari arus beban lebih maupun arus hubung singkat Arus beban lebih : arus yang melebihi arus operasi normal. Arus hubung singkat : disebabkan oleh hubung singkat pada jalur

penghantar. Pelindung arus lebih yang dapat diandalkan adalah sekering.

4. Circuit Breaker (CB)

Adalah saklar yang secara otomatis membuka/memutus rangkaian listrik ketika terjadi kondisi beban lebih.

CB tersedia dalam beberapa rating tegangan : rendah, sedang, tinggi. CB tegangan rendah dioperasikan di udara bebas karena busur api dapat

padam oleh isolasi udara. CB tegangan tinggi dapat dilakukan dengan hembusan udara, minyak,

vakum ,dan gas SF6.

Sistem Darurat

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

Untuk daya yang besar dapat menggunakan Generator Standby

No Comments

Sistem Bilangan

October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Sistem bilangan adalah suatu cara untuk mewakili besaran dari suatu item fisik.

Teori Bilangan : 1. Desimal

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

2. Biner

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

3. Oktal

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

4. Hexadesimal

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

Konversi Desimal ke Biner

Yaitu dengan membagi bilangan desimal dengan 2 kemudian diambil sisa pembagiannya.

Contoh :

13(10) = … (2)

13 : 2 = 6 + sisa 16 : 2 = 3 + sisa 03 : 2 = 1 + sisa 1Ditulis dari bawah ke atas sehingga 13(10) = 1101(2)

Konversi Desimal ke OktalYaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 8 kemudian diambil sisa pembagiannya.Contoh :385(10) = … (8)

385 : 8 = 48 + sisa 148 : 8 = 6 + sisa 0Ditulis dari bawah ke atas sehingga 385(10) = 601(8)

Konversi Desimal ke HexadesimalYaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 16 kemudian diambil sisa pembagiannya.Contoh :1583(10) = … (16)

1583 : 16 = 98 + sisa 1598 : 16 = 6 + sisa 2Ditulis dari bawah ke atas sehingga 1583(10) = 62F(16)

Konversi Biner ke DesimalYaitu dengan mengalikan masing-masing bit dengan positon valuenya.Contoh :1101(2) = … (10)

1 x 23 = 81 x 22 = 40 x 21 = 0

1 x 20 = 1Kemudian dijumlahkan sehingga 1101(2) = 8 + 4 + 0 + 1 = 13(10)

Konversi Biner ke OktalDengan mengonversikan tiap-tiap 3 buah digit biner dari belakang.Contoh :11010100(2) = … (8)

11 010 10011 = 3010 = 2100 = 4

Konversi Biner ke HexadesimalDengan mengonversikan tiap-tiap 4 buah digit biner dari belakang.Contoh :11010100(2) = … (16)

1101 01001101 = 13 = D0100 = 4

Konversi Oktal ke DesimalDengan cara mengalikan masing-masing bit dengan position valuenya.Contoh :13(8) = … (10)3 x 80 = 31 x 81 = 8Kemudian dijumlahkan sehingga 13(8) = 3 + 8 = 11(10)

Konversi Oktal ke BinerYaitu dengan mengonversikan masing-masing digit oktal ke 3 digit biner.Contoh :6502(8) = … (2)

2 = 0100 = 0005 = 1016 = 110Jadi, 6502(8) = 110101000010(2)Konversi Oktal ke HexadesimalYaitu dengan mengubah dari oktal menjadi biner kemudian dikonversi ke hexadesimal.Contoh :2537(8) = … (16)2537(8) = 010101011111(2)

010101011111(2) = 55F(16)

Konversi Hexadesimal ke Desimal

Yaitu dengan mengalikan masing-masing bit dengan position valuenya. Contoh :C7(16) = … (10)

7 x 160 = 7

C x 161 = 192Jadi, C7(16) = 7 + 192 = 199(10)

Konversi Hexadesimal ke OktalYaitu dengan mengubah dari bilangan hexadesimal menjadi biner kemudian dikonversi ke oktal.Contoh :55F(16) = … (8)

55F(16) = 010101011111(2)

010101011111(2) = 2537(8)

No Comments

Gerbang Logika

October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Gerbang Logika adalah rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Gerbang logika sering disebut rangkaian logika.

Gerbang Logika Inverter

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

Misal input = rendah maka output = tinggi

A = 1 maka Y = NOT 1 = 0

Gerbang Logika non-Inverter

Sinyal masukan ada dua atau lebih sehingga keluaran tergantung sinyal masukan. Yang termasuk :1. AND

Bila sinyal keluaran ingin tinggi, maka masukan harus tinggi.

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan bernilai 1. Jika tidak, maka keluarannya 0.

Y = A AND B » Y = A.B » ABMisal : A = 1, B = 0 maka Y = 1.0 = 0

2. OR

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

3. NAND (Not-AND)

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

4. NOR (Not-OR)

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

5. XOR (Antivalen, Exclusive-OR)

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

No Comments

Rangkaian Arus Bolak-Balik

October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

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

Pada sistem AC besaran tegangan berubah terhadap waktu. Contoh arus bolak-balik yaitu stop kontak yang digunakan di rumah-rumah yang bersumber

dari PLN. Gelombang sinusoidal bisa dihasilkan dari generator. Persamaan tegangan sinusoidal :

Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai satu gelombang penuh, yaitu satu puncak satu lembah.

Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik.

Gelombang sinusoidal dapat dibangkitkan dengan cara memproyeksikan secara vertikal suatu vektor rotasi.

Pada gerak rotasi berlaku kecepatan sudut atau kecepatan angular.

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

Dalam sistem AC, suatu besaran menunjukkan nilai RMS-nya jika tidak diberi keterangan tertentu.

Tegangan rata-rata adalah nilai rata-rata setengah gelombang penuh dari gelombang sinus. Satuannya Volts average (Vave).

Nilai tegangan rata-rata setara dengan 0.637 kali nilai tegangan puncaknya. Sinyal sinusoidal berpengaruh terhadap elemen R, L, dan C. Dalam sistem AC, tidak terjadi pergeseran phasa sehingga VR dan IR adalah sephasa.

Frekuensi VR dan IR adalah sama. Untuk resistor ideal nilai hambatannya tidak terpengaruh oleh frekuensi, tetapi pada

prekteknya bagaimanapun akan muncul efek kapasitif dan induktif pada setiap resistor. Pada induktor energi akan disimpan dalam bentuk medan magnet. Pada kapasitor energi akan disimpan dalam bentuk medan listrik. Reaktansi adalah daya hambat yang dimiliki induktor dan kapasitor dalam arus AC.

Persamaan reaktansi induktif :

Persamaan reaktansi kapasitif :

Untuk resistor, tegangan dan arus adalah sephasa, karenanya tidak ada pergeseran phasa, dan sudut antara keduanya adalah 0o.

Kombinasi dari elemen-elemen reaktif dan resisif disebut impedansi (Z). Impedansi adalah suatu ukuran yang menyatakan kemampuan suatu rangkaian AC untuk

menghambat arus yang mengalir.

No Comments

Transistor

October 12th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

TRANSISTOR BIPOLAR (BJT)

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

Terdiri dari 3 lapisan bahan semikonduktor yang masing-masing disebut

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

Daerah-daerah tersebut adalah tipe-p, tipe-n, dan tipe-p pada transistor PNP.

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

Transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor.

Transistor PNP hidup ketika tegangan basis lebih rendah daripada emitor.

Cara kerja (misal PNP) :

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

Penggunaan transistor bipolar :

1. Sensor suhu, mengukur suhu dengan menghitung perbedaan dua tegangan pada dua arus panjar dengan perbandingan yang diketahui.

2. Pengubah logaritmik, karena tegangan basis-emitor sebagai fungsi logaritmik dari arus basis-emitor dan kolektor-emitor.

TRANSISTOR EFEK MEDAN (FET)

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

Hampir sama dengan BJT, punya 3 kaki, yaitu gerbang (gate), cerat

(drain), dan sumber (source).

Ada juga saluran keempat, yang dinamakan badan, dasar, atau substrat untuk kegunaan teknis dalam pemanjaran transistor ke dalam titik operasi.

Gerbang sebagai pengontrol buka-tutup dari gerbang sesungguhnya.

Gerbang ini mengizinkan elektron untuk mengalir atau mencegahnya dengan membuat sebuah kanal di antara sumber dan cerat.

Elektron mengalir dari sumber ke cerat. Badan merupakan semikonduktor dasar di mana gerbang, cerat, dan

sumber diletakkan. Badan disambungkan ke tegangan tertinggi atau terendah pada sirkuit,

tergantung tipenya. FET mengendalikan aliran elektron dari sumber ke cerat dengan

mengubah besar dan bentuk dari sebuah kanal konduktif. Sebuah tegangan negatif gerbang ke sumber menyebabkan daerah

pemiskinan bertambah lebar dan menghalangi kanal dari kedua sisi, mempersempit kanal konduktif.

Peningkatan tegangan gerbang ke sumber akan menarik lebih banyak elektron menuju gerbang yang memungkinkannya untuk membuat kanal konduktif dari sumber ke cerat, proses ini disebut pembalikan.

JFET sangat sesuai untuk aplikasi yang membutuhkan resistansi masukan yang tinggi.

FET yang paling sering digunakan adalah MOSFET.

No Comments

Kesan Pelatihan Pertama

March 21st, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Hampir saja aku tidak mengikuti pelatihan perdana membuat blog ini. Agenda hari itu berbenturan dengan rapat kerja SKI FT UNS periode 2011. Awalnya aku sempat bingung karena keduanya sama-sama penting dan jika ditinggalkan ada konsekuensinya masing-masing. Sekilas terpikir, daripada aku ikut rapat yang biasanya “membosankan” lebih baik aku ikut kegiatan yang lebih bermanfaat dan bisa mendapatkan ilmu baru.

Pelatihan kali ini adalah membuat blog dengan domain dari UNS. Sebelumnya aku sudah pernah membuat blog dari blogspot untuk tugas mata pelajaran TIK pada masa putih abu-abu alias SMA. Ternyata blog dari UNS ini agak berbeda dengan blogsppot. Format yang dipakai adalah format wordpress. Perlu adaptasi lebih dulu untuk menguasai luarnya sampai dalam-dalamnya. Alhamdulillah hanya perlu waktu singkat untuk memahaminya berkat penjelasan dari Mr.Tikno yang lugas, jelas, padat dan tempo yang pas. Selanjutnya, aku harus bisa memperdalam penguasaannya sendiri.

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Kerja Praktek

Pesatnya perkembangan industri yang terjadi saat ini salah satunya karena sangat

didukung oleh kondisi keamanan dan stabilitas negara. Hal ini dapat dilihat dengan

didirikannya industri – industri besar yang menyerap banyak tenaga kerja, sehingga

kemudian dapat mengurangi angka pengangguran. Rintangan terbesar muncul dari persaingan

yang sangat ketat di era globalisasi seperti saat ini, dimana perkembangan aspek teknologi

dari dalam maupun luar negeri menuntut kita untuk memiliki kemampuan untuk memberikan

kontribusi yang baik pada bidang pekerjaan kita secara profesional. Dalam rangka

pemenuhan persyaratan tersebut, tentunya kita, sebagai calon tenaga kerja yang berkualitas

haruslah memiliki bekal berupa pendidikan baik secara formal maupun non formal. Selain

bekal pendidikan tersebut, kita juga dituntuk untuk dapat mampu untuk terlibat secara aktif

dan nyata dalam bidang ilmiah di masyarakat dan pada akhirnya memiliki kualitas untuk

mengikuti persaingan yang terjadi dalam dunia globalisasi.

Persiapan yang memadai dari tenaga kerja, baik secara teori maupun kemampuan

nyata di lapangan diharapkan mampu melahirkan tenaga – tenaga kerja Indonesia yang

berkualitas dan unggul. Persiapan ini tidak mutlak menjadi tanggung jawab dari lembaga

pendidikan semata dikarenakan keterbatasan sumber daya yang dimiliki oleh lembaga –

lembaga tersebut dalam menyediakan berbagai sarana dan prasarana yang sesuai dengan

kemajuan dan perkembangan mutakhir dari keadaan nyata di lapangan.

Keterbatasan inilah yang kemudian diharapkan dapat dijembatani oleh lembaga

industri dan korporasi yang ada saat ini. Lembaga industri dan korporasi inilah yang nantinya

akan menjadi pengguna dari calon – calon tenaga kerja yang ada, sehingga tentunya mereka

mengharapkan apabila dalam proses penerimaannya, calon tenaga kerja yang ada merupakan

calon tenaga kerja yang berkualitas dan siap pakai.

Proses hubungan tersebut kemudian dituangkan dalam suatu bentuk Kerja Praktek, di

mana oleh lembaga pendidikan diharapkan para mahasiswa yang sedang dalam masa

penempaan tersebut mampu melihat secara nyata berbagai hal yang sifatnya aplikatif dari

proses pembelajaran yang telah dilalui melalui pendidikan formal. Hal ini sekaligus juga

merupakan suatu bentuk usaha untuk menyiapkan mahasiswa tidak hanya sebagai calon

tenaga kerja berkualitas, tetapi juga siap pakai.

Dalam Kerja Praktek, mahasiswa diberikan kebebasan dalam memilih lembaga

industri maupun korporasi yang sesuai dengan minat. Hal ini disesuaikan dengan semboyan

utama pendidikan yaitu “Tut Wuri Handayani”, dari belakang memberikan dorongan,

sehingga mahasiswa dapat berkembang sesuai dengan cita – cita dan keinginannya, namun

tetap dalam koridor yang ditetapkan oleh lembaga pendidikan. Adapun pemilihan topik

dalam Kerja Praktek juga diserahkan kepada mahasiswa dengan tujuan membantu mahasiswa

untuk memilih bidang yang ingin lebih didalami sehingga membantunya lebih jauh tentang

pemahaman terhadap pembelajaran teori yang telah dilaluinya. Seluruh rangkaian

pengamatan tersebut kemudian dibukukan dalam suatu bentuk laporan Kerja Praktek.

I.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dilaksanakan kerja praktek adalah sebagai pemenuhan dari beban

satuan kredit semester (SKS) yang harus ditempuh sebagai persyaratan akademis di FTI

Universitas Trisakti, Jurusan Teknik Elektro. Dalam Kerja Praktek ini diharapkan mahasiswa

dapat memahami penerapan berbagai ilmu yang telah diperoleh dalam kuliah sehingga dapat

meningkatkan pemahaman tentang penggunaan ilmu tersebut serta menumbuhkan kesiapan

mental mahasiswa untuk memasuki dunia kerja. Dengan kerja praktek ini Penulis

mengharapkan, melalui PT Indonesia Power UBP Priok khususnya maupun tempat

pembangkitan lainnya pada umumnya, untuk dapat mengetahui proses pengoperasian dan

pemeliharaan sehingga keandalan dan mutu produksi dapat terjamin dan terjaga sampai

dengan jangka waktu yang ditentukan terutama di bagian unit pemeliharaan listrik dan juga

dapat mengetahui gangguan-gangguan apa saja yang sering terjadi dalam proses produksi

tenaga listrik dan mengetahui bagaimana cara mengatasinya.

I.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan kerja prektek ini,masalah yang akan bahas hanya terbatas

pada proses pembangkitan tegangan dimulai dari saat turbin dalam keadaan diam (0 rpm)

hingga berputar pada kecepatan penuh (3000 rpm) dan mengalirkan tegangan masuk ke

jaringan. Proses tersebut dibatasi hanya pada Generator 1.1 PLTGU Priok. Materi yang

diangkat lebih bersifat umum dan tidak menjurus secara khusus pada proses tertentu selama

pembangkitan berlangsung.

I.4. Sistematika Penulisan

BAB I. PENDAHULUAN

Pada bab ini, Penulis membahas penjelasan mengenai latar belakang permasalahan

dalam penulisan laporan, maksud dan tujuan Kerja Praktek, pembatasan masalah untuk

membatasi ruang lingkup penulisan, dan sistematika laporan.

BAB II. SEJARAH DAN STRUKTUR ORGANISASI PT.INDONESIA POWER

Pada bab ini, Penulis menjelaskan secara singkat mengenai sejarah berdirinya

PT.INDONESIA POWER dan perkembangan secara umum serta struktur organisasinya dan

proses produksi yang dihasilkan oleh PT.INDONESIA POWER secara khusus. Selain itu,

akan dibahas juga mengenai Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) Priok tempat di mana Kerja

Praktek berlangsung.

BAB III. LANDASAN TEORI

Pada bab ini, Penulis menjelaskan berbagai dasar teori yang berkaitan dan

berhubungan dengan proses pembangkitan, dimulai dari gambaran sekilas mengenai turbin

gas, generator sinkron, konverter, inverter, dan sistem excitation.

BAB IV. MATERI KERJA PRAKTEK I

Pada bab ini, Penulis menuliskan secara umum langkah – langkah yang harus

dilaksanakan dalam kerangka start-up GT 1.1 PLTGU Priok beserta penjelasan mengenai

kegiatan yang dilakukan pada setiap langkahnya.

BAB V. MATERI KERJA PRAKTEK II

Pada bab ini, Penulis menjelaskan secara lebih terstruktur electrical equipment yang

terlibat dalam proses start-up GT 1.1 PLTGU Priok dan penjelasan singkat tentang bagian –

bagian tersebut.

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini, Penulis menjelaskan tentang kesimpulan – kesimpulan yang diambil terkait

dengan proses pembangkitan yang telah diamati pada bab sebelumnya serta bila memberikan

saran, baik kepada PT. Indonesia Power dalam kerangka peningkatan efisiensi maupun

kepada Penulis lainnya yang ingin mengambil judul serupa sehingga dapat meneruskan dan

melakukan pendalaman yang lebih baik.

Bab II

Sejarah dan Struktur Organisasi

PT Indonesia Power

II.1 Data Umum Perusahaan

PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu anak perusahaan listrik milik PT.

PLN (Persero) yang didirikan pada tanggal 3 Oktober 1995 dengan nama PT. PLN

Pembangkit Tenaga Listrik Jawa Bali I (PT. PLN PJB I). Pembentukan perusahaan ini

berdasarkan Surat Keputusan Menteri Kehakiman Republik Indonesia Nomor C2-12496

HT.01.01.TH.1995. Kemudian pada tanggal 3 Oktober 2000, PT. PLN PJB I resmi berganti

nama menjadi PT. INDONESIA POWER. Sebagai lahan usahanya, PT. INDONESIA

POWER bergerak pada bidang pembangkitan tenaga listrik, dengan 8 (delapan) Unit Bisnis

Pembangkitan (UBP) utama yang terletak di beberapa lokasi strategis yang tersebar di Pulau

Jawa dan Bali untuk mengelola 127 mesin pembangkit dengan total kapasitas terpasang

sekitar 8.888 MW serta pada bidang pemeliharaan yang disebut Unit Bisnis Jasa

Pemeliharaan (UBJP). PT. INDONESIA POWER telah menjadi perusahaan pembangkit

tenaga listrik terbesar di Indonesia di mana delapan UBP utamanya terdiri dari:

UBP Suralaya

Gambar II-1 – UBP Suralaya

Kapasitas Terpasang : 3.400 MW

Jenis Pembangkit : PLTU Batubara

UBP Priok

Gambar II-2 – UBP Priok

Kapasitas Terpasang : 1.248 MW

Jenis Pembangkit : PLTU, PLTGU, PLTG, PLTD

UBP Saguling

Gambar II-3 – UBP Saguling

Kapasitas Terpasang : 797 MW

Jenis Pembangkit : PLTA

UBP Kamojang

Gambar II-4 - UBP Kamojang

Kapasitas Terpasang : 375 MW

Jenis Pembangkit : PLTP

UBP Mrica

Gambar II-5 – UBP Mrica

Kapasitas Terpasang : 306 MW

Jenis Pembangkit : PLTA

UBP Semarang

Gambar II-6 – UBP Semarang

Kapasitas Terpasang : 1.469MW

Jenis Pembangkit : PLTU Minyak, PLTG, PLTGU

UBP Perak – Grati

Gambar II-7 – UBP Perak - Grati

Kapasitas Terpasang : 864 MW

Jenis Pembangkit : PLTU Minyak, PLTG, PLTGU

UBP Bali

Gambar II-8 – UBP Bali

Kapasitas Terpasang : 428 MW

Jenis Pembangkit : PLTD, PLTG

Sementara UBJP terletak di kawasan Tanah Abang, Jakarta Pusat. UBJP ini bertugas

untuk melakukan pemeliharaan terhadap ke delapan UBP yang telah disebutkan sebelumnya,

juga melakukan pemeliharaan berdasarkan permintaan di luar kebutuhan PT. INDONESIA

POWER.

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

Kiprah PT. INDONESIA POWER dalam pengembangan usaha penunjang di bidang

pembangkit tenaga listrik juga dilakukan dengan membentuk beberapa anak perusahaan yaitu

PT. COGINDO DAYA PERKASA di mana PT. INDONESIA POWER menguasai 99,%

saham kepemilikannya dan PT. ARTA DAYA COALINDO dengan kepemilikan hingga

60%. PT. COGINDO DAYA PERKASA bergerak pada bidang jasa pelayanan dan

manajemen energi dengan penerapan konsep cogeneration dan distributed generation,

sementara PT. ARTA DAYA COALINDO bergerak pada bidang usaha perdagangan

batubara. Keberadaan kedua anak perusahaan memiliki tujuan sebagai penunjang perusahaan

dalam upayanya meningkatkan pendapatan di masa mendatang.

PT. INDONESIA POWER dalam menjalankan perusahaan memiliki visi dan misi sebagai

berikut:

Visi

menjadi perusahaan publik dengan kinerja kelas dunia dan bersahabat

dengan lingkungan.

Misi

melakukan usaha dalam bidang ketenagalistrikan dan mengembangkan usaha

– usaha lainnya yang berkaitan, berdasarkan kaidah industri yang sehat, guna

menjamin keberadaan dan pengembangan perusahaan dalam jangka panjang.

Untuk mendukung terealisasinya keinginan tersebut, Indonesia Power dan seluruh

Unit Bisnisnya telah berbenah diri. Hal ini dibuktikan dengan diperolehnya berbagai

penghargaan nasional dan internasional antara lain ISO 14001 (Sistem Manajemen

Lingkungan), ISO 9001 (Sistem Manajemen Mutu), SMK3 dari Departemen Tenaga Kerja

dan Transmigrasi Indonesia, Penghargaan Padma untuk bidang Pengembangan Masyarakat,

dan ASEAN Renewable Energy Award.

Adapun visi dan misi tersebut ditentukan sebagai suatu media dalam mendorong

tercapainya tujuan dari PT. INDONESIA POWER, yaitu

Menciptakan mekanisme peningkatan efisiensi yang terus-menerus dalam

penggunaan sumber daya perusahaan.

Meningkatkan pertumbuhan perusahaan secara berkesinambungan dengan bertumpu

pada usaha penyediaan tenaga listrik dan sarana penunjang yang berorientasi pada

permintaan pasar yang berwawasan lingkungan.

Menciptakan kemampuan dan peluang untuk memperoleh pendanaan dari berbagai

sumber yang saling menguntungkan.

Mengoperasikan pembangkit tenaga listrik secara kompetitif serta mencapai standar

kelas dunia dalam hal keamanan, keandalan, efisiensi maupun kelestarian lingkungan.

Mengembangkan budaya perusahaan yang sehat diatas saling menghargai antar

karyawan dan mitra kerja, sertamendorong terus kekokohan integritas pribadi dan

profesionalisme.

Salah satu aspek dari pengembangan sumber daya manusia perusahaan adalah dengan

pembentukan budaya perusahaan di PT. INDONESIA POWER. Budaya perusahaan

diarahkan untuk membentuk sikap dan perilaku yang berdasarkan pada 5 (lima) filosofi dasar

dan pada kelanjutannya diwujudkan dan dinyatakan dalam 12 dimensi perilaku.

Adapun 5 filosofi dasar PT. INDONESIA POWER adalah:

1. Mengutamakan pasar dan pelanggan

2. Menciptakan keunggulan untuk memenangkan persaingan

3. Memelopori pemanfaatan ilmu pengetahuan dan teknologi

4. Menjunjung tinggi etika bisnis

5. Memberi penghargaan atas prestasi

Sedangkan 12 dimensi perilaku tersebut bertautan dengan:

1. Integritas; berpikir benar, bersikap jujur, dapat dipercaya, dan bertindak profesional.

2. Sikap melayani; berusaha memenuhi komitmen terhadap kualitas pelayanan yang

terbaik kepada pelanggan.

3. Komunikasi; melakukan komunikasi yang terbuka, efektif, dan bertanggung jawab

serta mengikuti etika yang berlaku.

4. Kerja sama; melakukan kerja sama yang harmonis

5. Tanggung jawab

6. Kepemimpinan

7. Pengambilan resiko

8. Pemberdayaan

9. Peduli biaya dan kualitas

10. Adaptif

11. Keselarasan tujuan

12. Keseimbangan antara tugas dan hubungan sosial

Pada susunan struktur organisasi PT. INDONESIA POWER, terdiri dari Dewan

Komisaris yang membawahi Dewan Direksi yang terdiri dari Direktur Utama, Direktur

Pengembangan dan Niaga, Direktur Produksi, Direktur Sistem dan SDM, dan Direktur

Keuangan, yang mana setiap direktur membawahi divisi yang dipimpin oleh seorang

manajer.

II.2 Sejarah dan Profil UBP Priok

PT. INDONESIA POWER Unit Bisnis Pembangkitan Priok merupakan salah satu

unit bisnis pembangkitan besar yang dimiliki oleh PT. INDONESIA POWER. Saat ini

terpasang 16 unit pembangkit dengan total kapasitas terpasang 1.248 MW terdiri dari dua unit

PLTG siklus terbuka, enam unit PLTD, dua blok PLTGU yang setiap bloknya terdiri dari 3

unit turbin gas dan 1 unit PLTU.

Pertengahan tahun 1960, dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik di Jakarta

khususnya dan Jawa Barat pada umumnya, maka PLN Eksploitasi XIII membangun PLTU

konvensional 1 dan 2. Namun pada tahun 1989, dengan mempertimbangkan berbagai faktor

maka PLTU 1 dan 2 tersebut tidak dioperasikan lagi.

Pesatnya pembangunan di segala bidang khususnya industri maka di tahun 1972

dibangun 2 unit PLTU 3 dan 4. Setelah sekian lama dioperasikan, unit ini pada kondisi

Reserve Shut Down.

Berikutnya dibangun PLTG John Brown, kini dipergunakan oleh PLTA Suralaya

untuk unit Black Start, lalu dibangun lagi 2 unit PLTG Westing House dan GE 4, 5, 6, 7. Saat

ini PUB 6 direlokasi ke PLN wilayah Sumatera bagian selatan yang letaknya di daerah

Indragiri Palembang, sebagai pengelola PT. Cogindo anak perusahaan PT. Indonesia Power,

sedangkan unit 7 Draw Back to GE. Unit 4 dan 5 direlokasi ke Bali menjadi PLTGU

Pemaron.

Terdapatnya 2 unit PLTG yang istimewa yaitu PLTG 1 dan PLTG 3 yang dapat

dihidupkan tanpa menggunakan energi listrik dari luar (Black Start), apabila terjadi

pemadaman total (Black Out). Energi listrik yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk

menghidupkan unit pembangkit lainnya, kemampuan ini sangat menunjang dalam rangka

pemulihan kembali sistem kelistrikan Jawa – Bali. Karena fungsinya yang sangat vital, kedua

unit ini tidak dioperasikan setiap hari.

Selain kedua unit PLTG tersebut, Unit Pembangkitan Priok juga mengelola 6 unit

PLTD Senayan beroperasi tahun 1961. PLTD Senayan Kebayoran, melalui feeder VIP

hingga saat ini memasok kebutuhan energi listrik ke gedung MPR, Gelora Bung Karno dan

TVRI.

Tanggal 25 Maret 1992, PLN menyertakan konsorsium internasional yaitu ABB dan

Marubeni untuk membangun 2 blok. Dengan menggunakan kabel bawah tanah, listrik sebesar

150 KV disalurkan ke GI Plumpang dan GI Ancol. Selain itu listrik juga dialirkan melalui

saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 KV ke Kemayoran I/II, Plumpang I/II. Setelah

PLTGU Priok sempurna untuk dioperasikan maka dilakukan sinkronisasi ke sistem

kelistrikan Jawa-Bali.

Sampai saat ini, kemampuan Sumber Daya Manusia yang dimiliki Unit Pembangkitan

Priok merupakan aset yang tak ternilai. Selain memiliki SDM profesional yang ahli di

bidangnya, pihak manajemen juga berhasil mengelola perusahaan dengan baik. Terbukti

dengan berhasilnya mendapat sertifikat ISO 9002, ISO 14001 dan SMK 3 dan ISO 9001 versi

2000.

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

PLTD Senayan

Jumlah unit : 4 Unit

Kapasitas per Unit : 2,52 MW

Kapasitas Total : 10,08 MW

PLTD Senayan

Jumlah Unit : 2 Unit

Kapasitas per Unit : 3,00 MW

Kapasitas Total : 6,00 MW

PLTG Priok

Jumlah Unit : 2 Unit

Kapasitas per Unit : 26,00 MW

Kapasitas Total : 52,00 MW

PLTGU Priok – Gas Turbine

Jumlah Unit : 6 Unit

Kapasitas per Unit : 130 MW

Kapasitas Total : 780,00 MW

PTGU Priok – Steam Turbine

Jumlah Unit : 2 Unit

Kapasitas per Unit : 200,00 MW

Kapasitas Total : 400,00 MW

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

Pada prinsipnya PLTGU adalah penggabungan PLTG dan PLTU, dengan

memanfaatkan energi panas yang terbuang dari hasil pembakaran pada PLTG untuk

memanaskan air pada HRSG (Heat Recovery Steam Generator) sehingga menghasilkan uap

yang mampu menggerakkan turbin. Siklus yang terjadi pada PLTGU merupakan siklus

tertutup yang terdiri dari siklus turbin gas dan siklus turbin uap. Dengan demikian energi

dimanfaatkan secara optimal.

Saat ini PLTGU Priok memiliki dua blok pembangkit. Setiap blok terdiri dari 3 unit

PLTG dan 1 unit PLTU. Pembangunan pembangkit listrik dimulai pada 25 Maret 1992 dan

diresmikan penggunaannya oleh Presiden RI pada 18 Januari 1994.

Gambar II-9 – Proses Pembangkitan Listrik pada PLTGU Priok

Proses pada Turbin Gas (PLTG)

Bahan gas alam (natural gas) yang disupply dari ARCO Station (1) langsung

dimasukkan ke dalam ruang bakar/Combustion Chamber (2) bersama-sama dengan udara

yang disupply dari Main Compressor (4) setelah terlebih dahulu melalui saringan udara/Air

Filter (5). Maka akan menghasilkan gas panas yang selanjutnya akan dimasukkan langsung

ke dalam Turbin Gas (3) sedangkan gas bekas yang telah melalui turbin gas tadi, apabila

tidak dipakai (open cycle) akan langsung dibuang keluar melalui katup (8), tetapi bila dipakai

lagi (closed cycle) akan dimasukkan kembali melalui katup (9) ke dalam Heat Recovery

Steam Generator HRSG (10)

Proses pada Turbin Uap (PLTU)

Air pengisi yang berada di dalam deaerator (11) akan dibagi dua yaitu melalui Low

Pressure Flow Water/LPFW (13) dan High Pressure FW/HPFW (12). Air pengisi yang dari

HPFW akan dimasukkan ke dalam HRSG setelah melalui pipa/saluran uap HP Admission

Steam diteruskan ke Turbin Uap High Pressure Turbine/HPT (15) yang sebelumnya terlebih

dahulu melalui Katup Uap Utama (14) dan setelah itu diteruskan lagi ke Low Pressure

Turbine/LPT (16) yang selanjutnya dikopling dengan Generator (17) untuk menghasilkan

tenaga listrik melalui Penghantar (18).

Uap bekas yang keluar dari LPT tadi akan dialirkan kembali ke dalam Condenser (19)

untuk diubah kembali menjadi air kondensat setelah dikondensasi oleh air pendingin/air laut.

Air kondensat selanjutnya akan dipompakan oleh Condensate Pump (20) untuk selanjutnya

terus dimasukkan ke dalam Feed Water Tank yang berada pada deaerator.

Air dari Condensate Pump tadi dicabang lagi ke dalam HP Bypass (21), uap diatur

dengan Katup uap tekanan tinggi (22), sedangkan cabang yang lain yaitu LP Bypass (23) uap

diatur dengan Katup uap tekanan rendah (24). Katup uap tekanan tinggi utama (25)

digunakan untuk mengatur jumlah uap tekanan tinggi masuk ke dalam turbin uap (HPT),

sedangkan uap tekanan tinggi yang dipakai untuk memanaskan deaerator diatur jumlahnya

oleh Katup Uap (26).

Proses Penyaluran Tenaga Listrik

Tenaga listrik yang dikeluarkan dari Penghantar Listrik PLTG (17) bertegangan 15,75

kV dan dari Penghantar Listrik PLTU (18) bertegangan 18 kV kemudian dinaikkan oleh

Main Transformer menjadi 150 kV untuk selanjutnya diinterkoneksi pada sistem jaringan

Jawa-Bali

II.2.2 Keuntungan Penggunaan PLTGU Priok

Keberadaan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap di UBP Priok merupakan suatu

kelebihan tersendiri dikarenakan beberapa alasan berikut:

1. Efisiensi thermal dari PLTGU mendekati 42%. Efisiensi ini berarti bahwa biaya

operasi (Rp/kWh) akan lebih rendah dibandingkan dengan pembangkit lain yang juga

menggunakan energi thermal

2. Pad awal penggunaannya, PLTGU menggunakan gas propane yang hasil

pembakarannya tidak mencemari lingkungan. Akan tetapi, akibat berbagai keadaan di

lapangan, akhirnya penggunaan gas tersebut kemudian dibatasi dan sebagian

pembangkitnya menggunakan HSD sebagai bahan bakar.

3. Pengendalian PLTGU dilakukan secara komputerisasi, di mana pengaturan dan

pengoperasian dapat dikendalikan dari satu ruang kontrol yang terintegrasi.

4. 1 (satu) blok PLTGU dapat mencapai kondisi beban maksimum hanya dalam waktu

sekitar 150 (seratus lima puluh) menit.

5. Keberadaan fasilitas sistem diagnosa yang memudahkan prosedur pemeliharaan.

II.3 Lokasi dan Tempat Perusahaan

UBP Priok terletak di kawasan Tanjung Priok, Jakarta Utara dengan pertimbangan

sebagai berikut:

Alasan teknis, suplai gas untuk memasok PLTGU berasal dari kilang lepas pantai

sehingga keberadaan UBP Priok yang menggunakan gas sebagai bahan bakar untuk

PLTGU haruslah berdekatan dengan lokasi kilang tersebut.

Alasan non-teknis, adalah faktor kebisingan, keamanan kerja, dan lingkungan

mengharuskan UBP Priok terletak jauh dari kawasan pemukiman dan pada area yang

terisolasi.

II.4 Data Teknis PLTGU UBP Priok

Turbin Gas

Pabrik : Asia Brown Boveri (ABB)

Jumlah sudu : 5 (lima) tingkat

Kompresor : 21 (duapuluh satu) tingkat

Model : GT-13E SBK

Kapasitas : 140.830 KW

Putaran : 3000 rpm

Suhu Uap Masuk : Beban dasar : 1070 oC

Beban puncak : 1115 oC

Suhu Gas Buang : Beban dasar : 527 oC

Beban puncak : 554 oC

Bahan Bakar : Minyak HSD : 30,426 ton/jam/unit

Gas Propane : 9,2 kg/sec/0,011 MMBTU/kWh

Temperatur : Udara masuk : 30 oC

Gas buang : 554 oC

Tahun Pembuatan : 1992

Generator

Pabrik : ABB GT

Type : WY Z1L-097LLT

Phasa : 3 (tiga)

Frekuensi : 50 Hz

Faktor Daya : 0,8 (lagging)

Tegangan : 15,750 kV

Putaran : 3000 rpm

Kapasitas : 210.999 kVA

Massa : 2,72 Ton

J : 5,72 Ton m2

Stator : U = 15.750 V I = 7698 Amp CLB (IEC)

Rotor : U = 310 V I = 1473 Amp

Insulation Class : F-stator

Tahun Pembuatan : 1992

Turbin Uap

Pabrik : ABB

Type : DKZ-Z-2094

Serial : I-36021

Putaran : 3000 rpm

Kapasitas : 199.600 kW

Jumlah Sudu : 30 (tigapuluh) tingkat

Temperatur : 479 oC

Tekanan : 60 bar

Tahun Pembuatan : 1992

Generator

Pabrik : ABB GT

Type : WY-Z1L-100LLT

Serial : HM 300792

Fasa : 3 (tiga) Y

Frekuensi : 50 Hz

Faktor Daya : 0,9

Tegangan : 18.000 kV

Putaran : 3000 rpm

Kapasitas Daya : 236.000 kVA

Nominal Output : 223.000 kVA

Arus : 7153 Amp

Insulation Class : F-stator

Tahun Pembuatan : 1992

BAB III

LANDASAN TEORI

III.1 Turbin Gas

III.1.1 Umum

Sebuah pusat listrik tenaga gas turbin terdiri dari beberapa bagian yaitu kompresor,

ruang pembakaran, turbin gas, dan generator. Bagian – bagian tersebut kemudian terintegrasi

dengan suatu sistem kerja yang secara garis besar digambarkan pada gambar berikut:

Gambar III-1 – Diagram Aliran Daya

Udara luar masuk melalui turbin air inlet filter menuju kompresor, kemudian udara

tersebut ditekan atau dimampatkan. Udara yang telah dimampatkan tersebut dialirkan ke

dalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara

tersebut sehingga terjadi proses pembakaran. Gas hasil pembakaran yang terbentuk kemudian

dimasukkan ke dalam turbin sehingga akan menghasilkan gaya dorong untuk memutar turbin.

Turbin akan berputar yang pada gilirannya menggerakkan kompresor kembali dan generator

listrik sebagai daya yang dimanfaatkan lebih lanjut. Gas hasil pembakaran ini akan keluar ke

luar dan berbaur dengan udara bebas melalui exhaust silencer.

Jenis kerja turbin seperti yang telah dijelaskan di atas, apabila dilihat dari aliran

udaranya, menggunakan sistem terbuka. Keuntungan dari sistem terbuka gas turbin adalah:

1. Ruang bakar yang ringan

Ruang bakar berukuran kecil tetapi dapat menghasilkan temperature yang tinggi

dibandingkan dengan turbin uap. Sistem awal pengapiannya mudah karena hanya

membutuhkan penyulut untuk pertama kali dan pembakaran – pembakaran berikutnya

akan berlangsung sendiri. Desain ruang bakarnya dapat digunakan untuk membakar

habis semua bahan bakar hidrokarbon, baik berupa gas maupun minya diesel, hingga

bahan bakar padat, walaupun jenis bahan bakar padat hampir sama sekali tidak

digunakan.

2. Perputaran rotor dari turbin ataupun kompresor yang satu sumbu

Pergerakan atau perputaran dari rotor baik pada turbin maupun pada kompresor

berada pada satu rotor yang sama sehingga gaya yang dihasilkan akan seimbang dan

secara keseluruhan, getaran yang dihasilkan akan sangat kecil.

3. Waktu pemanasan

Dikarenakan penggunaan campuran antara bahan bakar maupun udara yang keduanya

memiliki tekanan tinggi, waktu pemanasan pada awal starting turbin dapat dilakukan

dalam waktu yang relatif lebih cepat.

4. Perawatan dan Biaya

Perawatan turbin gas lebih mudah dikarenakan bagian dari sistem yang berputar

hanya sedikit dan oleh karena itu biayanya lebih murah. Selain itu, turbin gas

membutuhkan oli pelumas yang lebih sedikit sehingga dapat menekan biaya

operasional.

5. Sistem Pelumasan

Bagian yang perlu dilumasi terbatas pada bagian yang berputar yaitu kompresor,

bearing turbin, dan pada gear unit.

6. Ringkas

Apabila dibandingkan dengan turbin uap, turbin gas lebih sederhana dan ringkas

karena tidak memerlukan boiler dengan feed water evaporator dan condensing

system.

Kerugian dari sistem terbuka turbin gas:

1. Daya guna yang rendah

Daya guna dari gas turbin secara umum rendah dikarenakan daya yang dihasilkan

oleh turbin harus dibagi untuk menggerakkan kompresor udara dan generator listrik.

Perbandingan dayanya kurang lebih 3:2:1

2. Kinerja keseluruhan sistem ditentukan oleh efisiensi dari tiap – tiap bagian

3. Kuantitas Udara

Turbin gas dengan sistem terbuka membutuhkan udara yang besar sebagai pasokan

utama.

Turbin gas bekerja berdasarkan prinsip siklus tenaga gas Brayton atau Joule yang terdiri dari

proses – proses berikut:

Gambar III-2 – Siklus Turbin Gas

Langkah 1 – 2 : Proses isentropic kompresi

Langkah 2 – 3 : Proses isobaric dengan penambahan energi

Langkah 3 – 4 : Proses isentropic dekompresi

Langkah 4 – 1 : Proses isobaric dengan pelepasan energi

Layaknya mesin termodinamis lain, suhu pembakaran yang lebih tinggi akan

menghasilkan tingkat efisensi yang lebih besar. Faktor yang membatasi adalah baja, nikel,

keramik, ataupun material lainnya yang dapat mempertahankan mesin dari panas atau

tekanan. Selain itu, diusahakan pula agar kondisi dari turbin tetap dingin. Kebanyakan turbin

juga mengusahakan pendayagunaan ulang panas yang terbuang, yang pada sistem terbuka

akan terbuang sia – sia. Recuperator adalah tempat terjadinya pertukaran panas yang

melewatkan panas yang terbuang untuk melakukan kompresi udara sebelum terjadinya

pembakaran. Pada siklus kombinasi, panas yang terbuang dialirkan ke turbin uap, sementara

pada kombinasi panas dan daya (co-generation) menggunakan panas yang terbuang untuk

menghasilkan air panas.

Sebagai prinsip dasar, bahwa semakin kecil mesin, maka akan semakin tinggi pula

kecepatan putaran yang dibutuhkan untuk mempertahankannya putaran maksimum.

Kecepatan puncak bilah turbin menentukan tekanan maksimum yang dapat diperoleh, yang

kemudian menghasilkan daya maksimum yang dimungkinkan, tanpa bergantung dari ukuran

mesin. Mesin jet beroperasi pada kecepatan 10.000 rpm, sementara mikro-turbin beroperasi

pada kecepatan 100.000 rpm.

Untuk menghitung efisiensi thermal dari suatu turbin gas yang menggunakan sistem

terbuka berlaku persamaan:

(persamaan 3-1)

(persamaan 3-2)

dimana = Energi yang ditambahkan pada keadaan 1-2

= Energi yang dibuang pada keadaan 1-4

= Perbandingan kompresi

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

Suatu turbin gas pada umumnya memiliki tingkat efisiensi yang rendah dikarenakan

tingkat konsumsi bahan bakar yang tinggi sementara panas yang terbuang masih memiliki

suhu yang tinggi.

III.1.2 Kompresor

Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikkan tekanan udara. Kompresor yang biasa

dipergunakan adalah kompresor aksial dikarenakan tingkat efisiensi yang lebih tinggi yang

dimiliki oleh kompresor aksial bila dibandingkan dengan kompresor sentrifugal, walaupun

bobotnya lebih berat. Pada kompresor ini, udara mengalir secara aksial mulai inlet sampai

outlet kompresor, seperti layaknya udara mengalir pada sebuah pipa, hanya saja pada

kompresor, karena memiliki beberapa tingkat penekanan udara, maka udara yang mengalir

makin ke dalam kompresor makin tinggi tekanannya.

Arah aliran udara ketika melalui kompresor aksial seperti ketika sedang melalui pipa,

yaitu mendatar seperti yang ditunjukkan oleh gambar. Setiap turbin memiliki tingkatan aliran

yang berbeda, bergantung dari jenis dan spesifikasi turbin. Tinggi kenaikan tekanan udara

pada kompresor dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

(persamaan 3-3)

dimana H = kolom udara (meter)

g = gravitasi

= 9,81 m/s2

Gambar III-3 – Arah Aliran Udara pada Kompresor Aksial

III.1.3 Ruang Bakar

Ruang bakar terdiri dari selubung luar dan suatu tabung silindris yang di bagian

dalamnya dilengkapi dengan pembakar dan dikelilingi oleh beberapa penyemprot bahan

bakar (nozzle) yang jumlahnya bergantung kepada jenis turbin.

Sebagian udara dari kompresor dialirkan di luar ruang bakar, dengan maksud supaya

berfungsi sebagai pendingin ruang bakar. Udara ini kemudian mengalir masuk ke dalam

melalui bagian yang terbuka, untuk mendapatkankan pencampuran yang baik dan pembagian

temperatur yang merata di seluruh bagian di luar ruang bakar.

Ruang bakar yang baik memenuhi beberapa persyaratan berikut:

Tekanan yang hilang kecil

Efisiensi pembakaran tinggi

Kestabilan pengapian yang baik

Ringan

Daya tahan yang baik

Endapan karbon rendah

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

persamaan:

(persamaan 3-4)

kecepatan udara di daerah pembakaran mulai c = 25 m/s hingga 30 m/s, bila c berada

di bawah nilai tersebut maka akan terjadi penyebaran api ke arah kompresor, sementara bila c

berada di atas nilai tersebut maka api akan mengarah ke saluran di luar ruang bakar.

Hal ini akan mengakibatkan kenaikan temperatur di bagian masuk turbin semakin

tinggi, juga akan memadamkan api di ruang bakar dan menyebabkan timbulnya thermal

stress, yang diakibatkan distribusi temperatur yang tidak merata di bagian sebelum turbin.

III.1.4 Turbin Gas

Konstruksi utama dari turbin gas seperti yang terlihat pada gambar terdiri dari

kompresor dan turbin yang berada pada rotor yang sama (single shaft) yang ditumpu oleh

konstruksi baja.

Sistem sudu – sudu turbin gas terdiri dari sudu pengarah yang ditempatkan di dalam

rumah turbin atau penyangga sudu penyerah dan sudu jalan.

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

Untuk memutar kompresor, kecepatan turbin gas dibuat lebih tinggi, supaya

diameternya bisa dibuat lebih kecil dan sudu – sudunya bisa dibuat lebih panjang.

Daya yang dihasilkan turbin dapat diperhitungkan dengan menggunakan persamaan:

(persamaan 3-5)

di mana: PT = daya yang dihasilkan turbin keseluruhan (kW)

PV = daya yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor (kW)

PN = daya efektif yang keluar untuk memutar mesin (kW)

Biasanya daya efektif pada turbin gas sudah diketahui karena ukuran turbin gas

ditentukan oleh daya yang berguna. Daya yang dihasilkan turbin gas harus dibagi sebagian

untuk menggerakkan kompresor udara dan sebagian lagi untuk menggerakkan generator

listrik.

Instalasi turbin gas yang bersifat tetap tidak mengalami pemindah – mindahan, seperti

pada instalasi yang dipakai untuk memutar generator dan untuk menggerakkan kompresor.

Oleh karena itu, turbin harus dapat bekerja dalam jangka waktu yang panjang. Untuk

mendapatkan durasi masa pakai yang lebih lama, maka dalam pemakaiannya turbin haruslah

memikul beban yang tinggi agar efisiensi yang didapat semakin besar.

Dengan semakin tingginya operasi turbin gas, maka kekuatan logam bahan instalasi

turbinpun akan turun. Sifat material yang disebut sebagai kekuatan rangkak, yang kemudian

menjadi salah satu faktor penentu dalam pemilihan logam untuk instalasi turbin gas.

Untuk turbin gas dengan proses sistem terbuka hanya dapat menggunakan bahan

bakar cair atau gas karena hasil proses bahan bakarnya harus bebas dari sisa bahan bakar

(abu) yang keras dan terutama tidak menimbulkan korosi akibat suatu peristiwa kimia.

Sebagai langkah pencegahan, penggunaan bahan bakar padat sangat dihindari.

III.1.5 Sistem Starting Turbin Gas

Pembangkit listrik ini tidak dapat dengan sendirinya melakukan start pada saat

pertama kali akan dijalankan. Ada beberapa sistem start yang dapat digunakan yaitu dengan

pneumatic start, electrohydraulic start, dan turbohydraulic start. Ketiga cara tersebut

menggunakan motor starter untuk menghasilkan gerakan mekanis (rotasional) pertama yang

dibutuhkan untuk menjalankan turbin. Selain cara tersebut, terdapat pula cara lain dengan

memanfaatkan karakteristrik elektronika daya, yaitu melalui penggunaan Static Frequency

Converter (SFC).

III.1.6 Sistem Kebutuhan Udara

Supaya umur hidup turbin gas yang biasa dipakai pada industri dapat diperpanjang,

maka turbin gas haruslah bekerja dengan temperatur rata – rata sebesar 950o K. Untuk

mendinginkan sudu – sudu di setiap tingkat pada turbin, dialirkan udara dari kompresor.

Udara pendingin mengalir di sekeliling dinding sudu dan akhirnya keluar melalui lubang –

lubang kecil yang terdapat pada bagian sudu dan selanjutnya udara akan bercampur dengan

gas yang bekerja di dalam turbin. Fungsi utama dari sistem udara pada turbin gas adalah

membantu proses pembakaran. Tetapi selain itu, sistem udara juga dimanfaatkan untuk:

1. Memberikan tekanan pada oil seals

2. Pendinginan rotor turbin pada Turbin Cooling Air System

3. Membantu pengaturan udara untuk mengoperasikan sistem kontrol bahan bakar

4. Mencegah surge condition pada saat kecepatan turbin belum stabil, terutama pada saat

start.

III.1.7 Sistem Pelumasan

Sistem minyak pelumasan mensirkulasikan minyak pelumas bertekanan rendah ke

beberapa bagian dari turbin dan reduction drive gears yang memiliki fungsi selain sebagai

pelumasan tetapi juga sebagai media pendingin.

III.1.8 Sistem Bahan Bakar

Fungsi utama dari sistem bahan bakar adalah untuk mengontrol besarnya laju aliran

bahan bakar dengan mengontorl tekanan masuknya. Tujuan yang ingin didapat yaitu tubrin

generator dapat berjalan dan berfungsi dengan baik, kecepatannya maksimum dan pada

kecepatan rata – rata dapat diperoleh tegangan yang stabil, mencegah over-temperatur selama

start-up dan operasi, serta menghasilkan frekuensi tegangan AC yang baik walaupun beban

yang ada berubah – ubah.

Bahan Bakar Cair

Minyak bakar asalnya dari minyak bumi dan minyak bumi ini mengandung campuran

zat hidrokarbon. Minyak bakar berat dan sedang adalah yang pertama kali

dipergunakan pada turbin gas di industri. Minyak ini mengandung aspal dan bitumen

yang akan menyebabkan terbentuknya suatu endapan yang sukar terbakar di ruang

bakar dan pada sudu – sudu turbin. Sisa – sisa pembakaran yang didapat dari

pembakaran minyak bakar berat mempunyai bahan – bahan campuran yang untuk

meleburkannya dibutuhkan suhu yang tinggi. Berdasarkan kenyataan ini, maka

pemakaian minyak bakar berat dibatasi penggunaannya.

Bahan bakar untuk diesel cocok untuk turbin gas. Selain itu, dapat pula digunakan

minyak kasar yang diambil langsung dari ladang minyak karena sebagian besar dari

bagian – bagian tersebut mudah menguap.

Bahan Bakar Gas

Bahan bakar yang berbentuk gas yang umum digunakan untuk turbin gas adalah gas

bumi, karena merupakan bahan bakar ideal dan terbaik. Hal ini disebabkan rendahnya

radiasi yang dihasilkan serta proses pembakaran yang lebih mudah dan bersih.

III.2 Generator Sinkron

III.2.1 Pengertian Generator

Generator adalah suatu mesin listrik di mana dalam proses kerjanya melakukan

konversi energi, yaitu dari energi mekanis menjadi energi elektrik. Proses konversi energi

tersebut dilakukan sebagai aplikasi nyata dari Hukum Faraday terkait dengan tegangan

induksi, yaitu:

(persamaan 3-6)

di mana: einduksi = tegangan yang dibangkitan

d = fungsi dari fluks

dt = fungsi dari waktu

tanda negatif diberikan pada persamaan tersebut sebagai symbol bahwa besarnya tegangan

yang dibangkitkan adalah suatu vektor dengan arah yang berlawanan dengan vektor dari

fluks.

III.2.2 Pengertian Generator Sinkron

Generator sinkron adalah suatu mesin listrik dimana terjadi konversi energi mekanik

yang dihasilkan oleh putaran kumparan rotor yang memotong suatu medan elektromagnet

yang dihasilkan di stator sehingga kemudian menimbulkan energi elektrik. Secara prinsip,

generator sinkron memiliki kumparan rotor yang berfungsi sebagai pembangkit kumparan

medan magnet yang terletak di antara kutub magnit Utara dan Selatan yang diputar oleh suatu

penggerak mula. Hasil perputaran tersebut kemudian akan menimbulkan medan magnet

berupa fluks. Fluks yang timbul ini bersumber dari suatu sumber AC yang memiliki fungsi

sinusoidal sehingga arah putaran dari fluks ini akan berganti setiap ½ periode.

Fluks putar yang berganti – ganti arah tersebut kemudian akan memotong kumparan

stator sehingga pada stator akan timbul gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik tersebut, akibat

pengaruh dari induksi fluks putar yang memiliki sumber AC, juga akan bersifat bolak – balik

yang berarti bahwa berputar dengan kecepatan sinkron terhadap kecepatan penggerak

mulanya.

III.2.3 Dasar – Dasar Pembangkitan Daya Generator Sinkron

Pada generator sinkron, ada beberapa hal dasar yang perlu diketahui sehubungan

dengan proses pembangkitan, yaitu:

Lilitan yang berputar dengan putaran konstan pada alur medan magnet homogen

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

konstan

Prinsip Induksi Heteropolar (asiklis)

Prinsip Induksi Heteropolar atau asiklis menjelaskan bahwa apabila sepotong kawat berada

dalam medan magnet diputar pada sumbunya, maka kawat tersebut akan memotong garis –

garis gaya sehingga fluksi yang dilingkupinya sebesar:

(persamaan 3-6)

Menurut Hukum Faraday,

(persamaan 3-7)

sehingga akan diperoleh persamaan

(persamaan 3-8)

karena

(persamaan 3-9)

di mana bila

, maka

, maka (persamaan 3-10)

apabila prinsip tersebut diterapkan terhadap kumparan di mana kumparan merupakan

gabungan sejumlah belitan kawat, maka persamaan di atas akan dimodifikasi menjadi:

(persamaan 3-11)

yang kemudian dapat ditulis ulang menjadi:

(persamaan 3-12)

di mana: N = jumlah eblitan

ω = kecepatan putaran (

Φ = besar fluks medan (Webber)

ê = emaks =

EN = ggl induksi yang dibangkitkan pada sejumlah N belitan kawat

III.2.4 Medan Magnet pada Generator Sinkron

Pada generator sinkron, terdapat dua jenis medan magnet:

Medan Utama

Medan Utama adalah medan yang mempengaruhi kerja dari generator sinkron.

Terdapat dua jenis medan utama, yaitu:

1. Magnet Permanen

Medan magnet yang daya magnetisnya tidak dapat diatur dalam suatu

batasan tertentu dan secara berangsur – angsur mengalami perlemahan

2. Elektromagnet

Medang magnet dimana daya magnetisnya dapat diatur dalam suatu batasan

tertentu. Sebagai arus penguat, dipakai arus searah yang dimasukkan ke

dalam belitan melalui sikat ataupun slip-ring. Arus DC ini diambil dari

suatu komponen penguat yang disebut dynamo pembangkit atau exciter.

Medan Jangkar

Medan jangkar adalah medan yang timbul di belitan stator, sehingga sering disebut

juga sebagai medan stator. Medan ini timbul sebagai hasil superposisi dari medan AC

yang berasal dari tiga kumparan stator. Tiga kumparan stator ini mewakili masing –

masing phasa dari arus bolak – balik, yaitu R, S, dan T. Sumbunya membentuk sudut

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

sama dengan medan utama, sehingga keduanya dapat disuperposisikan.

Besarnya putaran ini dapat diketahui berdasarkan:

(persamaan 3-13)

Atau

(persamaan 3-14)

di mana: n = jumlah putaran per menit

f = frekuensi AC yang dipergunakan

p = jumlah kutub

120 = besarnya perbedaan phasa di antara kutub sumbu

Gambar III-5 – Skema Lilitan Generator 3 Phasa

III.2.5 Tegangan yang Diinduksikan

Besar gaya gerak listrik yang diinduksikan oleh kumparan stator per phasa adalah:

(persamaan 3-15)

di mana: = gaya gerak listrik induksi kumparan stator

f = frekuensi output generator

M = jumlah kumparan per phasa

kd = faktor distribusi

Φ = fluks magnet per kutub per phasa

dapat dinyatakan juga bahwa , di mana Z = jumlah konduktor seluruh slot per phasa

maka, persamaan tersebut dapat ditulis ulang menjadi:

(persamaan 3-16)

(persamaan 3-17)

di mana

(persamaan 3-18)

Sementara, harga rata – rata dari gaya gerak listrik induksi adalah:

(persamaan 3-19)

III.2.6 Hubungan Kerja Parallel Generator Sinkron

Kerja parallel adalah pengoperasian beberapa buah generator secara bersama – sama,

di mana output dari genset yang beroperasi disalurkan ke beban melalui bus yang sama

(common busbar system). Sedangkan yang dimaksud dengan sinkronisasi adalah kerja satu

generator untuk kerja parallel dengan generator lainnya, karena pada umumnya generator

sinkron yang bekerja utnuk suatu sistem tenaga bekerja parallel dengan banyak generator

lain. Kerja parallel antar beberapa generator dilakukan utnuk meningkatkan besarnya daya

yang dihasilkan.

Seringkali sistem, dimana generator yang akan dihubungkan, sudah mempunya begitu

banyak generator dan beban yang terpasang, sehingga berapapun jumlah daya yang diberikan

oleh generator yang baru masuk tidak mempengaruhi tegangan dan frekuensi dari sistem. Hal

ini yang disbeut generator terhubung pada sistem yang kuat sekali.

Generator dalam keadaan diam tidak boleh dihubungkan ke jala – jala atau sistem

karena pada saat diam, gaya gerak listrik yang terinduksi pada stator adalah nol dan berakibat

hubung singkat. Adapun tujuan utma adari pelaksanaan kerja parallel tersebut adalah:

Penambahan daya

Jika diesel yang terpasang tidak mampu menanggung pertambahan beban listrik

maka dengan kerja parallel masalah tersebut dapat di atasi sehingg daya kerja

generator dapat diandalkan

Kontinuitas

Jika ada gangguan dari sumber listrik, maka beban akan tetap mendapatkan supply

listrik sehingga tidak terjadi pemutusan supply. Selain itu, keadaan parallel

menjamin kestabilan tegangan dan frekuensi walaupun besar beban yang

ditanggung berubah – ubah.

Efisiensi

Efisiensi maksimum dari generator dapat tercapai juka generator mengirimkan

supply untuk beban puncak, begitu pula jika generator dioperasikan parallel dengan

generator lainnya.

Pada Generator Sinkron, terdapat hubungan kerja parallel, yaitu:

1. Generator parallel dengan jala – jala AC

2. Generator parallel dengan generator lain

Syarat kerja parallel dari generator adalah:

Tegangan pada generator pertama sama dengan tegangan pada generator kedua

Frekuensi ataupun kecepatan sudut dari generator pertama harus sama dengan

frekuensi maupun kecepatan sudut dari generator kedua

Urut – urutan phasa dari kedua generator sama.

Vektor tegangan yang saling berhimpit antara tegangan dari generator pertama dengan

jala – jala dari generator kedua.

Generator yang akan digunakan untuk kerja parallel pentanahannya hanya dilakukan

pada salah satu generator saja. Hal tersebut bertujuan untuk menhindari terjadinya aliran

harmonisa ketiga antar generator yang dapat merusak generator.

III.2.7 Konstruksi Generator Sinkron

Gambar III-6 – Struktur Generator Sinkron

Suatu mesin sinkron dapat bekerja sebagai generator maupun sebagai motor. Hal ini

dikarenakan keduanya memiliki konstruksi yang serupa. Perbedaannya terletak pada fungsi

konversi yang dilakukan, yaitu bila pada generator, mesin sinkron mengubah energi mekanis

dari suatu penggerak mula berupa turbin untuk menghasilkan energi elektrik, maka pada

motor, mesin sinkron memanfaatkan energi elektrik untuk menjadi energi mekanis yang akan

memutar suatu beban. Adapun konstruksi mesin sinkron terdiri dari:

Rangka Mesin

Rangka mesin berfungsi sebagai pemegang inti jangkar atau stator. Pada mesin

besar putaran rendah dengan diameter yang sangat besar, rangka mesin seringkali

dibuat menjadi bagian – bagian yang dapat dilepas untuk mempermudah

pengangkutan. Rangka mesin terbuat dari besi cor

Inti Stator

Inti stator terbuat dari lembaran – lembaran besi elektris yang terlaminasi.

Lembaran ini diikat menjadi satu dan membentuk stator. Laminasi dilakukan agar

rugi arus eddy menjadi kecil. Inti stator mempunyai alur – alur di mana kumparan

stator diletakan seperti pada gambar.

Rotor

Ada dua jenis rotor yaitu rotor kutub menonjol (salient pole) dan rotor kutub

silindris. Rotor kutub menonjol dipakai pada mesin dengan putaran rendah atau

menengah. Untuk mesin yang besar, kumparan rotor seringkali dibuat dari kawat

persegi. Rotor dengan kutub silindris biasanya dipergunakan pada generator yang

digerakkan oleh turbin uap (kecepatan tinggi). Untuk putaran rendah, biasanya

berdiameter kecil dan panjang. Kumparan rotor diatur sedemikian sehingga agar

terdapat fluks maksimum pada suatu posisi tertentu.

Kumparan peredam

Sering juga disebut kumparan sangkar, yang terdiri dari batang – batang aluminium

atau tembaga yang ujung – ujungnya dihubung singkat. Kumparan ini berguna

untuk meredam osilasi sehinga tidak terjadi hunting atau perubahan kecepatan

sesaat.

III.2.8 Sistem Pendinginan

Sistem pendinginan pada generator dapat dibedakan menjadi:

Pendinginan dengan udara

Generator dengan kapasitas daya di bawah 15 MW didinginkan dengan udara biasa

yang dialirkan melalui cutting menuju stator dan air gap

Pendinginan dengan Hidrogen

Generator dengan kapasitas daya di atas 15 MW didinginkan dengan Hidrogen,

tetapi instalasi generator menjadi lebih sulit karena membutuhkan faktor keamanan

yang tinggi untuk mencegah adanya kebocoran yang dapat menyebabkan

terjadinya ledakan

III.2.9 Pengaturan Tegangan

Tegangan pada terminal dari generator sinkron bergantung dari beban yang terpasang

dan juga faktor daya dari beban tersebut. Pengaturan tegangan atau voltage regulation dari

suatu generator sinkron didefinisikan sebagia perubahan tegangan dari beban nol ke beban

penuh dengan menjaga eksitasi tetap dan putaran tetap. Untuk mesin – mesin kecil,

pengaturan tegangan dapat diperoleh secara langsung. Untuk memperoleh harga teganan pada

beban nol, E0, generator sinkron diputar pada kecepatan normal, eksitasi diatur sehingga

menghasilkan tegangan nominal V pada beban penuh dan kemudian beban dilepas dengan

juga menjaga agar putaran serta arus penguat tetap konstan.

Hal ini kemudian disebut sebagai regulasi tegangan, yang diartikan sebagai batasan

agar kerja generator berada dalam tingkat yang dapat ditoleransi, yang dapat dihitung melalui

persamaan:

(persamaan 3-20)

III.3 Penyearah: Perubahan dari AC ke DC

Input daya pada motor umunya berasal dari sumber yang memiliki tegangan dan

frekuensi yang konstan seperti pada frekuensi 50 Hz ataupun 60 Hz, sementara keluarannya

haruslah dapat memberikan supply berupa tegangan dan/atau frekuensi yang berubah – ubah

ke motor tersebut. Secara garis besar, proses tersebut berlangsung dalam 2 langkah, sumber

AC pertama – tama disearahkan ke DC. Kemudian, sumber DC kemudian dikonversi ke DC

dengan penyesuaian bentuk gelombang keluaran.

III.3.1 Penyearah Phasa Tunggal Gelombang Penuh dengan Dioda Jembatan

Gambar III-7 – Konfigurasi Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

Perhatikan Gambar III-11, pada rangkaian tersebut, beban resistor R dialirkan dari

sumber tegangan Vs(t) = V0 sin ωt melalui 4 buah diode yang terhubung dalam penyerah

gelombang penuh konfigurasi diode jembatan.

Jika diandaikan bahwa diode adalah diode ideal, dapat digambarkan bahwa keadaan

diode – diode tersebut adalah sebagai berikut:

Diode D1 dan D3 dalam keadaan ON, diode D2 dan D4 dalam keadaan OFF ketika

Vs(t) > 0

Diode D2 dan D4 dalam keadaan ON, diode D1 dan D3 dalam keadaan OFF ketika

Vs(t) < 0

Tegangan pada resistor, seperti yang digambarkan pada Gambar III-12 dapat

diperhitungkan sebagai berikut:

(persamaan 3-21)

Perhatikan bahwa tegangan resistor bersifat positif untuk kedua polaritas dari

tegangan sumber, yang kemudian diistilahkan sebagai penyerah gelombang penuh. Nilai DC

rata – rata dari bentuk gelombang ini dapat diperhitungkan dengan persamaan:

(persamaan 3-22)

Gambar III-8 – Tegangan pada Resistor R

Akan tetapi, bentuk gelombang seperti ini tidak memungkinkan untuk dapat

dipergunakan pada berbagai peralatan sebagaimana gelombang DC lainnya, sehingga

gelombang DC yang dikehendaki haruslah konstan dan tanpa riak. Untuk memperolehnya,

dapat dipergunakan kapasitor yang akan memperhalus tegangan DC yang dibentuk.

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

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

III.3.2 Penyerah Diode Jembatan Tiga Phasa

Walaupun pada umumnya sistem daya phasa tunggal banyak dipakai pada peralatan

yang memiliki rating antara 5 kW atau lebih, pada sistem dengan daya yang lebih besar

banyak mempergunakan sumber 3 phasa. Secara umum, hal – hal yang terdapat pada

penyearah diode jembatan phasa tunggal juga berlaku untuk penyearah diode jembatan tiga

phasa.

Gambar III-11 – Penyearah Gelombang Penuh 3 Phasa

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

Pada Gambar III-11, ditunjukkan suatu sistem dimana beban R mendapat supply dari

suatu sumber tiga phasa yang melalui diode jembatan tiga phasa, enam pulsa. Gambar III-12

menunjukkan fungsi tegangan tiga phasa tegangan saluran-ke-saluran (Nilai puncak

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

resistor VR(t). Akan tetapi, yang membedakan antara penyerah phasa tunggal dengan tiga

phasa adalah bahwa VR(t), tegangan resistor tidak akan mencapai nilai nol, akan tetapi

jembatan diode tiga phasa tersebut akan menghasilkan nilai dari tiga buah tegangan saluran-

ke-saluran. Nilai dc rata – rata dari tegangan ini adalah:

(persamaan 3-23)

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

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

Gambar III-14 menunjukkan urutan switching diode untuk jembatan tiga phasa

berdasarkan periode tunggal dari gelombang tiga phasa yang dihasilkan. Perhatikan bahwa

hanya dua buah diode yang berada dalam kondisi ON pada waktu yang bersamaan dan setiap

diode berada dalam kondisi ON pada 1/3 siklus atau sebesar 120o.

Gambar III-14 – Penyearah Jembatan 3 Phasa dengan SCR

Pada pengaturan phasa dengan menggunakan jembatan SCR, akan menghasilkan

output seperti pada gambar berikut:

Gambar III-15 – Tegangan Beban untuk Firing yang ditunda pada SCR pada Jembatan SCR

dengan (a) ��d = 0,1Π dan (b) ��d = 0,9Π

Sementara tegangan dc keluaran rata – ratanya adalah sebesar:

(persamaan 3-24)

III.4 Inverter: Perubahan dari DC ke AC

Inverter adalah peralatan elektronika daya yang digunakan untuk mengubah tegangan

dc menjadi tegangan dan frekuensi yang bervariasi yang banyak dipergunakan untuk

mengoperasikan motor. Rangakaian umum dari suatu Inverter adalah sebagai berikut:

Gambar III-16 – Konfigurasi Inverter dengan Sumber Tegangan

Gambar III-17 – Konfigurasi Inverter dengan Sumber Arus

dimana Gambar III-16 merupakan suatu inverter dengan menggunakan sumber tegangan dc

yang konstan, V0, yang disebut sebagai bus tegangan dc pada masukan inverter. Sementara

Gambar III-17 dengan menggunakan suatu sumber arus dc yang konstan, I0 yang disebut

sebagai inverter sumber arus.

III.4.1 Inverter Phasa Tunggal

Gambar III-18 – Konfigurasi Inverter dengan IGBT

Gambar III-19 – Konfigurasi Inverter dengan Saklar Ideal

Pada Gambar III-18 ditunjukkan konfigurasi inverter phasa tunggal di mana bebannya

memperoleh sumber dari tegangan dc, V0 yang dialirkan melewati satu rangkaian yang terdiri

dari empat IGBT. Rangkaian IGBT tersebut dinamakan sebagai konfigurasi jembatan-H.

MOSFET ataupun alat switching yang sejenis lainnya juga dapat dipergunakan untuk

menggantikan IGBT pada rangkaian.

Analisa terhadap rangkaian ini dimulai dari waktu yang dipergunakan untuk

switching jauh lebih lambat dibandingkan konstanta waktu pembebanan L / R. Kemudian

dengan mengganggap bahwa iL positif dan saklar S1 dan S3 berada dalam kondisi ON, maka

tegangan pada beban adalah V0 dan arusnya adalah V0 / R. Kemudian ketika S1 dimatikan,

sementara S3 tetap dalam keadaan aktif, maka arus beban, yang tidak dapat langsung berubah

sebagai akibat pengaruh inductor, akan mengalir melalui D2. Hal yang sama juga akan terjadi

ketika S3 dimatikan, sementara S1 dibiarkan tetap menyala.

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

Keadaan ini memungkinkan untuk membalik tegangan dan arus beban dengan

menyalakan S2 dan S4, yang mana VL = - V0 dan iL = - V0 / R. Kemudian , tegangan dapat

dikembalikikan ke nol dengan mematikan salah satu dari S2 atau S4. Pada satu saat ini, satu

siklus dari penerapan gelombang tegangan-beban dari Gambar III-24 telah dilengkapi.

Gelombang yang dihasilkan oleh urutan switching dengan waktu penyalaan Δ1T dan

waktu mati Δ2T (Δ2 = 0,5 – Δ1) untuk kedua bagian positif dan negatif dari siklus. Gelombang

tersebut memikiki unsur utama dari AC berupa frekuensi f0 = 1 / T, dimana T adalah periode

dari urutan switching, dan komponen pada frekuensi harmonisa ganjil dari bagian utamanya.

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

Gelombang tersebut dapat dipertimbangkan sebagai satu langkah sederhana yang

diperoleh melalui pendekatan gelombang sinusoidal. Analisa Fourier dipergunakan untuk

menunjukkan bahwa gelombang tersebut memiliki bagian utama yaitu amplitudo puncak

(persamaan 3-25)

dan pada harmonisa ganjil dari amplitudo puncak:

(persamaan 3-26)

Walaupun gelombang ini merupakan pendekatan terhadap gelombang sinusoidal,

tetapi telah jelas tergambar bahwa gelombang pendekatan tersebut memiliki komponen –

komponen utama dari gelombang sinusoidal.

III.4.2 Inverter Tiga Phasa

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

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

Pada inverter 3 phasa, baik yang menggunakan sumber arus maupun sumber tegangan

dapat menghasilkan gelombang seperti pada inverter phasa tunggal, yang mana hasil yang

diperoleh akan tampak seperti pada gambar berikut

Gambar III-24 – Gelombang Keluaran dari Inverter 3 Phasa

III.5 Excitation

III.5.1 Definisi Eksitasi

Generator Sinkron merupakan tipe mesin listrik yang sangat banyak digunakan pada

pembangkit – pembangkit listrik. Generator sinkron merupakan generator AC yang

beroperasi dengan putaran yang serempak antara rotor dengan medan putar stator. Pada

generator sinkron, pada bagian rotor terdapat kumparan medan sementara pada bagian stator

terletak kumparan medan jangkar. Proses eksitasi atau pembangkitan tegangan pada

generator sinkron adalah dengan memberikan arus DC pada belitan medan. Hal ini sesuai

dengan prinsip electromagnet, bahwa apabila suatu konduktor berarus pada suatu medan

magnet akan membangkitkan fluks yang kemudian menjadi tegangan AC. Besarnya tegangan

yang dihasilkan bergantung pada besarnya arus eksitasi dan kecepatan putaran dari mesin, di

mana apabila kedua variabel tersebut semakin besar, maka teganganpun akan semakin besar.

III.5.2 Metode Eksitasi pada Generator Sinkron

Metode pembangkitan tegangan pada suatu generator sinkron bergantung kepada

jenis mesin yang dipergunakan serta pabrik yang membangun generator tersebut. Akan tetapi,

secara umum terdapat beberapa jenis cara pembangkitan tegangan yaitu:

1. Eksitasi dengan Generator DC

Pada sistem ini, sumber DC yang dipergunakan untuk eksitasi diperoleh dari sebuah

generator DC yang dikopel langsung dengan generator utama.

Arus yang dihasilkan oleh generator DC dialirkan menuju belitan rotor dari generator

utama melalui slip ring yang dilengkapi dengan sikat arang. Sistem ini banyak

dipergunakan pada pembangkit – pembangkit yang dibangun pada waktu yang

lampau dan telah ditinggalkan karena rendahnya efisiensi dalam penggunannya.

2. Eksitasi dengan Generator Tanpa Sikat Arang

Sistem eksitasi ini menggunakan Permanent Magnet Generator (PMG) sebagai

sumber utama dalam proses pembangkitan. PMG merupakan jenis magnet permanent

yang menjadi rotor, sehingga tidak membutuhkan sumber eksitasi dari luar untuk

menghasilkan listrik. PMG akan menghasilkan tegangan AC, yang kemudian

disearahkan dengan bantuan thyristor menjadi sumber DC untuk kemudian dialirkan

ke belitan stator dari generator eksitasi.

Generator eksitasi kemudian akan membangkitkan tegangan AC yang disearahkan

dengan bantuan Rotating Rectifier. Tegangan DC yang dihasilkan kemudian yang

menjadi arus eksitasi untuk generator utama yang dialirkan langsung ke belitan

rotornya tanpa melalui sikat arang.

Apabila dibandingkan dengan proses eksitasi dengan generator DC, hal ini lebih

efisien karena tidak butuhkan perawatan khusus seperti kebutuhan mengganti sikat

arang. Untuk menjadi agar tegangan yang dihasilkan generator selalu konstan, maka

digunakan Automatic Voltage Regulator.

Gambar III-25 – Sistem Excitation dengan Brushless Generator

3. Static Excitation

Static excitation merupakan sistem pembangkitan tegangan yang lebih sederhana dan

modern dikarenakan tidak dibutuhkannya lagi generator tambahan apapun sebagai

media pembangkit tegangan DC yang akan digunakan sebagai arus eksitasi. Untuk

menggantikan fungsi generator tambahan tersebut, Static Excitation menggunakan

tegangan output dari generator yang disearahkan dengan bantuan komponen

elektronika daya. Sistem ini disebut sebagai Static Excitation dikarenakan

peralatannya yang bersifat statis atau diam dan tidak ikut berputar bersama dengan

generator. Penambahan AVR digunakan untuk menjaga tegangan pada keadaan yang

lebih stabil.

Gambar III-30 – Sistem Excitation dengan Static Excitation

BAB IV

START-UP PROCESS PADA

GAS TURBINE GENERATOR 1.1 PLTGU PRIOK

IV. 1 Prosedur Pengoperasian Generator

Dalam mengoperasikan suatu generator, operator harus mengikuti SOP (standard

operation procedure) yang ada sebagai petunjuk dalam mengoperasikan suatu unit

pembangkit. Prosedur pengoperasian dalam suatu sistem pembangkit secara umum dibagi

menjadi empat tahapan, yaitu:

1. Tahap Persiapan

Sebelum mengoperasikan generator, perlu dilakukan prosedur pemeriksaan secara

menyeluruh. Pemeriksaan sebelum pengoperasian akan menjamin kinerja generator

berfungsi dengan baik. Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum mengoperasikan

generator adalah sistem-sistem yang terkait dengan kinerja gas turbin, yaitu:

Sistem Start

Sistem Pendingin udara pada generator

Sistem Pelumasan

Sistem Udara pendingin ruang bakar

Sistem Pengambilan dan Pembuangan Udara

Sistem Pemutar Poros Hidrolik

Sistem Compressor Bleed Valve

Sistem Penyalaan Awal

Sistem Bahan Bakar

Adjusment Of The Compressor Variable Inlet Guide Vane

Sistem Pendingin dan Pelindung Udara

Sistem Pemantau Rotor Train

Bila pemeriksaan sistem di atas dalam kondisi yang baik, maka generator dalam

kondisi siap untuk dijalankan.

2. Tahap Menjalankan Generator

Tahap ini merupakan langkah menjalankan mesin generator dengan putaran rendah

kemudian putaran dinaikkan sampai ke putaran nominal. Setelah kecepatan putar

mesin mencapai putaran nominal, perlu dilakukan pengecekan terhadap parameter

yang ada pada unit tersebut agar berada dalam keadaan normal. Setelah pengecekan

unit dalam kondisi normal kemudian mesin siap untuk dilakukan pembebanan.

3. Tahap Pembebanan

Setelah generator berputar pada kecepatan normal dan dalam kondisi baik, maka siap

dilakukan pembebanan pada sistem operasi. Pembebanan pada generator dapat

bersifat resisitif, induktif maupun kapasitif tergantung dari jenis beban yang diterima

oleh generator.

4. Tahap Menghentikan Generator

Dalam menghentikan generator, haruslah diperhatikan untuk tidak mematikan mesin

secara mendadak. Akan tetapi haruslah mesin dilepaskan dari beban secara perlahan

untuk kemudian biarkan mesin bekerja tanpa beban guna memberikan kesempatan

pada mesin untuk menyesuaikan temperatur kerja seiring dengan penurunan

pemakaian bahan bakar. Apabila sedang diparalel, generator harus dilepaskan dahulu

dari hubungan paralel. Setelah generator berhenti, lakukan pemeriksaan untuk

menjamin keandalan mesin bila generator beroperasi kembali.

IV.2 Sistem pada Generator

Sebelum memulai pengoperasian generator, perlu diketahui sistem-sistem untuk

operasi generator, yaitu :

Sistem Start (Starting System)

Sebelum mengoperasikan generator, perlu diperhatikan spesifikasi dari mesin

generator. Data mesin generator dapat diketahui dari buku manual yang dikeluarkan

oleh pabrik. Hal-hal yang perlu dikenali dari data pada mesin generator, yaitu:

Mesin: Generator:

Diameter silinder Frekwensi

Langkah Tegangan antar fasa

Jumlah dan letak silinder Arus maximum

Letak silinder Daya keluar

Langkah volume persilinder Cos θ

Volume total langkah Eksitasi

Putaran normal Kemampuan operasi

Putaran engkol

Sistem Pendinginan Air Pada Generator

Untuk menurunkan temperatur kerja pada generator diperlukan sistem pendinginan

dengan menggunakan air. Sistem pendinginan menggunakan air murni (fresh water)

yang tidak menggandung kadar garam dan silika ataupun kotoran-kotoran penyebab

korosi mesin. Air juga di campur dengan magnesium cromat. Gambar dari sistem ini

dapat dilihat pada HTCT 305 427. Komponen utama dari sistem pendingin air

generator ini adalah

Coller PDC10 AC010, AC020, AC030

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

Katup-katup PCD10 AA021, AA023

PCD10 AA031, PCD10 AA033

Pompa sirkulasi PCC10 AP010,AP020

Akumulator tekanan PCB70 BB001

Katup pengatur tekanan PCB70 BB001

Perpipaan

Peralatan pengaman dan pemantau

Coller yang berfungsi sebagai penukar panas air/udara,kapasitas pendinginan masing-

masing coller adalah 50%. Rangkaian sistem pendingin merupakan sistem tertutup

dan bertekanan. Air yang telah mengalami treatment khusus tersebut dipertahankan

sirkulasinya oleh salah satu dari dua pompa sirkulasi PCC10 AP010 atau AP020

sedangkan pompa yang lainnya berada dalam keadaan stand by. Pompa ini akan

bekarja dengan otomatis jika tekanan pompa sirkulasi turun di bawah nilai yang

seharusnya atau salah satu dari pompa utama gagal beroperasi. Panas yang dihasilkan

oleh generator akan diserap oleh air pendingin di dalam generator coller. Panas

kemudian dibuang ke atmosphere melalui tiga buah penukar panas air/udara dengan

menggunakan udara yang dihembuskan oleh fan.

Sistem Pelumasan

Berfungsi untuk mensuplay kebutuhan minyak pelumas dari gas turbin. Sistem

minyak pelumas membentuk suatu sirkuit pelumasan yang melumasi bantalan –

bantalan turbin gas dan auxiliary gear di samping itu juga mensuplay:

1. Sistem Power Oil Forwarding

2. Sistem Jacking Oil Sistem

3. Sistem Emergency Oil

4. Sistem Reset Untuk Hidrolik trip sirkuit

Gambar sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 430. Komponen Utama dari

sistem minyak pelumasan sendiri terdiri dari:

o Lube Oil storage sistem MBV10 termaksud

Tangki MBV10 BB001

Lube oil heater MBV10 AH001, AH002

Oil vapor exhaust fans MBV10 AN001, AN002

Oil separator MBV10 AT001, AT002

o Lube Oil Forwarding sistem MBV21 termaksud

Main lube oil pump MBV21 AP001

Lube oil coller MBV21 AC020,AC030,AC040

Twins filter MBV21 AT002

Temperatur control valve MBV21 DT001

o Emergency Oil Sistem MBV22 termaksud

Emergency oil pump MBV22 AP001

Lube oil distribution sistem MBV40

Lube oil return sistem MBV70

o Peralatan pengaman dan pengamatan

o Sistem pemipaan

Power oil sistem pada sistem pelumasan berfungsi untuk mensuplai kebutuhan

minyak yang dibutuhkan untuk menggerakan sistem kontrol hidrolik dan proteksi.

Sedangkan Jacking Oil System berfungsi untuk memberikan pelumasan secara

hidrodinamis yang berguna untuk memperkecil torsi atau gesekan pada bantalan.

Pada saat rotor barring jacking oil memperkecil torsi yang di butuhkan untuk

memutar poros turbin.

Sistem Udara Pendingin Ruang Bakar

Sistem ini berfungi untuk mendinginkan Burner (ruang bakar). Gambar sistem ini

dapat dilihat pada gambar HTCT 305 436. Sistem udara pendingin ruang bakar terdiri

dari :

o Pendingin udara MBH41 AC001

o Tempertur indikator MBH41 CT002

o Katup searah MBH41 AA001,AA002

o Orifice MBH41 BP006,BP007

o Katup udara pendingin MBH41 AA010

Sistem Kebocoran Bahan bakar minyak kembali terdiri dari

o Katup kebocoran bahan bakar minyak MBH35 AA001

o Orifice MBH35 BP007

Sistem udara pendingin dan perapat MBH33 mengirim sistem udara pendingin

dengan udara yang sebelumnya telah didinginkan didalam sistem pendingin udara (air

cooler) MBH41 AC001. Sebagian Kecil dari udara pendingin di gunakan untuk

sistem udara kontrol pada blow off valve MBX69.

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

Sistem pemasukan udara ini berfungsi untuk menyalurkan udara murni ke dalam

ruang bakar. Jumlah dan kualitas udara yang akan masuk ke dalam silinder (ruang

bakar) sangat penting bagi kinerja generator. Udara yang di ambil haruslah bersih

guna mencegah Fauling yang menyababkan drop nya daya keluaran,kesalahan

(malfunction) dan merusak mesin. Udara di arahkan ke inlet kompresor secara

aerodimanis.Sistem ini juga berfungsi untuk mengurangi kebisingan ke lingkungan.

Sistem pembuangan udara yang dikenal dengan knalpot pada mesin berfungsi untuk

menyalurkan gas sisa pembakaran ke udara luar dan sekaligus berfungsi sebagai

peredam getaran akibat ledakan pembakaran serta tekanan gas buang. Fungsi sebagai

peredam getaran ini sangat penting, mengingat getaran yang berlebihan dapat

mempercepat keausan komponen-komponen motor itu sendiri. Gambar dari sistem

intake air dapat dilihat pada gambar HTCT 305 435. Bagian-bagian dari sistem intake

air terdiri dari:

o Ducting udara masuk MBL30,yang meliputi :

Pulse filter MBL30 AT001

Compressor untuk pulse filter MBL30 AN001

Silincer MBL30 BS001

o Sistem Pemutar Poros Hidrolik

Sistem ini berfungsi untuk memutar rotor setelah Gas Turbine set stop agar

pendinginan merata, juga untuk menghindari terjadinya pelengkungan poros selama

proses pendinginan berlangsung. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar

HTCT 305 429. Pada prinsipnya sistem ini terdiri dari:

Tangki MBX12 BB01

Pompa AC bertekanan tinggi MBX22 AP001

Pompa DC bertekanan tinggi MBX22 AP002

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

Katup pemandu (pilot valve) MBX51 AA001

Katup pengatur tekanan (constanst presure velve) MBX51 DP001

Alat-alat pemutar poros hidrolik MBK70

Sistem Pemipaan

Alat-alat pengaman dan monitor pemutar poros hidrolik

Sistem Compressor Bleed valve

Untuk membuang sebagian udara kompresi ke udara bebas selama proses start up dan

shut-down. Hal ini adalah untuk mencegah terjadinya rotating stall (aliran udara yang

terputus-putus di sepanjang sudu kompresor dimana bersamaan itu pula timbulah

tegangan kelelahan pada sudu-sudu kompresor) yang akhirnya akan menyebabkan

kerusakan atau kegagalan pada sudu kompresor. Gambar dari sistem ini dapat dilihat

pada gambar HTCT 305 431.Sistem ini terdiri dari:

Compressor bleed valve system MBA81 dengan:

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

kompresor

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

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

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

Sistem udara untuk bleed valve MBX69 dengan:

Katup penurun tegangan MBX69 DP001,DP003

Supply orifice MBX69 BP001,BP003

Safety relays MBX69 AA001,AA003

Sistem minyak kontrol untuk bleed valve MBX48 dengan :

Pilot valve untuk safety valve MBX48 AA001,AA003

Orifice MBX48 BP011,BP013

Sistem pengamanan dan monitoring

Pemipaan

Sistem Penyalaan Awal

Ignition fuel system adalah sistem penyalaan awal untuk membakar bahan bakar

minyak atau bahan bakar gas pada saat start turbin gas. Gambar dari sistem ini dapat

dilihat pada gambar HTCT 305 426. Komponen dari ignition fuel system terdiri dari :

Propane Gas Blok

Gas bottles MBQ30 BB001,BB002

Change over reducing valve MBQ30 AA001

Filter MBQ30 AT001

Ignition gas flow orifice MBQ30 BP001

Stop valve MBQ30 AA002 sd AA005

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

MBM31 AV003

Ignition fuel lines

Sistem Pengaman dan sistem monitoring

Jumlah gas propane pada sistem penyalaan setiap unit 2 buah, 1 buah untuk penyalaan

sedangkan satu unit lagi untuk cadangan. Apabila tekanan gas pada botol yang

dipakai turun mencapai harga minimum, suplai gas akan di tunjang oleh botol

cadangan yang perpindahan botolnya secara otomotis.

Sistem Bahan Bakar

Sistem bahan bakar pada turbin gas terdiri dari tiga pemilihan bahan bakar yaitu

dengan bahan bakar gas, minyak ataupun kombinasi dari kedua bahan bakar tersebut.

Sistem bahan bakar gas pada turbin gas disuplai oleh sistem suplai ke burner dengan

jumlah aliran bahan bakar gas sesuai dengan power output yang dibangkitkan oleh

turbin gas. Sistem bahan bakar gas telah diintegrasikan ke dalam sistem proteksi

pembangkit secara menyeluruh dengan demikinan katup trip akan segera

menghentikan aliran bahan bakar yang menuju ke burner jikan terjadi trip emergency.

Sistem bahan bakar gas dapat dilihat pada gambar HTCT 305 432 dengan

kelengkapan peralatan dan komponen utama sebagai berikut:

o Sistem bahan bakar gas MBP31 termaksud

o Main shut off valve gas MBP31 AA001

o Relief valve MBP31 AA002

o Stop valve MBP31 AA010

o Trip valve MBP31 AA003

o 2 buahMeasurement of gas flow MBP31 CP001

o Control valve MBP31 AA007

o Filter/separator MBP31 CF001

o Pressure limiting system MBP31 DP210

o Ignition gas system MBP32 termaksud

o Ignition gas/blow off valve MBP32 AA001

o Gas relief system MBP33 termaksud

o Gas relief fan MBP33 AN001

o Relief valve MBP33 AA001

o Fuel gas drain system MBP35 termaksud

o Silinder MBP35 BS001

o Gas piping

o Pretection dan monitoring device

Sistem bahan bakar minyak pada turbin gas berfungsi untuk mensuplai bahan bakar

minyak ke burner untuk keperluan pembakaran pada tekanan temperatur dan flow rate

yang sesuai dengan power out yang dibangkitkan oleh turbin gas. Sistem bahan bakar

minyak pada turbin gas ini termaksud di dalam sistem proteksi dari pembangkit,

sebagai contoh bila terjadi emergency trip maka suplai dari bahan bakar menuju ke

fuel nozzle dengan segera akan terhenti. Desain skematik dari bahan bakar minyak ini

dapat di lihat pada diagram HTCT 305 433. Komponen utama dari gas turbin adalah

sebagai berikut :

The fuel transfer system MBN31 termaksud

Fuel oil main stop valve MBN31 AA001

Stop valve MBN31 AA004

Drain pump MBN31 AP011

Oil filter MBN31 AT001

Fuel oil flow meter MBN31 CF001

Fuel oil system dari fuel oil pump MBN32 termaksud

Katup minimum flow MBN32 AA001

Fuel oil relief velve MBN32 AA002

Trip valve MBN32 AA005

Control valve MBN32 AA007

Non return valve MBN32 AA011

Fuel oil pump MBN32 AP001

Fuel oil return system MBN34 termaksud

Non return valve MBN34 AA001

Stop valve MBN34 BB001

Fuel return flow meter MBN34 CF001

Pressure limiting valve MBN34 DP001

Fuel oil leakage return system MBN35 termaksud

Fuel oil leakage MBN35 AP001

Tank MBN35 BB001

Three way valve MBN35 AA002

Fuel oil leakage valve MBN35 AA001

Nozzle blow off valve MBN35 AA010

Fuel pipes

Safety and monitoring equipment

Kecuali fuel oil main valve, hubungan antara pipa-pipa dan katup-katup yang

terletak pada combustor (fuel oil return valve, trip valve, control valve, nozzle

blow off valve fuel oil leakage valve), sedangkan komponen – komponen yang

lainnya diletakkan bersama-sama didalam blok bahan minyak.

Sistem bahan bakar ganda pada turbin gas digunakan apabila gas turbin menggunakan

dua jenis bahan bakar gas dan atau minyak ke gas burner MBM31 AV002 atau fuel

nozzle MBM31 AV001. Masing-masing bahan bakar akan diperhatikan tekanan dan

suhunya. Banyaknya pembagian bahan bakar bervariasi tergantung output yang

dikehendaki. Menggunakan dua bahan bakar pada turbin gas dapat dilakukan dari satu

tipe bahan ke bahan bakar lainnya jika ada gangguan pada salah satu sistem bahan

bakar tersebut. Sistem bahan bakar minyak akan mengambil alih secara otomatis

tanpa penundaan operasi. Peralihan penggunaanbahan bakar dapat dilakukan secara

manual. Bentuk diagram pada sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 434

meliputi peralatan :

Fuel Oil system MBN (HTCT 690 263)

Fuel gas system MBP (HTCT 690 262)

Peralatan pemindahan bahan bakar lainnya

Adjusment Of the Compressor Variable Inlet Guide Vane

Berfungsi untuk mengatur jumlah udara masuk dari air intake system yang akan di

kompresi oleh kompressor utama gas turbin yaitu dengan mengatur sudut dari

variable inlet guide vane. Pada combined cycle jumlah udara masuk sesuai dengan

perubahan beban,yaitu agar suhu exhaust gas di jaga tetap (konstan) agar di dapatkan

effisiensi maksimum. Gambar/desain dari variable inlet guide vane yaitu HTCT 305

438 mencakup sistem-sistem seperti:

Variable inlet guide vane MBA82 termaksud

Linier amplifier MBAAS001

Elektrik drive with DC motor dan pengereman nya

Hidrolik drive

Hidrolik clamping unit

Power oil system for variable inlet guide vane MBX52

Pilot valve MBX52 AA001

Filter MBX52 AT001

High pressure power oil system MBX22

Safety dan monitoring equipment

Sistem Pendingin Dan Pengamanan Aliran Udara

Berfungsi untuk melindungi rotor dan bagian – bagian turbin gas dari pengaruh gas

panas yang timbul akibat overheating, untuk melindungi sistem pendingin udara dari

masuknya gas panas serta untuk mencegah masuknya udara di luar sistem

panyaringan dari bagian bantalan kompresor ke dalam kompresor. Gambar dari

sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 306 640. Sistem pendingin dan

pengamanan aliran udara MBH31 ini terdiri dari beberapa bagian yaitu:

o The colling and sealing air system for turbin exhaut

o The colling and sealing air system for turbin and compressor diffusor

o The sealing air system for compressor system

o The colling vane carriers and turbine vane

o The colling of the inner housing

o The colling of the gas turbine rotor and turbine blades

o Sistem Pemantau Rotor Train

Berfungsi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada rotor turbin gas dikarenakan

oleh kecepatan yang melampaui nilai nominal yang diijinkan maupun dikarenakan

oleh getaran yang terlalu besar sewaktu rotor bekerja. Gambar dari sistem ini dapat

dilihat pada gambar HTCT 306 693. Sistem ini terdiri dari beberapa komponen yaitu:

Electrical Probes for speed MBA30 CS001 TO 003

Mechanical-hydraulic overspeed protecting device MBX01

Trip and reset equipment MBX01 AA010

Overspeed trip MBX01 AZ010

Bearing pedestal vibration pick-ups

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

Secara spesifik, proses pembangkitan tegangan pada Gas Turbine Generator 1.1 UBP

Priok dibagi dalam 25 langkah kerja. Generator 1.1 PLTGU Priok memakai SFC sebagai

penggerak mula, dimana generator akan bekerja sebagai motor terlebih dahulu hingga gas

turbin mencapai kecepatan nominal 2800 rpm. Turbin berada dalam keadaan kerja autonom

dimulai dari 700 rpm hingga kemudian pada 2500 rpm, SFC dilepaskan dari sistem.

Kemudian pada 2800 rpm, proses eksitasi dimulai untuk kemudian generator mampu

menghasilkan tegangan keluaran. Secara lengkap langkah – langkah pembangkitan tegangan

pada Gas Turbine Generator 1.1 Priok adalah sebagai berikut:

Step 1

1. Pengaktifan pasokan minyak pelumas

2. Pembukaan saluran pembuangan udara

3. Pemilihan bahan bakar diatur ke bahan bakar cair

Keterangan:

Pada langkah pertama, sistem pelumasan diaktifkan untuk melumasi area – area yang

melakukan gerak yaitu pada beberapa bagian turbin dan bantalan – bantalannya.

Selain itu, dilakukan pemilihan bahan bakar berupa bahan bakar cair atau HSD (High

Solar Diesel).

Step 2

1. Pemilihan bahan bakar gas

2. Pemilihan bahan bakar dual

Keterangan:

Pada langkah kedua, apabila diinginkan sistem bahan bakar gabungan, maka

pemilihan bahan bakar gas dan dual haruslah diaktifkan.

Pada Langkah 1 dan Langkah 2 diketahui bahwa pengoperasian dimulai dengan

pembukaan aliran minyak pelumas serta pembukaan jalur gas buang. Turbin gas

sendiri dapat dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar gas maupun cair (HSD)

atau bahkan penggabungan dari kedua bahan bakar tersebut. Langkah ini perlu

dilakukan karena sebelum start up turbin gas, sistem rotor turning atau rotor barring

sudah terlebih dahulu diaktifkan. Pembukaan exhaust gas tract dilakukan untuk

menghindari kegagalan (trip) turbin karena apabila dicapai suhu exhaust (TAT) ±

575°C turbin akan trip.

Step 3

1. Stop Valve berada pada posisi terbuka

2. Kipas Pembuangan Udara dikondisikan terbuka

3. Relief Valve berada pada posisi tertutup

4. Pemilihan bahan bakar gas

Keterangan:

Pada langkah ketiga, Stop Valve diatur dalam posisi terbuka dan kipas pembuangan

udara juga diatur dalam posisi terbuka. Akan tetapi Relief valve dari generator diatur

dalam posisi tertutup. Kemudian dilanjutkan dengan pemilihan gas sebagai bahan

bakar sebelum proses automatic start dijalankan.

Step 4

1. Pemilihan bahan bakar cair

2. Pemilihan bahan bakar dual

Keterangan:

Pemilihan bakar dilakukan untuk mengganti bahan bakar yang telah dipilih dari gas

menjadi bahan bakar cair ataupun bekerja secara dual.

Step 5

1. Pengaktifan Fuel Forward System

Keterangan:

Fuel Forward System merupakan mekanisme pengaturan pasokan bahan bakar gas

dari tempat penampungannya menuju ke saluran bahan bakar sebelum akhirnya

menuju ruang pembakaran.

Step 6

1. Pengaturan tekanan yang rendah pada tempat pengiriman bahan bakar cair

2. Pembukaan Main Stop Valve dari penampungan bahan bakar cair

Keterangan:

Pembukaan Main Stop Valve bertujuan untuk memulai pengaliran bahan bakar cair

dari tempat penampungannya dengan tekanan yang diatur pada tingkat rendah.

Step 7

1. Pompa bahan bakar minyak dijalankan

Keterangan:

Pompa bahan bakar minyak dijalankan sebagai kelanjutan dari langkah sebelumnya

untuk mengalirkan bahan bakar cair.

Pada Langkah 3 sampai dengan Langkah 7 merupakan suatu mekanisme

pemilihan bahan bakar, baik gas, cair, maupun gabungan, untuk dipasok ke

dalam sistem pembakaran nantinya.

Adapun Start Up dengan menggunakan bahan bakar gas adalah:

1. Pada saat automatic start dilakuan pilihan bahan bakar gas

2. Relief Valve MBP31 AA002 masih dalam keadaan tertutup, sedangkan Main Shut-off

Valve MBP31 AA001 dalam keadaan terbuka. Aliran dari bahan bakar gas sepanjang

Trip Valve MBP31 AA003 masih dalam keadaan tertutup sehingga aliran bahan bakar

masih tertahan sampai saat di mana Gas Relief Fan MBP31 AN01 diaktifkan.

3. Proses start up dilanjutkan setelah Operator mendapat feedback berupa keterangan

dari Main Shuf-off dan Gas Relief Fan yang telah beroperasi serta Relief Valve telah

tertutup.

4. Setelah tercapainya kecepatan nominal dari turbin untuk memulai proses pembakaran

atau ignition, maka Trip Valve akan berada pada posisi terbuka sehingga kemudian

Fuel Ignition System akan beroperasi. Pasokan gas setelahnya berada dalam kendali

Control Valve MBP31 AA007 dan Ignition Gas/Blow-off Valve MBP32 AA001.

5. Gas propane yang dipasok oleh Ignition Fuel System MBQ30 akan menyulut Ignition

Torch MBM31 AV003. Hal ini berlangsung hingga tekanan nominal telah tercapai

oleh Control Valve yang kemudian memicu operasi otomatis dari Blow-off Valve.

6. Ketika Trip Valve dibuka, terjadi perubahan posisi dari Blow-off yang semula

tertutup menjadi dalam keadaan terbuka. Hal ini mengakibatkan mengalirnya gas dari

Ignition Das menuju Orifice MBP BP001 untuk kemudian menuju Burner MBM31

dan berakhir di Ruang Pembakaran (Combuster) MBM30.

7. Setelah pembakaran perdana berhasil, 3 buah monitor pengawas, MBM CN001,

MBM CN002, MBM CN003 akan bekerja mengawasi proses pembakaran tersebut.

Proses penyulutan yang dilakukan dihentikan sementara Control Valve mengatur

besar bukaan katup aliran gas ke dalam ruang bakar agar sesuai dengan kerja

pembebanan yang diinginkan.

Adapun Start Up dengan menggunakan bahan bakar cair (HSD) adalah kurang lebih

seperti proses Start Up dengan bahan bakar gas, hanya saja terdapat beberapa

perbedaan langkah kerja yaitu:

1. Main Stop Valve MBM31 AA001 akan terbuka dan dengan bantuan Fuel Oil Pump

MBN32 AP001 akan mengatur tekanan aliran bahan bakar.

2. Fuel Pump MBN32 AA001 berfungsi untuk memberikan tekanan tambahan pada

bahan bakar sebelum kemudian dialirkan menuju Relief Valve MBN32 AA002.

3. Aliran bahan bakar akan kembali ke tangki utama dan menuju Minimum Flow Valve

MBN32 AA001 setelah Turboset Gas mencapai nilai yang telah ditetapkan

berdasarkan kebutuhan. Minimum Flow Valve berfungsi untuk meningkatkan tekanan

pada bahan bakar. Aliran bahan bakar ini bertujuan untuk menghindari Fuel Oil Pump

atau pompa bahan bakar minyak dari panas berlebih.

4. Ignition Gas System akan bekerja setelah kecepatan penyulutan berada pada nilai

yang ditentukan, yang mana secara bersamaan Trip Valve akan terbuka dan

mengalirkan bahan bakar melalui Filling Valve menuju Nozzle MBM31 AV001.

5. Fuel Oil Relieve Valve akan terbuka secara sempurna. Leakage Valve pada jalur

utama menuju Fuel Oil Leakage Return System pun akan terbuka. Sementara Fuel Oil

Drain Valve akan tertutup dan Fuel Nozzle di sisi kanan akan terbuka untuk

memberikan tekanan minimum.

6. Bahan bakar kemudian mengalir melalui Nozzle menuju ruang bakar dan mengalami

pembakaran. Saat pembakaran terjadi, 3 monitor pengawas akan bertugas untuk

mengawasi proses pembakaran, sementara Control Valve dan Nozzle akan terbuka

sesuai dengan kebutuhan dari penggunaan bahan bakar yang bergantung pada beban

yang ditanggung.

Step 8

1. Pasokan minyak pelumas diaktifkan

Keterangan:

Dengan dimulai nya aliran bahan bakar untuk memulai pembakaran maka pompa-

pompa sistem pelumasan akan di aktifkan. Fungsi dari pelumasan pada mesin gas

turbin adalah untuk mengurangi gaya gesek pada mesin, untuk pendinginan, dan

pencegahan karat.

Step 9

1. Saluran pembuangan gas berada dalam keadaan terbuka

2. Tekanan minyak pengaman diatur dalam keadaan minimum

3. Pasokan Power Oil diaktifkan

4. Proses pendinginan diaktifkan

5. Sel CW PPS diatur dalam keadaan minimum

6. Pembilasan mulai untuk dilaksanakan

Keterangan:

Selanjutnya saluran gas buang akan terbuka, sistem pendinginan akan diaktifkan

untuk mengurangi temperatur di dalam turbin gas. Pada Langkah 9 ini, Power Oil

Supply akan diaktifkan untuk menyediakan pasokan oli yang dibutuhkan dalam

proses mengaktifkan kontrol hidrolik dan sistem proteksi.

Tekanan minyak di sistem pelumasan pada tahap ini berada dalam keadaan minimum

melalui pemberian tekanan oleh Safe Oil Pressure. Akan tetapi, apabila tekanan

minyak dalam sistem pelumasan mengalami penurunan melebihi ambang batas yang

ditetapkan, Emergency Oil Pressure akan bekerja dan memberikan tekanan tambahan

untuk menjaga agara tekanan tetap seimbang.

Sistem pendingin berfungsi juga menghindari kegagalan bekerja (trip) di generator

yang disebabkan oleh:

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

Suhu Udara rotor colling system melampaui 350°C

Step 10

1. Kecepatan perputaran turbin telah mencapai 800 rpm atau lebih dalam jangka waktu 5

menit semenjak proses dimulai

2. Perlengkapan starting dalam keadaan flush.

3. Fuel Valve diatur dalam keadaan terbuka untuk mengalirkan bahan bakar

4. Pembakaran tetap berlangsung

5. Boiler Furge berada dalam keadaan aktif.

Keterangan:

Pada Langkah 10 ini, kecepatan perputaran turbin diharuskan untuk mencapai nilai

minimal 800 rpm dalam jangka waktu 5 menit setelah proses dimulai. Sementara itu,

pembukaan katup bahan bakar merupakan suatu persiapan dalam pembakaran bahan

bakar bertekanan tinggi dengan injektor pada ruang pembakaran.

Step 11

1. Starting Equipment diatur dalam keadaan menyala

2. Kecepatan putaran turbin berkurang hingga kurang dari 700 rpm.

3. Pengambilalihan dilakukan oleh Furge

4. Proses pembakaran berlangsung.

Keterangan:

Proses starting yang akan dijalankan kembali menghendaki turbin untuk berputar

dengan kecepatan maksimum kurang dari 700 rpm.

Step 12

1. Pembukaan saluran gas pembuangan

2. Starting Equipment diaktifkan

3. Kecepatan perputaran turbin dicapai hingga lebih dari 2500 rpm

4. Proses pembakaran tetap berlangsung

Keterangan:

Proses pembakaran yang dilakukan dengan pengaturan Control Valve bahan bakar

berlangsung terus menerus hingga kecepatan putaran turbin mencapai angka 2500

rpm.

Step 13

1. Pasokan bahan bakar gas dalam keadaan berfungsi

2. Gas Main Stop Valve berada dalam keadaan terbuka

3. Pasokan bahan bakar cair dalam keadaan tertutup

4. Pengaturan aliran gas pada kondisi maksimum

5. Gas Main Relief Valve berada dalam keadaan tertutup

6. Pasokan bahan bakar cair diubah ke keadaan terbuka

7. Pengaturan aliran gas pada kondisi minimum

8. Pasokan bahan bakar gas dihentikan

9. Pasokan bahan bakar dual (gas dengan cair) dijalankan

Keterangan:

Langkah 13 ini merupakan suatu langkah peralihan dari suatu proses pembakaran

dengan menggunakan bahan bakar gas menuju proses pembakaran dengan bahan

bakar cair. Dalam proses peralihan tersebut, pengaturan terhadap pembukaan dan

penutupan terhadap katup yang terlibat menjadi sangat penting untuk mencegah

terjadinya backfire yang dapat merusak sistem.

Step 14

1. Ruang Bakar dikondisikan pada keadaan tidak bekerja

2. Sistem Proteksi terhadap turbin diaktifkan

3. Kecepatan perputaran turbin diturunkan hingga kurang dari 700 rpm

4. Gas Trip Valve diatur pada keadaan Normally Closed

5. Pemilihan bahan bakar dialihkan dari gas menjadi bahan bakar cair

Keterangan:

Dalam proses peralihan penggunaan bahan bakar, hal pertama yang harus dilakukan

adalah menghentikan aktivitas pembakaran sehingga ruang pembakaran berada dalam

keadaan tidak bekerja. Kemudian sistem proteksi terhadap turbin dilakukan untuk

mencegah terjadinya kerusakan pada turbin akibat penurunan kecepatan putaran

hingga kurang dari 700 rpm. Kemudian Gas Trip Valve diatur dalam keadaan tertutup

untuk selanjutnya terjadi peralihan bahan bakar dari gas menjadi cair.

Step 15

1. Pengaturan Propane Gas Valve

2. Ignition Transformer

3. Start-up Integrator

4. Pengaturan Cool Air Valve

5. Pengaturan Propane Gas Valve pada keadaan terbuka

6. Proses pembakaran berlangsung kembali

Keterangan:

Setelah terjadi pergantian bahan bakar dari gas menjadi cair, proses penyulutan harus

diulang kembali dengan mengalirkan gas propane ke dalam ruang bakar bersamaan

dengan bahan bakar cair melalui Nozzle dan sekaligus mengaktifkan proses pendingin

Step 16

1. Proses pembakaran berlangsung selama kurang lebih 10 detik

2. Posisi Ignition Gas Bleed pada keadaan beroperasi

3. Status bahan bakar adalah bahan bakar cair

Keterangan:

Langkah 16 merupakan suatu langkah awal sebelum dilakukan proses pemindahan

bahan bakar dari cair menuju gas.

Step 17

1. Release Valve dari bahan bakar cair diatur pada keadaan tertutup

2. Shut-off Valve dari bahan bakar cair kemudian ditetapkan pada keadaan tertutup

3. Cool Air Valve kemudian diatur pada keadaan tertutup

4. Pemilihan bakar bakar dari cair menjadi gas

Keterangan:

Setelah terjadi pembakaran selama 10 detik, proses pembakaran dihentikan untuk

kemudian dilakukan penggantian bahan bakar dari cair menuju gas.

Step 18

1. Pembakaran berlangsung selama 10 detik

Step 19

1. Propane Gas Valve diatur dalam keadaan tertutup

2. Pembakaran terus berlangsung

3. Ignition Transformer dimatikan

Keterangan:

Penghentian penyaluran gas propane ke dalam ruang pembakaran dilakukan

dikarenakan temperatur pada ruang bakar telah memungkinkan dilakukannya

pembakaran tanpa perlu dilakukannya penyulutan (keadaan stabil).

Step 20

1. Kecepatan putaran turbin telah mencapai lebih dari 2500 rpm

2. Kontrol Start up diatur dalam keadaan lebih tinggi

Keterangan:

Proses pembakaran yang stabil memungkinkan turbin untuk mencapai kecepatan 2500

rpm atau lebih. Pada keadaan ini, sistem penggerak awal dilepaskan dari turbin

sehingga turbin berfungsi secara autonom dengan bergantung kepada kontrol bahan

bakar.

Step 21

1. Starting Equipment dalam keadaan mati

2. Kecepatan putaran turbin mencapai angka 2826 rpm

Keterangan:

Perputaran mandiri turbin berlangsung terus hingga angka 2826 rpm sebelum

kemudian memulai proses eksitasi atau pembangkitan tegangan.

Step 22

1. Circuit Breaker dari generator mulai untuk dinyalakan

2. Kecepatan putaran turbin mencapai lebih dari 2990 rpm

3. Proses eksitasi berlangsung

4. Voltage Regulator diatur dalam keadaan auto

Keterangan:

Pada Langkah 22, eksitasi yang dimulai sejak 2826 rpm berlangsung terus. Untuk

melindungi generator, CB diaktifkan sehingga mencegah terjadinya arus lebih yang

dapat merusak generator. Dengan bantuan VR, tegangan yang dibangkitkan

ditingkatkan hingga mencapai 15,75 kV.

Step 23

1. Generator melakukan sinkronisasi

2. Circuit Breaker dari proses sinkronisasi generator diatur dalam keadaan aktif

Keterangan:

Setelah generator mencapai tegangan yang ditentukan, generator melakukan

sinkronisasi dengan tegangan jaringan untuk membantu mengirimkan pasokan

tegangan. Untuk melindungi proses ini, CB Synchronous Generator diatur dalam

keadaan aktif

Step 24

1. Generator tersinkronisasi dengan jaringan

Step 25

1. CB Synchronous Generator kemudian dimatikan

2. CB Generator diaktifkan untuk menjaga tegangan dari generator yang sedang bekerja

Keterangan:

Langkah 24 dan Langkah 25 ini merupakan langkah terakhir dari proses

pembangkitan tegangan di mana tegangan yang dibangkitkan generator telah dipasok

ke jaringan dan generator bekerja parallel dengan generator lainnya.

BAB V

ELECTRICAL EQUIPMENT FOR START-UP PROCESS

IN GAS TURBINE AT GT 1.1 PLTGU PRIO004BX

V.1 Static Frequency Converter

V.1.1 Umum

Dalam proses pembangkitan daya listrik pada Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) digunakan

turbin gas sebagai penghasil daya mekanik untuk menggerakkan kompresor dan generator

yang telah terkopel langsung dalam satu poros. Pada umumnya, setiap pembangkit

menggunakan penggerak mula (prime mover) secara mekanis, seperti motor penggerak,

coupling atau gearbox. Oleh karena turbin gas terkopel langsung dengan kompresor dan

generator, maka penggerak mula tersebut juga sekaligus akan menggerakan kompresor yang

men-supply udara ke ruang bakar dalam proses pembakaran.

Static Frequency Converter (SFC) adalah jenis penggerak mula yang dipergunakan di PLTG

Priok yang merupakan seperangkat peralatan komponen elektronika daya yang dilengkapi

dengan sistem monitoring dan pengawasan dalam kriteria “closed loop control” yang bekerja

dalam tahapan start-up pembangkit. Hal ini terjadi bahwa generator sinkron yang terkopel

langsung dengan poros turbin terlebih dahulu diubah fungsi menjadi motor oleh SFC untuk

kemudian berfungsi sebagai penggerak mula.

SFC menghubungkan antara terminal masukan motor dengan supply daya dari jaringan luar

dan selanjutnya melakukan tugas pengaturan dan pengendalian terhadap variable speed drive

selama proses starting generator. Sumber tegangan 3 phasa dari line utama terlebih dahulu

disearahkan oleh rangkaian rectifier untuk selanjutnya dilakukan pengaturan sudut penyalaan

(gate) dari thyristro dalam rangkaian inverter sehingga dihasilkan tegangan AC dengan

frekuensi tertentu sesuai dengan nilai yang diinginkan. Frekuensi tegangan keluaran dari

rangkaian inverter selanjutnya langsung mempengaruhi kecepatan putaran rotor mesin

sinkron.

Daya yang dihasilkan oleh motor sinkron ini menggerakkan poros turbin sekaligus kompresor

dengan kecepatan yang terus bertambah sesuai dengan frekuensi inverter. Dengan demikian,

poros turbin mendapatkan gaya dorong untuk menghasilkan putaran sehingga beban mekanik

berupa torsi pada saat mesin bekerja sebagai generator dengan sendirinya menjadi ringan.

Pada sistem PLTGU Priok terdapat empat unit SFC yang terbagi dalam dua blok, di mana

setiap blok memiliki dua buah unit.

V.1.2 Peralatan Utama SFC

Gambar V-1 – Rangkaian Static Frequency Converter

Peralatan static starting device sudah merupakan suatu kesatuan produk yang dilengkapi

dengan wired dan tested block unit. Konstruksi SFC terdiri dari komponen – komponen

berikut ini:

1. Konverter SRN (Konverter sisi line)

Konverter SRN merupakan konverter yang terletak pada sisi jaringan atau line input

sehingga disebut juga dengan istilah line commutated converter.

Konverter SRN terdiri dari:

Input Transformer (terdiri dari current trafo dan voltage trafo)

Rectifier

Over-voltage protection

Current Trafo berfungsi untuk mengukur dan mendeteksi arus masukan ke converter

SRN sementara Voltage Trafo berfungsi untuk mengukut dan mendeteksi tegangan

masukannya.

Rectifier merupakan rangkaian yang terdiri dari thyristor dalam susunan fully

controlled three phase bridge connection yang mengendalikan sumber tegangan AC

tiga phasa menjadi tegangan DC. Rectifier terdiri dari enam thyristor daya yang

dilengkapi dengan pendingin dan impulse transformer yang memberikan impulse

masukan yang dihubungkan ke bagian gate dari thyristor

Over-voltage protection bekerja untuk mengawasi dan melindungi peralatan dari

kondisi dan gangguan yang disebabkan oleh tegangan lebih yang masuk ke konverter

SRN.

2. DC Buffer Circuit dan Starting Excitation

DC Buffer Circuit merupakan rangkaian penyangga yang terdiri dari belitan perata

untuk mengatasi riak atau arus harmonic yang dihasilkan oleh keluaran rectifier dan

juga berfungsi untuk menurunkan arus hubung singkat, jika terjadi hubung singkat

pada rangkaian konverter. Belitan perata ini biasanya disebut filter atau reactor. DC

Buffer Circuit dilengkapi dengan pendingin dan reactor fan untuk membuat panas

akibat disipasi daya pada belitan

Starting Excitation merupakan rangkaian rectifier jembatan penuh 3 phasa untuk

menghasilkan arus DC yang selanjutnya berfungsi sebagai arus eksitasi, dimana

keluaran dari rectifier ini terhubung pada bagian rotor dari generator melalui sikat

arang (brush)

3. Konverter SRM (Konverter sisi mesin)

Konverter SRM merupakan converter yang terletak di sisi mesin dengan inverter

sebagai komponen utamanya. Konverter SRM ini bekerja untuk merubah sumber DC

menjadi tegangan AC dengan frekuensi output bervariasi. Output dari konverter SRM

ini terhubung ke terminal generator atau pada bagian stator dari generator.

Konverter SRM terdiri dari:

Potential transformer

Inverter

Over-voltage protection

Potential transformer bekerja sebagai pendeteksi dengan melakukan pengukuran

terhadap keadaan over-voltage pada sisi keluaran konverter SRM

Inverter berfungsi merubah tegangan DC menjadi tegangan AC. Tegangan AC yang

dihasilkan memiliki frekuensi yang dapat diatur dan dikendalikan nilainya. Inverter

terdiri dari enam thyristor yang berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan

trigger sebagai pengatur sudut penyalaan thyristor. Thyristor ini juga dilengkapi

dengan cooling fan dan heatsink sebagai media pelepasan panas akibat proses

switching yang terjadi dalam frekuensi tinggi. Output dari konverter berupa tegangan

AC dihubungkan kebagian stator dari generator.

Over-voltage protection berfungsi sebagai proteksi jika terjadi kenaikan keluaran

konverter di atas tegangan ambang batasnya.

4. Kontrol, Regulasi, Proteksi

Bagian kontrol, regulasi, dan proteksi merupakan bagian yang mengatur SFC agar

dapat bekerja sebagaimana semestinya. Pada bagian kontrol dan regulasi dilakukan

fungsi pengaturan dan pengawasan terhadap besaran – besaran atau variable speed

drive dan ditindaklanjuti dengan memberikan instruksi atau perintah operasi kepada

komponen yang bersangkutan.

Bagian proteksi bekerja untuk melindungi sistem dari segala gangguna dengan cara

mendeteksi dan menganalisa gangguan dalam waktu cepat sebelum diambil keputusan

untuk trip dan melokalisir gangguan sekaligus menghilangkannya dari sistem.

V.2 Excitation pada GT 1.1 PLTGU Priok

Pada PLTGU Priok, generator yang digunakan adalah generator sinkron buatan

ABB, di mana dalam proses pembangkitan tegangannya menggunakan static excitation

system.

V.2.1 Peralatan Excitation

Bagian utama dari static excitation adalah:

1. De-excitation dan Field Flashing

Peralatan de-excitation berguna melindungi rotor dari arus medan balik pada saat

generator berhenti beroperasi. Jika peralatan de-excitation tidak ada, medan listrik

yang tersimpan pada rotor akan merusak komponen rotor dan merusak sistem

excitation itu sendiri. Peralatan de-excitation terdiri dari thyristor yang berfungsi

sebagai saklar dan resistor yang disebut FDR (Field Discharge Resistor) yang

berfungsi menghindari terjadinya hubungan antara sistem-grounding. Rangkaian

thyristor dan resistor itu disebut sebagai crowbar.

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

Sementara bagian Field Flashing berfungsi sebagai sumber excitation awal bagi

generator sinkron karena belum adanya tegangan yang dihasilkan oleh generator.

Field flashing berasal dari dua macam sumber, yaitu battery dan auxiliary network.

Jika sumber diambil dari battery, maka diberikan resistor untuk membatasi arus

excitation yang mengalir menuju belitan rotor. Jika sumber diambil dari auxiliary

network, yang berupa sumber tegangan AC, maka dibutuhkan transformator untuk

menurunkan tegangan dan kemudian disalurkan ke rangkaian penyarah untuk

diperoleh sumber DC. Field Flashing hanya bekerja pada saat generator mulai

dioperasikan sampai tegangan generator mencapai 70% dari tegangan nominal.

2. Excitation Transformer

Fungsi dari excitation transformer adalah:

Menurunkan tegangan masukan pada belitan rotor dari generator hingga pada tingkat

yang dibutuhkan oleh converter

Membatasi besar arus yang masuk untuk menghindari terjadinya lonjakan arus yang

terlalu tinggi apabila terjadi hubung singkat

Memberikan isolasi galvanis antara terminal generator dan belitan medan

Sebagai potential isolator antara jaringan dan rangkaian excitation

Sebagai commutation reactance untuk thyristor.

Tegangan pada sisi primer dari excitation transformer adalah sebesar 15,75 kV atau

sebesar tegangan dari generator itu sendiri. Sementara tegangan dari sisi sekunder

excitation transformer adalah 0,4 kV.

3. Automatic Voltage Regulation

Automatic Voltage Regulation atau AVR memiliki fungsi sebagai berikut:

Menjaga tegangan generator dalam keadaan konstan

Mengatasi efek daya reaktif

Menjaga dan membatasi frekuensi, faktor daya, dan daya sistem

Membatasi arus excitation maksimum

4. Konverter

Konverter pada proses excitation berfungsi untuk mengubah sumber AC menjadi

sumber DC sehingga dapat dipergunakan sebagai sumber excitation. Pada static

excitation, converter, yang menggunakan thyristor, mengatur besar arus excitation

yang masuk melalui pengaturan terhadap sudut penyalaan yang terdapat pada AVR

Gambar V-3 – Rangkaian Konverter

V.2.2 Proses Excitation

Excitation dimulai setelah putaran turbin sudah mencapai keadaan mandiri yaitu

kecepatannya diatur oleh pengaturan bahan bakar. Ketika kecepatan turbin demikian,

generator pun akan berputar dengan kecepatan sinkron, tetapi belum mampu untuk

menghasilkan tegangan.

Proses excitation dimulai dengan proses field flashing, di mana arus excitation akan

mengalir dari field flashing menuju rotor. Dalam keadaan ini, generator sudah dalam keadaan

bertegangan hanya saja tegangan yang dihasilkan masih sangat kecil sehingga tidak dapat

bekerja mandiri. Oleh karena itu, tegangan yang masih sangat rendah tersebut kemudian

dialirkan kepada excitation transformer untuk kemudian masuk ke dalam konverter. Keluaran

dari konverter merupakan sumber DC tambahan bagi proses eksitasi yang sedang

berlangsung. Pada keadaan ini, field flashing masih tetap terhubung dengan generator. Oleh

karena keberadaan dua sumber arus excitation ini, tegangan yang dibangkitkan generator pun

semakin meningkat.

Setelah tercapai tegangan 70% dari tegangan nominalnya, field flashing akan terlepas

dari generator sehingga proses excitation mutlak bergantung kepada tegangan terminal dari

generator. Setelah generator mampu mencapai tegangan nominalnya, generator kemudian on-

line dan diparallelkan dengan sistem jala – jala tak hingga. Setelah proses ini berlangsung,

AVR yang akan berperan untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran generator.

Gambar V-4 – Konfigurasi Proses Excitation

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

VI.1 Kesimpulan

Setelah melalui berbagai proses pengamatan langsung ke lapangan, wawancara

dengan berbagai narasumber, dan dengan dibantu tahap studi pustaka, dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut:

1. PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu perusahaan pembangkitan

terkemuka di Indonesia yang memiliki visi untuk menjadi perusahaan pembangkitan

publik yang berkelas dunia tanpa melupakan faktor lingkungan. Implementasi dari

visi ini dituangkan dalam 5 filosofi dan 12 dimensi, yang mana telah diterapkan oleh

hampir seluruh tenaga kerja yang berada di lingkungan PT. Indonesia Power.

2. PT. INDONESIA POWER UBP Priok telah menerapkan proses pemanfaatan energi

yang lebih efisien dalam pembangkitan tenaga listrik melalui penggunaan combined

cycle yaitu dengan menggunakan turbin gas yang disambung dengan HRSG dan

dihubungkan dengan turbin uap. Penggunaan siklus ini diwujudkan dalam

Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap. UBP Priok memiliki 2 blok PLTGU yang

tiap bloknya terdiri dari 3 PLTG, 3 HRSG, dan 1 PLTU dengan total kapasistas

maksimum 1080,00 MW.

3. UBP Priok memiliki diagram jalur tunggal yang menggambarkan sistem kelistrikan

dari keseluruhan area, dimulai dari tiap – tiap pembangkit menuju ke trafo daya,

hingga saluran menuju beban pemakaian sendiri.

4. Dalam mengoperasikan GT 1.1 PLTGU Priok, ada 4 langkah utama yang harus

diperhatikan yaitu

1. Tahap Persiapan

2. Tahap Start-up

3. Tahap Pembebanan

4. Tahap Shut-down

5. Pada Tahap Persiapan, hal – hal yang perlu diperhatikan keadaan dan kelayakannya

sebelum mengoperasikan GT 1.1. PLTGU Priok meliputi:

1. Sistem Start

2. Sistem Bahan Bakar

3. Sistem Pelumasan

4. Sistem Pendinginan

5. Sistem Intake dan Exhaust

6. Sistem Kelistrikan

7. Sistem Kontrol dan Proteksi

6. Dalam Tahap Start-up, terdapat dua instrument yang memungkinkan timbulnya

tegangan keluaran dari generator yaitu:

1. Static Frequency Converter (SFC)

2. Static Excitation

7. Proses Start-up GT 1.1 PLTGU Priok memerlukan 25 Langkah yang secara garis

besar dapat dijabarkan:

1. Langkah 1 – Langkah 11 merupakan langkah yang berkaitan dengan

pemilihan bahan bakar yang akan dipergunakan yaitu mulai dari gas, cair,

maupun dual.

2. Langkah 12 merupakah langkah penggunaan SFC sebagai penggerak mula

dari sistem

3. Langkah 13 – Langkah 21 merupakan langkah yang berkaitan dengan proses

pembakaran yang terjadi di combuster hingga turbin dapat beroperasi secara

mandiri

4. Langkah 22 merupakan langkah pembangkitan tegangan dari generator dengan

menggunakan Static Excitation

5. Langkah 23 – Langkah 25 merupakan langkah sinkronisasi generator dengan

jaringan sehingga generator dalam keadaan on-line dan terintergrasi dalam

sistem interkoneksi Jawa – Bali.

8. Penggunaan SFC pada GT 1.1 PLTGU Priok berfungsi sebagai penggerak mula. Hal

ini dikarenakan turbin yang dikopel dengan generator dan kompresor dalam keadaan

diam pada keadaan awal. SFC sendiri merupakan perangkat elektronika daya yang

terdiri dari Konvertor, Filter Kapasitor, dan Inverter. Fungsi SFC adalah mengubah

frekuensi dari sumber, yaitu 50 Hz menjadi frekuensi variable yang disesuaikan

dengan kebutuhan dari sistem penggerak mula. SFC dilepaskan dari sistem setelah

turbin mencapai putaran 2500 rpm.

9. Prinsip kerja SFC adalah sebagai berikut:

1. Bagian Konverter memperoleh tegangan yang berasal dari jala – jala berupa

arus bolak – balik. Sumber AC tersebut kemudian diubah menjadi sumber DC.

2. Filter kapasitor kemudian menyaring tegangan riak dari sumber DC keluaran

Konverter sehingga tegangan DC yang diperoleh berada pada keadaan yang

lebih layak

3. Tegangan DC tersebut kemudian diubah kembali menjadi tegangan AC oleh

Inverter dengan frekuensi yang berubah – ubah, disesuaikan kebutuhan dari

sistem dengan mengatur sudut penyalaannya.

10. Penggunaan Static Excitation pada GT 1.1. PLTGU Priok dimulai ketika kecepatan

putaran turbin telah mencapai ±2800 rpm. Static Excitation adalah rangkaian

elektronika daya yang terdiri dari De-excitation dan Field Flashing, yang menjadi

sumber utama arus excitation bagi generator dan dilengkapi dengan Excitation

Transformer dan Konverter yang menjadi arus excitation tambahan atau penguat

untuk meningkatkan tegangan keluaran dari generator.

11. Prinsip kerja Static Excitation adalah sebagai berikut:

1. Bagian De-excitation dan Field Flashing menyuplai arus excitation awal ke

belitan rotor dari generator yang kemudian akan membangkitkan tegangan.

2. Karena tegangan awal yang dibangkitkan masih sangat rendah, tegangan AC

yang dihasilkan kemudian disalurkan kepada Excitation Transformer untuk

diturunkan sehingga dapat disalurkan kepada Konverter tanpa merusak.

3. Pada Konverter, sumber AC dari Excitation Transformer kemudian

disearahkan menjadi sumber DC yang kemudian disalurkan kembali kepada

belitan rotor dari generator.

4. Bagian Field Flashing sendiri hanya bekerja hingga 70% dari tegangan

nominal generator dan selanjutnya proses excitation dikendalikan oleh

Excitation Transformer dan Konverter.

VI.2 Saran

1. Sebagai perusahaan negara yang bergerak di bidang pembangkitan, PT. INDONESIA

POWER dituntut untuk mempertahankan prestasi kinerja yang telah dicapai selama

ini. Selain mempertahankan, peningkatan dan terobosan – terobos perlu dilaksanakan

sehingga di kemudian hari PT. INDONESIA POWER dapat menjadi role model bagi

perusahaan – perusahaan negara maupun swasta lainnya.

2. Keberadaan jumlah pembangkit yang mencapai 20 unit pada PT. INDONESIA

POWER UBP Priok haruslah dimaksimalkan sesuai dengan kebutuhan yang

ditetapkan oleh P3B sehingga efisiensi dan efektifitas dapat lebih ditingkatkan. Akan

lebih menguntungkan secara ekonomi maupun bisnis, apabila beberapa unit

pembangkit yang tidak beroperasi diperbaiki untuk kemudian diperbantukan untuk

mengirimkan daya ke daerah – daerah luar Pulau Jawa, terutama seiring dengan

rencana Pemerintah untuk membangun pembangkit – pembangkit berkekuatan 10.000

MW.

3. Dalam pelaksanaan pengawasan di lapangan, dibutuhkan operator dan teknisi yang

handal yang mampu melihat masalah tidak hanya dari satu bidang pengetahuan. Oleh

karena itu, pelaksanaan pendidikan dan pelatihan bagi tenaga kerja akan sangat

membantu untuk dapat mempertahankan kualitas tenaga kerja dan secara bertahap

meningkatkan standard mutunya. Peningkatan kualitas tenaga kerja akan berbanding

lurus dengan peningkatan kinerja perusahaan dan pada akhirnya akan meningkatkan

pula kualitas produk yang dihasilkannya. Keberadaan PT. INDONESIA POWER

secara umum yang telah dikenal luas di masyarakat maupun UBP Priok secara khusus

yang menopang beberapa fasilitas sentral, mewajibkan para tenaga kerjanya untuk

tidak cepat berpuas diri melainkan terus terpacu untuk melakukan peningkatan.

4. Dalam proses Start-up, setiap proses harus mendapat pengawasan secara berkala

terhadap keadaan temperatur maupun tingkat vibrasi yang dihasilkan. Peralatan yang

tidak dalam kondisi prima, atau dengan kata lain bermasalah, haruslah diberikan

perhatian dan perawatan serta perbaikan apabila diperlukan sehingga tidak

mengganggu kinerja pembangkit secara keseluruhan

5. Penggunaan SFC dibandingkan motor cranking lebih menguntungkan dari sisi

ekonomis, yaitu penghematan biaya untuk pemberian pelumas serta perawatan akibat

bagian berputar, juga menguntungkan dari sisi konstruksi dikarenakan sifatnya yang

otomatis mengurangi alokasi tempat yang harus disediakan.

6. Penggunaan Static Excitation lebih menguntukan dibandingkan generator DC

dikarenakan penghematan pada pengeluaran biaya pada bagian sistem pelumasan

tambahan untuk generator DC juga menghemat tempat yang dialokasikan untuk

generator DC tersebut dikarenakan Static Excitation membutuhkan ruang yang lebih

kecil.

7. Kepada Penulis berikut yang ingin mengangkat tema serupa dengan Laporan Kerja

Praktek ini, disarankan untuk lebih mendalami mengenai proses kelistrikan pada

diagram jalur tunggal dan bagian – bagiannya sehingga mampu didapatkan suatu

langkah praktis dan lebih terperinci mengenai proses pembangkitan itu sendiri.

Laporan Kerja Praktek