7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sumber Energi dan Pembangkit Listrik

Secara umum, listrik diperoleh dengan mengubah energi kinetik menjadi

generator listrik. Energi kinetik untuk menggerakkan generator bisa diperoleh dari

uap yang dihasilkan dari pembakaran sumber energi fosil, seperti minyak,

batubara dan gas atau bisa juga dari aliran air atau dari aliran udara. Intinya adalah

energi listrik dihasilkan dari pengubahan sumber energi lain.

Sumber-sumber energi untuk listrik memiliki kelebihan dan kekurangan.

Sumber energi fosil mudah diperoleh namun bersifat polutif dan cadangannya

terbatas. Sementara sumber energi aliran air atau angin relatif bersih, tak terbatas

(renewable) namun tidak selalu ada.

Kebutuhan listrik di Indonesia saat ini sebagian besar disuplai dari sumber

energi fosil. Dalam beberapa waktu terakhir harga bahan bakar minyak

mengalami kenaikan yang sangat berarti. Cadangan minyak bumi pun semakin

menipis dalam kurun waktu kurang dari 20 tahun mendatang. Cadangan batubara

dan gas pun jumlahnya terbatas (unrenewable).

Disamping itu, saat ini terjadi pemanasan global akibat polusi yang

ditimbulkan dari pembakaran sumber energi fosil. Hal ini menuntut kita mencari

sumber energy alternatif yang bersih dan tidak terbatas untuk menghasilkan

listrik. Bicara soal energi listrik tentu tak terlepas dari pembangkit listrik.

Pembangkit listrik (powerplant) adalah suatu stasiun untuk membangkitkan

tenaga listrik dengan menggunakan berbagai macam sumber energi sebagai bahan

8

2.2 Sistem tenaga listrik

Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan,

disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P

pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang

terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama

tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik,

sedangkan secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dapat

dihubungkan. Secara bintang ( Y,WYE ) atau segitiga (delta,Δ,D)

Gambar1.sistem3fase.

Gambar 1 menunjukkan fasor diagram dari tegangan fase. Bila fasor-fasor

tegangan tersebut berputar dengan kecepatan sudut dan dengan arah berlawanan

jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif dari fase terjadi berturut-

turut untuk fase V1, V2 dan V3. sistem 3 fase ini dikenal sebagai sistem yang

mempunyai urutan fasa a – b – c.sistem tegangan 3 fase dibangkitkan .

2.3 HubunganBintang (Y,wye)

9

pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan

menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua

terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa

yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral.

Gambar 2. Hubungan Bintang (Y, wye).

Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung

terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang

seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase).

Vline = akar 3 Vfase = 1,73Vfase

Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang

sama,

ILine = Ifase

Ia = Ib = Ic

2.4. Daya sistem 3 fase Pada Beban yang Seimbang

10

Jumlah daya yang diberikan oleh suatu generator 3 fase atau daya yang

diserap oleh beban 3 fase, diperoleh dengan menjumlahkan daya dari tiap-tiap

fase. Pada sistem yang seimbang, daya total tersebut sama dengan tiga kali

daya fase, karena daya pada tiap-tiap fasenya sama.

Gambar 4. Hubungan Bintang dan Segitiga yang seimbang.

2.5 Daya sistem 3 fase pada beban yang tidak seimbang

Sifat terpenting dari pembebanan yang seimbang adalah jumlah phasor

dari ketiga tegangan adalah sama dengan nol, begitupula dengan jumlah

phasor dari arus pada ketiga fase juga sama dengan nol. Jika impedansi beban

dari ketiga fase tidak sama, maka jumlah phasor dan arus netralnya (In) tidak

sama dengan nol dan beban dikatakan tidak seimbang. Ketidakseimbangan

beban ini dapat saja terjadi karena hubung singkat atau hubung terbuka pada

beban.

Dalam sistem 3 fase ada 2 jenis ketidakseimbangan, yaitu:

1. Ketidakseimbangan pada beban.

2. ketidakseimbangan pada sumber listrik (sumber daya).

11

Kombinasi dari kedua ketidakseimbangan sangatlah rumit untuk mencari

pemecahan permasalahannya, oleh karena itu kami hanya akan membahas

mengenai ketidakseimbangan beban dengan sumber listrik yang seimbang.

Gambar 5. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase.

2.6 Profile Mesin Wartsila 20V34SG

Engine Wartsila type 20V34SG

PLTMG Sei Gelam Peaker

2.7 Data Mesin

1. Manufacturer : Wartsila Finland Oy

2. Type : 20V34SG

12

3. Jumlah Silinder : 20 Silinder

4. Speed : 750 rpm

5. Berat : 130.430 kg

6. Dimensi (PxLxT) : 12.917 m x 3.345 m x 4.251 m

7. Power Output : 9730 kW (ISO)

8. Heat Rate : 8110 btu/kwh (ISO)

9. Jumlah unit : 11 Unit

2.9 Spesifikasi Mesin

- Firing Order : A1 - B1 - A7 - B7 - A3 - B3 -

A9 - B9 -A5 - B5 - A10 - B10 - A4 - B4 - A8 - B8 - A2 - B2 - A6 - B6

- Tipe Block : V Engine

- Jumlah Silinder : 20 silinder

- Putaran Mesin : 750 rpm

- Jumlah Katup : 4 buah / silinder

- Silinder stroke : 400 mm

- Silinder bore : 340 mm

- Piston speed : 9,6 m/s – 10,0 m/s

- volume Minyak Pelumas : 4680 liter

- Volume air Cooling : 920

- Maen effective pressure : 22,0 bar

- Natural Gas Metane number : 50-90

- Lower heating value : min 28 MJ/nm2. 5,0 bar

- Out put silinder : 500 kw