BAB III

ANALISIS POLARIZATION INDEX ( PI ) GENERATOR PLTG

3.1 Pendahuluan

3.1.1 Latar Belakang

PT. PLN ( Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan Sektor

Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan merupakan bagian dari unit kerja PT.

PLN (Persero) Pembangkit Sumatera Bagian Selatan yang mengemban tugas

melaksanakan penyediaan dan pelayanan tenaga listrik di Kota Palembang

khususnya Sumatera bagian Selatan. Dalam proses penyediaan energi listrik ini

selain bahan bakar, juga memerlukan turbin yang dikopel dengan generator untuk

mengubah bahan bakar menjadi energi listrik.

Tentunya PT. PLN Sektor Keramasan harus memproduksi energi listrik

yang baik untuk melayani pelanggannya. Maka perusahaan harus mempunyai

generator yang berfungsi secara maksimal. Agar generator itu dapat berfungsi itu

dapat berfungsi dengan baik maka PT. PLN Sektor Keramasan harus memelihara

dan jika terjadi kerusakan harus segera diperbaiki agar proses produksi energi

listrik tidak terhambat yang dapat mengakibatkan pasokan listrik ke pelanggan.

Pemeliharaan terhadap peralatan listrik pada umumnya bertujuan untuk

mempertahankan kondisi peralatan agar dapat mendekati kondisi yang

dispesifikasi oleh perusahaan pembuatnya atau paling tidak dapat dioperasikan

sebagaimana mestinya.

Salah satu jenis pemeliharaan yang dilakukan dalam kegiatan

Combustion Inspection ( CI ) yaitu pemeliharaan periodik yang dilakukan setiap

8.000 jam generator beroperasi adalah pemeriksaan stator generator, kegiatan

yang dilakukan dapat berupa pengujian tahanan isolasi ( Insulation Resistance

Test ) dan Polarization Index Test. Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi

adanya kelemahan isolasi tahanan. Pengujian isolasi secara rutin dapat dilakukan

dengan menggunakan Megger yang pembacaannya langsung dalam megaohm.

Dengan diadakannya pengujian seperti ini diharapkan akan menurunkan

frekuensi kerusakan secara mendadak serta menurunkan biaya pemeliharaan

secara keseluruhan. Yang dimaksud dengan Tahanan isolasi adalah ukuran

kebocoran arus yang melalui isolasi. Tahanan berubah-ubah karena pengaruh

temperatur dan lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan tersebut, oleh

13

karena itu faktor-faktor tersebut harus dicatat pada waktu pengujian. Nilai

tegangan minimum pengujian adalah satu kilovolt sebanding dengan satu (1)

megaohm nilai resistansi pada lilitan stator generator, nilai tahanan yang rendah

dapat menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor atau basah.

Dalam Laporan Kerja Praktek ini, penulis membahas tentang ANALISIS

POLARIZATION INDEX ( PI ) UNTUK DIAGNOSTIK GENERATOR 17.5

MVA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS KERAMASAN

PALEMBANG. Suatu generator listrik yang mempunyai berbagai macam

komponen-komponen yang memerlukan pemeliharaan dan pengecekan secara

berkala. Pengecekan ini dapat dilakukan setiap 8.000 jam. Hal ini berguna untuk

menghindari generator tidak cepat rusak sehingga produksi energi listrik dapat

berjalan lancer dan pasokan energi listrik ke pelanggan tidak terhambat.

3.1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan diatas dapat dirumuskan

masalahnya sebagai berikut :

1. Bagaimana cara melakukan pengukuran Insulation Resistance ( IR ) ?

2. Bagaimana cara menganalisis Polarity Index ( PI ) pada generator ?

3.1.3. Tujuan dan Manfaat

3.1.3.1. Tujuan

Analisis Polarity Index ( PI ) pada generator Pembangkit Listrik Tenaga Gas

bertujuan untuk :

1. Mengetahui Nilai Tahanan Isolasi Generator setelah melakukan

pengukuran.

2. Menentukan Nilai Polarity Index ( PI ) pada Generator .

3.1.3.2. Manfaat

Adapun manfaat yang dihasilkan dari pengujian generator adalah :

1. Sebagai sarana untuk meningkatkan pemahaman tentang pengukuran

Tahanan Isolasi pada generator.

2. Menentukan Kondisi baik atau buruknya suatu Generator menurut

standar IEEE berdasarkan Nilai Polarity Index ( PI ) yang di peroleh.

14

3.1.4. Pembatasan Masalah

Dalam penyusunan laporan kerja praktek ini, pembahasan hanya

dibatasi pada pengukuran Insulation Resistance ( IR ) dan analisis Polarity

Index ( PI ) pada generator wescan Unit 1 PLTG di PT. PLN (Persero)

Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan Keramasan, dengan

menggunakan standar IEEE.

15

3.2 Tinjauan Pustaka

3.2.1. Tinjauan Umum Generator Asinkron

3.2.1.a. Fungsi dan Prinsip Kerja Generator

Generator adalah mesin pembangkit listrik yang prinsipnya

mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Komponen utama dari

generator terdiri dari Stator dan rotor. Pada umumya stator terdiri dari

penghantar/kumparan tempat terbentuknya GGL induksi sedangkan rotor

merupakan kutub magnit.

Mesin induksi akan beroperasi sebagai generator apabila

kecepatan medan putar stator lebih kecil daripada kecepatan putar rotor.

Pada kondisi seperti ini nilai slip generator menjadi negatif. Slip adalah

persentase perbedaan kecepatan medan putar stator dan rotor terhadap

medan putar stator yang dinyatakan dengan :

Dengan,

ns = kecepatan medan putar stator

nr = kecepatan putar rotor

S = Slip mesin induksi

Nilai nr diperoleh dari putaran rotor yang dihasilkan oleh prime

mover sedangkan nilai ns dihasilkan oleh kumpaaran yang dialiri oleh

arus dengan frekuensi tertentu. Besarnya ns adalah :

Dengan :

ns = kecepatan medan putar stator

f = frekuensi pada stator

P = Jumlah pole pada stator

16

Berubah-ubahnya kecepatan rotor mengakibatkan berubahnya

harga slip dari 100% pada saat start mesin induksi (nr = 0) menjadi 0%

saat nilai nr = ns atau saat kecepatan putar medan stator sama dengan

kecepatan putar rotor. Harga slip juga dapat bernilai negatif (S < 0).

Hal ini terjadi jika nilai putaran rotor lebih besar daripada nilai medan

putar stator.

Gambar 3.1. : – Kurva fungsi kerja mesin induksi terhadap slip

Sesuai hukum paraday apabila suatu penghantar digerak-

gerakkan dalam medan magnit maka penghantar tersebut timbul GGL (

Gaya Gerak Listrik ) induksi atau dapat menghasilkan listrik, yang

besar GGL induksi tersebut adalah :

Dimana :

N = Jumlah Penghantar

Ǿ = Fluxi / Medan Magnit

t = Persatuan Waktu.

17

Gambar 3.2. : Prinsip GGL Mesin Induksi

dari prinsip tersebut pada gambar di atas digunakan sebagai dasar

generator pembangkit listrik. Sehingga syarat terjadinya GGL induksi

harus adanya :

Medan Magnit

Penghantar

Gerakan Relatif

Maka besar kecilnya GGL induksi tergantung tiga unsur di atas.

Adapun prinsip mesin listrik / Generator yang dapat

membangkitkan listrik, seperti gambar berikut:

18

Gambar 3.3. Proses Timbulnya GGL Induksi Bolak-balik

Pada gambar di atas menunjukan sebuah gulungan penghantar diputar

di dalam media medan magnit pada satu putaran ( 360˚ ), menghasilkan GGL

induksi arus bolak balik satu periode. Gelombang arus bolak-balik tersebut

biasa disebut gelombang sinusoida.

Sehingga apabila pengahantar tersebut diputar oleh turbin dengan

putaran 3000 rpm atau sama dengan putaran tiap detik 50 putaran, maka

gelombang arus bolak-balik yang dihasilkan adalah juga sebanyak 50 periode

atau dikatakan dengan prekwensi 50 Hertz.

Gambar 3.4. : Kontruksi Stator Generator

Pada umumnya mesin pembangkit listrik diputar adalah kemagnitan

atau rotor sebagai magnit dan kumparan penghantar ditempatkan di bagian

stator. Adapun kontruksi secara mirip adalah sebagai berikut :

19

3.2.1.b. Fungsi dan Bagian Utama Generator

Generator induksi teridiri dari dua bagian utama, yaitu bagian

yang berputar, rotor, dan bagian yang tidak berputar, stator. Rotor pada

generator induksi dihubungkan dan diputar oleh penggerak utama (prime

mover) seperti turbin sedangkan stator merupakan terminal tegangan

keluaran generator.

Stator

Stator pada alternator merupakan gulungan kawat yang disusun

sedemikian rupa dan ditempatkan pada alur-alur inti besi. Pad

pengahntar tersebut adalah tempat terbentuknya GGL induksi yang

diakibatkan dari medan magnit putar dari rotor yang memotong

kumparan penghantar stator.

Gambar 3.5. : Bagian-bagian Stator pada Generator

Kumparan yang ditempatkan pada alur-alur tersebut dibagi

menjadi 3( Tiga) grup, sehinngga menjadi keluaran 3 phasa. Dan

biasanya disambung sistem bintang ( Y ). Inti besi stator terdiri dari

lminasi-laminasi plat besi yang satu dan lainnya terisolasi debgan vernis

atau kertas isolasi ( Implegnated Paper ). Tujuan dari laminasi-laminasi

tersebut dalah untuk mengurangi besarnya arus pusar ( Eddy Current ),

karena arus pusar ini dapat menimbulkan panas pada inti stator dan

akhirnya dapat merusak isolasi kumparan penghantar. Di sela-sela

penghantar dan pada inti stator terdapat lubang-lubang ( rongga ) untuk

sirkulasi bahan pendingin.

20

Rotor

Rotor pada generator merupakan bagian untuk menempatkan

kumparan medan magnit eksitasi. Kumparan medan magnit disusun pada

alur-alur inti besi rotor, sehingga apabila pada kumparan tersebut

dialirkan arus searah ( DC ) maka akan membentuk kutub-kutub magnit

Utara dan Selatan.

Gambar :3.6. : Struktur Rotor pada Generator

Untuk-untuk mesin-mesin pembangkit listrik yang biasa untuk

putaran tinggi seperti pembangkit thermal, kutub magnitnya berbentuk

silindris atau seperti gambar di atas. Adapun jumlah kutubnya untuk

mesin dengan putaran tinggi biasanya sebanyak 2 ( dua ) kutub magnit

atau 4 ( empat ) kutub magnit.

Secara matematis hubungan antara jumlah kutub dengan frekwensi

digambarkan dengan persamaan sebagai berikut :

Dimana :

F = frekwensi

P = Jumlah kutub

n = Banyak putaran

21

Seperti kita ketahui bahwa untuk membuiat kutub magnit pada

rotor tersebut adalah dengan system elektromagnit, yaitu dengan

mengalirkan arus pada kumparan. Untuk memberikan arus listrik

tersebut atau dengan istilah eksitasi ke rotor dapat melalui media “

Slip Ring “ atau langsung lewat poros dari mesin eksitasi dengan

mesin penyearah.

Akibat dari arus eksitasi atau penguatan medan magnit tersebut

pada rotor dapat menimbulkan adanya arus pusar ( Eddy Current ),

maka rotor tersebut perlu didinginkan. Untuk mendinginkan rotor

generator cukup dengan mengalirkan udara dingin atau media

hydrogen melalui salura atau rongga-rongga pada sisi kumparan dan

intinya secara bersama-bersama dengan pendinginan pada stator.

Agar sirkulasi media pendingin ke rongga-rongga rotor dan stator

dapat bersikulasi, maka pada rotor generator dipasang baling-baling

sebagai blower.

3.2.2. Sistem Eksitasi

Penguatan medan atau disebut eksitasi adalah pemberian arus

listrik untuk membuat kutub magnit pada generator. Dengan mengatur

besar kecil arus tersebut, kita dapat mengatur besar tegangan out put

generator atau dapat juga mengatur besarnya daya reaktif yang

diinginkan pada generator yang sedang parallel dengan system jaringan

besar ( Infinite Bus ).

Ada beberapa jenis system eksitasi, yaitu :

System Eksitasi static

Sistem Eksitasi Dinamik.

System eksitasi statik adalah system eksitasi generator tersebut

disuplai dari eksiter yang bukan mesin bergerak, yaitu dari system

penyearah yang sumbernya disuplay dari out put generator itu sendiri

atau sumber lain dengan melalui transformator .Secara prinsip dapat

digambarkan sebagai berikut :

22

Gambar 3.7.: Diagram prinsip eksitasi Statik.

Seperti gambar di atas dapat kita lihat bahwa suplay daya listrik

untuk eksitasi mengambil dari out put generator melalui excitation

transformer, kemudian disearahkan melalui power rectifier dan di salurkan

ke rotor generator untuk eksitasi atau penguat medan dengan melalui sikat

arang.

Untuk pengaturan tegangan out put generator diatur melalui DC

regulator dan AC regulator, sehingga besarnya arus eksitasi dapat diatur

sesuai kebutuhan. Kemudian apabila generator tersebut pada saat start

awal belum mengeluarkan tegangan, maka untuk suplay arus eksitasi

biasanya diambil dari batere.

Adapun yang dimaksud dengan eksitasi dinamik adalah system

eksitasi yang suplai arus eksitasi diambil dari mesin bergerak, ada mesin

bergerak tersebut disebut Eksiter. Biasanya eksiter tersebut sebagai tenaga

penggeraknya dipasang satu poros dengan generator.

23

3.2.3. Belitan Generator ( Generator Winding )

Jenis belitan atau kumparan pada stator biasa juga disebut belitan

jangkar ( armature ) 3 phase, terdapat beberapa jenis belitan/gulungan,

diantranya adalah :

Belitan Gelung ( Lap winding ) / konsentrik, bila langkah-langkah

belitan bergantian positip dan negative.

Gambar 3.8.: Bentuk Belitan Lap Winding

Belitan Gelombang ( Wap Winding ), bila langkah-langkah belitan

bertanda sama.

Gambar 3.9. : Bentuk Belitan Wap Winding

Ada dua tipe belitan penempatan belitan pada slot stator, yaitu :

1. Single layer winding ( kumparan lapis tunggal )

2. Double layer winding ( kumparan lapis ganda )

Gambar 3.10.: Tipe Belitan Pada Slot Stator

Berdasarkan perbandingan jumlah kelompok kumparan ( coil group )

dengan banyak kutub-kutub magnit yang digunakan maka dikenal pula

lilitan stator :

24

Belitan kumparan setengah ( halp coiled winding ), yakni bila banyak

kelompok kumparan setengah dari banyak jumlah kutub magnit. Pada

jenis ini arah melilitkan hanya pada satu arah saja dan lilitannya

merupakan satu lapis ( single layer ) atau lilitan jenis simplex.

Belitan kumparan penuh ( whole coiled winding ), yakni bila banyak

kelompok kumparan jumlahnya sama dengan jumlah kutub magnit.

Pada jenis arah melilitkan merupakan arah berganti-gantian dan

lilitannya merupakan lilitan dua lapis ( double layer ) atau lilitan

merupakan bentu duplex.

Gambar 3.11. : Bentuk Belitan Single Layer dan Double Layer

Pada pelaksanaan cara belitan stator generator ada hal yang perlu

diketahui tentang langkah alur belitan ( pitch factor ), secara ideal untuk

mendapatkan GGl yang maksimal bahwa langkah belitan adalah sebesar

180˚ L atau bentangan penuh ( full pitch ) antar kutub. Pada umumnya cara

25

bentangan belitan tidak penuh tapi dikurangi atau langkah diperpendek.

Pengurangan terszebut tergantung kebutuhan, yang manfaatnya adalah :

Menghemat pemakaian kawat penghantar.

Mengurangi timbulya distorsi tegangan out put akibat adanya

harmonis GGL jangkar, sehingga diperoleh gelombang tegangan

output dalam bentuk sinus yang lebih bagus.

Karena dapat mengurangi harmonis frekuensi yang lebih tinggi

dari frekuensi dasar, maka akan diperoleh rugi histerisis dan arus

pusar menjadi lebih kecil.

3.2.4. PEMELIHARAAN GENERATOR

Tujuan pemeliharaan adalah untuk mencegah terjadinya gangguan

pada saat unit beroperasi, sehingga tidak mengakibatkan kerusakan yang lebih

besar / fatal, dan peralatan tersebut mempunyai masa pakai yang lebih lama,

menghasilkan unjuk kerja yang lebih baik serta tingkat keselamatan lebih

terjamin.

Kerusakan terbesar pada mesin listrik berputar terutama pada mesin

induksi disebabkan oleh kerusakan isolasi winding stator. Kerusakan isolasi

winding stator biasa disebabkan oleh :

1) Thermal Stresses

2) Mechanical Stresses

3) Environmental Stresses

Thermal stresses

Overheating yang terjadi pada winding dan berlangsung lama,

menyebabkan stress pada winding & isolasi kawat menjadi rapuh, dan

lama kelamaan isolasi akan menjadi retak. Jika gejala ini disertai dengan

timbulnya PD ( partial discharge ), maka proses penuaan isolasi akan

menjadi lebih cepat.

Mechanical stresses

26

Winding yang tidak divarnis dengan baik, connection point, blocking

coil, adalah meruipakan titik paling lemah terhadap pengaruh dari luar,

seperti mechanical vibration, dan magnetic vibration.

Environmental stresses

Kontaminasi : udara lembab, debu, karbon, minyak atau bahan kimia

lain, yang terkumpul di permukaan isolasi, adalah merupakan partikel

konduktive yang dapat menghantar listrik.

Karena adanya beda potensial antara winding dengan ground, maka

partikel tersebut, akan berfungsi sebagai media hantaran untuk menghantar

arus listrik dari winding ke ground, karena sifat kotoran yang demikian

maka pada tempat-tempat penumpiukan kotoran akan terbentuk jalur

hantaran listrik ( “ Electrical tracking “ ).

Seperti kita ketahui bahwa pelaksanaan pemeliharaan terdapat

beberapa klasifikasi, diantaranya pemeliharaan yang biasa dilakukan secara

rutin adalah pemeliharaan jenis preventif.

Pada umumya pemelihaan komponent generator di unit pembangkit

thermal dilakukan dalam 2 kategori, yaitu :

Pemeliharaan yang bersifat rutin.

Pemeliharaan yang bersifat periodic.

3.2.4.1. Pemeliharaan Rutin.

Pemeriksaan yang bersifat rutin adalah pemeliharaan yang dilakukan

secara berulang dengan periode harian, mingguan dan bulanan dengan

kondisi yang sedang beroperasi, yaitu meliputi :

Pemeriksaan temperature belitan stator, bearing, air pendingin dan

lainnya dilakukan setiap hari.

Pemeriksaan kebocoran pendingin minyak ( khusus generator

dengan pendingin hydrogen ) dalam sekali sebulan.

Pemeriksaan vibrasi sekali dalam sebulan.

Pemeriksaan tekanan hydrogen, seal oil pump.

27

Pemeriksaan fuse rotating rectifier ( Brushless Excitation ) atau

pemeriksaan sikat arang ( Static Excitation / DC Dinamic

Excitation )

Pada dasarnya penggantian sikat arang dapat dilakukan pada saat

mesin beroperasi, karena pada mesin-mesin yang besar sikat arang

biasanya dipasang tidak hanya satu tetapi ada beberapa pasang dengan

cara parallel.

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan

penggantian pada kondisi beroperasi, yaitu :

Terjadinya sengatan listrik atau terbakar.

Terjadi kontak dengan peralatan yang berputar.

Lokasi tempat bekerja harus bersih, penerangan yang cukup

dan diberi batas.

Petugas pelaksana harus berpakaian rapi tidak sobek dan pakain

lengan pendek.

Semua piranti kerja harus terisolasi dan tidak dapat jatuh pada

saat bekerja.

Beri catatan ( Tagging ) pada peralatan kontrol bahwa sedang

dilakukan pekerjaan penggantian sikat arang.

Sebelum sikat arang lepas dari rumah sikat arang periksa dan

yakinkan bahwa sikat arang yang lain mengontak dengan baik

terdadap komutator Slip ring.

Cek tekanan sikat arang, tidak boleh terlalu lemah atau terlalu

keras.

Bila tekanan kurang baik akan mengakibatkan:

Kontak kurang baik.

Bergetar

Timbul bunga api.

Sikat arang cepat aus.

28

3.2.4.2. Pemeliharaan Periodik.

Pemeriksaan yang bersipat periodik adalah pemeriksaan yang

dilakukan berdasarkan lama beropersi generator, yang diklasifikasikan :

Pemeriksaan sederhana yang dilakukan setiam 8.000 jam

Pemeriksaan sedang, setiap 16.000 jam

Pemeriksaan serius , setiap 32.000 jam

Pemeriksaan periodik kegiatan yang dilakukan meliputi

pembongkaran ( disassembly ), pemeriksaan ( Inspection ) dan pengujian (

Testing ).kegiatan pemeriksaan tersebut tidak harus semua komponen

dilakukan sama, melainkan targantung dari klasifikasi pemeriksaan

periodiknya.

Pemeriksaan sederhana dan sedang, komponen yang diperiksa

tidak seluruhnya melainkan sebagian saja. Tetapi pemeriksaan serius,

kegiatan-kegiatan seperti disebutkan diatas dilakukan secara menyeluruh

terhadap generator dan alat bantunya.

Adapun jenis-jenis kegiatan yang dilakukan dalam pemeriksaan

serius meliputi :

Pembuangan gas H2

Pembukaan penutup ( Housing Cover )

Pelepasan LP Turbin dan Generator

Pelepasan Generator dan Eksiter.

Pembukaan Bracket atas dan bantalan.

Pembukaan Gland Seal dan Seal Ring.

Pembukaan Daun Blower

Penurunan Bracket Bawah

Persiapan pengeluaran Rotor

Pengeluaran Rotor

Pemeriksaan Rotor

Pemeriksaan Coil Stator, Pasak dan Inti.

Pencucian semua komponent.

Persiapan pemasukan Rotor.

Pemasukan Rotor dan Perakitan Bracket Bawah.

Perakitan Gland Seal.

29

Perakitan Daun Blower.

Pemeriksaan Lead Box.

Pengujian Kebocoran Pendingin Gas

Perakitan Bracket Atas

Pemeriksaan dan Perakitan Eksiter.

Pelurusan LP Turbin dan Eksiter.

Pelurusan dan Swing Chek : Generator dan Eksiter.

Pengaliran Minyak Bantalan.

Pengaliran Minyak Perapat.

Pemeriksaan Terakhir.

Uji Kebocoran Total Generator.

Perakitan Bantalan Atas.

Penyelesaian Semua Perakitan.

Pengecekan dan Penyetelan System Pengaturan Minyak Perapat.

Pengecekan dan Penyetelan System Pengaturan Gas H2.

Pengecekan dan Penyetelan System Cadangan (Back-Up System).

Pemeriksaan Stator Generator, meliputi :

Belitan Stator diperiksa tentang kemungkinan terjadinya

kontaminasi, kerusakan, retak, pemanasan lebih dan keausan.

Pasak stator diperiksa kemungkinan terjadinya pergesewran

( kedudukan ) dari ujung pasak da penganjal di bawah pasak, serta

kelonggaran dari pasak-pasak kumparan Stator.

Penyangga ujung kumparan diperiksa, khususnya kelonggaran dari

baut pengikatnya.

Penjarak isolasi ( Insulation Spacer ) diperiksa kemungkinan

merapatnya jarak isolasi, kelonggaran dan keausan dari kain polyster,

segmen penyangga kumparan, tali pengikat dan penahan ujung

kumparan.

Cincin phasa, diperiksa kerusakan / perubahan bentuknya.

Gulungan di dalam alur ( Slot ) diteliti kelonggarannya dari terminal.

Ujung penghantar utama ( main lead ) diperiksa kerusakan dari

porselin Bushing dan permukaan sambungan serta kondisi bagian

dalam kotak saluran dan netralnya.

30

Pemeriksaan keadaan inti, yang meliputi kerapatan dan laminasi-

laminasi, tanda-tanda kerusakan mekanis, tanda-tanda pemanasan

setempat dan keadaan susunan pengikat inti.

Periksa permukaan kumparan, permukaan inti besi, benda-benda

asing serta kebocoran minyak dan air.

Cek pendeteksi temperature inti stator ( RTD ), bila perlu ditest.

Periksa klem kawat pentanahan dan bagian-bagiannya.

3.2.5. SIFAT-SIFAT BAHAN ISOLASI / PENYEKAT GENERATOR.

Bahan penyekat digunakan untuk memisahkan bagian-bagian yang

bertegangan. Untuk itu pemakaian bahan penyekat perlu mempertimbangkan

sifat kelistrikannya. Di samping itu juga perlu mempertimbangkan sifat

thermal, sifat mekanis dan sifat kimia.

Sifat kelistrikan mencakup resistivitas, permitivitas, dan kerugian

dielektrik. Penyekat membutuhkan bahan yang memmpunyai resistivitas yang

besar agar arus yang bocor sekecil mungkin ( dapat diabaikan ). Yang perlu

diperhatikan di sini adalah bahwa bahan isolasi yang higroskopis hendaknya

dipertimbangkan penggunaanya pada tempat-tempat yang lembab karena

resistivitasnya akan turun. Resistivitas juga akan turun jika tegangan yang

diberikan naik.

Suhu juga berpengaruh terhadap kekuatan mekanis, kekerasan,

viskositas, ketahanan terhadap pengaruh kimia dan sebagainya. Bahan isolasi

dapat rusak diakibatkan oleh panas pada kurun waktu tertentu.

Pembagian Kelas Bahan Isolasi.

Bahan penyekat atau isolasi dapat dibagi atas beberapa kelas

berdasarkan suhu kerja maksimum, yaitu sebgai berikut:

1. Kelas Y, suhu kerja maksimum 90˚ C.

Yang termasuk dalam kelas ini adalah bahan berserat organis seperti

katun, sutera alam, wol sintetis, rayon serat poliamid, kertas, prespan,

kayu, polietilen, polivinil, karet, dan sebagainya. Bahan-bahan ini tidak

dicelup dalam bahna pernis atau bahan pencelup lainnya. Termasuk juga

bahan termoplastik yang dapat lunak pada suhu rendah.

31

2. Kelas A, suhu kerja maksimum 150˚ C.

Yaitu bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam pernis

aspal atau kompon, minyak trafo, email yang dicampur dengan vernis dan

poliamil atau yang terendam dalam cairan dielektrikum seperti penyekat

fiber pada transformator yang terendam minyak. Bahan-bahan ini adalah

katun, sutera, dan kertas yang telah dicelup, termsuk kawat emai

( enamel ) yang terlapis dammar-eleo dan dammar-polyamide.

3. Kelas E, suhu kerja maksimum 120˚ C.

Yaitu bahan penyekat kawat enamel yang memakai bahan pengikat

polyvinylformal, polyurethane dan dammar epoxy dan bahan pengikat lain

sejenis dengan bahan selulosa, pertinaks dan tekstolit, film triacetate, film

dan serat polyethylene terephalate.

4. Kelas B, suhu kerja maksimum 150˚ C.

Yaitu bahan non-organik seperti mika, fiber, asbes yang dicelup atau

direkat menjadi satu dengna vernis atai kompon, dan biasanya tahan panas

dengan dasar minyak pengering, bitumen sirlak, bakelit dan sebagainya.

5. Kelas F, suhu kerja maksimum 155˚ C.

Yaitu bahan bukan ohrganik yang dicelup atau direkat menjadi satu

dengan epoksi, poliurethan, atau vernis yang tahan panas tinggi.

6. Kelas H, suhu kerja maksimum 180˚ C.

Semua bahan komposiis dengan bahan dasar mika, asbes dan gelas

fiber yang dicelup dalam nahan silicon tanpa campuran bahna berserat

misalnya kertas, katun dan sebagainya. Dalam kelas ini termasuk juga

karet silicon dan email kawat poliamid murni.

7. Kelas C, suhu kerja maksimum diatas 180 ˚ C.

Bahan anorganik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan substansi

sorganik, misalnya mika, mikanit yang tahan panas

( menggunakan bahan pengikat anorganik ), mikaleks, gelas, dan bahan

32

keramik. Hanya stu bahan organic saja yang termasuk dalam kelas C yaitu,

politetra fluoroetilen ( Teflon ).

3.2.6. INSULATION RESISTANCE ( IR ) DAN POLARITY INDEX ( PI ) TEST

Insulation Resistance Test / Megger Test merupakan pengujian yang

paling mudah dan sederhana untuk menentukan kemampuan isolasi. Megger

Test ini dilakukan pada Stator atu Rotor Generator, selain itu juga dapat

diterapkan pada semua mesin atau lilitan kecuali rotor motor sangkar tupai

karena tidak mempunyai isolasi untuk ditest. Peralatan yang digunakan untuk

pengujian ini disebut Mega Ohm Meter atau Megger Tester atau Megger saja.

Pengukuran Insulation Resistance berdasarkan standar IEEE 43-2000

mengenai Index Polarisasi dan resistansi isolasi berdasarkan table berikut ini :

Tabel 3.1: Tegangan Test Untuk Tiap-tiap Tegangan kerja

Serta nilai tahanan isolasi antara penghantar satu dan penghantar yang

lain maupun antara penghantar dan ground, nilai resitansi minimumnya adalah

sebesar tegangan operasi dalam KV ditambah 1 kemudian dikalikan 100 MΩ yang

dapat di rumuskan sbb :

Rmin = ( Vrms + 1 ) x 100 MΩ

Dimana :

Rmin = Resistansi minimum lilitan ( MΩ )

Vrms = Tegangan Kerja dalam KV ( Line-to-Line ).

33

Indeks yang biasa digunakan dalam menunjukan pembacaan megger

dikenal sebagai dielectric absobtion, yang diperoleh dengn pembacaan yang

berkelnjutan untuk periode waktu yang lebih lama. Jika pengujian berkelanjutan

untuk periode selama 10 menit, megger akan mempunyai kemampuan untuk

mempolarisasikian atau mencharger kapasitansi tinggi ke isolasi stator, dan

pembacaan resistansi akan meningkat jika isolasi bersih dan kering. Rasio

pembacaan 10 menit dibandingkan pembacaan 1 menit dikenal sebagai

Polarization Index ( PI ) atau Indeks Polarisasi ( IP ).

Jika nilai Indeks Polaritas ( IP ) terlalu rendah ini mengindikasikan bahwa

lilitan mungkin terkontaminasi oli, kotoran,serangga, atau terbasahi oleh air

( lembab ). Besarnya Indeks Polaritas ( IP ) dapat dirumuskan sebagai berikut :

Nilai parameter Indeks Polaritas ( IP ) menurut standar IEEE 43-2000

tentang Indeks Polariotas dan Resistansi Isolasi adalah sebagai berikut :

Jika nilai PI kurang dari 2.0 maka kemungkinan adanya kontaminasi

pad isolasi stator, misalanya isolasi winding terlalu banyak menyerap uap air

( lembab) atau terdapat penumpukan kotoran konduktive, sehingga perlu

dilakukan pemeliharaan yaitu membersihkan winding stator dari kontaminasi

kotoran atau dengan cara mengeringkan winding stator.

34

Tabel 3.2 : Nilai minimum PI berdasarkan kelas isolasi

3.2.6. PENGUJIAN TAHANAN ISOLASI

Salah satu jenis pemeliharaan yang dilakukan dalam kegiatan

Combustion Inspection ( CI ) yaitu pemeliharaan periodik yang dilakukan setiap

8.000 jam generator beroperasi adalah pemeriksaan stator generator, kegitan

yang dilakukan dapat berupa pengujian tahanan isolasi ( Insulation Resistance

Test ) dan Polarization Index Test.

Nilai Insulation Resistance ( IR ) stator diukur pada suhu ruangan

30,.5°C, pengukuran dilakukan dengan cara melepas hubungan way ( Y )

generator terhadap ground terlebih dahulu. Pengukuran dilakukan pada tiap

phasa yaitu phasa R, S, dan T masing-masing di ukur langsung terhadap ground.

Sehingga megger yang digunakan yaitu megger phasa terhadap ground. Jenis

Megger yang digunakan adalah Megger jenis analog dengan tegangan 5000

Volt, pemilihan megger dengan tegangan 5000 Volt sesuai dengan besarnya

tegangan kerja Generator dan berdasarkan standar IEEE.

Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi adanya kelemahan isolasi

tahanan. Pengujian isolasi secara rutin dapat dilakukan dengan menggunakan

Megger yang pembacaannya langsung dalam megaohm. Tahanan isolasi adalah

ukuran kebocoran arus yang melalui isolasi. Tahanan berubah-ubah karena

pengaruh temperatur dan lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan

tersebut, oleh karena itu faktor-faktor tersebut harus dicatat pada waktu

pengujian. Nilai tegangan minimum pengujian adalah satu kilovolt sebanding

dengan satu (1) megaohm nilai resistansi pada lilitan stator generator, nilai

tahanan yang rendah dapat menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor atau basah.

Moisture dapat juga terdapat pada permukaan isolasi, atau pada lilitan

atau pada keduanya.Oleh sebab itu, pengujian dengan megger sebelum dan

35

sesudah mesin dibersihkan harus dilakukan. Jika nilai tahanan tetap rendah dan

lilitan relatif bersih, ada kemungkinan adanya moisture pada lilitan, dan lilitan

harus dikeringkan sekurang-kurangnya sampai diperoleh tahanan minimum

yang dianjurkan.

36

3.3 DATA-DATA DAN PERHITUNGAN

Nilai minimum Insulation Resistance ( IR ) lilitan stator generator Wescan

11,5 KV PLTG #1 Keramasan adalah:

IRmin = ( Vrms + 1 )x100 MΩ

IRmin = ( 11.5 + 1 ) MΩ

IRmin = 12,5 MΩ

Berikut table data hasil pengukuran tahanan isolasi winding stator

generator Wescan PLTG unit 1 Keramasan, sebelum dilakukan pemeliharaan.

Tabel 3.4 :Data Insulation Resistance Test sebelum lilitan stator dibersihkan.

Menit

ke

Urutan Phasa

R S T

Insulation Resistance ( MΩ )

1 550 570 650

2 650 750 770

3 800 870 860

4 821 890 910

5 850 920 970

6 910 960 980

7 930 1.200 995

8 960 1.300 1.320

9 980 1.400 1.400

10 1.300 1.500 1.600

Data CI Tahun : 2010

Tanggal : 29 Agustus 2010

Suhu Ambient : 30.5˚ C

Generator : Westinghouse Canada ( Wescan ) PLTG #1.

37

Perhitungan Nilai Average Insulation Resistance lilitan Stator Phasa R, S dan T.

Nilai Average Insulation Resistance lilitan Stator masing-masing Phasa

dihitung dengan rumus:

IRaverage =

Dimana :

IRaverage = Nilai Insulation Resistance rata-rata

IR = Insulation Resistance hasil pengukuran

n = Banyak jumlah data

Dari data hasil pengukuran diatas maka nilai IRaverage adalah :

IRaverage Phasa R :

IRaverage =

IRaverage = MΩ

IRaverage = 875,1 MΩ

IRaverage Phasa S :

IRaverage =

IRaverage = MΩ

IRaverage = 1.036 MΩ

IRaverage Phasa T :

IRaverage =

IRaverage = MΩ

38

IRaverage = 1.045,5 MΩ

Dari hasil perhitungan nilai rata-rata Insulation Resistance ( IR ) masing-

masing phasa dapat diketahui bahwa niulai tahanan isolasi lilitan stator pada saat

sebelum dilakukan pemeliharaan masih dibawah nilai Insulation Resistance ( IR )

minimum yang distandarkan oleh IEEE yaitu, 1.250 MΩ. Ini artinya kondisi

isolasi lilitan stator generator tidak baik, dengan nilai tahanan isolasi stator

dibawah nilai IR minimum dapat menyebabkan timbulnya arus bocor dari stator

terhadapa ground, sehingga dapat membahayakan keselamatan manusia yang ada

disekitarnya dan dapat menyebabkan timbulnya arus hubung singkat pada belitan

generator.

Kemungkinan besarnya nilai arus bocor yang terjadi pada masing-masing

phasa adalah sebesar :

Untuk phasa R :

Iis =

=

= 0,013 mA

Untuk phasa S :

Iis =

=

= 0,011 mA

Untuk phasa T :

Iis =

=

= 0,010 mA

39

3.4. ANALISA POLARIZATION INDEX ( PI ) GENERATOR

Polarization Index ( PI ) adalah salah stau cara untuk mengetahui quality

winding generator akibat pengaruh lingkungan, seperti penyerapan air,

pengotoran debu dll :

Dari data hasil pengukuran Insulation Resistance ( IR ) lilitan generator di

atas dapat dihitung nilai PI-nya yaitu; pengukuran IR 10 menit dibagi dengan

nilai IR pengukuran menit pertama, secara matematis dapat digambarkan

sebagai berikut :

Nilai PI untuk Phasa R :

PI =

PI = 2.3

Nilai PI untuk Phasa S ;

PI =

PI = 2,6

Nilai PI untuk Phasa T ;

PI =

PI = 2.4

Nilai PIaverage =

PI = 2.4

Dari perhitungan nilai Polarization Index ( PI ) di atas dapat dilihat

bahwa nilai PI sebesar 2, 4. ini menunjukan bahwa generator dalam kondisi

Fair1. Untuk mendapatkan nilai Good maka winding generator perlu dilakukan

1 Standar IEEE no 43-2000

40

pemeliharaan dengan cara membersihkan winding drai debu atau kotoran lainnya

dan dilkaukan pemanasan dengan heater agar didapatkan kondisi yang kering.

Berikut nilai Insulation Resistance ( IR ) stator setelah dilakukan

pemeliharaan :

Tabel 3.5 :Data Insulation Resistance Test sesudah lilitan stator dibersihkan

Menit

ke

Urutan Phasa

R S T

Insulation Resistance ( MΩ )

1 600 620 600

2 680 750 795

3 850 870 880

4 860 910 920

5 880 930 980

6 950 980 1100

7 980 1.250 1250

8 1200 1.320 1.450

9 1560 1570 1.670

10 1.750 1.780 1.795

Data CI Tahun : 2010

Tanggal : 29 Agustus 2010

Suhu Ambient : 30.5˚ C

Generator : Westinghouse Canada ( Wescan ) PLTG #1.

Dari table data di atas terlihat bahwa nilai tahanan isolasi yang didapatklan

setelah dilakukan pemeliharaan lebuih besar dari nilai sebelumnya.

Analisis nilai Polarization Index ( PI ) setelah dilakukan pemeliharaan:

Untuk phasa R.

PI =

PI = 2.9

41

Untuk Phasa S,

PI =

PI = 2.8

Untuk phasa T;

PI =

PI = 2.9

Jadi nilai Polarization Index ( PI ) generator adalah :

PI =

PI = 2,8

Nilai polarizatiuon Index (PI) masih dibawah 3.0 ( kondisi good ), hal ini bisa

disebabkan umur generator yang sudah tua.

Tabel 3.6 : data nilai PI sebelum dan sesudah pemeliharaan

Nilai Polarization Index ( PI )

Sebelum Pemeliharaan Sesudah Pemeliharaan

Phasa Phasa

R S T R S T

2.3 2.6 2.4 2.9 2.8 2.9

Berikut ini digambarkan kurva kenaikan nilai Insulation Resistance

( IR ) dan Polarization Index ( PI ) setelah dilakukan pemeliharaan dan drying

proses.

42

Gambar 3.7 :Kurva kenaikan nilai PI setelah Drying Proses

BAB IV

PENUTUP

4.1. KESIMPULAN

1. Dengan Pengujian Insulation Resistance ( IR ) dan Polarization Index Test

dapat mengetahui kondisi generator untuk menentukan tindakan

pemeliharaan sederhana yaitu setiap 8000 jam generator beroperasi (

Combustion Inpection ).

2. Nilai minimum tahanan isolasi ( Insulation Resisntace ) stator generator

Wescan Unit 1 PLTG keramasan sesuai dengan standar IEEE adalah 1.250

MΩ.

3. Berdasarkan analisis nilai Polarization Index ( PI ) yaitu dari 2.3 menjadi 2.8

maka kondisi generator Wescan PLTG unit 1 Keramsan sesuai standar IEEE

43

dalam kondisi Fair namun menedekati kondisi good setelah dilakukan

pemeliharaan yaitu pembersihan dan pemanasan winding stator generator.

4.2. SARAN

1. Agar tidak mengganggu aktivitas karyawan PLN, sebaiknya setiap

kelompok mahasiswa yang melakukan kerja praktek dapat dibimbing oleh

seorang pembimbing khusus yang ditunjuk oleh Asman atau Supervisor

masing-masing.

2. Pemeliharan rutin dan periodik generator harus dilakukan untuk menjaga

kondisi generator selalu dalamkondisi baik agar dapat mempertahankan dan

menjaga kehandalan sistem pembangkit.

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Dr,A. dan Dr. Kuwahara, S.1979. Teknik Tenaga Listrik.Jakarta: P.T.

Pradnya Paramita.

http.//dunia-listrik.blogspot.com/2009/03/ilmu-bahan-listrik-bahan-penyekat.html.

http.//www.scribd.com/doc/16679412/dasar-PLTG-pembangkit-listrik-tenaga-gas

http.//www.scribd.com/doc/13163402/-perubahan-penting-standard-IEEE

Marsudi, Djiteng. 2002. Pembangkit Energi Listrik. Jakaerta : Erlangga.

PT. PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN, 2009, Pemeliharaan

Generator, PT. PLN, Jakarta Selatan.

44