1 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO.doc

B. BAB II : Pembahasan

1. Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

(PLTMH)

Pada tahun 1992 PPLH Seloliman Trawas

Mojokerto mengundang MHPP-GTZ untuk

mengadakan survey sumber daya air di desa. PPLH

ingin membangun pembangkit listrik dari sumber

energi terbarukan sebagai contoh nyata bagi

pengunjung. Hasil sebuah pembangkit listrik

memakai Turbin T-12 dengan daya 15 KVA.

Kerjasama PPLH Seloliman dengan kedutaan besar

Jermanm GTZ-MHPP, Yayasan Mandiri, pemerintah desa Seloliman dan masyarakat dusun

Janjing desa Seloliman.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) beroperasi mulai tahun 1994

sampai tahun 1999. Perkembangan PPLH Seloliman dan masyarakat Janjing mendorong

pemakaian lebih. Kenaikan beban yang tinggi menuntut kualitas listrik yang tinggi pula. Hal

ini tidak dapat dipenuhi oleh pembangkit yang sudah ada. Akhirnya diadakan up grade untuk

menaikkan daya terpasang dari pembangkit. Nopember 2000 pekerjaan fisik dilakukan.

MHPP-GTZ menunjuk PT. Heksa Prakarsa Teknik Bandung sebagai pemasok perangkat

keras, penginstalasian dan pengujian. PLTM baru dengan daya 25 KVA jenis Turbin T-14

dengan pengontrol aliran otomatis. Beroperasi pada tanggal 24 Desember 2000 dan

diserahterimakan secara resmi pada bulan Janjuari 2001.

BANGUNAN SIPIL, terdiri dari :

1) Bendung

Bendung adalah

bangunan yang

berfungsi untuk

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro | 3

meninggikan elevasi muka air sungai sehingga air dapat mengalir ke intake

untuk selanjutnya dialirkan ke saluran pembawa khususnya pada musim

kemarau. Bendung dilengkapi dengan pintu air penguras yang berfungsi

mengendalikan jumlah air yang masuk ke dalam intake sekaligus sebagai pintu

penguras untuk mengelontor endapan-endapan lumpur (sedimen) yang cepat

atau lambat terkumpul di hulu bendung. Ukuran bangunan bendung : p = 6-

7m , tebal : 50cm , T = 1m dari dasar sungai sebelum adanya bendung.

2) Intake

Intake adalah bangunan di sisi

kiri atau kanan bendung yang

berfungsi untuk mengalirkan

air ke saluran pembawa sesuai

dengan debit yang

direncanakan. Intake dirancang agar selalu mampu mengalirkan air sesuai

dengan debit perencanaan pada kondisi debit sungai yang bagaimanapun. Pada

intake dilengkapi saringan kasar untuk mencegah sampah dan kayu-kayu besar

masuk ke dalam saluran pembawa.

3) Saluran Pembawa

Saluran pembawa adalah saluran

yang berfungsi mengalirkan air dari

intake ke bak penenang. Saluran ini

dibuat dengan menyempurnakan

saluran irigasi sekunder yang telah

ada. Ukuran bangunan : p = 115m , L mulut atas = 60cm , L lantai dasar =

50cm , T = 80cm.

4) Bak Pengendap (Silting Basin)

Bak pengendap

berfungsi

mengendapkan

material-material


(sedimen) yang ikut terbawa aliran. Bak pengendap dilengkapi dengan saluran

penguras dan saluran pelimpah yang berfungsi sebagai pengontrol debit air

yang masuk ke bak penenang sesuai yang direncanakan. Ukuran bak

pengendap : p = +/- 4m , L = 140cm , T = 2m.

Pada bak pengendap dilengkapi dengan saringan (trash rack) dimaksudkan

agar air yang masuk ke dalam turbin bebas dari benda-benda keras yang dapat

merusak runner turbin. Ukuran saringan : p = 310cm , L = 60cm , T = 60cm ,

kerapatan = 1,5cm.

Bak pengendap ini juga dilengkapi dengan bak penampung yang berfungsi

menampung air yang sudah disaring untuk dialirkan ke bak penenang melalui

pipa PVC berdiameter 40cm yang ditanam dengan kedalaman 90cm.

5) Bak Penenang (Fore Bay)

Bak penenang berfungsi untuk

mengurangi kecepatan air yang

masuk dari saluran sehingga

turbulensi air pada saat masuk

kedalam penstock berkurang untuk

dapat membangkitakan daya

optimal .

Ukuran bak penenang P = 2 m

L = 2 m T = 4 m dari permukaan atas bak.

6) Pipa Pesat (Penstock)

Penstock berfungsi

menghantarkan air dari

bak penenang ke turbin

tanpa kehilangan

massa apapun tekanan


sehingga tenaga air dapat dimanfaatkan secara optimal untuk menggerakkan

turbin. Pada pangkal penstock setelah keluar dari bak penenang dipasang pipa

napas (air vent) dengan panjang permukaan pipa 1 meter diatas permukaan air

bak penenang. Pemasangan pipa napas dimasukkan mencegah terjadinya

tekanan rendah di penstock apabila mulut penstock tersumbat . Tekanan rendah

pada penstock dapat merusak penstock tersebut . Penstock harus cukup kuat

untuk mampu menahan tekanan air yang cukup besar . Untuk itu dibuatkan

dudukan. Dudukan berfungsi menahan gaya-gaya yang ditimbulkan oleh berat

pipa, berat air, serta gaya akibat aliran air dalam penstock .

Penempatan pipa pesat :

T = 14 m dari turbin

P = 36 m

Kemiringan 35 derajat

7) Rumah Pembangkit (Power House)

Berfungsi untuk melindungi

alat-alat pembangit serta

merupakan pusat kontrol dari

sistem pembangkit. Di luar

rumah pembangkit terdapat

ballast tank diisi air untuk

menyerap panas yang dihasilkan oleh ballast load (elemen pemanas air). Di

bawah rumah pembangkit terdapat saluran buang (tail race) yang berfungsi

untuk mengalirkan kembali air ke saluran melalui turbin.

Perawatan Bangunan Sipil :

1) Bendung :

Kontrol sayap dan bahan bendung dari kemungkinan bocor atau tergerus aliran

air, khususnya pada musim hujan

Beri pelumas (stempet) pada ulir dan roda gigi pintu air penguras paling tidak

sebulan sekali

Kontrol baut-baut pengunci , dikencangkan bila kendur


Pasang gembok pengaman pada kemudi apabila sedang tidak digunakan

Cat ulang bila diperlukan untuk memperlambat karat

2) Intake :

Kontrol badan intake dari kemungkinan bocor atau tergerus aliran air,

khususnya pada musim hujan

Bersihkan saringan besar dari sampah atau kayu-kayu besar yang menghalangi

aliran air paling tidak sehari sekali pada musim hujan

Cat ulang bila diperlukan untuk memperlambat karat

3) Saluran Pembawa (Head Race) :

Kontrol saluran air dari kemungkinan bocor , tergerus aliran air atau tanah

turun khususnya pada musim hujan

Plester ulang bila diperlukan

4) Bak Pengendap (Silting Basin)

Kontrol dari kemungkinan bocor atau tanah turun (ambles) paling tidak

setahun sekali

Kuras lumpur yang menumpuk melalui saluran penguras yang telah

disediakan.

Bersihkan benda-benda/sampah yang tersangkut pada saringan setiap hari

Kontrol saluran penguras yang telah disediakan

Kontrol kerenggangan saringan untuk memastikan saringan masih berfungsi

dengan baik paling tidak setahun sekali

Cat ulang saringan bila perlu untuk mencegah karat

5) Bak Penenang

Kotrol bak penenang dari kemungkinan bocor , tergerus aliran air atau ambles

khususnya pada musim hujan

Plester ulang jika diperlukan

6) Pipa Pesat (penstock)


Kotrol apakah terdapat kebocoran / keretakan paling tidak sebulan sekali

Jika air keluar dari flanges, kencangkan baut mur

Kontrol pondasi penstock dari kemungkinan retak, ambles atau tergerus air

Potong rumput / tumbuhan lain yang tumbuh disekitar penstock

Cat ulang paling tidak 3 tahun sekali, untuk memperlambat karat. Biaya

pengecatan penstock jauh lebih murah disbanding beli penstock baru

7) Rumah pembangkit (power house)

Bersihkan rumah pembangkit setiap hari

Kontrol atap dari kemungkinan bocor khususnya pada musim hujan agar

generator dan panel IGC bebas dari tetesan air hujan

Kontrol fallud pengaman dari kemungkinan ambles atau tergerus air

Kontrol ballast tank, apabila sudah banyak kotoran yang masuk lakukan

pengurasan melalui saluran penguras yang telah disediakan

Peralatan Mekanikal :

1) Turbin

PLTM ini

menggunakan

turbin jenis

Cross Flow T

14 D 300 Etnec-Heksa produksi Bandung. Turbin dengan pengontrol aliran

otomatis ini cocok untuk lokasi-lokasi proyek di indonesi. Turbin diolongkan

menjadi dua jenis, yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Turbin impuls bekerja

dengan cara tekanan air dikonversikan (diubah) menjadi energy kinetik (gerak) di

adaptor. Turbin reaksi bekerja dengan cara tekanan air langsungdiubah menjadi

gaya pada permukaan runner, gaya yang bekerja pada runner ini akan memutar

poros turbin

2) Transmisi Mekanikal

Transmisi mekanikal terdiri dari :

pulley turbin, pulley generator, flat

belt, plummer, flexible coupling.


Peralatan Elektrikal :

1) Generator Sinkron

Generator merupakan alat

untuk mengubah daya poros

turbin menjadi daya listri.

Arus DC (searah) yang

mengalir pada kumparan rotor

(bagian generator yang

berputar) akan menciptakan

medan magnetic homogenen.

Apabila rotor yang dihubungkan dengan as generator tersebut diputar dengan

kecepatan konstan (tetap) maka pada kumparan stator (bagian generator yang tidak

berputar) akan dibangkitkan tegangan AC (bolak balik). Utnuk menjaga agar

tegangan selalu konstan tidak tergantung dari perubahan beban, AVR (autaatic

voltage regulator) akan mengatur besar kecilnya arus yang harus di suplay ke

generator sesuai dengan perubahan beban yang terjadi.

2) Electronic Load Controlle (ELC)

Adalah sistem control yang terdiri dari panel

kontrol ELC dan ballast load. Fungsi ELC

agar frekuensi yang dibangkitkan oleh

generator sinkron selalu stabil tidak

tergantung oleh perubahan beban.

3) Pentahanan (Earthing)

Pentanahan (Arde) merupakan bagian yang

sangat penting bagi pembangkit.

Pentanahan adalah titik referensi tegangan

nol bagi pembangkit. Semua sistem

pangaman petir, benda metal, penstock,

body generator, turbin, ballast tank dan titik


netral pembangkit dihubungkan dengan pertanahan. Pertanahan berfungsi untuk

mencegah terjadinya kejutan listrik pada manusia jika terjadi kebocoran arus atau

kegagalan fungsi alat.

4) Panel Switch Gear

Berfungsi untuk mendistribusikan arus

listrik dari mikrohidro kemasing masing

masing jaringan. Panel ini berfungsi

menyalakan dan mematikan arus ke

konsumen, serta untuk menjaga arus

hubung singkat tidak samapai pada generator. Dengan sistem kaskade apabila

terjadi arus hubung singkat pada salah satu jaringan, tidak akan mengganggu

jaringan yang lain. Panel ini bisa melihat arus dan pemakaian KWH beban.

5) Jaringan Distribusi

Adalah jaringan kabel

untuk menghantarkan arus

listrik dari rumah

pembangkit ke konsumen.

Standar kabel yang

digunakan adalah

aluminium twisted

insulated cable (TIC)

4x70mm2 / 4x35mm2 / 4x16mm2 / 4x10mm2 tergantung dari besarnya daya yang

hendak disalurkan. Harus diusahakan agar beban untuk masing-masing fasa adalah

seimbang. Pada beberapa tiang (tergantung panjang jaringan dan tanah sekitar

jaringan) harus diberi pentanahan yang dihubungkan ke kabel netral. Pada tiang

pertama (didekat rumah pembangkit) dipasang penagkal petir (lightning arresters)

untuk melindungi generator dari arus kejut yang disebabkan oleh petir.

6) Instalasi Konsumen


Standar kabel untuk

mengalirkan listrik dari

jaringan distribusi ke

konsumen adalah TIC

aluminium 2x10mm2 /

2x6mm2. Tiap konsumen

diberi pembatas daya (MCB /

PTC) sebelum masuk ke

konsumen sesuai permintaan dayanya. Pada tiap-tiap konsumen diberi sekring

maksimal 6 ampere untuk instalasi yang menggunakan arus MCB. Untuk instalasi

dengan pembatas arus PTC, digunakan sekring gelas 20mm dengan kapasitas 0,5

ampere.

PERAWATAN PERALATAN MAKANIKAL :

1) TURBIN

a. Beri grease secara teratur dan benar. Sebaiknya selalu gunakan grease dengan

bahan dasar Lithium (SKF LGMT-3, STP, Penzoil atau Top One). Setelah

pemberian grease yang kelima kali, sebaiknya bearing di bersihkan dari sisa-

sisa grease lama dengan minyak tanah dan diisi kembali dengan grease yang

seluruhnya baru.

b. Kontrol tingkat kekencangan baut dan berikan minyak pelumas agar baut tidak

mudah berkarat paling tidak 3 bulan sekali.

c. Bersihkan dengan lap agar embun yang melekat cepat mengering. Embun yang

masuk ke lubang baut akan menyebabkan karat.

d. Bersihkan sampah dan kayu-kayu kecil yang terjebak dalam adaptor dengan

memakai hand hole / inspection hole yang telah disediakan.

2) TRANSMISI MEKANIK (Pulley Turbin, Pulley Generatos, Flat Belt, Plummer,

Fexible Coupling)

a. Kontrol baut pengunci pulley paling tidak satu bulan sekali. Kecangkan bila

perlu.


b. Jaga belt jangan sampai kena air / grease. Kontrol tingkat kekencangan belt

tiga bulan sekali, kencangkan / kembalikan ke kondisi semula bila kendor.

c. Kontrol baut flexibel coupling dan karet coupling sebulan sekali, kencangkan

bila terasa longgar. Apabila karet coupling sudah tipis dan suara coupling lebih

berisik / keras dari biasanya, segera ganti dengan karet couling yang baru.

Jangan menungg sampai karet coupling habis.

d. Berikan stempet pada bearing, plummer block sesuai kebutuhan.

Perawatan Peralatan Elektrikal

1) Generator Sinkron

a. Setelah kira-kira 9.000 jam (kira-kira 13 bulan) beroperasi bearing atau suara

generator terdengar kasar atau lebih keras, pelumas bearing perlu diganti engan

pelumas baru.

b. Apabila ball (pelor/gotri) pada bearing sudah terlihat sangat longgar dan aus

segera ganti dengan yang baru dengan tipe yang sama (stamport).

c. AVR apabila teradi kerusakan diganti dengan AVR tipe yang sama (SX-421).

d. Bersihkan ventilasi pada generator dri debu dan kotoran.

2) Electronic Load Controller (ELC)

a. Periksa ikatan kabel di terminal generator sinkron, ELC, NCCB dan ballast

load sebulan sekali, kencangkan bila longgar. Lakukan dalam kondisi

pembangkit tidak beroperasi.

b. Pengukurn OHM pada terminal ballast load pada masing-masing heater

sebulan sekali untuk memastikan semua elemen pemanas cukup berfungsi

dengan baik.

c. Kontrop seal elemen pemanas air celip dari kemungkinan bocor. Bersihkan

elemen celup dengan lap yang diberi sabun (jangan sekali-sekali disikat) pada

saat melakukan pengurasan ballast tank.

d. Pada saat pembangkit sudah menyala kontrol ketiga rotary fan pada panel ELC

untuk memastikan rotary fan berfungsi dengan baik.


3) Pentanahan (Earting)

Periksa hubungan kabel pentanahan dengan sistem pengamanan petir, benda metal,

turbin, body generator dan titik netral pembangkit setiap tahun. Lakukan dengan

pengukur OHM. Periksa dan kencangkan bila ada hubungan yang kendor.

4) Panel Switch Gear

Periksa ikatan kabel terminal mikrohidro, MCB, dan jaringan sebulan sekali,

kencangkan bila longgar. Pemeriksaan harus dilakukan dalam pembangkit tidak

beroperasi.

5) Jaringan Distribusi

a. Periksa jaringan terhadap gangguan-gangguan yang diakibatkan oleh adanya

tumbuhan. Periksa pula kerusakan yang terjadi pada tiang maupun

aksesorisnya. Periksa dengan teliti sambungan kabel, beri isolasi ulang bila

perlu.

b. Periksa pondasi tiang dari kemungkinan tanah turun (ambles) atau tergerus

aliran air. Tiang harus segera diperbaiki dan diluruskan kembali pada

posisinya.

6) Instalasi Konsumen

a. Periksa ketertiban konsumen dalam pemakaian listrik. Pastikan tidak ada

pencurian energi.

b. Periksa bahwa skring sudah terpasang dengan benar (bukan diganti dengan

kabel).

c. Periksa segel pada kotak MCB secara berkala.

SPESIFIKASI BANGUNAN SIPIL PTLM KALIMARON SELOLIMAN

Tinggi kotor 15 m

Tinggi bersih 14 m

Debit air/design flow 305 l/s

Daya listrik 30 KW


Tipe intake Off-take dari saluran irigasi Sungai Kalimaron

Bak pengendap Satu bak pengendap lebar 3 m, panjang 20 m dilengkapi dengan

dinding pelimpah

Head race Saluran terbuka dari pasangan batu sepanjang 150 m dan saluran

tertanam (pipa paralon) sepanjang 70 m

SpillwayTerpadu dengan baik pengandap dan saringan (tyrolean)

Pipa pesat Pipa dari pelat diameter: 380 mm, panjang 45 m

Power house Bangunan tembok dengan pondasi beton atap triplek ukuran

lantai: 4 x 3 m²

Acces road 100 m dari jalan raya Trawas – Ngoro

ELEKTRO MEKANIKAL PLTM KALOMARON SELOLIMAN

Komponen Spesifikasi

Jumlah pembangkit 1

Tipe turbin Cross-flow T 14

Diameter runner 300 mm

Kecepatan putar turbin 573/750 rpm

Efisiensi maksimal dari turbin 80 %

Tipe generator Synchronous

Drive Belt datar

Kapasitas generator 40 KVA


Kecepatan putar generator 1500 rpm

Efesiensi maksimal generator 90 %

Dalam perkembangannya PLTM Kalimaron Seloliman melakukan interkoneksi

dengan jaringan PLN. Dengan demikian tidak ada lagi sisa daya terbuang percuma melalui

ballast load. Oleh karena itu perlu ditambah alat interkoneksi.

Peralatan interkoneksi terdiri dari : Modul Mainscon dan Panel Kontrol Mainscon Modul

Mainscon.

Mainscon merupakan pengontrol sekaligus protektor pembangkit untuk sistem interkoneksi

dengan grid atau jaringan. Prinsip kerja dari mainscon secara sederhana dapat dijelaskan

sebagai berikut :

Pembukaan katup turbin dilakukan secara manual.

Setelah turbin berputar dan mengeluarkan daya listrik, ELC masih mengambil kendali

untuk mengontrol frekuensi dengan pembuangan daya listrilk ke ballast load.

Apabila frekuensi dan tegangan pembangkit sudah normal, maka mainscon akan mulai

mengendalikan ELC untuk proses sinkronisasi antara pembangkit dengan grid atau

jaringan.

Setelah pembangkit dan jaringan sinkron maka mainscon akan menghidupkan

kontaktor sehingga pembangkit dan jaringan terhubung. ELC secara otomatis akan

mematikan ballast load. Daya yang diserap oleh jaringan sebesar daya yang

sebelumnya dibuang ke ballast.

KOMPONEN UTAMA MAINSCON

1) MODUL MAINSCON POWER SUPPLY, merupakan power suplly untuk sisi

grid atau jaringan.


2) MODUL MAINSCON FAILURE TRIP, berfungsi sebagai protektor pada sisi

jaringan dari tidak seimbang phasa, hilang phasa, geser phasa, perubahan frekuensi

yang terlalu cepat.

3) MODUL MAINS VOLTAGE TRIP, berfungsi sebagai protektor pada sisi jaringan

dari kelebihan tegangan dan kekurangan tegangan.

4) MODUL MAINS FREKUENSI TRIP, berfungsi sebagai protektor pada sisi

jaringan dari kelebihan dan kekurangan frekuensi.

5) MODUL MAINS LOGIC, adalah display yang akan menampilkan informasi dari

mainscon.

Pada logic terdapat :

a. Led ON GRID menandakan bahwa kontaktor ON yang artinya pembangkit

sudah terhubung dengan jaringan.

b. Led READY artinya sistem pada jaringan sudah siap untuk interkoneksi.

c. Led MF artinya jaringan atau mains tidak normal.

d. Led VH artinya jaringan kelebihan tegangan,

e. Led VL artinya tegangan jaringan kurang.

f. Led FH artinya frekuensi jaringan lebih.

g. Led FL artinya frekuensi jaringan terlalu lemah.

h. Tombol RESET yang berfungsi untuk mereset led yang menyala.

6) MODUL SYNCHRONIZER, terdapat switch yang berfungsi sebagai selektor

untuk mengaktifkan mainscon.

a. Posisi OFF/HOLD artinya pada posisi ini pembangkit tidak akan sinkron

dengan jaringan.

b. Posisi AUTO SYNC artinya pada posisi ini pembangkit secara otomatis

akan sinkroon dengan jaringan.

7) MODUL LOGIC HYDRO adalah display yang akan menampilkan infomasi pada

mainscon.

Pada logic terdapat :

a. Led HYDRO menandakan bahwa pada sistem hidro terdapat kesalahan.


b. Led TEADY artinya sistem pada sisi generator sudah sipa untuk

interkoneksi.

c. Led VH artinya jaringan kelebihan tegangan,

d. Led VL artinya tegangan jaringan kurang.

e. Led FH artinya frekuensi jaringan lebih.

f. Led FL artinya frekuensi jaringan terlalu lemah.

g. Tombol RESET yang berfungsi untuk mereset led yang menyala.

8) MODUL AUTO SYNCHRONIZER, modul ini berfungsi sebagai pengatur proses

sinkronisasi antara jaringan dengan pembangkit. Dengan cara memberikan data ke

ELC untuk mengatur frekuensi dan sudut phasenya sehingga dapat sesuai dengan

jaringan.

9) MODUL GENERATOR FREQUENCY TRIP, berfungsi sebagai protektor pada

sisi generator dari kelebihan dan kekurangan frekuensi.

10) MODUL RESERVE POWER TRIP, berfungsi sebagai protektor kalau terjadi

reserve power dari jaringan ke pembangkit. Modul ini akan mematikan kontaktor

utama apabila terjadi reserve power.

11) POWER FACTOR, angka yang terbaca adalah faktor daya di supply ke jaringan.

Jarum menunjuk ke arah :

a. Led artinya daya reaktif pembangkit sebagian di supply oleh jaringan.

b. Lead artinya pembangkit mensupply daya reaktif ke jaringan.

Untuk mengatur power faktor dapat dilakukan dengan mengatur potensiometer

(VOLT TRIM).

12) VOLT TRIM adalah potensiometer untuk mengatur besarnya tegangan sebelum

terhubung ke jaringan. Pengaturan potensiometer dapat dilakukan apabila perlu.

13) MAINS RELAY adalah relay untuk sinkron yang terletak pada bagian belakang

mainscon.


14) MOVS adalah varistor untuk proteksi dari over volt atau petir. Varistor akan rusak

kalau terjadi petir yang besar dan harus diganti apabila rusak. Terletak dibelakang

mainscon.

15) FUSE berfungsi untuk proteksi short sicuit. Terletak di belakang mainscon. Fuse ini

hanya sebagai cadangan dari fuse nomor 1 – 6 pada panel mainscon. Diharapkan fuse

pada panel F 1 – 6 akan putus terlebih dahulu sebelum fuse pada mainscon untuk

mempermudah penggatian fuse nya.


1 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO.doc

Documents

Transcript of 1 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO.doc