Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok -...

117
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 Laporan Kerja Praktek 84

Transcript of Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok -...

Page 1: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 2: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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)

Laporan Kerja Praktek 84

Page 3: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 4: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 5: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 6: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 7: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 8: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 9: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 10: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 11: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 12: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 13: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 14: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 15: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 16: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 17: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 18: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 19: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 20: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 21: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 22: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 23: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 24: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 25: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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)

Laporan Kerja Praktek 84

Page 26: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 27: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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)

Laporan Kerja Praktek 84

Page 28: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 29: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 30: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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)

Laporan Kerja Praktek 84

Page 31: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 32: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 33: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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)

Laporan Kerja Praktek 84

Page 34: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 35: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

Pada Generator Sinkron, terdapat hubungan kerja parallel, yaitu:

a) Generator parallel dengan jala – jala AC

b) 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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 36: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 37: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 38: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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)

Laporan Kerja Praktek 84

Page 39: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 40: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 41: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

(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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 42: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

SCR dengan (a) 𝜶d = 0,1Π dan (b) 𝜶d = 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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 43: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 44: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 45: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 46: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 47: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 48: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 49: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

Gambar III-30 – Sistem Excitation dengan Static Excitation

Laporan Kerja Praktek 84

Page 50: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

a. 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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 51: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

b. 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.

c. 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.

d. 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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 52: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 53: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

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

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

Emergency Oil Sistem MBV22 termaksud

Emergency oil pump MBV22 AP001

Lube oil distribution sistem MBV40

Lube oil return sistem MBV70

Peralatan pengaman dan pengamatan

Sistem pemipaan

Laporan Kerja Praktek 84

Page 54: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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 :

Pendingin udara MBH41 AC001

Tempertur indikator MBH41 CT002

Katup searah MBH41 AA001,AA002

Orifice MBH41 BP006,BP007

Katup udara pendingin MBH41 AA010

Sistem Kebocoran Bahan bakar minyak kembali terdiri dari

Katup kebocoran bahan bakar minyak MBH35 AA001

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 55: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Ducting udara masuk MBL30,yang meliputi :

Pulse filter MBL30 AT001

Compressor untuk pulse filter MBL30 AN001

Silincer MBL30 BS001

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 56: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 57: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Sistem bahan bakar gas MBP31 termaksud

Main shut off valve gas MBP31 AA001

Relief valve MBP31 AA002

Stop valve MBP31 AA010

Trip valve MBP31 AA003

2 buahMeasurement of gas flow MBP31 CP001

Control valve MBP31 AA007

Filter/separator MBP31 CF001

Pressure limiting system MBP31 DP210

Ignition gas system MBP32 termaksud

Ignition gas/blow off valve MBP32 AA001

Laporan Kerja Praktek 84

Page 58: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

Gas relief system MBP33 termaksud

Gas relief fan MBP33 AN001

Relief valve MBP33 AA001

Fuel gas drain system MBP35 termaksud

Silinder MBP35 BS001

Gas piping

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 59: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 60: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

The colling and sealing air system for turbin exhaut

The colling and sealing air system for turbin and compressor diffusor

The sealing air system for compressor system

The colling vane carriers and turbine vane

The colling of the inner housing

The colling of the gas turbine rotor and turbine blades

Sistem Pemantau Rotor Train

Laporan Kerja Praktek 84

Page 61: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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 –

Laporan Kerja Praktek 84

Page 62: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 63: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 64: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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:

Laporan Kerja Praktek 84

Page 65: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 66: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 67: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 68: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 69: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 70: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 71: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 72: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 73: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 74: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 75: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 76: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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.

Laporan Kerja Praktek 84

Page 77: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 78: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 79: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 80: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

a. Tahap Persiapan

b. Tahap Start-up

c. Tahap Pembebanan

d. Tahap Shut-down

Laporan Kerja Praktek 84

Page 81: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

sebelum mengoperasikan GT 1.1. PLTGU Priok meliputi:

a. Sistem Start

b. Sistem Bahan Bakar

c. Sistem Pelumasan

d. Sistem Pendinginan

e. Sistem Intake dan Exhaust

f. Sistem Kelistrikan

g. Sistem Kontrol dan Proteksi

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

tegangan keluaran dari generator yaitu:

a. Static Frequency Converter (SFC)

b. Static Excitation

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

besar dapat dijabarkan:

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

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

maupun dual.

b. Langkah 12 merupakah langkah penggunaan SFC sebagai penggerak mula

dari sistem

c. Langkah 13 – Langkah 21 merupakan langkah yang berkaitan dengan

proses pembakaran yang terjadi di combuster hingga turbin dapat beroperasi

secara mandiri

d. Langkah 22 merupakan langkah pembangkitan tegangan dari generator

dengan menggunakan Static Excitation

e. 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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 82: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

disesuaikan dengan kebutuhan dari sistem penggerak mula. SFC dilepaskan dari

sistem setelah turbin mencapai putaran 2500 rpm.

9. Prinsip kerja SFC adalah sebagai berikut:

a. Bagian Konverter memperoleh tegangan yang berasal dari jala – jala berupa

arus bolak – balik. Sumber AC tersebut kemudian diubah menjadi sumber

DC.

b. Filter kapasitor kemudian menyaring tegangan riak dari sumber DC

keluaran Konverter sehingga tegangan DC yang diperoleh berada pada

keadaan yang lebih layak

c. 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:

a. Bagian De-excitation dan Field Flashing menyuplai arus excitation awal ke

belitan rotor dari generator yang kemudian akan membangkitkan tegangan.

b. 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.

c. Pada Konverter, sumber AC dari Excitation Transformer kemudian

disearahkan menjadi sumber DC yang kemudian disalurkan kembali kepada

belitan rotor dari generator.

d. 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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 83: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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

Laporan Kerja Praktek 84

Page 84: Kerja Praktek - Start-up Process in Gas Turbine Generator and Electrical Equipments at Pltgu Priok - Eko Prasetyo & Aji c. Prasetiyo

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 84