Laporan Kerja Praktik PT. Krakatau Daya Listrik

LAPORAN KERJA PRAKTIK

PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA

1 MVA CT-01 PADA PEMBANGKIT UNIT 1

PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Disusun oleh :

ATUR PAMBUDI

10/296776/TK/36208

CANDRA PRASETYA AJI

10/305378/TK/37490

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2014

ii

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA

1 MVA CT-01 PADA PEMBANGKIT UNIT 1

PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Program S-1

pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada

Disusun oleh :

ATUR PAMBUDI

10/296776/TK/36208

CANDRA PRESETYA AJI

10/305378/TK/37490

Telah disetujui dan disahkan

pada tanggal

Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Ir. Harnoko St., M.T.

NIP. 195312261984031001

iii

KERJA PRAKTEK

“PENGUJIAN RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01

PADA PEMBANGKIT UNIT I PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK”

PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK (KRAKATAU STEEL GROUP)

CILEGON

Periode : 03 Februari s/d 28 Februari 2014

Telah Disetujui dan diperiksa Oleh :

Menyetujui,

Pembimbing I

DINAS HUMAN CAPITAL

PLANNING & DEVELOPMENT

TEDDY PRASETYO

Kepala

Pembimbing II

DINAS PROTEKSI &

KOMPENSASI

ERMAWANTO

Kepala

Mengetahui,

DIVISI HUMAN CAPITAL & GENERAL AFFAIR

MAULANA JUSUF

Kepala

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan kerja praktek di PT.

Krakatau Daya Listrik dengan tepat waktu. Selama satu bulan pelaksanaan Kerja

Praktek ini, penulis banyak mendapatkan manfaat, di samping menambah pengetahuan

maupun wawasan yang telah diperoleh di perkuliahan, juga menambah pengalaman

kerja di industri sebagai bentuk aplikasi atas ilmu yang telah didapat di bangku

perkuliahan serta adaptasi tehadap kondisi dunia kerja sebenarnya. Laporan ini berisi

hasil pengamatan selama berada di divisi Operasi mengenai “Pengujian Rele Proteksi

Transformator Daya 1 MVA CT-01 Pada Pembangkit Unit 1 PT. Krakatau Daya

Listrik”.

Keberhasilan pengamatan Kerja Praktek ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan

dan dukungan semua pihak terkait. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Allah SWT atas segala rahmat dan kemudahan yang dilimpahkan sehingga kami

dapat melaksanakan Kerja Praktek ini dengan baik tanpa kekurangan suatu apapun.

2. Bapak Sarjiya, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan

Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

3. Bapak Ir. Harnoko St., M.T., selaku dosen pembimbing Kerja Praktek penulis.

4. Orang tua yang telah memberikan doa restu, motivasi serta dorongan dan

bimbingan untuk meraih cita-cita kami.

5. Bapak Maulana Jusuf, selaku Kadiv Human Capital & General Affair.

6. Bapak Teddy Prasetyo, selaku Kadis Human Capital Planning & Development.

7. Bapak Sanusi, selaku Kadis Humas Capital Training & Education.

8. Bapak Hendri, selaku Kadiv Perawatan.

9. Bapak Rizky, selaku Kepala Dinas Pengendalian Perawatan dan Bapak

Ermawanto selaku Kepala Dinas Proteksi dan Kompensasi. Divisi Perawatan PT.

Krakatau Daya Listrik.

v

10. Bapak Rohman Juheri selaku Kasie Proteksi & Meter, Bapak Puntoko selaku

Kasie Transmisi dan Distribusi, Bapak Sutrisno selaku Kasie Kompensasi dan

Bapak Dedi Purnama selaku Kasie Komputer Proses.

11. Bapak H. Noormansyah, Bapak H. Agus Caturi, Mas Muhiddin dan Mas Praditya

Adi N selaku teknisi di Sie Proteksi & Meter yang telah memberikan bimbingan

dan pengarahan untuk kerja praktek ini.

12. Bapak Musthofa, yang banyak membantu penulis dalam proses penyelesaian

laporan kerja praktek ini.

13. Teman-teman Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Universitas

Gadjah Mada.

14. Semua pihak yang telah membantu dalam melaksanakan proses kerja praktek dari

awal hingga akhir.

Penulis menyadari bahwa Laporan Kerja Praktek ini masih jauh dari

kesempurnaan dan tidak luput dari kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang

membangun, sangat penulis harapkan. Semoga laporan kerja praktek ini bisa

bermanfaat bagi para pembaca.

Cilegon, 28 Februari 2013

Penulis

ATUR PAMBUDI

(10/296776/TK/36208)

CANDRA PRASETYA AJI

(10/305378/TK/37490)

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PENGESAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR TABEL xiv

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan 2

1.3 Waktu dan Tempat Pelaksanaan 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Metode Pengumpulan Data 3

1.6 Sistematika Penulisan 4

BAB II PROFIL PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK 6

2.1 Gambaran Umum PT. Krakatau Daya Listrik 6

2.1.1 Latar Belakang Berdirinya PT. Krakatau Daya Listrik 7

2.1.2 Lokasi PT. Krakatau Daya Listrik 10

2.1.3 Visi dan Misi PT. Krakatau Daya Listrik 11

2.1.4 Struktur Organisasi 12

2.1.5 Manajemen Perusahaan 15

2.2 Sistem dan Prosedur dalam Produksi 16

vii

2.3 Sumber Daya Manusia PT. Krakatau Daya Listrik 17

2.4 Jasa-Jasa PT. Krakatau Daya Listrik 18

2.4.1 Jasa Operasi dan Perawatan Pembangkit Listrik 18

2.4.2 Jasa Kelistrikan 18

2.4.3 Sewa Alat Berat 18

2.4.4 Jasa Workshop 19

2.4.5 Jasa Dermaga 19

2.4.6 Jasa Penjualan Air Deionat 19

2.5 Kepedulian PT. Krakatau Daya Listrik Terhadap Lingkungan 19

2.5.1 Peduli Lingkungan Alam 19

2.5.2 Peduli Lingkungan Sosial 20

2.6 Keselamatan Kerja 20

2.7 Peningkatan Usaha 21

2.8 Kesejahteraan Karyawan PT. Krakatau Daya Listrik 21

2.9 Teknologi Informasi 22

2.10 Unit Usaha Air Minum 22

BAB III SISTEM TENAGA LISTRIK DI PT KRAKATAU DAYA LISTRIK 24

3.1 Sistem Produksi Listrik 24

3.1.1 Peralatan Utama dan Peralatan Pendukung Produksi 26

3.1.1.1 Ketel Uap Man-Lentjes 26

3.1.1.2 Unit Penunjang Ketel Uap (Boiler) 31

3.1.1.3 Turbin 35

viii

3.1.1.4 Unit Penunjang Turbin Uap 37

3.1.2 Instalasi Demineralisasi Air 39

3.1.3 Sistem Pendingin 40

3.1.4 Generator Krafwark Union PT. Krakatau Daya Listrik 41

3.2 Sistem Transmisi 43

3.2.1 Transformator 45

3.2.1.1 Konstruksi Transformator Daya 46

3.2.1.2 Prinsip Kerja Transformator Daya 47

3.2.1.3 Jenis Transformasi Daya di PT. Krakatau Daya Listrik 49

3.3 Sistem Interkoneksi 50

3.3.1 Prinsip Dasar Sistem Interkoneksi 51

3.3.2 Sistem Interkoneksi PT. Krakatau Daya Listrik 51

3.4 Sistem Distribusi 52

BAB IV SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA -

DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT KDL 57

4.1 Konsep Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik 57

4.1.1 Gambaran Umum Tentang Sistem Proteksi Tenaga Listrik 57

4.1.2 Penyebab dan Sifat Gangguan 59

4.1.3 Zona Proteksi 60

4.2 Sistem Proteksi Transformator 61

4.2.1 Jenis Gangguan Pada Transformator 61

4.3 Peralatan Utama Sistem Proteksi Transformator 63

ix

4.3.1 Trafo Instrumen 64

4.3.2 Rele Proteksi 67

4.3.3 Catu Daya 68

4.3.4 Pengkontrol CB 69

4.4 Mekanisme Kerja Rele Proteksi 70

4.4.1 Rele Arus Lebih 70

4.4.2 Rele Bucholz 75

4.4.3 Rele Temperatur 75

BAB V PENGUJIAN RELE PROTEKSI PADA TRAFO DAYA 1 MVA –

DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK 76

5.1 Rele Arus Lebih 76

5.1.1 Diagram Koordinasi Rele Arus Lebih 76

5.1.2 Perhitungan Setting Rele Arus Lebih 76

5.1.3 Pengujian Rele Arus Lebih 77

5.2 Rele Bucholz 85

5.2.1 Pengujian Rele Bucholz 86

5.2.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Bucholz 92

5.3 Rele Oil-Temperature 92

5.3.1 Pengujian Rele Oil-Temperature 92

5.3.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Oil-Temperature 97

5.4 Laporan Hasil Pengujian 98

5.4.1 Laporan Hasil Pengujian Rele Arus Lebih 98

x

5.4.2 Laporan Hasil Pengujian Rele Buchholz dan

Rele Oil-Temperature 99

BAB VI ANALISIS TINGKAT KELAYAKAN OPERASIONAL RELE -

PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01 100

6.1 Analisis Kelayakan Rele Proteksi 100

6.1.1 Rele Arus Lebih (Overcurrent Relay) 100

6.1.1 Rele Buchholz dan Oil-Temperature 106

BAB VII PENUTUP 111

7.1 Kesimpulan 111

7.2 Saran 112

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 PT. Krakatau Daya Listrik 6

Gambar 2.2 Logo PT. Krakatau Daya Listrik 7

Gambar 2.3 Peta Letak PT. Krakatau Daya Listrik 11

Gambar 2.4 Struktur Organisasi Level 0-2 PT. Krakatau Daya Listrik 13

Gambar 2.5 Struktur Organisasi Kedinasan PT. Krakatau Daya Listrik 14

Gambar 3.1 Skema Pusat Listrik Tenaga Uap 400 MW PT. KDL 24

Gambar 3.2 Proses Pembangkitan Listrik 25

Gambar 3.3 Economizer 27

Gambar 3.4 Tromol / Drum Boiler 28

Gambar 3.5 Superheater 28

Gambar 3.6 Cerobong 29

Gambar 3.7 Instalasi Burner 31

Gambar 3.8 Feed Water Tank 32

Gambar 3.9 Luft Vorwarmer 34

Gambar 3.10 High Pressure Turbin 36

Gambar 3.11 Low Pressure Turbin 37

Gambar 3.12 Elmo Pump 39

Gambar 3.14 Cooler Cooling Water 41

Gambar 3.15 Sistem Ring Bus 44

Gambar 3.16 Rangkaian Ekuivalen Transformator 45

Gambar 3.17 Transformator Jenis Inti (Core Type) 46

Gambar 3.18 Transformator Transformator Jenis Cangkang (shell Type) 47

xii

Gambar 3.19 Transformator Ideal 47

Gambar 3.20 Diagram Kelistrikan Krakatau Daya Listrik 54

Gambar 4.1 Pembagian Zona Proteksi 61

Gambar 4.2 Skema dasar rele arus lebih (Overcurrent Relay) 63

Gambar 4.3 Rangkaian Pemasangan Trafo Arus 64

Gambar 4.4 Siemens Current Transformer 500/1 A 65

Gambar 4.5 Karakteristik sisi sekunder CT 66

Gambar 4.6 Siemens Voltage Transformer 4MR1 67

Gambar 4.7 Lead acid cell 68

Gambar 4.8 Pengkontrol Circuit Breaker 69

Gambar 4.9 Hubungan arus dan tegangan masukan pada empat connections -

untuk rele fase a 71

Gambar 4.10 Wilayah kerja rele arus lebih berarah hubungan 90o – 45 o 73

Gambar 4.11 Kontruksi Rele Bucholz 74

Gambar 4.12 Kontruksi ReleTemperatur 75

Gambar 5.1 Diagram rangkaian dasar rele arus lebih (overcurrent relay) 78

Gambar 5.2 Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780 79

Gambar 5.3 Keterangan Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780 80

Gambar 5.4 Pengujian rele arus lebih dengan SVERKER 750/780 82

Gambar 5.5 Single line diagram simulasi fault di incoming trafo CT 1 MVA 82

Gambar 5.6 Kurva koordinasi pengaman penyulang 6 kV 83

Gambar 5.7 Rele Bucholz 85

Gambar 5.8 Pembukaan penutup test key. 87

Gambar 5.9 Penekanan test key untuk memberikan sinyal warning 87

Gambar 5.10 Memutar kemudian menekan test key untuk memberikan sinyal -

warning 88

Gambar 5.11 Terminal warning dan terminal tripping 90

xiii

Gambar 5.12 Pengujian menggunakan pompa gas 91

Gambar 5.13 Indikator rele oil-temperature 93

Gambar 5.14 Penggeseran bendera merah 94

Gambar 5.15 Pengaturan ulang jarum merah ke posisi 0ºC 95

Gambar 5.16 Penggeseran bendera hitam 96

Gambar 6.1 Grafik pengujian waktu respon rele arus lebih 100

Gambar 6.2 Grafik kinerja CT saat arus lebih

(dibebanin oleh rated burden) 103

Gambar 6.3 Rangkaian ekivalen CT (dilihat dari sisi sekunder) 103

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kronologi Pembangunan PT. Krakatau Daya Listrik 9

Tabel 2.2 Waktu awal pengoperasional Boiler 9

Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis Boiler 10

Tabel 3.1 Daftar peralatan utama jaringan Krakatau Daya Listrik 53

Tabel 4.1 Empat connections untuk single phase directional OCR 71

Tabel 5.1 Form laporan hasil pengujian rele arus lebih 98

Tabel 5.2 Form laporan hasil pengujian rele Buchholz dan

rele oil-temperature 99

Tabel 6.1 Tabel hasil pengujian rele Buchholz transformator daya

CT-01 tahun 2011 – 2014 106

Tabel 6.2 Tabel hasil pengujian rele oil-temperature transformator daya

CT-01 tahun 2011 – 2014 106

Tabel 6.3 Tabel hasil ekstraksi menggunakan gas chromatograph 107

Atur Pambudi (10/296776/TK/36208) Candra Prasetya Aji (10/305378/TK/37490) 1

BAB 1.

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Pengetahuan yang bersifat praktis menjadi suatu hal yang sangat penting bagi

seorang mahasiswa, terutama ketika terjun dalam dunia kerja yang sesungguhnya.

Berbeda dengan pengetahuan teoritis yang sebagian besar diperoleh melalui bangku

kuliah, pengetahuan yang bersifat praktis dan sesuai perkembangan zaman perlu

diupayakan pula dari luar lingkungan kampus. Salah satu sarana yang sangat baik bagi

mahasiswa adalah melalui kegiatan kerja praktek pada suatu instansi atau perusahaan.

Melalui kegiatan tersebut, mahasiswa diharapkan dapat mengetahui kondisi nyata di

lapangan dan berbekal pengetahuan dasar yang dimilikinya dapat segera menguasai

kemampuan aplikatif guna membantu penanganan masalah tertentu pada instansi atau

perusahaan tempat kegiatan kerja prakteknya. Mahasiswa juga diharapkan mendapat

wawasan tentang etika dalam dunia kerja dan hal-hal penting lainnya yang belum

banyak diperoleh dari bangku kuliah.

Sistem kelistrikan merupakan elemen penting dalam menunjang proses produksi

industri. PT. Krakatau Daya Listrik yang merupakan salah satu perusahaan penyedia

jasa suplai tenaga listrik untuk mendukung proses produksi di lingkup PT. Krakatau

Steel Tbk serta beberapa anak perusahaan yang masih tergabung dalam satu grup

perusahaan, mimiliki sistem kelistrikan yang terdiri dari sistem pembangkitan, sistem

transmisi dan sistem distribusi.

Keandalan dari sistem tenaga listrik sangat menentukan proses produksi yang

dilakukan. Apabila gangguan terjadi pada sistem dan membuat sistem tidak berfungsi

dengan baik atau berhenti total, akan dapat menimbulkan kerugian yang sangat besar

terutama bagi perusahaan. Oleh karena itu, mutlak dibutuhkan suatu sistem proteksi

yang sangat handal dan bermutu yang mampu menunjang penyediaan tenaga listrik di

seluruh wilayah operasi dan mencegah kerugian di atas. Sistem proteksi dari peralatan

tenaga listrik wajib tersedia mulai dari pembangkitan, transmisi, hingga distribusi.


Selain itu, dibutuhkan peralatan-peralatan sistem tenaga yang dapat bekerja dengan

maksimal sesuai dengan setting peralatan tersebut.

Dalam mendapatkan tingkat stabilitas dan reabilitas yang tinggi dalam

penyaluran tenaga listrik ke konsumen, diperlukan suatu sistem proteksi yang dapat

melindungi peralatan yang dianggap penting sehingga biaya perbaikan yang

dikeluarkan oleh perusahaan apabila terdapat gangguan pada sistem tidak terlalu besar.

Bertolak dari studi proteksi inilah, kami mencoba untuk mengambil tema tentang

“Pengujian Rele Proteksi Transformator Daya 1 MVA CT-01 Pada Pembangkit

Unit 1 PT. Krakatau Daya Listrik”

Untuk penjelasan lebih lanjut mengenai peralatan apa saja yang digunakan

untuk proteksi pada transformator 1 MVA CT-01 Unit 1 dan kemampuan proteksinya

ketika terjadi gangguan, akan dibahas lebih lanjut dalam Laporan Kerja ini.

1.2 Tujuan

Tujuan kerja praktek yang penulis laksanakan di PT. Krakatau Daya Listrik

(KDL) adalah:

1. Memenuhi salah satu persyaratan kurikulum serta syarat kelulusaan mahasiswa

pada Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada.

2. Mengenal ruang lingkup PT. Krakatau Daya Listrik.

3. Mengenal ruang lingkup Departemen Operasi PT. Krakatau Daya Listrik.

4. Mempelajari sistem tenaga listrik di PT. Krakatau Daya Listrik.

5. Melihat dan membandingkan hal-hal yang telah diterima di bangku kuliah

dengan aplikasi yang ada di lapangan.

6. Mengenal lebih dekat dunia kerja di lingkungan perusahaan.

7. Menambah wawasan dan pengetahuan teknologi secara umum dan teknik tenaga

listrik serta penerapannya di industri.


8. Mencoba melakukan pengecekan dan pengujian secara langsung rele proteksi

pada transformator 1 MVA C-01 pada pembangkit unit 1.

9. Mencoba membandingkan hasil pengecekan dengan standar operasi yang

berlaku.

1.3 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Kerja Praktek ini dilaksanakan di Departemen Operasi Divisi Proteksi Head

Office Cilegon - Banten, PT. Krakatau Daya Listrik, pada tanggal 3 Februari sampai

28 Februari 2014.

1.4 Batasan Masalah

Masalah yang dibahas dalam laporan kerja praktek ini dibatasi pada studi sistem

proteksi trafo 1 MVA CT-01 pada pembangkit unit 1 menggunakan overcurrent relay,

rele buchholz dan rele oil-temperature di PT. Krakatau Daya Listrik, Cilegon – Banten,

yang terdapat dalam ruang lingkup Direktorat Operasi Divisi Perawatan Dinas Proteksi

dan Kompensasi.

1.5 Metode Pengumpulan Data

Dalam kerja praktek ini digunakan beberapa metode untuk mendapatkan data-

data yang diperlukan sebagai pedoman dalam menulis laporan kerja praktek ini.

Metode-metode tersebut adalah:

1. Studi Literatur

Melakukan pencarian informasi melalui buku-buku bacaan, laporan-laporan,

pedoman penggunaan alat dan data-data perusahaan yang diberikan oleh

pembimbing serta staff PT. Krakatau Daya Listrik.

2. Studi Lapangan

Mengikuti dan turut serta secara langsung dalam kegiatan lapangan berupa

perawatan dan pengecekan alat yang dilakukan oleh petugas Dinas Proteksi dan

Kompensasi.


3. Wawancara

Wawancara dengan para staff karyawan Divisi Perawatan dengan cara mengadakan

tanya jawab secara langsung kepada pembimbing maupun karyawan lain di PT.

Krakatau Daya Listrik

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika yang penulis gunakan dalam penulisan laporan kerja praktek

ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang kerja praktek, tujuan melakukan kerja

praktek, waktu pelaksanaan kerja praktek, batasan masalah, metode

pengumpulan data, dan sistematika penulisan.

BAB II PROFIL PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Berisi tentang profil PT. Krakatau Daya Listrik mulai dari sejarah

perkembangan dari tahun ke tahun dan berbagai permasalahan maupun

kendala dalam ketenaga listrikan di dalamnya.

BAB III SISTEM KELISTRIKAN PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Berisi gambaran umum sistem tenaga listrik di PT. Krakatau Daya Listrik,

mulai dari pembangkitan, transmisi dan distribusi.

BAB IV SISTEM PROTEKSI TRAFO DAYA 1 MVA CT-01 DI UNIT I

PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

Menjelaskan tentang fungsi, kontruksi, cara kerja dan spesifikasi rele

proteksi pada trafo 1 MVA CT-01 di pembangkit unit 1 PT. Krakatau Daya

Listrik.


BAB V PENGUJIAN RELE PROTEKSI PADA TRAFO DAYA 1 MVA CT-

01 DI PEMBANGKIT UNIT 1 PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK.

Menjelaskan tentang jenis dan hasil pengujian proteksi pada trafo arus 1

MVA di unit pembangkit PT. Krakatau Daya Listrik.

BAB VI ANALISIS TINGKAT KELAYAKAN OPERASIONAL RELE

PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01

Berisi tentang analisis biaya operasi, kelayakan alat proteksi dan langkah

penghematan yang dapat dicapai dari penggunaan rele proteksi pada trafo

1 MVA CT-01 di unit pembangkit PT. Krakatau Daya Listrik.

BAB VII PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan dan saran-saran penulis selama melakukan kerja

praktek di PT. Krakatau Daya Listrik.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


BAB II

PROFIL PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

2.1 Gambaran Umum PT. Krakatau Daya Listrik

Pada dasarnya PT. Krakatau Daya Listrik ini merupakan anak perusahaan dari

Krakatau Steel Group yang dulunya merupakan divisi PLTU PT. Krakatau Steel. PT

Kakatau Daya Listrik memiliki Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) 400 MW

terdiri dari 5 unit pembangkit masing-masing berkapasitas 80 MW, dengan desain

khusus untuk melayani beban yang dominan memiliki karakteristik pabrik baja

berteknologi EAF.

Program-program pengembangan yang akan dilakukan :

1. Pembangunan Combined Cycle Power Plan (CCPP) 120 MW.

2. Sistem pembelian Listrik dari Independent Power Producer (IPP) 300 MW.

3. Pembangunan sistem SCADA dan jaringan 150 kV.

4. Pembangunan Energy Control Center.

Gambar 2.1 PT. Krakatau Daya Listrik


Gambar 2.2 Logo PT. Krakatau Daya Listrik

2.1.1 Latar Belakang Berdirinya PT. Krakatau Daya Listrik

Gagasan pembangunan Industri Baja di mulai pada tahun 1955, survei yang

dilakukan menunjukan bahwa daerah Cilegon dan Lampung sebagai daerah yang

sangat cocok untuk didirikannya industri ini, maka untuk merealisasikannya

pemerintah melakukan kerjasama dengan Republik Soviet Sosialis. Pelaksanaan

proyek ini dilakukan dengan penandatanganan kontak No. 080/7 Juni 1960 oleh All

Union Eksport-Import Coorporation Moscow, secara resmi pembangunan dimulai

tanggal 20 Mei 1962 dan direncanakan selesai pada tahun 1968, akan tetapi kedua

proyek tersebut (di Cilegon dan Lampung), terhenti karena alasan yang berbeda.

Terpaksa proyek di Lampung terhenti karena kesulitan memperoleh bahan baku

sedangkan proyek di Cilegon terhenti karena adanya pemberontakan G 30 S/PKI.

Akhirnya karena sebagian peralatan yang didatangkan dari Uni Soviet telah

berada di Indonesia, pada tanggal 30 Agustus 1970 pemerintah mengeluarkan PP No.

35/1970 yang isinya menyatakan bahwa pemerintah akan melanjutkan proyek industri

baja di Cilegon yang selanjutnya menjadi PT. Krakatau Steel. Dengan bantuan

konsultan Inggris, maka PT. Krakatau Steel mengadakan beberapa perubahan rencana

yaitu :

- Membatalkan pembangunan dapur lebur untuk peleburan besi baja karena

teknologinya sudah tidak digunakan lagi.

- Meningkatkannya kapasitas Rolling Mill pembuatan besi beton dan baja

profit


Pendirian PT. Krakatau Steel disahkan dengan di tanda tanganinya Akte

Notaris No.35 tanggal 23 Oktober 1973-1974. PT. Krakatau Steel telah memutuskan

untuk memperluas jumlah kapasitas produksi agar bisa membuat baja lembaran, slab

dan hoystrip. Teknologi yang digunakan adalah pembuatan besi dengan system direct

reduction maksudnya agar dapat dimanfaatkan gas alam dan pembuatan baja dengan

peleburan didalam dapur listrik yang masih harus di impor. Tahun 1974 proyek ini

tidak berjalan sesuai dengan apa yang diharapkan karena Pertamina menghadapi

masalah keuangan dan akhirnya proyek ini masih menhalami hambatan. Dan akhirnya

pada yahun 1975 lahirlah Keppres No. 39 Tanggal 27 Agustus 1975 tentang kelanjutan

pembangunan PT. Krakatau Steel tahap I dengan kapasitas produksi 0,5 juta ton/tahun.

Peresmian Pabrik Besi Beton, Pabrik Besi Profit dan Pelabuhan khusus yang

berada di Cigading, oleh Presiden Soeharto pada tanggal 27 Juli 1977 dan pada tanggal

09 Oktober 1979 diresmikan pula Pabrik Spons, Pabrik Billet Baja, Batang Kawat

(wire rood), Krakatau Hoogevens International Pipe Ltd., PLTU 400 MW dan Pusat

Penjernihan Air di Krenceng.

Berhubungan dengan berkembangnya pabrik-pabrik di kawasan PT. Krakatau

Steel, maka kebutuhan akan tenaga listrik untuk pengoperasian pabrik-pabrik tersebut

mengalami peningkatan yang sangat pesat, untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka

pada tanggal 01 Juni 1976 dibangunlah Pembangkit Listrik Tenaga Uap untuk

menggantikan tugas Pembangkit Listrik Tenaga Diesel yang hanya berdaya 30 MW.

Pembangunan PLTU dikerjakan oleh kontraktor Jerman Barat (Siemens).

Proyek PLTU ini diproses dan dikelola langsung oleh Pertamina dengan

karyawan yang diangkat oleh Pertamina sendiri, setelah Keppres No. 36 Tahun 1975

di keluarkan maka proyek ini kembali di kelola oleh PT. Krakatau Steel.

PLTU ini diresmikan pemakaiannya pada tanggal 09 Oktober 1979 oleh

Presiden Soeharto. Pada tanggal 25 April 1995 Divisi PLTU 400 MW berubah status

menjadi otonom PLTU 400 MW PT. Krakatau Steel, sesuai surat keputusan Direksi

PT. Krakatau Steel Nomor 37/C/DUKSIKpts/1995 tentang perubahan status.

Kemudian pada tanggal 28 Februari 1996 sesuai akte notaris Ny. Tuti Setiahati


Kushardani Soetoro, SH. Unit otonom PLTU tersebut ditingkatkan menjadi Badan

Usaha Mandiri dengan nama PT. Krakatau Daya Listrik.

Beban utama dari PLTU PT. Krakatau Daya Listrik adalah pabrik baja dengan

tungku listriknya. Hal ini menyebabkan goncangan-goncangan beban yang besar

karena diakibatkan oleh bunga api pada elektroda-elektrodanya. Sehingga harus

mampu beroperasi dengan isolated system, maka dilengkapi dengan sistem

perencanaan dan sistem pengaturan yang baik. Berikut ini adalah rincianpekerjaan

proyek pembangunan PLTU 400 MV :

Tabel 2.1 Kronologi Pembangunan PT. Krakatau Daya Listrik

No. Pekerjaan Mulai Selesai

1. Perencanaan dan Pondasi Mei 1976 Desember 1976

2. Upper Stucture Juni 1976 September 1979

3. Auxiliary Buiding Oktober 1976 Desember 1977

4. Cooling water structure Maret 1977 November 1978

5. Pressure pipes Maret 1977 September 1977

6. Cabel tunnel Maret 1977 September 1978

7. Cable trench & subst Februari 1977 November 1978

8. Erection power house April 1978 September 1979

9. Installation

power distribution

November 1976 September 1979

Boiler-boiler PT. Krakatau Daya Listrik berjumlah 5 unit di bangun dan

dioperasikan dengan tahap sebagai berikut :

Tabel 2.2 Waktu awal pengoperasional Boiler

Boiler Unit Awal Operasi

Boiler 1 26 September 1978

Boiler 2 23 Oktober 1978

Boiler 3 22 November 1978

Boiler 4 15 Februari 1979

Boiler 5 06 Maret 1979


Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis Boiler

Parameter Teknis Data Teknis

Tahun Pembuatan

Pabrik Pembuat

Unit 1. MAN, Nurnberg, 1974

Unit 2. Lenties, Dusseldorf, 1974



Unit 5. Nurnberg, 1974

Klasifikasi

Penggunaan Pembangkit Tenaga Listrik

Tekanan Tekanan Tinggi

Material Steel Boiler

Kapasitas Tinggi

Sumber Panas Pembakaran Bahan Bakar

Sirkulasi Natural

Metode Pertukaran Panas Pipa Air

2.1.2 Lokasi PT. Krakatau Daya Listrik

PT. Krakatau Daya Listrik terletak disebelah barat Krakatau Industrial Estate

Cilegon (KIEC), dipinggir pantai Selat Sunda. Hal ini dimaksudkan agar

mempermudah mendapatkan air pendingin (air laut), dalam jumlah yang memadai.

Luas keseluruhan PT Krakatau Daya Listrik mencapai 877,080 meter persegi dan areal

utamanya mencakup luas 150.000 meter. 19.000 meter diantaranya difungsikan

sebagai bangunan. PT. Krakatau Daya Listrik mengandalkan kemampuan kompetensi

dan fasilitas yang ada untuk menyediakan energi listrik, jasa kelistrikan dan

pengembangan beberapa usaha lain.


Level 0,0 permukaan ruang mesin terletak pada ± 3,65 m diatas permukaan air

laut yang sekaligus menjadi referensi untuk semua level pembangunan Pembangkit

Listrik Tenaga Uap (PLTU). Untuk melindungi pantai dari abrasi air laut, diberikan

batu-batu penahan gelombang terutama pada daerah pengambilan dan pengeluaran air

pendingin utama serta daerah sekitar baham bakar minyak (bbm).

Gambar 2.3 Peta Letak PT. Krakatau Daya Listrik

2.1.3 Visi dan Misi PT Krakatau Daya Listrik

VISI :

Penyedia energi dan usaha terkait yang handal dan bersaing di

Indonesia.

MISI :

Kami adalah insan yang profesional, harmoni dan berintegritas,

mempunyai komitmen untuk menyediakan produk energi dan usaha

terkait dengan kualitas tinggi dan kompetitif untuk peningkatan

kesejahteraan Stakeholder.

NILAI INTI :

Profesional, Harmoni, Integritas.


2.1.4 Struktur Organisasi

Struktur organisasi yang dimaksud adalah pencerminan lalu lintas wewenang

dan tanggung jawab di dalam suatu peru sahaan secara vertikal dan pencerminan

hubingan secara horizontal.

13

Gambar 2.4 Struktur Organisasi Level 0-2 PT. Krakatau Daya Listrik

Kadiv

Perawatan

Kadiv

Logistik

Kadiv

Operasi

Ahli Utama

Direktur

Operasi

Direktur

Utama

Direktur

Perencanaan & Niaga

Direktur

Operasi

Direktur

Adm & Keu

Kepala

SPI

Kepala

Sekper

Senior

Manager

Ahli Utama

Dirut

Kadiv

Perencanaan

Kadiv

Niaga

Kadiv

OUJ

Ahli Utama

Direktur Pernc

& Niaga

Kadiv

HC & GA

Kadiv

Perbendaharaan

Kadiv

Akutansi

Ahli Utama

Direktur Keu &

Adm

14

Gambar 2.5 Struktur Organisasi Kedinasan PT. Krakatau Daya Listrik

Teknisi prwt

Instmen &

Kalibrasi

Teknisi

Instalasi

Tenaga

Teknisi prwt

Pwrt Kontrol

& Pengkrn

Teknisi

Proteksi

Teknisi

Kmpter Prses

& SCADA

Kasie

Kompensasi

Kasie

Perawatan

Instrumen

Kasie

Perawatan &

Bengkel Lstk

Kasie

Pwrt Kontrol

& Pengkrn

Kasie

Proteksi

Kasie

Kmpter Prses

& SCADA

Kasie

Kompensasi

Kadis

Perawatan

Mekanik

Kadis

Bengkel &

Prasarana

Kadis

Prwt listrik &

Instrumen

Kadis

Transmisi &

Distribusi

Ahli Teknik

Madya

Perawatan

Kadis

Perlatsus &

Alat Berat

Kadis

Proteksi &

Kompensasi

Kadis

Pengendalian

Perawatan

Kadiv

Perawatan


2.1.5 Manajemen Perusahaan

PT. Krakatau Daya Listrik mempunyai karyawan sebanyak ± 268 orang.

Seluruhnya di bagi menjadi 6 level sebagai berikut :

1. Level 0

Direktur Utama.

2. Level 1

Direktur Keuangan & Administrasi, Direktur Operasi dan Direktur Perencanaan

& Niaga.

3. Level 2

Kepala Divisi Staf Ahli Direksi. Tugas kepala divisi adalah mengkoordinadikan,

mengelola, mengendalikan dan mengevaluasi bidang kerja sesuai dengan unit

kerja masing-masing sehingga berhasil dengan kinerja excellent.

4. Level 3

Kepala Dinas/Setingkat. Tugas kepala dinas adalah menangani, mengelola dan

mengendalikan bidang kerja sesuai dengan dinas masing-masing.

5. Level 4

Kepala Seksi/Setingkat. Tugas kepala seksi adalah melaksanakan dan

mengawasi kerja sesuai dengan seksi masing-masing.

6. Level 5

Teknisi, Officer, Sekretaris. Termasuk didalamnya adalah tenaga kasar sampai

skilled dan semi profesional seperti operator pabrik, mekanik, elektronik, melter

dan lain-lain.

7. Level 6

Pelaksana


2.2 Sistem dan Prosedur dalam Produksi

Pelaksanaan sistem dan prosedur dalam produksi PT. Krakatau Daya Listrik

memiliki beberapa kebijakan diantaranya adalah :

a. Kebijakan Umum

1. Penjualan Listrik PT. Krakatau Daya Listrik diutamakan untuk memenuhi

kebutuhan listrik Krakatau Steel Group di kawasan KEIC.

2. Setiap permintaan penambahan daya, pelanggan diwajibkan membayar uang

jaminan yang besarnya sesuai dengan tarif yang ditentukan oleh Direksi PT.

Krakatau Daya Listrik.

b. Kebijakan Opersional

1. Penyambungan baru atau penambahan daya terhadap semua permintaan

harus dilakukan evaluasi teknik oleh divisi perencanaan untuk uji kelayakan.

2. Penyambungan baru atau penambahan daya hanya dapat dilakukan apabila :

a. Hasil uji instalasi dinyatakan layak.

b. Pelanggan yang bersangkutan membayar UJL.

3. Setiap penambahan daya penyambungan baru harus dibuatkan berita acara

oleh dinas pengembangan usaha.

4. Biaya pemakaian listrik

a. Tarif pemakaian listrik ditentukan dengan dasar perhitungan terutama

dari :

Biaya bahan bakar

Pengaruh inflasi

Nilai kurs rupiah terhadap valuta asing

Disamping itu ada pertimbangan-pertimbangan lain dalam kebijakan

penentuan tarif yaitu :

Kemampuan bayar pelanggan

Tidak tersedianya dana subsidi pemerintah

Azas keadilan

Nilai ekonomi


b. Kepada pelanggan setiap bulannya akan dikenakan :

Biaya beban

Biaya Pemakaian

Biaya semua peralatan (jika ada)

c. Tarif yang diberlakukan bagi para pelanggan listrik PT. Krakatau Daya

Listrik sesuai dengan ketentuan Direksi PT. Krakatau Daya Listrik.

d. Rekening listrik bulanan harus sudah diterbitkan selambat-lambatnya

tanggal 5 setiap bulan berikutnya.

e. Pelanggan harus membayar rekening listrik selambat-lambatnya setiap

tanggal berikutnya (kecuali ditentukan lain dalam kontrak), yaitu dengan

cara :

i. Transfer rekening PT. Krakatau Daya Listrik di Bank yang ditunjuk.

ii. Tunai melalui kasir PT. Krakatau Daya Listrik.

c. Kebijakan Otoritas

Rekening listrik ditandatangani oleh :

a. Kepala Dinas Pengembangan Usaha

b. Kepala Dinas PAF

2.3 Sumber Daya Manusia PT. Krakatau Daya Listrik

Struktur organisasi PT. Krakatau Daya Listrik sepenuhnya didukung oleh tenaga

kerja profesional dengan latar belakang pendidikan teknik dan administrasi bisnis

lulusan universitas ternama di Indonesia maupun di luar negeri.

Dalam rangka menyediakan kebutuhan energi listrik dan jasa kelistrikan

pelanggan, diperlukan sumber daya manusia yang mempunyai kemampuan dan

pengalaman. Untuk itu secara berkesinambungan dilakukan peningkatan

profesionalisme SDM melalui tiga progam besar yaitu pengembangan ketrampilan

teknis (Technical Skill), pengembangan kemampuan manajerial (Managerial Skill) dan

pengembangan watak karyawan (Character Building) melalui pendidikan dan

pelatihan dalam maupun luar negeri.


Selain itu PT. Krakatau Daya listrik telah mempersiapkan tenaga kerja yang

terlibat langsung pada pengoperasian dan perawatan pembangkit listrik. Sampai saat

ini karyawan yang terlibat dalam pengoperasian telah memiliki sertifikat uji

kompetensi dari badan yang berwenang.

2.4 Jasa-Jasa PT. Krakatau Daya Listrik

2.4.1 Jasa Operasi dan Perawatan Pembangkit listrik

PT. Krakatau Daya Listrik melayani pengoperasian pembangkit listrik, perbaikan

kerusakan dari sisi mekanik, optimisasi pembangkitt listrik, listrik instrumen dan

sistem kontrol serta konsultasi atau supervisi teknik operasi dan perawatan.

2.4.2 Jasa Kelistrikan

Bagi perusahaan yang mengalami masalah kelistrikan, PT. Krakatau Daya

Listrik juga melayani :

1. Pemasangan, perbaikan serta perawatan peralatan listrik.

2. Penyambungan dan penggelaran kabel.

3. Pengetesan serta kalibrasi alat listrik.

4. Deteksi kerusakan atau kebocoran jalur kabel bawah tanah.

5. Jasa penghematan biaya listrik.

2.4.3 Sewa Alat Berat

1. Tangki bahan bakar minyak berkapasitas maksimal 28.000 ton.

2. Forklift

3. Kendaraan inspeksi lampu jalan.

4. Truk kabel.

5. Genset 250 KVA, 12 KVA dan 5 KVA

6. Alat ukur listrik.


2.4.4 Jasa Workshop

Jasa workshop merupakan suatu bisnis jasa perusahaan. PT. Krakatau Daya

Listrik melayani berbagai bidang mulai dari pemasangan, perbaikan, rekondisi dan

rewinding transformator, motor listrik, generator maupun magnetic block.

2.4.5 Jasa Dermaga

Lokasi PT. Krakatau Daya Listrik yang terletak di bibir pantai memungkinkan

terciptanya dermaga penyokong bisnis jasa pelabuhan. Keunikan dari dermaga ini

terletak pada tersedianya pipa yang terhubung langsung dengan tank farm area PT.

Krakatau Daya Listrik. Hal ini memungkinkan jasa penjualan air bersih dari dermaga

ke kapal, pembongkaran bahan bakar dan tambat tanker di dermaga.

2.4.6 Jasa Penjualan Air Deionat

Air yang telah didemineralisasi selain mampu menjadi uap penggerak turbin,

umumnya juga dapat digunakan untuk berbagai bidang menyangkut kelistrikan. Oleh

karena itu, penjualan air deionat bila dikelola dengan baik, akan memberikan nilai plus

bagi kemajuan bisnis jasa PT. Krakatau Daya Listrik.

2.5 Kepedulian PT. Krakatau Daya Listrik Terhadap Lingkungan

2.5.1 Peduli Lingkungan Alam

Meskupun tidak terlalu signifikan, kegiatan produksi energi listrik yang

dilaksanakan tentu saja akan berdampak pula pada lingkungan alam sekitar kawasan

perusahaan. Menyadari akan hal itu, perusahaan merumuskan kepedulian terhadap

lingkungan alam sekitar melalui progam penghijauan.

Selain itu, bekerjasama dengan K3LH PT. Krakatau Steel, setiap 3 bulan sekali

dilakukan rencana pengelolaan lingkungan yaitu pengujian air limbah, pengujian udara

emisi di Boiler Unit 1-5, penelitian tekanan panas di tempat kerja, intensitas suara,

pengujian udara embient dan pengetesan debu jelaga.


2.5.2 Peduli Lingkungan Sosial

Lingkungan Sosial di sekitar perusahaan salah satu pendukung kelancaran

kegiatan usaha. Sebagai salah satu komitmen perusahaan kepada masyarakat

lingkungan sekitar, perusahaan telah melaksanakan program pembinaan usaha kecil.

Pembinaan yang dilaksanakan berupa pemberian pinjaman modal usaha, manajemen

produksi, pemasaran dan keuangan.

Untuk menjaga keseimbangan lingkungan internal perusahaan dalam lingkungan

luar, kepedulian sosial lainnya yang dijalankan adalah implementasi sistem monitoring

pengembangan masyarakat secara berkesinambungan.

2.6 Keselamatan Kerja

Keselamatan Kerja diadakan untuk mencegah terjadinya kecelakaan kerja yang

dapat merugikan karyawan maupun perusahaan. Adapun tujuan dari keselamatan kerja

adalah sebagai berikut:

1. Melindungi tenaga kerja atas hak keselamatan.

2. Menjamin keselamatan orang lain yang ada di tempat.

3. Dipakainya sumber industri secara aman dan efisien sesuai dengan tujuan di

atas.

Adapun tindakan PT. Krakatau Daya Listrik dalam menjamin keselamatan kerja

yang diperlukan oleh tenaga kerja antara lain :

1. Safety shoes.

2. Safety helmet.

3. Masker.

4. Sarung tangan.

5. Pelindung telinga.

6. Google (kacamata).

Selain itu PT. Krakatau Daya Listrik membuat peraturan keselamatan kerja bagi

karyawan agar resiko terjadinya kecelakaan dapat ditekan sekecil mungkin. Langkah-

langkah keselamatan kerja sebelum mengoperasikan peralatan listrik di PT. Krakatau

Daya Listrik yaitu :


1. Mematikan sumber tegangan.

2. Hindari kemungkinan tegangan tersambung kembali.

3. Pastikan bahwa instalasi/ peralatan benar-benar bebas dari tegangan.

4. Tanahkan dan hubung singkatkan.

5. Beri perlindungan dan pembatas pada bagian lain yang berdekatan.

2.7 Peningkatan Usaha

Untuk memberikan pelayanan jasa yang handal dan berkualitas sebagai wujud

komitmen perusahaan, berbagai program peningkatan dan pembenahan di bidang

pengusaha terus dilakukan.

Fenomena kondisi kekurangan suplai listrik (shortage) mulai tahun 2003 di pulau

Jawa dapat diantisipasi antara lain melalui metode modifikasi jaringan dan prasarana

yang ada, program persiapan ekspansi kapasitas listrik PT. Krakatau Daya Listrik

diyakini sebagai salah satu jalan keluar untuk kondisi tersebut. Dengan begitu

diharapkan pula mendukung rencana PT. Krakatau Steel untuk mencapai produksi

yang direncanakan.

Beberapa program yang telah dicanangkan antara lain :

1. Mempersiapkan perluasan kapasitas pabrik.

2. Pengembangan workshop mesin-mesin listrik untuk perluasan usaha jasa

kelistrikan, yang akan mampu mengerjakan :

a. Rewinding motor, trafo, generator dan magnetic block.

b. Rekondisi mesin-mesin listrik.

c. Peremajaan bagian-bagian pabrik untuk mempertahankan

keandalan dan memperpanjang usia pembangkit listrik.

2.8 Kesejahteraan Karyawan PT. Krakatau Daya Listrik

PT. Krakatau Daya Listrik menyadari bahwa adanya jaminan kesejahteraan bagi

setiap karyawannya merupakan syarat mutlak untuk meningkatkan kinerja. Untuk itu,

PT. Krakatau Daya Listrik telah menerapkan sistem kesejahteraan terpadu yang

menyangkut tidak hanya individu karyawan tetapi juga keluarganya, seperti mengikuti

program JAMSOSTEK dan dana pensiun.


Bagi karyawan juga disediakan fasilitas perumahan, rumah sakit, tempat ibadah,

sekolah dan program rekreasi keluarga.

2.9 Teknologi Informasi

Kemajuan yang terjadi dalam teknologi komputer dan komunikasi merupakan

daya dorong penggunaan otomatisasi yang dilakukan perusahaan untuk aplikasi

pemonitoran dan pengendalian, terutama pada pusat-pusat pembangkit, operasi

distribusi dan layanan pelanggan.

Evaluasi dan penyempurnaan Energy Management System (EMS) melalui

modifikasi sistem kontrol dari analog ke digital (automatisasi), serta integrasi sistem

GL, SIBAR, SILOG dan Cash Books dalam sistem LAN untuk meningkatkan

keakurasian proses data akuntansi terus dikembangkan, sehingga proses laporan

keuangan lebih akurat dan selalu diperbarui.

Pengembangan sistem informasi manajemen SDM sebagai database karyawan

yang lengkap dan terintegrasi dengan semua unit kerja diterapkan sebagai upaya

meningkatkan pelayanan kepada karyawan, kecepatan dan ketepatan arus informasi

terpadu.

Sejalan dengan adanya tuntunan pelayanan menuju e-commerce pada sektor jasa

dan perdagangan di masa mendatang, PT. Krakatau Daya Listrik melalui website akan

memegang peranan penting sebagai fasilitator untuk keperluan tersebut.

2.10 Unit Usaha Air Minum

Sejak 26 Maret 2001, PT. Krakatau Daya Listrik mendirikan anak perusahaan

yang diberi nama PT. Krakatau Tirta Industri. Perusahaan PT. Krakatau Tirta Industri

menjadi produsen air minum dalam kemasan dengan produknya yang diberi nama

Quelle. Quelle dirintis dan dikembangkan untuk memanfaatkan potensi provinsi

Banten secara optimal dalam rangka meningkatkan nilai tambah dan kebanggaan

daerah


Air dari sumber d area Cidanau setelah diproses di pusat penjernihan air PT.

Krakatau Tirta Industri, dilarikan melalui saluran pipa ke Grovel Filter dan Carbon

Active Filter berkapasitas 25 m3/jam di Water Treatment Plant PLTU sebagai sistem

penyaring tahap pertama.

Air dari sistem penyaringan tahap pertama merupakan air baku bagi air minum

Quelle. Melalui saluran pipa stainless steel, air baku memasuki sistem penyaringan

tahap kedua yang terdiri atas Anthracite Filter, Carbon Active Filter dan paket

Catridge sehingga menghasilkan air bersih dan sehat yang bebas dari bau, rasa dan

partikel berbahaya tanpa mengurangi unsur-unsur yang menyehatkan tubuh. Proses

disinfektan menggunakan sistem ozon dan ultraviolet yang dipasang secara seri untuk

menghasilkan air sehat yang bebas kuman.


BAB III

SISTEM TENAGA LISTRIK

DI PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

3.1 Sistem Produksi Listrik

PT. Krakatau Daya Listrik merupakan pemasok energi listrik bagi seluruh

industri di kawasan Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC), juga perumahan di

kawasan Krakatau Steel. PT. Krakatau Daya Listrik merupakan PLTU yang memiliki

5 Unit Boiler dimana tiap unitnya terdapat satu unit turbo generator. Setiap unit mampu

menghasilkan 80 MW. Keseluruhan unit menghasilkan daya listrik sebesar 400 MW.

Melalui pengamatan langsung di lapangan, daya aktif yang disuplai dari

pembangkit unit 1 PT. Krakatau Daya Listrik hanya mencapai sekitar 50 MW. Angka

ini sudah diatur atas atas dasar pertimbangan efisiensi biaya operasi dari kegiatan

produksi baja di PT. Krakatau Steel. Kebutuhan daya dari unit produksi PT. Krakatau

Steel lebih banyak disuplai dari jaringan PT. PLN melalui sistem interkoneksi. Selain

itu, turbin uap yang beroperasi hanya sebanyak 1 buah dengan maksimal operasi

sebanyak 2 buah.

Gambar 3.1 Skema Pusat Listrik Tenaga Uap 400 MW PT. KDL


GNat. Gas and /or Fuel oil

Make up Water

Exhaust gas

Steam

LP Heater

FWTGCondensate pump

Condenser

Main Steam Header

7 bar Steam Header

80 MW

FW Pump

Boiler

LP Heater

Condensate Header

Comb Air

Gas Supply Header

Fuel Oil Supply Header

Note :Headers are used for all 5 units in parallel operation mode.

HP & LP Steam Turbine

Gambar 3.2 Proses Pembangkitan Listrik

Air yang dihasilkan dari Water Treatment Plane ditampung (WTP), ditampung

di Demin Water Tank yang kemudian dipompakan ke Feed Water Tank (FWT). Dari

FWT, air dipompakan dengan pompa pengisi ketel (Water Treatment Pump) yang

terdiri dari dua macam untuk tiap unit ketel, yaitu Electric Kessel Specier Water Pump

(ESKP) yang digerakkan oleh motor listrik dan Turbo Kessel Specier Water Pump

(TKSP) yang digerakkan oleh turbin uap.

Sebelum menuju ke ekonomiser, air pengisi ketel tersebut dialirkan menalui air

heater, yang berguna untuk menaikan temperatur udara yang akan bercampur dengan

bahan bakar sehingga pembakaran berjalan dengan baik. Air yang keluar dari air

heater memiliki temperatur 1450º C. Kemudian air dipanaskan pada ekonomiser 1,

ekonomiser 2 dan ekonomiser 3, lalu air tersebut akan menuji tromol (Drum Boiler).

Pada tromol ini terjadi pemisahan antara fasa uap dan fasa air pada temperatur 3000º

C. Untuk fasa air akan turun ke bawah melalui 2 pipa (fahrol pipe), kemudian

dipanaskan lagi di evaporator. Akibat perbedaan masa jenis setelah pemanasan, air

akan naik lagi ke tromol. Sedangkan fasa uap langsung menuju ke superheater 1,

superheater 2 dan superheater 3. Uap yang keluar dari superheater 3 sudah bertekanan

62 bar dengan temperatur 4800º C dan uap ini digunakan untuk menggerakkan turbin

yang selanjutnya menggerakkan generator.


Tiap unit turbin memiliki 2 bagian yaitu turbin tekanan tinggi (high pressure)

dan turbin tekanan rendah (low pressure). Uap yang keluar dari turbin tekanan tinggi,

kemudian masuk ke turbin tekanan rendah tetapi sebagian juga di ekstrasikan sebagai

uap pemanas pada heater 2 dan feed water tank. Uap yang keluar dari turbin tekanan

rendah digunakan untuk pemanas air deionat dipompakan ke feed water tank sebagai

air deionat memalui 2 pemanas bertekanan rendah.

Daya listrik yang dibangkitkan dari masing-masing generator bertegangan 10,5

kV dengan daya 80 MW dan dinaikan menjadi 150 KV ke busbar. Selanjutnya, dari

rel pembagi didistribusikannya tegangan sesuai tegangan yang dibutuhkan.

3.1.1 Peralatan Utama dan Peralatan Pendukung Produksi

3.1.1.1 Ketel Uap Man-Lentjes

Ketel Uap Man-Lentjes (Boiler) adalah suatu instalasi yang berfungsi untuk

mengubah air menjadi uap. Air yang digunakan PT. Krakatau Daya Listrik adalah air

deionat. Boiler ini menggunakan bahan bakar gas dan minyak yang dapat digunakan

secara bersamaan tetapi tidak dalam satu burner. Jenis boiler di PT. Krakatau Daya

Listrik adalah sirkulasi alam (natural circulated boiler). Boiler di PT. Krakatau Daya

Listrik memanfaatkan gas hasil pembakaran untuk memanaskan permukaan pemanas

pada evaporator, economizer dan superheater hingga gas buang tersebut meninggalkan

boiler melalui cerobong asap. PT. Krakatau Daya Listrik memiliki lima unit ketel yang

mempunyai kapasitas maksimum 350 ton/jam untuk tiap unitnya.

Adapun instalasi boiler tersebut terdiri dari :

a. Ruang bakar

Ruang bakar adalah tempat terjadinya pembakaran, dimana panas yang

dihasilkan digunakan untuk meningkatkan suhu dan tekanan dari uap

pengumpan.

b. Economizer

Economizer berfungsi untuk memanaskan air setelah memanaskan air preheater,

masuk ke dalam tiga paket economizer ( eko-1, eko-2 dan eko-3), selanjutnya

masuk ke dalam drum. Eko-1 dan eko-2 merupakan pipa pemanas bersirip (


finned tube). Pipa-pipa economizer dilalui oleh air di dalamnya yang menyerap

panas gas buang yang mengalir dalam arah vertikal pada bagian luar pipa-pipa

pemanas economizer.

Gambar 3.3 Economizer

c. Tromol (Drum Boiler)

Tromo ( Drum Boiler) berfungsi memisahkan uap dari air, serta mengkontrol

kualitas air dan uap. Drum dilengkapi berbagai peralatan seperti : safety valve (

NB 01 dan NB 02), peralatan ukur dan monitir level, tekanan, kualitas demin

water dan manhole. Tromol berfungsi untuk :

1. Memisahkan uap dan air

2. Memperbaiki kualitas air yang bersirkulasi

3. Pengaturan sirkulasi boiler secara alami

Air dan uap yang masuk ke tromol berasal dari economizer dan feed water tank.

Kontruksi dari dalam tromol ini berupa air dan uap, tromol ini dilengkapi oleh

alat pengkontrol ketinggian permukaan air, juga terdapat katup pengaman

terhadap tekanan lebih. Prinsip pemisahan uap dengan air terjadi secara alamiah.

Air akan mengalir lewat saluran bawah kontrol masuk ke dalam kedua pipa turun

yang mengalir ke evaporator didalam ruang bakar dan kembali ke tromol.


Gambar 3.4 Tromol / Drum Boiler

d. Super heater

Berfungsi untuk memanaskan uap yang keluar dari drum hingga menjadi uap

boiler outlet, super heater terdiri dari tiga paket pipa-pipa pemanas tanpa sirip,

yaitu sh-1, sh-2 dan sh-3.

Gambar 3.5 Superheater

e. Cerobong (stack or chimney)

Merupakan bagian boiler yang berfungsi untuk mengeluarkan gas buang setelah

dimanfaatkan energinya pada boiler. Cerobong dibuat dengan tinggi tertentu

yang menjamin agar polusi gas buang tidak mempengaruhi lingkungan kerja dan


lingkungan kehidupan sekitar hingga batas-batas yang di persyaratkan. Cerobong

dilengkapi dengan berbagai alat ukur monitoring dan kontrol seperti : temperatur,

kandungan CO, kandungan CO2 dan kandungan O2.

Gambar 3.6 Cerobong

1. Spesifikasi Ketel Uap Man-Lentjes

Pabrik Pembuatan : Man-Lentjes Jerman Barat

Tahun Pembuatan : 1976-1977

Tipe : Sirkulasi alami, pipa air

Kapasitas uap maksimum : 350 ton/jam

Tekanan uap keluar uap kering : 72 bar

Jumlah uap pengabutan (atomizing steam) : 1000 kg/jam

Daya listrik yang diperlukan : 795 KW (operasi BBM)

: 810 KW (operasi BBG)

Efisiensi (menurut DIN 1942) : 92,2 % (operasi BBM)

: 97,1 % (operasi BBG)

Dimensi Ketel Uap

Tinggi kontruksi baja pendukung : 45,1 m

Lebar : 12 m

Tinggi keseluruhan : 60 m

Dimensi Pipa

Inlet header economizer : 193,7 mm


Economizer (I,II,III) : 31,8 mm

Superheater I : 44,5 mm

Outlet superheater I : 300 mm

Inlet header superheater II : 300 mm

Superheater II : 33,7 mm

Outlet superheater II : 300 mm

Inlet header superheater III : 300 mm

Superheater III : 38 mm

Outlet heade superheater : 330 mm

Luas Permukaan Panas Efektif

Pemanas air umpan : 6920 m²

Evaporator : 840 m²

Pemanas lanjut I : 312 m²

Pemanas lanjut II : 225 m²

2. Spesifikasi Burner

Jumlah : 8 (delapan)

Konfigurasi : 4 tingkat, masing-masing 2 burner

Hubungan udara pembakaran BBM : individual screw connection

Tipe : burner dengan pengabut uap

tekanan

Laju aliran minyak maksimum : 3630 kg/jam

Kapasitas volumetrik/pompa : 31.190 kg/jam

Tekanan minyak setelah pompa : 20,6 bar

Daya yang diperlukan/pompa : 24 KW

Jumlah pemanas minyak : 2 (dua)

Laju aliran minyak/pemanas : 31.190 kg/jam

Tekanan uap pemanas : 7,85 bar / 200ºC

Bahan Bakar Gas

Tipe : central lance gas burner

Laju aliran gas maksimal/burner : 4100 Nm³/ jam

Tekanan sebelum gas buner : 2,45 bar


Gambar 3.7 Instalasi Burner

3.1.1.2 Unit Penunjang Ketel Uap (Boiler)

Proses kerja ketel uap akan berjalan lancar apabila kebutuhan air pengumpan

ketel, bahan bakar dan udara pembakar terpenuhi secara memadahi. Untuk

mencukupi kebutuhan tersebut, diperlukan unit penunjang. PT. Krakatau Daya Listrik

memiliki unit-unit penunjang ketel uap antara lain :

1. Feed Water Tank (tangki air pengumpang ketel uap)

Merupakan tangki penampung air deionat yang digunakan sebagai air

pengumpan ketel uap. Kapasitas feed water tank adalah 120 m³ dan berada di

ketinggian 15,5 m dari dasar ketel uap. Sebagai tangki air pengumpan ketel uap,

feed water tank juga berfungsi sebagai pemanas air pengumpang ketel uap (heater

III). Pemanas airnya berasal dari uap panas lanjut 7 bar dari turbin uap tekanan

tinggidan temperatur di dalam tangki air pengumpan mencapai 165º C.

Adapun fungsi dari feed water tank tersebut adalah :

- Penghilang gas-gas bekas dan oksigen yang terdapat pada air pengumpan ketel

uap.

- Penampung air hasil kondensasi uap dari turbin.

- Menyuplai uap air jenuh 7 bar.


Gambar 3.8 Feed Water Tank

2. Feed Water Pump (pompa ketel uap)

Kebutuhan air pengumpan ketel uap akan dipenuhi oleh dua pompa untuk setiap

unitnya. Pompa air pengumpanannya adalah EKSP yaitu pompa yang

menggunakan motor listrik sebagai penggeraknya dan pompa TKSP yaitu pompa

yang menggunakan turbin uap sebagai penggeraknya.

Pada saat operasi normal, pompa yang digunakan adalah pompa EKSP,

sedangkan pompa TKSP sebagai cadangan yang dapat secara otomatis untuk

menggantikan pompa EKSP bila sedang mengalami kerusakan atau pemeriksaan.

Uap yang digunakan turbin uap pada pompa ketel berasal dari boiler melalui

manifold. Saluran hisap dari tiap pompa dihubungkan secara terpisah dengan

tangki air pengumpan,

Sedangkan keluarannya dihubungkan dengan saluran air pengumpan ketel

melalui unit pengatur.

a. Spesifikasi Feed Water Pumps.

Pabrik pembuat : KSB

Tipe : HBD 150

Desain : Tubular

Jumlah tingkat impeller/sudu : 7 tingkat

Kedudukan : Horizontal

Temperatur air pengumpan : 168º C

Rata-rata debit yang dihasilkan : 390 m³/jam


Tingkat tekanan rata-rata : 120 bar

Tekanan hisap : 7,6 bar

Tekanan yang dihasilkan : 390 m³/jam

Debit aliran minimum : Sekitar 100 m³/jam

Aliran air penyeimbang : 11 m³/jam

Putaran : 2980 rpm

Kebutuhan daya minimal : 1890 KW

b. Spesifikasi Motor Listrik.

Pabrik pembuatan : Siemens

Tipe : 1 TC 2730-2EE01-Z

Daya motor : 2100 W

c. Spesifikasi Turbin Uap (penggerak pompa TKSP)

Pembuat : KKK

Tipe : CFS GS

Desain : Impuls dengan roda gigi

Tingkat sudu : Tunggal

Kedudukan : Horizontal

Daya yang dihasilkan : 2100 W

Putaran turbin : 7300 rpm

Putaran poros yang dihasilkan : 2980 rpm

Tekanan uap yang diperlukan : 58,8 – 78,4 bar

Suhu yang diperlukan : 465-495º C

Tekanan yang keluar : 6,8 bar

Disamping popa ESKP dan TKSP dapat juga dua buah pompa start up yang

digunakan untuk seluruh unit ketel uap. Pompa ini digunakan pada saat restarting

satu unit ketel uap sesudah terjadi pemadaman total. Kapasitas pemompaan

nominalnya sebesar 120 ton/jam yang cukup memadai untuk memasok sekitar 1/3

kapasitas air pengumpan ketel uap.


3. Luft Vorwarmer

Merupakan pemanas udara yang akan menuju ke ruang bakar. Pemanas udaranya

memanfaatkan air pengumpan dari feed water tank yang bertemperatur 165º C dan

air dari luft vorwarmer temperaturnya turun menjadi 145º C. Udara pembakaran

diambil dari udara luar dengan menggunakan dua kipas dan jumlah udara yang akan

digunakan oleh burner diatur lagi secara terpisah.

Gambar 3.9 Luft Vorwarmer

1. Forced Draft Fans

Proses pemanasan evaporator pada ruang bakar akan sempurna apabila

kebutuhan akan udara bahan bakar dan titik api dipenuhi untuk memenuhi kebutuhan

udara pembakaran PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan dua buah FDF untuk

setiap unitnya. FDF akan menyuplai kebutuhan udara pada ruang bakar. Udara

pembakaran diperoleh dari udara luar yang masuk melalui FDF dan langsung

disirkulasikan menuju ruang bakar untuk dipergunakan setiap burner. Udara

pembakaran hanya sekali pakai tanpa melalui penampung terlebih dahulu. Sebelum

masu ke ruang bakar, udara dialirkan melalui luvo untuk mendapatkan udara yang

bertemperatur tinggi agar memperoleh hasil pembakaran yang sempurna.

2. Pompa Bahan Bakar

Kebutuhan bahan bakar baik BBM atau BBG akan di suplay oleh pompa bahan

bakardari tangki penyimpan minyak residu dipompa menuju tiap-tiap ketel uap


tekanan konstan antara 2 sampai 3 bar. BBM yang telah dipanaskan menuju tiap

burner melalui sebuah ring. Tekanan maksimal pada pompa minyak diatur dengan

menggunakan katup kontrol yang dilengkapi dengan pegas. BBM diusahakan

dipanaskan terlebih dahulu agar selalu dalam tekanan uap air yang konstan. Suhu

BBM yang selalu fluktuasi dijaga agar mendekati nilai konstan yaitu antara 100º C -

120ºC (tergantung pada kualitas minyak trafonya).

3.1.1.3 Turbin

Turbin merupakan suatu jenis penggerak awal yang banyak digunakan di dalam

industri, dengan fungsinya antara lain sebagai penggerak mula generator listrik,

pompa dan compressor, serta industri proses. PT. Krakatau Daya Listrik

menggunakan jenis turbin uap sebagai penggerak utama dari generator dan penggerak

pompa air pengumpan ketel uap.

Turbin uap adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi panas

dalam bentuk uap dengan temperatur tinggi dan tekanan tinggi menjadi energi

mekanik dalam bentuk putaran poros. Ekspansi uap yang dihasilkan tergantung dari

pengaturan ekspansi uap, yaitu nozzle dan sudu gerak. Ukuran nozzle pengarah serta

sudu-sudu gerak adalah sebagai pengatur distribusi tekanan dan kecepatan uap yang

masuk ke dalam turbin. Pada rotor turbin ditempatkan rangkaian sudu-sudu tetap

secara sejajar.

Dalam pemasangannya, rangkaian sudu tetap dan rangkaian sudu jalan

dipasang berselingan, energi panas dalam uap mula-mula diubah menjadi energi

kinetik oleh nozzle. Selanjutnya uap berkecapatan tinggi akan membentur sudu-sudu

jalan pada rotor turbin yang pada akhirnya mengakibatkan rotor turbin berputar. Jadi

energi kinetik diubah menjadi energi mekanin pada sudu-sudu jala.

Spesifikasi turbin uap penggerak generator.

Pembuat : Siemens

Tipe : WK 80/90/0-3 DAN NG 63/63/0

Daya maksimum : 80 MW

Daya nominal/desain : 73 MW

Putaran : 3000 rpm


Arah putaran dari turbin ke generator : berlawanan arah jarum jam

Tekanan uap utama (normal) : 72 bar

Tekanan uap utama maksimum : 80 bar

Tekanan uap utama minimum : 60 bar

Temperatur uap utama (normal) : 480o C

Temperatur pemasukan maksimum : 495o C

Temperatur pemasukan minimum : 465o C

Tekanan kondensasi : 0,1 bar

Temperatur pendingin : 28o C

Kapasitas uap masuk turbin : 295 ton/jam

Kapasitas ekstraksi :

Ekstraksi A1 : 24 ton/jam



Kecepatan aliran kondensat : 120 ton/jam

Tekanan kondensator : 1 bar

Tekanan uap ekstraksi :

Ekstraksi A1 : 1,2 bar



Gambar 3.10 High Pressure Turbin


Gambar 3.11 Low Pressure Turbin

3.1.1.4 Unit Penunjang Turbin Uap

Proses kerja turbin akan berjalan dengan lancar apabila sirkulasi uap pada

turbin berjalan lancar. Untuk menciptakan kelancaran tersebut, diperlukan unit

penunjang. Di PT. Krakatau Daya Listrik (PLTU 400 MW) terdapat unit-unit

penunjang ketel uap antara lain :

1. Kondensor

Kondensor di PT. Krakatau Daya Listrik adalah suatu alat yang digunakan

untuk proses pendingin uap dan merubah uap menjadi air setelah dipakai untuk

menggerakkan sudu-sudu pada turbin tekanan rendah. Adapun fungsi dari kondensor

itu sendiri adalah mengkondensasikan uap bekas yang mengalir dari turbin tekanan

rendah, dengan menggunakan air pendingin air laut dan tetap mempertahankan

tekanan vakum.

Spesifikasi Kondensor.

Jumlah : 2

Aliran uap bekas : 119 ton/jam

Tekanan : 0,1 bar

Luas pemasukan pendingin : 1830 m3

Penampang pipa pendingin diameter luar : 23 m

Penampang pipa pendingin diameter dalam : 21 mm

Tebal : 1 mm

Media pendingin : air laut

Kecepatan aliran pendingin : 1,8 m/s

Temperatur masuk air laut : 28o C

Temperatur keluar air laut : 35o C


Jumlah pipa pendingin (dalam kondensator) : 2 x 3840 buah

Jumlah air pendingin (kapasitas) : 8650 m3/jam

Dalam kondensor, ruang untuk uap dan air saling berhubungan menjadi satu,

dimana pada bagian bawah kondensor terdapat ruang pengumpul air kondensor yang

dinamakan hotwell. Air kondensat yang terkumpul di hotwell sebagai air pengisi ketel

yang sebelumnya ditampung di FWT. Ruang uap bekas dan ruang kondensasi harus

selalu divakumkan sebelum dioperasikan maupun setelah beroperasi secara normal.

Untuk itu maka disediakan pompa cincin air bertingkat (Elmo Pump) serta uap

perapat (Gland Steam).

2. Elmo Pump (pompa vakum)

Pompa vakum berfungsi untuk menciptakan keadaan yang vakum pada turbin

dan kondensor, dimana tujuannya adalah agar uap output dari turbin dapat turun

melewati kondensor. Apabila proses ini terganggu dapat mengakibatkan kerusakan

pada turbin.

Pompa vakum ini berjumlah dua buah untuk tiap unitnya. Pada saat start up

kedua pompa vakum dinyalakan secara bersamaan dengan tujuan untuk mencapai

kevakuman secepat mungkin, tetapi jika kevakuman yang tercipta sudah stabil cukup

menggunakan satu pompa dan pompa yang lainnya stand by sebagai cadangan.

Spesifikasi pompa vakum :

Kapasitas pompa : 834 m3/jam

Tekanan desain pompa : 0,2 bar

Daya yang dibutuhkan pompa : 25,5 kW

Air perapat pompa : 2,7 m3/jam

Daya motor : 30 kW

Tangki vakum :

Dimensi tangki : D 1250 x 2000 mm

Kapasitansi : 2 m2

Tekanan dalam tangki : -0,85 bar (100% vakum)

Spesifikasi pipa Siphon :

Jumlah pipa : 5 buah


Kapasitas tiap pipa : 22500 m3/jam

Diameter pipa : 2,2 m

Panjang pipa : 300 m

Gambar 3.12 Elmo Pump

3. Condensate Pump (pompa kondensat)

Pompa kondensat berfungsi untuk menyalurkan air hasil kondensasi yang

terkumpul di hotwell. Air hasil kondensasi tersebut dipompakan menuju FWT

melalui LP heater 1 dan LP heater 2. Pompa kondensat berjumlah 2 buah untuk setip

unitnya.

4. Low Pressure Heater (LPH)

LP Heater berfungsi untuk memompakan panas dari air deionat yang akan

menuju FWT. Kalor yang dipanaskan air deionat diperoleh dari hasil ekstraksi pada

turbin dengan pemanasan ini diharapkan kandungan gas-gas bekas dan gas oksigen

yang terdapat pada air deionat bisa berkurang.

3.1.2 Instalasi Demineralisasi Air

Pada operasi turbin uap diperlukan air pengumpan yang tidak mengandung

mineral (air deionat). Untuk menghasilkan air deionat dibutuhkan suatu instalasi

demineralisasi (water treatment plant). Sumber air baku di PT. Krakatau Daya Listrik

diperoleh dari Cidanau yang terlebih dahulu diolah di pusat pengolahan air di PT.

Krakatau Tirta Industri yang berlokasi di Krenceng.


Proses demineralisasi memiliki tiga tahapan untuk dapat menghasilkan produk

air siap konsumsi untuk memenuhi kebutuhan di internal perusahaan maupun untuk

dijual ke konsumen umum. Pertama, air baku yang telah ditampung di PT. Krakatau

Daya Listrik disaring terlebih dahulu oleh saringan pasir (grafel filter). Proses

penyaringan ini bertujuan agar kotoran yang terdapat pada air baku dapat tersaring.

Proses selanjutnya ialah penyaringan ion-ion dengan menggunakan kation filter dan

anion filter yang diantaranya terpasang degasifier atau penghilang gas-gas yang

terkandung di dalam air baku. Proses terakhir dilakukan penyaringan gabungan antara

kation filter dan anion filter yang biasa disebut dengan mixed filter, sebagai pengaman

jika masih terdapat kation dan anion yang tidak tersaring pada proses kation filter

maupun anion filter.

Setelah rangkaian proses penyaringan tersebut terdapat automotive stopvalve

yang dapat menutup secara otomatis bila air yang dihasilkan tidak memenuhi syarat

yang diizinkan. Proses produksi air deionat ditampung di dalam dua tangki penampung

dengan kapasitas 2x200 m3.

3.1.3 Sistem Pendingin

PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan dua jenis sistem pendingin, yaitu sistem

satu kali jalan (once through system) dan sistem resirkulasi (resirculating system).

Sistem satu kali jalan merupakan sistem pendingin utama untuk proses kondensasi

pada kondensor dan disinilah terjadi proses kondensasi dimana uap sisa kondensasi

menjadi air deionat yang ditampung pada hotwell. Air pada hotwell kemudian

dipompakan kembali menuju feedwater tank oleh pompa kondensor.

Air laut dihisap dari laut melalui pipa Siphon pada kedalaman 6 m dari

permukaan air laut agar diperoleh air laut dengan suhu lebih dingin (28o C). Air laut

masuk melalui pipa Siphon dengan sistem vakum dan ditampung di bak penampungan

yang memiliki kedalaman 12 m dengan kapasitas 20000 m3/jam. Sistem vakum yang

dimaksud yaitu bahwa di dalam pipa Shipon digunakan 4 buah pompa vakum.


Pada bak penampung, air laut disterilkan dari organisme dan binatang laut

dengan menggunakan NaOCL (khlorinasi). Air laut dialirkan menuju kondensor

dengan menggunakan 6 buah pompa pendingin utama (main cooling water pumps).

Tetapi sebelum masuk ke dalam pompa, air laut tersebut disaring secara mekanis

melalui tahap penyaringan kasar dan penyaringan halus.

Spesifikasi Pompa Air Pendingin :

Diameter pipa masuk : 1,3 m

Diameter pipa keluar : 1,3 m

Debit (kapasitas pompa) : 18700 m3/jam

Tekanan air pada pipa keluar : 1,276 bar

Putaran : 485 rpm

Daya yang dibutuhkan : 763 kW

Tipe coupling : elco

Gambar 3.14 Cooler Cooling Water

3.1.4 Generator Krafwerk Union PT. Krakatau Daya Listrik

Generator di PT. Krakatau Daya Listrik berjumlah 5 buah. Tiap-tiap generator

mampu menghasilkan listrik sebesar 100 MVA dengan tegangan 10,5 kV dan arus 5,5

kA. Aliran tegangan kemudian dialirkan masuk ke dalam switchgear 150 kV melalui

suatu transformator generator. Gas sulfurheksafluorida (SF6) digunakan sebagai

isolasi. Swichgear menyuplai kawasan pabrik baja melalui 3 buah transformator

150/30 kV dengan output masing-masing sebesar 80 MVA. Suatu sistem 6 kV untuk


keperluan PT. Krakatau Daya Listrik, juga disuplai dari switchgear 150 kV, melalui 4

buah transformator dengan kapasitas masing-masing 16 MVA.

Spesifikasi Generator :

Pabrik pembuatan : Krawfark Union (KWU)

Daya nyata : 100 MVA

Daya aktif : 80 MW

Voltase rata-rata : 10 kV = 5%

Arus stator : 5,5 kA

Faktor daya : 0,8

Frekuensi : 50 Hz

Putaran : 3000 rpm

Media pendingin : Udara

Tekanan udara panas maksimum : 71 bar

Tekanan udara dingin maksimum : 40 bar

Tekanan udara dingin minimum : 20 bar

Stator phase UX : 0,0009681 Ohm

Stator phase VY : 0,0009603 Ohm

Stator phase WZ : 0,0009725 Ohm

Rotor turn : 0,3961 Ohm

Rated load excitation : 599 A

Maks. torsi short circuit : 370 MT

Rotor flywheel affet WR2 : 14,9 rpm

Kecepatan kritis 1 : 18710 rpm

Kecepatan kritis 2 : 5600 rpm

Berat statis (komplit) : 128 ton

Berat rotor : 32 ton

Berat ”air cooler section” : 0,8 ton


3.2 Sistem Transmisi

Sistem transmisi digunakan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit ke

pusat beban. Karena daya yang disalurkan besar, maka tegangan yang digunakan

adalah tegangan tinggi untuk mengurangi rugi-rugi tegangan pada saluran. Dari

pembangkit tegangan keluarannya adalah 10,5 kV. Kemudian masuk ke saluran

transmisi setelah tegangan ditransformasikan dengan trafo step up menjadi 150 kV.

Setelah energi listrik dialirkan ke mainstation dengan tegangan nominal sebesar

150 kV, kemudian ditransmisikan melalui cabel tunnel (terowongan kabel) ke

substation-substation yang ada. Untuk keperluan industri menggunakan tegangan 30

kV yang di dapat dari tegangan 150kV yang ditransformasi menjadi 30 kV oleh trafo

step down. Terdapat 2 jenis kapasitas trafo step down yang digunakan yaitu 80 MVA

dan 100 MVA.

Trafo dengan tegangan nominal keluaran 30 kV dengan kapasitas 80 MVA

disalurkan ke Main Transfer Station I (MTS I) dan Main Transfer Station II (MTS II).

Permintaan daya pada MTS I adalah sebagai berikut :

1. Billet Steel Plant (BSP) 60 MW

2. Slab Steel Plant (SSP) 90 MW

3. Wire Rod Mill (WRM) 8 MW

Sedangkan permintaan daya pada MTS II adalah sebagai berikut:

1. Cold Rod Mill (CRM) 30 MW

2. Hot Strip Mill (HSM) 80 MW

3. Dirrect Reduction (DR) 15 MW

Sedangkan untuk trafo dengan tegangan nominal 30 kV dengan kapasitas 100

MVA disalurkan ke Main Transfer Station III (MTS III) dengan permintaan daya

sebesar 130 MW dari Slap Steel Plant.


Tegangan transmisi 150 kV juga ditransmisikan ke substation. Pada jaringan

transmisi PT. Krakatau Daya Listrik memiliki 2 substation, yaitu :

1. Substation Diesel dengan tegangan keluaran sebesar 150 kV.

Kemudian tegangan 150kV tersebut ditransmisikan ke Gantry PLN Cilegon Baru

(Universitas Sultan Agung Tirtayasa) dan dialirkan ke trafo step down untuk

didistribusikan ke perumahan dan ke anak perusahaan Krakatau Steel Group di

Kawasan Industri Estate Cilegon I.

2. Substation Harbour dengan tegangan keluaran sebesar 150 kV.

Tegangan 150 Kv di alirkan ke saluran transmisi ke substation Cidanau dengan

panjang 17,7 km (56 tower) dan juga dialirkan ke trafo step down untuk di

distribusikan ke Kawasan Industri Estate Cilegon II.

Dalam sistem transmisi PT. Krakatau Daya Listrik menggunakan konfigurasi

ring bus. Sistem ring bus digunakan bila ada dua sumber mensuplai, kelebihan sistem

ini adalah secara langsung mengisolir gangguan jika gangguan terjadi pada salah satu

sumber. Pada keadaan normal semua breaker pada ring bus berada dalam keadaan

tertutup, bila terdapat gangguan pada sumber 1, breaker A dan D terbuka untuk

mengisolir gangguan, sementara sumber 2 mensuplai beban. Gangguan dibagian

manapun dalam sistem akan menyebabkan dua breaker terbuka, untuk mengisolir

gangguan

Gambar 3.15 Sistem Ring Bus


3.2.1 Transformator

Transformator daya adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk

menyalurkan energi listrik dari satu level tegangan ke level tegangan yang berbeda.

Dalam operasi penyaluran tenaga listrik, transformator dapat dikatakan sebagai jantung

dalam sistem transmisi dan distribusi. Pada transformator daya walaupun mempunyai

fungsi hanya mengalirkan daya (energi listrik), bukan berarti tidak memiliki nilai rugi

daya yang terserap pada transformator tersebut. Rugi-rugi ini dikarenakan ada

impedansi dalam pada trafo itu sendiri, seperti rugi besi, rugi lilitan, dan rugi-rugi

lainnya. Struktur elemen pada trafo tersebut dapat digambarkan dalam rangkaian

ekuivalen sebagai berikut.

Gambar 3.16 Rangkaian Ekuivalen Transformator

𝑅1 = resistansi sisi primer

𝑅2 = resistansi sisi sekunder dipandang dari sisi primer

𝑋1 = reaktansi sisi primer

𝑋2 = reakatansi sisi sekunder dipandang dari sisi primer

𝑅0 = resistansi inti besi transformator

𝑋0 = reaktansi boco transformator


3.2.1.1 Konstruksi Transformator Daya

Umumnya konstruksi transformator daya secara singkat terdiri dari :

Inti yang terbuat dari lembaran-lembaran plat besi lunak atau baja silikon

yang diklem jadi satu.

Belitan dibuat dari tembaga yang cara membelitkan pada inti dapat

konsentris atau spiral.

Sistem pendinginan pada trafo-trafo dengan daya yang cukup besar.

Bushing untuk menghubungkan rangkaian dalam transformator dengan

rangkaian luar.

Antara inti dan belitan akan memberikan dua jenis transformator berikut.

1. Jenis inti (core type) yakni belitan mengelilingi inti. Jenis ini biasa

digunakan untuk transformator dengan daya dan tegangan yang tinggi.

Gambar 3.17 Transformator Jenis Inti (Core Type)


2. Jenis cangkang (shell type) yakni inti mengelilingi belitan. Jenis ini biasa

digunakan untuk trafo yang mempunyai daya dan tegangan rendah.

Gambar 3.18 Transformator Transformator Jenis Cangkang (shell Type)

3.2.1.2 Prinsip Kerja Transformator Daya

Gambar 3.19 Transformator Ideal

Sisi belitan 𝑋1 dan 𝑋2 merupakan sisi tegangan rendah dan sisi belitan 𝐻1

dan 𝐻2merupakan sisi tegangan tingi. Bila salah satu sisi, baik sisi tegangan

tinggi (TT), maupun sisi tegangan rendah (TR) dihubungkan dengan sumber


tegangan bolak-balik, maka sisi tersebut, disebut dengan sisi primer, sedangkan

sisi lain yang dihubungkan dengan beban disebut sisi sekunder.

Bila Sisi belitan 𝑋1 dan 𝑋2 dihubungkan dengan sumber tegangan

bolak-balik sebesar 𝑉1 = 𝑉𝑝, maka fluks bolak-balik akan dibangkitkan pada

inti sebesar Φ𝑚𝑚.

Fluks sebesar Φ𝑚𝑚 akan melingkar dan menghubungkan belitan kawat

primer dengan belitan kawat sekunder serta menghasilkan tegangan induksi

(EMF=GGL) baik pada belitan primer sebesar 𝐸1 = 𝐸𝑝,maupun pada belitan

sekunder sebesar 𝐸𝑝 = 𝐸𝑠′ y yang akan mengikuti persamaan berikut.

𝐸1 = 𝐸𝑝 = 4,44𝑓𝑁𝑝Φ𝑚𝑚 (𝑣𝑜𝑙𝑡)

𝐸2 = 𝐸𝑠 = 4,44𝑓𝑁𝑠Φ𝑚𝑚 (𝑣𝑜𝑙𝑡)

𝐸1 = 𝐸𝑝 = EMF (GGL) atau tegangan induks yang dibangkitkan pada

belitan pada belitan primer.

𝐸2 = 𝐸𝑠 = EMF (GGL) atau tegangan induks yang dibangkitkan pada

belitan pada belitan sekunder.

𝑁1 = 𝑁𝑝 = Banyaknya lilitan pada sisi primer

𝑁1 = 𝑁𝑝 = Banyaknya lilitan pada sisi sekunder

Φ𝑚𝑚 = Fluks maksimum dalam besaran maxwell

𝑓 = Frekuensi arus dan tegangan sistem

𝑉1 = 𝑉𝑝 = Tegangan sumber yang masuk di primer

𝑉2 = 𝑉𝑠 = Tegangan sekunder ke beban


Fluks maksimum dalam besaran maxwell dan fluks maksimum dalam

besaran weber, hubungannya akan mengikuti persamaan berikut,

Φ𝑚𝑚 = 𝐵𝑚 × 𝐴

𝐵𝑚= Kerapatan fluks maksimum

A = Luas penampang dari inti dalam m2

Untuk trafo ideal diatas berlaku persamaan berikut

𝑉1 = 𝐸1 = 𝑉𝑝 = 𝐸𝑝

𝑉2 = 𝐸2 = 𝑉𝑠 = 𝐸𝑠

3.2.1.3 Jenis Transformator Daya di PT Krakatau Daya Listrik

Pada PLTU PT. Krakatau Daya Listrik terdapat 3 jenis trafo dengan

kapasitas dan fungsi yang bervariasi (di kode kan dengan nama AT, BT dan

CT) yaitu :

1. Trafo AT step up 10,5/150 kV dengan kapasitas 100 MVA digunakan

untuk mentransformasikan tegangan keluaran dari generator sebesar 10,5

kV menjadi 150 kV kemudian di transmisikan ke jaringan. Karena di PLTU

ada 5 unit generator, maka jumlah trafo AT juga 5 unit.

2. Trafo BT step down 150/6 Kv dengan kapasitas 16 MVA digunakan untuk

pemenuhan kebutuhan tenaga listrik di auxiliary load. Pada PLTU PT.

Krakatau daya listrik terdapat 5 unit trafo BT.

3. Trafo CT step down 6 kV/400 V dengan kapasitas 1 MVA digunakan juga

untuk pemenuhan kebutuhan tenaga listrik di auxiliary load. Pada PLTU

PT. Krakatau daya listrik terdapat 5 unit trafo CT.


Sedangkan untuk trafo gardu induk (di kode kan dengan nama Trafo AV)

yang terletak di Main Transfer Station dan Substation adalah sebagai berikut :

1. Trafo AV01 – AV09

Merupakan trafo step down 150/30 kV dengan kapasitas 80 MVA dan

terletak di Main Transfer Station I dan Main Transfer Station II.

2. Trafo AV11 & AV12


terletak di Main Transfer Station III.



terletak di Diesel Substation.



terletak di Diesel Substation.



terletak di Harbour Substation dan di Cidanau Substation, masing-

masing 2 unit pada setiap substation.

3.3 Sistem Interkoneksi

Sisten interkoneksi kelistrikan merupakan sistem terintegrasinya seluruh pusat

pembangkit menjadi satu sistem pengendalian. Fungsi utama dari sistem interkoneksi

ialah untuk mendapatkan sistem kelistrikan dengan tingkat keandalan yang tinggi

dalam penyaluran daya listrik dari stasiun pembangkit ke pusat beban, secara

ekonomis, efisien dan optimum.


Keandalan sistem merupakan probabilitas bekerjanya suatu peralatan dengan

komponen-komponennya atau sistem sesuai dengan fungsinya dalam periode dan

kondisi operasi tertentu. Faktor – faktor yang mempengaruhi tingkat keandalan antara

lain kemampuan untuk mengadakan perubahan jaringan atau peralatan pembangkitan

dan perbaikan dengan segera terhadap peralatan yang rusak.

3.3.1 Prinsip Dasar Sistem Interkoneksi

Dalam proses produksinya, PT. Krakatau Steel Tbk setidaknya membutuhkan

suplai daya listrik yang relatif stabil untuk dapat mempertahankan kontinuitas operasi

dari proses produksi baja.

Untuk menunjang hal tersebut, sistem kelistrikan di PT. Krakatau Daya Listrik

tergabung dalam satu sistem tunggal yang tersambung (interconnected) dengan sistem

yang berasal dari PLN.

3.3.2 Sistem Interkoneksi PT. Krakatau Daya Listrik

Seperti yang telah dijelaskan pada bab 3.2 mengenai sistem transmisi, PT.

Krakatau Daya Listrik menggunakan tegangan nominal 150 kV yang disalurkan ke

beberapa feeder melalui penghubungan saluran dengan sistem transmisi yang berasal

dari PT. PLN melalui main station 150 kV. Dengan sistem ini apabila kebutuhan daya

untuk proses produksi di site plant miliki PT. Krakatau Steel tidak bisa dipenuhi oleh

pembangkit, maka bisa dibantu dengan suplai dari berbagai stasiun yang terhubung.

Demikian pula jika terjadi kelebihan catu daya, pusat pembangkit bisa

mengirimkannya ke wilayah-wilayah lain yang tersambung dalam sistem interkoneksi.

Tegangan transmisi yang digunakan hanya sebesar 150 kV, hal ini bersangkutan

langsung dengan kapasitas transformator AT (step up) yang hanya dapat menaikkan

tegangan hingga 150 kV dengan kapasitas daya yang dapat disalurkan sebesar 100

MVA. Saluran interkoneksi yang terhubung bersumber dari main station Rawa Arum

dengan memakai saluran transmisi overhead dengan panjang saluran 4,4 kilometer.

Tegangan dari PT. PLN terlebih dahulu disinkronkan dengan rated tegangan 150 kV


yang ada pada main station PT. KDL sebelum disalurkan ke grid yang terhubung

langsung dengan beberapa sub station yang mengatur penyaluran beban.

3.4 Sistem Distribusi

Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi

ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk

Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah :

1. Pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan).

2. Merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan

pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani

langsung melalui jaringan distribusi.

Substation Diesel mempunyai tegangan keluaran sebesar 150 kV. Selain

ditransmisikan ke Gantry PLN Cilegon Baru (Universitas Sultan Agung Tirtayasa)

tegangan 150 kV tersebut juga dialirkan ke trafo step down dengan tegangan keluaran

6 kV berkapasitas 2 x 20 MVA didistribusikan ke Komples Perumahan Krakatau Steel

dan sekitarnya. Tegangan 150 kV di alirkan ke trafo step down dengan tegangan

keluaran 20 kV berkapasitas 2 x 80 MVA didistribusikan ke ke anak perusahaan

Krakatau Steel Group di Kawasan Industri Estate Cilegon I.

Substation Harbour mempunyai tegangan keluaran sebesar 150 Kv. Selain di

transmisikan ke Gardu Induk Cidanau, tegangan 150 Kv tersebut juga dialirkan ke trafo

step down dengan tegangan keluaran sebesar 20 kV dan didistribusikan ke PT.

Krakatau Bandar Samudra dan ke Kawasan Industri Estate Cilegon II.


Tabel 3.1 Daftar peralatan utama jaringan Krakatau Daya Listrik

No Peralatan Utama QTY Spesifikasi Lokasi

1 Transformer

a. Trafo AT 5 unit 10.5/150kV 100 MVA PLTU

b. Trafo BT 5 unit 150/6kV 16 MVA PLTU

c. Trafo AV01 s/d AV09 9 unit 150/30kV 80 MVA MTS I & MTS II

d. Trafo AV11 & AV12 2 unit 150/30kV 100 MVA MTS III

e. Trafo AV01 & AV02 2 unit 150/20kV 80 MVA Diesel Subt.

f. Trafo AV03 & AV04 2 unit 150/6kV 20 MVA Diesel Subt.

g. Trafo AV03 & AV04 2 unit 150/20kV 20 MVA Harbour Subt.

h. Trafo AV03 & AV04 2 unit 150/20kV 20 MVA Cidanau Subt.

i. Trafo AW 01 s.d AW09 9 unit 30/6kV 8MVA Aux. feeder AJ

j. Trafo AW 01,03,10 & 15 4 unit 30/6kV 8MVA Aux. feeder AF

2. Switch Gear 150kV

a. AD01 s/d AD26 & AD31 27 feeder 150kV 31.5 kA PLTU

b. AE01 s/d AE08 8 feeder 150kV 31.5 kA Diesel Subt

c. AE01 s/d AE07 7 feeder 150kV 31.5 kA Harbour Subt

3. Over Head Lines 150kV

Over Head Lines (OHL) 56 Tower 150 kV Cigading- Cidanau

Over Head Lines (OHL) 12 Tower 150kV KDL - PLN Rawa

Arum

4. Circuit Breaker

a. Breaker 30kV 87 feeder 30kV 31.5 kA Plant KS

b. Breaker 20 kV 96 feeder 20kV 25.0 kA Area KIEC,Cidanau

c. Breaker 6 kV 139

feeder

6kV 25.0 kA PLTU, KS, KIEC

5. Gardu dan Trafo Station (TS)

a. Gardu 6kV 25 Gardu 6kV Perumahan KS

b. Gardu 20kV, TS & Junction TS 122 unit 20kV Area KIEC Industry

54

Gambar 3.20 Diagram Kelistrikan Krakatau Daya Listrik

57

BAB IV

SISTEM PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA

DI UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

4.1 Konsep Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik

4.1.1 Gambaran Umum Tentang Sistem Proteksi Tenaga Listrik

Daya listrik yang dimanfaatkan oleh konsumen untuk berbagai keperluan,

berasal dari berbagai macam pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP

dan lain-lain. Untuk sampai ke konsumen dalam keadaan siap digunakan,

penyalurannya memerlukan jaringan transmisi dan distribusi disertai dengan

transformasi tegangan dan arus. Transformasi tersebut dilakukan pada gardu penaik

tegangan di stasiun-stasiun pembangkit dan gardu penurun tegangan di pusat-pusat

beban, menggunakan transformator daya dan transformator distribusi.

Pembangkit, saluran, dan transformator tersebut merupakan komponen utama

sistem tenaga listik yang harus diusahakan agar selalu dalam keadaan siap pakai. Untuk

keperluan pengoperasian dan pemeliharaan masih diperlukan peralatan lain sebagai

perlengkapan pemutus/penghubung atau switchgear. Tingkat kesiapan yang tinggi

semua peralatan tersebut diusahakan mulai dari pemilihan bahan, rancangan,

pembuatan dan pemasangan, sampai pada pengoperasian dan pemeliharaan yang

mengacu pada standar masing-masing. Meskipun demikian selalu masih ada

kemungkinan akan gagal karena berbagai penyebab.

Proteksi transmisi tenaga listrik sangat penting dalam proses penyaluran daya

dari satu tempat ke tempat yang lain. Ini dikarenakan prinsip dalam transmisi tenaga

listrik yang baik salah satunya adalah aman selain andal dan ekonomis. Proteksi tenaga

listrik merupakan bagian yang menjamin bahwa dalam transmisi tenaga lisrik dapat

dikatakan aman. Dapat dikatakan aman karena dalam transmisi tenaga listrik akan

diberikan suatu alat yang berfungsi untuk mengamankan transmisi dari gangguan

bahkan mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh pemindahan daya

listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain.


Proteksi transmisi tenaga listrik sangat diperlukan dalam transmisi tenaga listrik.

Dengan proteksi yang bagus, maka transmisi tidak akan rusak ketika ada sebuah

gangguan yang bersifat sementara. Jika proteksi transmisi tenaga listrik baik, maka

nilai ekonomis dapat diperoleh karena jika dalam suatu transmisi terjadi gangguan,

maka kerusakan peralatan tidak dapat menyebar keperalatan yang lain dikarenakan ada

sebuah proteksi transmisi. Nilai ekonomis dan aman dapat dipadukan menjadi nilai

andal. Andal yang dimaksud disini adalah tidak membahayakan manusia yang berada

disekitar transmisi tenaga listrik sehingga manusia yang berada disekitar transmisi ini

tidak mengalami gangguan kesehatan maupun gangguan material.

Komponen sistem yang gagal ketika sedang beroperasi, harus dipisahkan

(diisolir) dari sistem. Komponen tersebut gagal dalam menjalankan fungsinya

disebabkan oleh adanya gangguan (fault). Dari segi sirkuit listrik, gangguan tersebut

umumnya berupa hubung singkat (short circuit) akibat dari kegagalan isolasi. Hubung

singkat menyebabkan arus yang mengalir besarnya berlipat kali arus normal dan

mungkin pula disertai timbulnya busur api listrik (arcing).Keduanya akan merusak

peralatan yang bersangkutan apabila terlambat dihentikan. Arus hubung singkat yang

besar juga membahayakan setiap peralatan yang dilaluinya. Adalah menjadi tugas rele

untuk mengetahui (mendeteksi) adanya gangguan tersebut lalu memerintahkan

peralatan pemutus (circuit breaker) untuk mengisolasi peralatan yang mengalami

gangguan secara cepat.

Selain pada sirkuit listrik, gangguan mungkin terjadi pada bagian-bagian

mekanis peralatan seperti pada penggerak mula generator (mesin turbin, mesin diesel),

pada mekanisme pengubah sadapan (tap-changer) trafo, mekanisme penggerak

pemutus beban, kipas atau pompa pendingin, minyak trafo dan lain-lain. Ciri dan akibat

dari gangguan mekanis tersebut berbeda dengan yang berasal dari hubung singkat.

Karena pada rele proteksi yang ditugaskan mendeteksi gangguan ini dan perintah atau

actuator-nya pada umumnya berbeda dengan rele

yang mendeteksi hubung singkat, misalnya hanya mengaktifkan alarm saja. Hal ini

perlu untuk gangguan yang sifatnya ringan, dimana peralatan tidak perlu diisolir

secepatnya, guna memberi kesempatan kesempatan bagi operator mengambil langkah-

langkah untuk mencegah pemadaman listrik.


Dengan mengetahui adanya gangguan dan jenis gangguan, kemudian

mengaktifkan alarm atau men-trip pemutus beban yang tepat (yaitu untuk mengisolir

bagian yang mengalami gangguan saja) rele proteksi dapat mencegah meluasnya

terjadinya kerusakan akibat gangguan (berupa kerusakan maupun pemadaman listrik).

Rele proteksi tidak dapat mencegah terjadinya gangguan itu. Jika pemilihan peralatan,

desain, dan pembangunan telah memenuhi standar, maka cara pengoperasian dan

pemeliharaanlah yang berperan besar dalam mencegah gangguan.

4.1.2 Penyebab dan Sifat Gangguan

Pada sirkuit listrik yang normal, antara kawat fase dan tanah terdapat isolasi

dengan kekuatan yang cukup untuk menahan tegangan yang ada, sehingga arus hanya

mengalir dari sumber ke beban lewat kawat fase dan kembali ke sumber, melalui kawat

netral atau lainnya. Kalau kekuatan isolasinya menurun sehingga impedansnya

menurun mendekati impedans beban, maka sebagian arus akan bocor melalui isolasi

tersebut. Pada kegagalan isolasi yang lebih parah, impedans isolasi jauh lebih rendah

dari impedans beban, bahkan mungkin mendekati nul. Ini menyebabkan arus tidak

mengalir ke beban, tetapi melalui isolasi yang gagal tersebut, dan bahkan menjadi jauh

lebih besar dari pada arus beban, dan keadaan ini disebut hubung singkat. Kegagalan

isolasi dapat terjadi pada keadaan tegangan normal yang disebabkan oleh:

1. Pemerosotan mutu, karena polusi oleh debu (dust), jelaga (soot), garam (salt),

dan karena proses penuaan (aging) isolasi yang secara terus-menerus selama

bertahun-tahun mengalami pemuaian dan penyusutan berulang-ulang, yang

membentuk void di dalam isolasi yang padat.

2. Kejadian tak terduga akibat dari benda-benda asing: terkena pohon, burung, ular,

bajing, tanaman merambat, tali layang-layang, angin topan, dan gempa bumi.


Kegagalan isolasi lebih mungkin terjadi karena tegangan lebih (overvoltage),

misalnya:

1. Terkena petir yang tidak cukup teramankan oleh alat-alat pengaman petir.

2. Surja hubung (switching surge) pada saat operasi switching.

3. Hubung singkat satu fase ke tanah, menyebabkan tegangan fase yang sehat

terhadap tanah naik dibandingkan tegangan normalnya.

Hubung singkat yang paling banyak terjadi pada sistem tenaga adalah hubung

singkat satu fase ke tanah, sekitar 85% dari keseluruhan kejadian hubung singkat.

Hubung singkat fase ke fase sekitar 8%, dua fase ke tanah 5%, dan tiga fasa ke tanah

kira-kira 2%. Bagian sistem tenaga yang paling banyak mengalami hubung singkat

adalah saluran udara, kira-kira 50% sedangkan pada kabel hanya 10%. Switchgear dan

transformator berturut-turut sekitar 15% dan 12%. Sisanya 13% terjadi pada bagian

lainnya.

4.1.3 Zona proteksi

Sistem tenaga yang telah lama berkembang mempunyai cakupan wilayah yang

sangat luas. Pembangkit, main substation, saluran transmisi dan distribusinya tersebar

di seluruh wilayah layanannya. Tiap rele proteksi mempunyai kemampuan mendeteksi

gangguan yang terbatas, baik dari segi jenis maupun lokasi gangguan yang harus

ditanganinya. Karena itu, agar seluruh bagian sistem tenaga mendapat proteksi yang

cukup, perlu memperhatikan dan mengikuti dua prinsip:

1) Sistem dibagi atas zone-zone proteksi: yakni zone pembangkit dan trafo step up,

zone busbar, zone saluran transmisi.

2) Dalam pembagian zone proteksi, harus dihindari adanya titik buta (blind spot),

yaitu tempat atau bagian yang tidak terlihat oleh suatu rele proteksi yang ada.

Biasanya titik buta bisa terdapat pada peralatan antara dua zone proteksi.

3) Setiap jenis gangguan, harus terdeteksi minimal oleh satu rele proteksi. Apabila

suatu gangguan terdeteksi oleh lebih dari satu rele, maka rele yang kerjanya lebih

cepat yang men-trip pemutus beban atau CB. Rele yang lebih lambat bertugas

men-trip CB kalau rele yang pertama gagal bekerja. Jika sebuah rele mendeteksi

gangguan, output atau elemen kontrolnya mungkin hanya untuk mengaktifkan


satu alat saja (men-trip satu CB), tetapi ada pula yang harus mengaktifkan

beberapa alat (men-trip lebih dari satu CB) bersamaan supaya peralatan yang

mengalami gangguan dapat diisolir dari sistem.

Gambar 4.1 Pembagian Zona Proteksi

4.2 Sistem Proteksi Transformator

Proteksi trafo adalah sistem pengaman yang dilakukan pada trafo daya terhadap

gangguan yang terjadi pada daerah pengaman trafo daya.

Tujuan proteksi trafo daya adalah sebagai berikut :

- Mencegah kerusakan transformator daya karena gangguan yang terjadi dalam trafo

daya.

- Untuk dapat berpartisipasi dalam penyelenggara selektivitas pengaman sistem

sehingga hanya melokalisasi gangguan yang terjadi di daerah pengamanan trafo

saja.

- Memberikan pengamanan cadangan (back up protection) untuk seksi berikutnya.

4.2.1 Jenis Gangguan Pada Transformator

Gangguan pada trans daya dapat dikelompokkan menjadi dua :

1. Internal Fault (Gangguan di Dalam)

Merupakan gangguan yang bersumber dari dalam transformator itu sendiri.

Gangguan ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut :


a. Gangguan awal

Gangguan ini sering disebut gangguan awal, karena berawal dari gangguan

yang kecil namun kemudian berkembang menjadi gangguan berat. Gangguan

ini disebabkan oleh :

Kendornya baut-baut penjepit inti dan pada terminal konduktor.

Gangguan pada inti besi akibat kerusakan laminasi isolasi.

Gangguan pada sistem pendingin, seperti kerusakan pada pompa sirkulasi

minyak, kipas pendingin akan menyebabkan kenaikan suhu.

Sirkulasi minyak terganggu yang dapat menimbulkan pemanasan lokal

(local hot spot).

Gangguan pada load tap charger.

Gangguan pada terminal bushing akibat adanya, kontaminasi keretakan

dan sebagainya.

Adanya arus sirkulasi yang tidak dikehendaki pada transformator yang

dipararel.

b. Gangguan hubung singkat dalam trafo

Gangguan hubung singkat antar fase.

Gangguan hubung singkat fase ke tanah.

Gangguan pada bushing.

Gangguan antar lilitan pada kumparan yang sama.

2. Through Fault

Gangguan ini terjadi diluar trafo dan dapat di klasifikasikan sebagai berikut :

a. Gangguan diluar (external fault)

Gangguan hubung singkat antar fase atau gangguan fase ke tanah di luar trafo,

misalnya di busbar atau disisi penyulang tenaga menengah. Arus gangguan

cukup besar dan dapat dideteksi.

b. Beban lebih (over load)

Trafo daya dapat beroperasi secara kontinu pada beban nominal. Bila beban

lebih besar dari beban nominal, maka tranfo akan berbeban lebih dan

menimbulkan arus lebih yang mengakibatkan peningkatan suhu. Peningkatan


suhu menyebabkan penurunan kemampuan isolasi. Keadaan beban lebih

berbeda dengan arus lebih.

4.3 Peralatan Utama Sistem Proteksi Transformator

Proteksi terdiri atas empat komponen utama yakni:

1. Trafo instrumen

2. Rele proteksi

3. Catu daya DC

4. Pengontrol CB

Dalam skema sederhana dapat digambarkan seperti pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Skema dasar rele arus lebih (Overcurrent Relay)

Jenis trafo instrumen yang dibutuhkan tergantung pada rele yang dilayani. Rele

tegangan memerlukan potential transformer (PT), rele daya dan rele jarak

membutuhkan CT dan PT. Catu daya dc yang paling dapat diandalkan adalah station

battery yang selalu diisi menggunakan battery charger, berfungsi mencatu arus kontrol

guna menutup dan membuka CB, dan catu daya kepada rele apabila digunakan rele

statik. Pengontrol CB berfungsi untuk men-trip, menutup dan mungkin diperlukan

untuk menutup balik (reclose) CB.


Aspek-aspek penting ketiga komponen utama proteksi trafo instrument, station

battery dan pengontrol CB akan diuraikan di bawah ini :

4.3.1 Trafo Instrumen

Karena sistem tenaga bekerja pada tegangan tinggi dan arus yang besar, maka

instrumen pengukur dan rele dihubungkan ke sistem tersebut melalui trafo instrument.

Ada dua macam trafo instrumen, yakni trafo arus dan trafo tegangan. Trafo arus untuk

mendapatkan arus yang besarnya sebanding dengan arus di sisi primer, besar arus

minimal sekundernya adalah 5 A atau 1 A.

Trafo tegangan digunakan untuk mendapatkan tegangan sekunder yang

sebanding dengan tegangan pada sisi primer, dan besar tegangan nominal sisi sekunder

adalah 120 volt.

A. Trafo Arus

Primer trafo arus (current transformer) atau CT dipasang seri dengan saluran

arus beban, sedangkan perlengkapan ukur dan rele yang memerlukan arus dihubungkan

seri pada sekunder CT. Perlengkapan ukur dan rele yang mendapatkan arus dari CT

disebut burden dari CT tersebut.

Gambar 4.3 Rangkaian Pemasangan Trafo Arus

Karena impedans di primer CT terdiri atas impedans beban (load) sistem yang

jauh lebih besar dari pada impedans burden di sekunder CT, maka arus sekunder CT

tidak ditentukan oleh besar burden, tetapi oleh besar beban pada sistem. Tetapi jika

burden yang terpasang (seri) pada CT terlampau besar, inti CT akan jenuh dan

akibatnya tidak akan dapat menghasilkan arus sekunder yang sebanding dengan arus

primernya. Hal ini dapat dijelaskan menggunakan kurve eksitasi sekunder CT tersebut.


Tegangan sekunder CT adalah hasil kali arus sekunder (A) dengan impedans total

di sekunder CT (ohm). Jika jumlah burden besar, maka impedans total akan besar, jika

arus beban naik maka tegangan sekunder akan naik yang mungkin melampaui knee

point. Arus eksitasi akan naik dengan laju yang lebih besar, dan arus sekunder CT naik

dengan laju yang lebih kecil.

Gambar 4.4 Siemens Current Transformer 500/1 A

Agar praktis dalam pemakaiannya, trafo arus dibuat dalam beberapa tipe

konstruksi seperti berikut:

1) Ring type, pasangan indoor, untuk tegangan rendah (TR) dan tegangan menengah

(TM).

2) Bushing type, dipasang pada bushing trafo daya, untuk tegangan tinggi (TT),

3) Bar primary type, pasangan indoor untuk TM,

4) Waund primary type, pasangan indoor untuk TM,

5) Oil-insulated type, pasangan outdoor, untuk TT dan TET (Tegangan Ekstra

Tinggi).


Gambar 4.5 Karakteristik sisi sekunder CT

Menurut kegunaannya, trafo arus dibedakan menjadi dua jenis yaitu CT untuk

pengukuran (measured CT) dan CT untuk proteksi (protection CT). Kedua jenis

tersebut berbeda dalam karakteristik, batas operasi, dan batas ketelitiannya. CT

pengukuran titik tumitnya (AP = ankle point) tidak tampak (berada di dekat titik 0),

kurvenya linier mulai dari titik 0 hingga ke titik lutut (KP = knee point). Titik lulut

(KP) nya berada pada wilayah pengukuran tertingginya. Titik tumit (AP) CT proteksi

berada di bawah arus nominal CT, dan titik lulutnya berada di wilayah arus hubung

singkat, yang jauh lebih tinggi (berlipat kali) arus nominal CT.

B. Trafo Tegangan

Sisi primer trafo tegangan (potential transformer atau voltage transformer)

dihubungkan melintang pada tegangan fase ke netral, seperti halnya trafo daya.

Konstruksi trafo tegangan berbeda dengan trafo daya, karena dayanya hanya beberapa


ratus VA maka pendinginannya tidak ada masalah. Karena harus mampu menahan

tegangan tinggi, maka isolasinya menentukanukuran trafo tegangan tersebut. Ada dua

macam trafo tegangan, yaitu:

1) Trafo tegangan elektromagnet, yang prinsip kerjanya sama seperti pada trafo daya.

2) Trafo tegangan kapasitor, yang prinsip kerjanya seperti pada capacitor voltage

devider.

Gambar 4.6 Siemens Voltage Transformer 4MR1

4.3.2 Rele Proteksi

Untuk dapat melakukan fungsi mendeteksi gangguan dan mengaktifkan alarm

atau men-trip CB, rele proteksi pada dasarnya mempunyai tiga komponen utama

sebagai berikut :

1) Elemen pendeteksi gangguan, bagian yang mengamati suatu besaran apakah

keadaannya normal atau abnormal,

2) Elemen pengukur atau pembanding, bagian yang membandingkan besaran yang

dideteksi dengan keadaan ambang kerja rele.

3) Elemen kontrol atau pemberi perintah, bagian yang memberi perintah kepada

pemutus atau CB, atau kepada piranti alarm gangguan.

Pada bahasan kali ini, akan difokuskan tentang sistem proteksi pada trafo CT-01

step down 6 kV / 400 V dengan kapasitas 1 MVA. Terdapat 3 jenis rele yang terpasang

pada trafo ini, yaitu :


1. Rele Arus Lebih, berfungsi untuk proteksi terhadap beban lebih (overload),

hubung singkat fase ke fase, dan hubung singkat fase ke tanah.

2. Rele Buchholz, berfungsi untuk mengamankan transformator yang didasarkan

pada gangguan transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating

yang umumnya menghasilkan gas.

3. Rele Oil-Temperature, berfungsi untuk mendeteksi suhu minyak secara langsung

yang akan membunyikan alarm serta mengeluarkan PMT.

4.3.3 Catu Daya

Di gardu induk atau pusat listrik diperlukan adanya catu daya DC yang andal

untuk beroperasinya rele proteksi dan kontrol CB. Catu daya DC terdiri atas batere dan

charger, yang dipasang dan dirawat secara benar. Walaupun alat ini telah lama dikenal

dan banyak dipergunakan, tetapi umumnya masih sedikit pengetahuan yang lengkap

tentang batere yang diketahui. Komponen dasar penyusun batere untuk substation

adalah cell, yang biasanya dari jenis lead acid cell yang terdiri atas :

1. lead peroxide plate, plat PbO2

2. lead plate, plat Pb

3. dikute sulphuric acid, larutan H2SO4 sebagai elektrolit

4. glass or plastic container, wadah yang tahan terhadap asam sulfat

Gambar 4.7 Lead acid cell


4.3.4 Pengkontrol CB

Pengcontrol CB berfungsi untuk men-trip, menutup, dan mungkin diperlukan

untuk menutup balik (reclose) CB. Rangkaian kontrol PMT sering disebut dengan

skema X-Y, yang harus mempunyai sifat trip free dan anti-pumping.

Trip free : Memungkinkan PMT itu di trip oleh protective relay, walaupun

seandainya closing push button switch sedang ditekan ON.

Anti-pumping : Mencegah CB beroperasi pumping berganti-ganti ON-OFF

apabila close push button switch di-ON terus menerus pada saat ada gangguan.

Gambar 4.8 Pengkontrol Circuit Breaker


4.4 Mekanisme Kerja Rele Proteksi

4.4.1 Rele Arus Lebih

Pada sistem proteksi transformator daya 1 MVA CT-01, PT. Krakatau Daya

Listrik memakai jenis rele arus lebih tipe statik dengan karakteristik kerja

directional. Rele statik terdiri atas komponen-komponen solid state seperti

transistor, diode, resistor, kapasitor dan lain-lain. Fungsi-fungsi seperti

pengukuran atau pembanding dan kontrol dilakukan pada sirkit statik yang

mengolah sinyal digital (binary signal) tanpa ada bagian yang bergerak.

Selain daripada itu, sistem bus yang dipakai di PT. KDL adalah ring bus,

maka jenis rele arus lebih yang cocok adalah rele arus lebih berarah atau

directional OCR yang dapat mendeteksi besar arus dan arah arus secara

bersamaan. Rele directional mendapat masukan lain di samping masukan arus

utama. Masukan lain itu umumnya berupa masukan tegangan, yang dijadikan

acuan arah arus. Interaksi antara masukan arus dan masukan tegangan dapat

dijelaskan melalui persamaan berikut :

T = |I||V| cos (ϕ – θ)

dengan : T = torsi

|I| = magnitude arus, baik arus Y maupun arus Δ

|V| = magnitude tegangan, baik tegangan Y maupun arus Δ

Φ = sudut fase antar V dan I

Θ = maximum torque angle (MTA) rele

Dari persamaan di atas terlihat bahwa agar nilai torsi (T) tidak nul, maka

nilai I atau V, atau cos (ϕ – θ) tidak boleh nul. Rele akan bekerja, kalau nilai cos

(ϕ – θ) positif, yaitu jika sudut (ϕ – θ) nilainya antara -90o sampai 90o, dan rele

akan restaint jika cos (ϕ – θ) negatif. Masukan V dan I tidak dapat diambil dari

fase yang sama, karena masukan V akan menjadi nul, pada saat terjadi hubung

singkat, baik tiga fase, fase ke fase, atau fase ke tanah. Karena itu masukan

tegangannya dipilih berasal dari tegangan fase ke fase atau dari tegangan fase

yang lain yang berbeda dengan yang memberikan masukan arus.


Terdapat empat tipe hubungan (connection) arus dan tegangan input pada rele

arus lebih berarah untuk gangguan fase :

1) Hubungan 90° atau quadrature connection

2) Hubungan 60° No. 1

3) Hubungan 60° No. 2

4) Hubungan 30° seperti pada Tabel 4.1

Connections Relay A Relay B Relay C

Voltage Current Voltage Current Voltage Current

90 Vbc Ia Vca Ib Vab Ic

60 No.1 Vac Ia-Ib Vba Ib - Ic Vcb Ic - Ia

60 No.2 -Ven Ia -Van Ib -Vbn Ic

30 Vac Ia Vba Ib Vcb Ic

Tabel 4.1 Empat connections untuk single phase

directional overcurrent relays

Gambar 4.9 Hubungan arus dan tegangan masukan

pada empat connections untuk rele fase a


Pada Gambar 4.16 sudut fase antara arus dan tegangan dibaca pada keadaan

sebagai berikut :

1) Arus I dengan faktor daya = 1, arus ketiga fase seimbang

2) Arus I mendahului (lead) tegangan V

3) Arah putaran fasor: positif

Supaya lebih efektif mendeteksi berbagai macam gangguan, maka hubungan

90° dirancang dalam dua jenis hubungan, yakni:

a) Hubungan 90° - 30° (Gambar 4.17(a))

b) Hubungan 90° - 45° (Gambar 4.17(b))

Efektivitas pendeteksian gangguan bagi setiap hubungan rele arus lebih berarah

menjadi lebih baik apabila:

1) Torsi kerja yang dihasilkan (sesuai rumus 4.18) makin besar. Dilihat dari pengaruh

sudut fase arus gangguan (φ), berarti arus gangguan makin mudah mengoperasikan

rele kalau sudut φ makin mendekati sudut θ atau arah arus makin mendekati garis

torsi maksimum rele. Misal pada hubungan 60° No. 2 torsi maksimum dicapai

kalau arus Ia, atau Ib, atau Ic lagging 60° di belakang Va. Pada hubungan 90° -

30°, torsi maksimum dicapai kalau arus Ia lagging 60° di belakang Va.

2) Banyaknya jenis gangguan yang dapat dideteksi dengan baik makin banyak

(Hubung singkat tiga fase, satu fase, dua fase ke tanah, satu fase ke tanah). Semua

hubungan tersebut di atas akan mendapat masukan tegangan makin rendah untuk

semua jenis gangguan, kalau terjadi di dekat rele. Tetapi keadaan menjadi lebih

baik apabila rele menerima masukan tegangan fase ke fase. Hubung singkat satu

fase ke tanah dapat dideteksi oleh rele arus lebih berarah kalau nilai arus

gangguannya besar (di atas nilai setting rele). Pada hubung singkat ke tanah

melalui impedans atau pada sumber yang ditanahkan melalui resistans, nilai arus

gangguan tanahnya kecil, mungkin lebih rendah dari arus beban, sehingga rele fase

tidak dapat mendeteksinya.


Agar diperoleh gambaran yang lebih menyeluruh tentang efektivitas kerja rele,

masing-masing arus gangguan digambarkan pada diagram wilayah kerja rele.Wilayah

kerja rele dibuat seperti pada Gambar 4.18. Wilayah kerja rele ideal adalah 180°, terdiri

atas 90° di sebelah kiri dan 90° di sebelah kanan MTA atau maximum torque line.

Maximum torque angle (MTA) merupakan sudut fase antara arus input dan tegangan

pada koil tegangan rele yang menghasilkan torsi maksimum. Kalau tegangan input

tidak digeser fasenya sebelum masuk koil tegangan, maka MTA-nya nul (disebut 0°

MTA) dan kalau digeser 30° kearah positif, MTA-nya 30° (disebut 30° MTA), dan

kalau digeser 45° disebut 45° MTA. Garis posisi MTA disebut maximum torque line,

dan garis ini tegak lurus terhadap garis batas wilayah operasi rele.

Gambar 4.10 Wilayah kerja rele arus lebih berarah hubungan 90o – 45o

4.4.2 Rele Buchholz

Rele buchholz dipasang pada pipa dari maintank ke konservator ataupun dari

OLTC ke konservator tergantung design trafonya apakah di kedua pipa tersebut

dipasang rele buchholz. Rele ini gunanya untuk mengamankan trafo dari gangguan

internal trafo yang menimbulkan gas dimana gas tersebut timbul akibat adanya hubung

singkat di dalam trafo atau akibat busur di dalam trafo.


Cara kerjanya yaitu gas yang timbul di dalam trafo akan mengalir melalui pipa

dan besarnya tekanan gas ini akan mengerjakan rele dalam 2 tahap yaitu:

Mengerjakan alarm (Buchholz 1st).

Mengerjakan perintah trip ke PMT.

Gambar 4.11 Kontruksi Rele Buchholz

Pada kondisi normal Rele buchholz terisi penuh minyak dan pelampung dalam

keadaan terapung, pada kondisi ini set contact operation dalam kondisi terbuka.

Sedangkan pada kondisi terdapat gangguan di trafo yang menimbulkan gas maka

gas tersebut akan menuju ke atas ke arah conservator, dan gas akan terkumpul di rele

buchholz. Hal ini menyebabkan level permukaan minyak menjadi turun. Pada tahap

pertama pelampung atas untuk alarm warning akan bergerak turun sesuai dengan level

permukaan minyak pada rele buchholz. Ketika pelampung atas turun mencapai

warning response fault, maka set contact operation untuk warning akan bekerja (NC).

Kemudian sinyal warning tersebut dikirim ke ruang kontrol untuk menyalakan kontak

alarm warning. Pada tahap berikutnya jika volume gas terus bertambah maka

pelampung bawah akan bergerak ke bawah. Ketika pelampung bawah turun mencapai

tripping response fault, maka set contact operation untuk tripping akan bekerja (NC).

Kemudian sinyal tripping akan memutus CB dan dikirim ke ruang kontrol untuk

menyalakan kontak alarm warning.


4.4.3 Rele Temperatur

Rele Temperatur mendeteksi kenaikan temperatur belitan sisi primer / sekunder

dan minyak, biasa disebut winding temperature dan oil temperature. Misalnya, bila

suhu telah mencapai 60°C akan menggerakkan kipas / fan kemudian pada setting

tertentu, misalnya 70°C diset alarm, sehingga bila alarm bekerja masih ada kesempatan

untuk menurunkan beban dan terakhir diseting untuk trip, misalnya 80°C tergantung

design trafo, hal ini untuk menghindari kerusakan pada trafo akibat panas yang

berlebihan.

Gambar 4.12 Kontruksi ReleTemperatur

Pada Trafo CT01 di PT. Krakatau daya Listrik, rele temparatur yang dugunakan

adalah rele oil-temperature. Rele ini berfungsi untuk menjaga suhu minyak trafo agar

tidak melebihi batas maksimal standar suhu yang diperbolehkan. Standar suhu yang di

pakai pada rele oil-temperature di PT. Krakatau Daya Listrik adalah 70ºC untuk

warning dan 80ºC untuk tripping. Ketika suhu minyak trafo telah melebihi 70ºC maka

sinyal warning akan dikirim rele menuju ruang kontrol. Jika suhu terus naik lebih dari

80ºC maka sinyal tripping akan dikirim ke ruang kontrol dan CB akan trip.


Gambar 4.13 Skema Mekanisme Kerja Rele Oil-Temperature

Peningkatan suhu yang terjadi pada minyak trafo akan terdeteksi oleh sensor

suhu yang terpasang di dalam trafo, kemudian sinyal output dari sensor suhu diteruskan

ke signal converter dan transducer. Signal converter mengubah sinyal output sensor

menjadi sinyal analog dan sinyal digital. Sinyal analog akan terbaca pada indikator

suhu, sinyal digital akan diteruskan ke sistem SCADA. Ketika transducer mendapat

input maka transducer akan menghasilkan tegangan tertentu sesuai dengan perubahan

suhu dan transducer yang menghasilkan arus tertentu sesuai dengan perubahan suhu,

kemudian di alirkan ke ruang kontrol.


BAB V

PENGUJIAN RELE PROTEKSI PADA TRAFO DAYA 1 MVA DI

UNIT 1 PEMBANGKIT PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

5.1 Rele Arus Lebih

5.1.1 Diagram Koordinasi Rele Arus Lebih

Gambar 5.1 Diagram rangkaian dasar rele arus lebih (overcurrent relay) Siemens 7SJ78

5.1.2 Perhitungan Setting Rele Arus Lebih Penyulang 6 kV

Penyetelan rele proteksi OCR menggunakan arus nominal penyulang sebesar 400

Ampere dan rasio CT penyulang adalah 100/5 A, rincian setting rele arus lebih lengkap

ialah sebagai berikut :

78

Arus nominal pada bus 6 kV :

In (6 kV) = 1.000 kVA

√3 .6 kV = 98 A rating transformator arus (6 kV) = 100/5 A

Arus setting pada rele arus lebih pada bus 6 kV :

IS = 1,2 x 5 A = 7 A (untuk beban non mekanis)

Untuk rele definite time :

Kd = 0,8 ; Kfk = 1,1

IS = Kfk

Kd x In (sekunder trafo) A =

1,1

0,8 x 5 A = 6,875 A

dengan K d : faktor arus kembali

Kfk : faktor keamanan, antara 1,1-1,2

5.1.3 Pengujian Rele Arus Lebih

Rele arus lebih medapat masukan tegangan dua fase dari output trafo arus 100/5

A yang didefinisikan sebagai U1 dan U3, dipasang di sisi feeder 6 kV. Selain itu, rele

memerlukan sumber catu daya arus searah (DC) bantu untuk menyuplai tegangan 220

Vdc yang bertujuan untuk pemakaian internal rele, yang masuk melalui kontaktor

nomor 5 dan 6. Arus gangguan Isc) akan mengalir melewati empat bagian rele antara

lain S1, S2, S3, S4 dan hanya akan mengalir di sekitar empat bagian rele tersebut.

Masing-masing bagian memiliki peran untuk sensing arus sekaligus pengklasifikasian

arus yang akan menentukan karakteristik kerja rele. I > mengindikasikan arus lebih

yang akan mengarahkan rele bekerja secara definite time. Sedangkan I >>

mengindikasikan arus hubung singkat yang akan mengarahkan rele bekerja secara

instantaneous.

Kontaktor S1 & S2 bekerja apabila terjadi overcurrent atau arus lebih yang

mengalir melewati rele sehingga rele bekerja dengan definite time. Dari hasil

pengujian, tripping rele terjadi apabila arus yang melewati rele melebihi arus setting

sebesar 7 A dengan batas waktu minimum untuk trip rele sebesar 0,9 detik. Rele dalam

kondisi ON dan akan kembali ke kondisi normal apabila arus lebih melewati hanya


bertahan selama kurang dari 0,9 detik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa koordinasi

rele sudah cukup baik karena rele trip sesuai dengan waktu trip yang telah diatur pada

rele, yakni sebesar 0,9 s. Walaupun terdapat selisih waktu trip sebesar 0,089 sekon, hal

tersebut masih dalam batas toleransi kerja rele.

Apabila arus yang melewati rele lebih besar dari nominal arus trip minimum dari

karakteristik kerja definite time, maka rele akan beroperasi secara instantaneous atau

dengan kata lain rele memiliki respon yang sangat cepat untuk melindungi sistem dari

gangguan hubung singkat. Pada kondisi hubung singkat, kontaktor S3 otomatis akan

ON dan arus Isc akan mengalir melewati rele waktu. Arus ini memicu kerja tripping

coil yang kemudian akan mengaktifkan kontaktor pada socket X3 sehingga akan

mengaktifkan pula kontaktor pada socket X1.

Pada socket X1, kontaktor yang bekerja ialah kontaktor nomor 15 dan 16 dimana

dua kontaktor ini akan close, yang nantinya akan berfungsi dalam penyaluran arus

hubung singkat ke circuit breaker. Pada setting kerja rele yang menuntut waktu trip

yang cepat seperti ini, rele dapat menahan besar arus gangguan hingga tiga kali lipat

dari nilai nominalnya saat rele mulai trip.

Prosedur pengetesan kerja rele dilakukan dengan cara injeksi arus melalui probe

5 dengan menggunakan alat SVEKER 750/780, seperti yang ditunjukkan pada gambar

5.2. Tujuan dilakukan injeksi arus yakni sebagai suplai arus nominal pengganti agar

nantinya dapat memicu kerja rele untuk melindungi sistem dari gangguan. Proses

pengetesan kerja maupun tes kelayakan rele arus lebih ini dapat dilakukan pada saat

sistem telah dibebani maupun belum.

Gambar 5.2 Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780


Gambar 5.3 Keterangan Alat Pengujian Rele SVERKER 750/780

Spesifikasi alat penguji rele SVERKER 750/780 :

1. Rangkaian resistor

2. Indikator kondisi start & stop rele

3. LCD display

4. Fungsi freeze / HOLD

5. Probe konektor

6. Probe ammeter dan voltmeter

7. Sumber arus

8. Sumber tegangan auxillary

9. Indikator status

10. Masukan timer

11. Saklar start

12. Port USB

13. Indikator tripping


Metode yang dilakukan agar proses pengetesan ini aman bagi kelangsungan kerja

sistem ialah dengan cara membuat kontaktor nomor 15 dan 16 pada socket X1 dalam

posisi OFF sehingga CB tidak akan mendeteksi adanya gangguan. Prosedur proses

pengujian rele arus lebih akan dijelaskan lebih lanjut pada beberapa poin berikut ini :

Siapkan peralatan pengujian rele proteksi, dalam hal ini peralatan yang

digunakan ialah 1 unit SVERKER 750/780 beserta peralatan pendukung, antara

lain kabel probe untuk injeksi arus dan kabel tes lead untuk blocking kerja CB.

Probe untuk fungsi injeksi arus masukan dihubungkan dengan terminal dengan

range arus outputnya maksimal sebesar 10 A.

Langkah selanjutnya ialah menghubungkan probe dengan kontaktor nomor 5

yang mengatur arus masukan dari sekunder CT. Besar arus yang digantikan oleh

SVERKER sama dengan yang terdapat pada CT yakni maksimal hingga 5A.

Kabel tes lead dihubungkan pada kontaktor nomor 15 dan 16 dengan tujuan agar

CB tidak mendeteksi gangguan karena rangkaian akan berubah menjadi

rangkaian tertutup setelah kedua kontak tersebut dibuka.

Putar knob pengaturan arus masukan ke nilai arus masukan yang semakin besar

hingga rele mendeteksi adanya arus gangguan, pada tahap ini akan dilakukan

pengamatan terhadap waktu kerja minimum rele. Kemudian turunkan untuk

hingga tercapai keadaan saat rele kembali ke kondisi normal dan catat waktu

yang tertera pada indikator digital di SVERKER 750/780.

Pengujian karakteristik instantaneous dilakukan dengan terlebih dahulu

melakukan reset terhadap rele agar rele berada pada kondisi stand by kembali.

Pindah probe injeksi ke nilai range arus yang lebih tinggi yakni 0 hingga 20 A.

Tidak jauh berbeda dengan percobaan rele sebelumnya, knob arus diputar hingga

rele dapat mendeteksi adanya gangguan dan trip. Catat waktu trip minimum kerja

intataneous rele kemudian turunkan arus secara per lahan hingga tidak ada lagi

arus yang melewati rele.

Input hasil pengujian preventif ke dalam bentuk laporan inspeksi preventif

terhadap rele dengan format laporan terlampir pada bab lampiran.


Gambar 5.4 Pengujian rele arus lebih dengan SVERKER 750/780

Gambar 5.5 Single line diagram simulasi fault di incoming trafo CT 1 MVA


Gambar 5.6 Kurva koordinasi pengaman penyulang 6 kV


Dari kurva di atas merupakan kurva koordinasi kerja rele sebagai komponen

proteksi untuk trafo daya 1 MVA CT-01. Pada kurva di atas dijelaskan karakteristik

waktu tunda rele OCR apabila terjadi gangguan pada outgoing sistem bus 6 kV. Waktu

kerja rele OCR tergantung dari nilai setting dan karakteristik waktunya. Elemen tunda

waktu rele terbagi menjadi dua, yakni elemen low set dan elemen high set.

Elemen low set bekerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang

lebih kecil, sedangkan elemen high set bekerja ketika terjadi hubungan dengan arus

hubung singkat yang cukup besar. Pemilihan karakteristik tunda waktu dimaksudkan

agar apabila terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang cukup besar (dalam

kurva di atas ketika terjadi gangguan dengan arus ≥ 30A) maka rele akan segera

memerintahkan circuit breaker (CB) untuk segera mungkin trip.

Dari hasil plotting di atas, dapat diketahui adanya beberapa setting dan

koordinasi rele arus lebih tipe 7SJ78-P diantaranya adalah :

1. Setelan pick up dari rele OCR 7SJ78-P sudah tepat karena berada di sebelah

kanan full load ampere (FLA) trafo.

2. Setelan tundaan waktu sudah sesuai dengan setting waktu trip selama 0,9

sekon, serta setelan pick up untuk karakteristik instantaneous sudah bekerja

secara tepat dengan melakukan trip pada Isc ≥ 30 A.


5.2 Rele Buchholz

5.2.1 Pengujian Rele Buchholz

Pengujian rele buchholz bertujuan untuk mengamankan lilitan terhadap

gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas, yang disebabkan hubung singkat pada

komponen trafo.

Gambar 5.7 Rele Buchholz

Jika terjadi gangguan ringan didalam tangki trafo, semisal hubung singkat dalam

kumparan, maka hal itu akan menimbulkan gas. Gas yang terbentuk akan terkumpul

didalam rele pada saat perjalanan menuju tangki konservator, sehingga level minyak

dalam rele akan turun dan menyebabkan kontak alarm bekerja. Sinyal alarm akibat

adanya gangguan ringan disebut sinyal warning, kemudian sinyal tersebut di teruskan

ke ruang kontrol.

Bila level minyak trafo turun akibat adanya kebocoran maka pelampung atas

akan memberikan sinyal alarm dan bila penurunan minyak ini terus berlanjut maka

pelampung bawah akan memberikan sinyal trip. Jika terjadi busur api yang besar maka,

kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat hal ini meyebabkan meningkatnya


kecepatan aliran minyak yang bergerak melalui rele buchholz. Pada kecepatan aliran

tertentu pelampung bawah akan menutup kontak untuk memberikan sinyal trip. Sinyal

alarm akibat adanya gangguan berat dan menyebabkan trip disebut sinyal tripping,

kemudian sinyal tersebut di teruskan ke ruang kontrol.

Pengujian Rele Buchholz pada Trafo CT-01 di PT. Krakatau Daya Listrik

dilakukan 1 tahun sekali kecuali jika ada gangguan, pengujian ini bertujuan untuk

menguji kinerja dan fungsi rele ketika ada gangguan ringan maupun gangguan berat.

Pengujian mekanis dengan menggunakan test key dan pengujian pompa gas. Pengujian

menggunakan test key dilakukan dengan cara memberikan sinyal warning dan sinyal

tripping secara manual melalui tombol yang ada di Rele Buchholz. Sedangkan

pengujian menggunakan pompa gas yaitu dengan memasukan udara ke dalam rele

buchholz dan meyebabkan aktifnya sinyal warning dan sinyal tripping. Setelah selesai

pengujian gas akan dipompa keluar.

1. Pengujian manual dengan menggunakan test key.

a. Sinyal warning.

Pengujian sinyal ini bertujuan untuk mensimulasikan adanya gangguan

ringan pada rele buchholz, seperti adanya hubung singkat dalam kumparan.

Pengujian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Buka tutup test key (Gambar 5.5).

2. Tekan test key (Gambar 5.6) turun sampai berhenti (sesuai anak panah).

3. Kemudian hubungi ruang kontol apakah sinyal tersebut diteruskan

dan terbaca sebagai sinyal warning.

4. Lepaskan test key.

5. Tutup kembali test key seperti semula.

6. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal warning sudah hilang.

7. Apabila sinyal warning belum hilang, maka lakukan pengecekan secara

menyeluruh. Terutama pada bagian terminal.


Gambar 5.8 Membuka penutup test key.

Gambar 5.9 Menekan test key untuk memberikan sinyal warning

Test Key

Tuas

pompa


b. Sinyal tripping.

Pengujian sinyal ini bertujuan untuk mensimulasikan adanya gangguan berat

pada rele buchholz, seperti adanya kebocoran minyak trafo atau adanya

busur api. Pengujian dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Buka tutup test key (Gambar 5.5).

2. Putar test key kearah kiri (Gambar 5.7).

3. Tekan test key (Gambar 5.6) turun ke bawah.

4. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan

dan terbaca sebagai sinyal tripping.

5. Lepaskan test key.

6. Tutup kembali test key seperti semula.

7. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal tripping sudah hilang.



Gambar 5.10 Memutar kemudian menekan test key untuk memberikan sinyal

warning


2. Pengujian menggunakan pompa gas

Pengujian ini bertujuan untuk mensimulasikan gangguan akibat adanya

kandungan gas yang berlebihan pada minyak trafo. Ketika gas terkumpul di rele

buchholz maka hal ini menyebabkan level minyak trafo turun, sehingga

pelampung atas akan turun dan memberikan sinyal warning. Apabila gas yang

terkumpul di rele buchholz semakin banyak dan level minyak trafo di rele

buchholz semakin turun maka pelampung bawah akan turun dan memberikan

sinyal tripping. Langkah-langkah pengujian menggunakan pompa gas adalah

sebagai berikut :

a. Sinyal warning.

Sinyal warning terjadi ketika ada gas yang terkumpul di dalam rele

buchholz, hal ini menyebabkan level minyak menjadi turun. Pelampung

atas yang terendam minyak trafo juga akan turun. Maka sinyal warning

akan muncul.

Langkah pengujiannya adalah sebagai berikut :

1. Buka penutup keran lubang angin.

2. Tekan tuas pompa ke bawah.(gambar 5.5)

3. Pompa gas ke dalam rele buchholz melalui keran lubang angin dengan

alat khusus sampai pelampung atas turun.


dan terbaca sebagai sinyal warning.

5. Kemudian tekan tuas pompa ke bawah agar gas yang tadi dipompa ke

dalam rele buchholz dapat menyembur keluar, sinyal warning akan hilang

dan pelampung atas kembali naik.




8. Tutup kembali keran lubang angin.


Gambar 5.11 Terminal warning dan terminal tripping

b. Sinyal tripping.

Ketika alarm warning dibiarkan maka hal ini akan memicu munculnya

sinyal tripping, penumpukan gas di rele buchholz semakin banyak hal ini

menyebabkan level minyak trafo semakin menurun. Pelampung bawah

yang teremdam minyak trafo akan ikut turun. Dan sinyal tripping akan

muncul.

Langkah pengujiannya adalah sebagai berikut :

1. Buka penutup keran lubang angin.

2. Tekan tuas pompa ke bawah.(gambar 5.5)

3. Pompa gas ke dalam rele buchholz melalui keran lubang angin dengan

alat khusus sampai pelampung atas tidak teremdam minyak dan

pelampung bawah menjadi turun (gambar 5.9).


dan terbaca sebagai sinyal tripping.

5. Kemudian tekan tuas reset ke bawah agar gas yang tadi dipompa ke

dalam rele buchholz dapat menyembur keluar, sinyal tripping akan

hilang dan level minyak kembali naik.

Terminal

tripping Terminal

warning


6. Hubungi ruang kontrol apakah sinyal tripping sudah hilang.

7. Apabila sinyal tripping belum hilang, maka lakukan pengecekan

secara menyeluruh. Terutama pada bagian terminal.

8. Tutup kembali keran lubang angin.

Gambar 5.12 Pengujian Menggunakan Pompa Gas.

Dari data hasil pengujian diatas dapat disimpulkan bahwa rele buchholz masih

berfungsi dengan baik, pengujian sinyal warning dan sinyal tripping baik secara

manual dengan test key dan dengan menggunakan pompa gas, berjalan dengan baik

dan terdeteksi di ruang kontrol.

Selang Pompa Lubang Angin


5.2.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Buchholz

Munculnya sinyal warning dan tripping biasanya disebabkan karena adanya

gangguan pada rele buchholz yaitu dengan adanya gas yg terkandung pada minyak

trafo akibat hubung singkat atau adanya busur api di dalam trafo. Terkadang sinyal

warning dan tripping juga muncul karena adanya gangguan non teknis pada rele

buchholz, padahal tidak ada gangguan di dalam trafo. Jenis gangguan non teknis yang

bisas muncul pada rele buchholz adalah sebagai berikut :

1. Gangguan pada terminal elektronis rele buchholz.

Gangguan ini disebabkan karena adanya hubung singkat pada terminal warning

atau hubung singkat pada terminal tripping (gambar 5.6). Biasanya hal ini dapat

terjadi apabila ada kebocoran pada seal kotak terminal sehingga air atau minyak

trafo dapat masuk ke dalamnya.

2. Gangguan karena endapan minyak trafo di rele buchholz.

Gangguan ini disebabkan karena kualitas minyak trafo yang kurang baik

sehingga terdapat banyak kotoran di dalamnya. Kotoran minyak trafo akan

mengendap dan menempel pada pelampung, sehingga pelampung akan menjadi

lebih berat dan tenggelam. Hal ini menyebabkan set contact operation

pelampung akan bekerja atau close.

3. Gangguan karena rusaknya test key.

Gangguan ini disebabkan karena rusaknya test key sehingga test contact

operation bekerja.

5.3 Rele Oil-Temperature

5.3.1 Pengujian Rele Oil-Temperature

Rele ini mempunyai sensor temperatur yang ditempatkan pada ruangan yang

berisi minyak, yang terletak di bagian atas tangki trafo. Sensor tersebut dihubungkan

ke instrumen (termometer dan kontak-kontak) melalui pipa kapiler. Kenaikan suhu

minyak trafo dapat disebabkan karena adanya gangguan di dalam trafo seperti adanya

hubung singkat dan adanya busur api. Kenaikan suhu pada minyak trafo dapat


menyebabkan kerusakan isolasi yang ada didalam trafo itu sendiri, hal ini dapat

menyebabkan trafo menjadi rusak.

Pengujian rele oil-temperature bertujuan untuk mengetahui fungsi rele dapat

beroperasi ketika ada gangguan yang menyebabkan suhu minyak trafo menjadi

meningkat dan melebihi batas maksimal yang ditentukan.

Pada indikator rele oil-temperature terdapat 2 jarum indikator, yaitu jarum yang

berwarna hitam dan jarum yang berwarna merah. Jarum berwarna hitam menunjukan

suhu aktual minyak trafo saat itu, sedangkan jarum berwarna merah menunjukan suhu

tertinggi yang pernah dicapai oleh minyak trafo. Untuk mengatur suhu warning dan

suhu tripping, menggunakan bendera merah dan hitam yang terletak pada bagian atas

skala pengukuran. Bendera merah untuk warning dan bendera hitam untuk tripping.

Setting nilai suhu warning pada rele oil-temperature yang terpasang pada trafo 1

MVA CT-01 pada PT. Krakatau Daya Listrik adalah sebesar 70ºC, sedangkan untuk

suhu tripping sebesar 80ºC. Pengujian fungsi rele oil-temperatur dilakukan 1 tahun

sekali kecuali jika ada gangguan.

Gambar 5.13 Indikator Rele Oil-Temperature

Bendera Tripping Bendera Warning


Pada pengujian rele oil-temperature Trafo CT-01 di PT. Krakatau Daya Listrik

dilakukan dengan cara sebagai berikut:

a. Pengujian alarm warning.

1. Buka penutup kaca indikator rele.

2. Setelah dibuka, ubah setting alarm warning, dengan cara menggeser bendera

merah hingga mencapai nilai dibawah suhu aktual (gambar 5.11).

3. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan

terbaca sebagai sinyal warning.

4. Apabila ingin mengatur nilai suhu warning kembali ke settingan semula,

geser bendera merah kembali ke suhu warning.

5. Reset bendera merah kembali ke suhu aktual (gambar 5.12).

6. Pasang kembali kaca indikator.


Gambar 5.14 Penggeseran bendera merah

Bendera Merah

Suhu Aktual


Gambar 5.15 Pengaturan ulang jarum merah ke suhu aktual

b. Pengujian alarm tripping.

1. Buka penutup kaca indikator rele.

2. Setelah dibuka, ubah setting alarm tripping, dengan cara menggeser bendera

hitam hingga mencapai nilai dibawah suhu aktual (gambar 5.13).

3. Kemudian hubungi ruang kontrol apakah sinyal tersebut diteruskan dan

terbaca sebagai sinyal tripping.

4. Apabila ingin mengatur nilai suhu tripping kembali ke settingan semula,

geser bendera hitam kembali ke suhu tripping.

5. Reset bendera merah kembali ke suhu aktual (gambar 5.12).

6. Pasang kembali kaca indikator.



Gambar 5.16 Penggeseran bendera hitam

Dari data hasil pengujian pada Tabel 5.2 dapat disimpulkan bahwa rele oil-

temperature masih berfungsi dengan baik, pengujian sinyal warning dan sinyal

tripping dengan menggeser bendera setting, berjalan dengan baik dan terdeteksi di

ruang kontrol. Besar nilai suhu pada indikator dan yang tertampil pada display ruang

kontrol memiliki selisih dan masih bisa ditoleransi. Suhu trafo CT-01 pada saat

beroperasi normal berkisar antara 30-36ºC.

Bendera hitam

Suhu Aktual


5.3.2 Gangguan Non Teknis Pada Rele Oil-Temperature

Munculnya sinyal warning dan tripping biasanya disebabkan karena adanya

gangguan pada trafoyang terdeteksi oleh rele oil-temperatute yaitu dengan adanya

kenaikan suhu melebihi batas pada minyak trafo akibat hubung singkat atau adanya

busur api di dalam trafo. Terkadang sinyal warning dan tripping juga muncul karena

adanya gangguan non teknis pada rele oil-temperatute, padahal tidak ada gangguan di

dalam trafo. Jenis gangguan non teknis yang bisas muncul pada rele oil-temperatute

adalah sebagai berikut :

1. Gangguan pada terminal elektronis rele oil-temperatute.

Gangguan ini disebabkan karena adanya hubung singkat pada terminal warning

atau hubung singkat pada terminal tripping. Biasanya hal ini dapat terjadi apabila

ada kebocoran pada seal kotak terminal sehingga air dapat masuk ke dalamnya

dan menyebabkan hubung singkat atau disebabkan oleh masuknya serangga dan

jamur yang menempel terminal, sehingga konduktivitasnya turun.

2. Gangguan karena kerusakan indikator.

Gangguan ini disebabkan kerusakan pada indikator. Sehingga terjadi hubung

singkat pada terminal.


5.4 Laporan Hasil Pengujian

5.4.1 Laporan Hasil Pengujian Rele Arus Lebih

Tabel 5.1 Form laporan hasil pengujian rele arus lebih


5.4.2 Laporan Hasil Pengujian Rele Buchholz dan Rele Oil-Temperature

Tabel 5.2 Form laporan hasil pengujian rele Buchholz dan rele oil temperature


BAB VI

ANALISIS TINGKAT KELAYAKAN OPERASIONAL

RELE PROTEKSI TRANSFORMATOR DAYA 1 MVA CT-01

6.1 Analisis Kelayakan Rele Proteksi

6.1.1 Rele Arus Lebih (Overcurrent Relay)

Gambar 6.1 Grafik Pengujian Waktu Respon Rele Arus Lebih

Grafik di atas menujukkan hasil pengujian lama respon kerja rele ketika

gangguan berlangsung. Pengujian operasi rele dilakukan rutin setelah satu tahun

pemakaian rele untuk sistem proteksi trafo daya CT-01. Pada karakteristik kerja

definit waktu, terlihat rele diatur dengan waktu trip minimum sebesar 0,9 sekon.

Analisis hasil pengujian rele memakai basis data dari laporan pengujian empat

tahun terakhir, yakni pada tahun 2011, 2012, 2013 dan yang terkhir pada tahun

2014. Untuk mendapatkan informasi tentang tingkat keandalan rele, dilakukan

dengan perhitungan selisih waktu kerja dan waktu setting yang dinyatakan sebagai

delta t (Δt). Selain itu selisih arus kerja dengan mengambil basis dari arus fase R

(IR) dan arus setting trip rele (IS) juga turut dipertimbangkan untuk mendukung

informasi mengenai tingkat keandalan rele.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

2011 2012 2013 2014

Wak

tu K

erja

(se

kon

)

Tahun

Definite Time Instantaneous Setting Definite Setting Instantaneous


Variasi nilai delta t (Δt) dan delta I (ΔI) pada rele arus lebih tersebut dapat

terjadi antara lain oleh faktor-faktor berikut ini :

Kesalahan pembacaan arus oleh operator

Error pada alat untuk injeksi arus ke rele proteksi, dalam pengujian digunakan

SVERKER 750/780.

Error pada rele proteksi dalam membaca arus.

Error pada trafo arus (error transformasi dan error arus)

Besar beban pada sistem.

Dalam perancangan suatu peralatan proteksi, khususnya yang menggunakan

rele arus lebih sebagai komponen proteksi utamanya, tentunya terlebih dahulu

ditentukan spesifikasi untuk komponen pengukuran utama untuk dipadukan

dengan rele. Dari keempat poin yang telah disebutkan di atas, penulis lebih

menitikberatkan penyebab adanya selisih waktu antara waktu setting dan waktu

trip rele saat pengujian disebabkan oleh faktor error dan burden pada

transformator arus 100/5 A untuk proteksi.

Untuk poin kesatu hingga ketiga tidak dipilih karena baik dari sisi sumber

daya manusia, kesiapan alat uji serta kondisi terakhir rele itu sendiri dinilai masih

berada dalam keadaan normal. Kalibrasi alat uji rele juga rutin dilakukan sehingga

alat pengujian rele selalu dalam kondisi baik saat ingin dilakukan pengetesan rele.

Seperti yang sudah dijelaskan pada bab 4 bahwa arus sekunder CT tidak

ditentukan oleh besar burden, melainkan oleh besar beban pada sistem. Beban CT

bisa berupa alat ukur maupun rele proteksi dengan besar tegangan yang sebanding

dengan jumlah beban CT tersebut. Misal sebuah CT dengan arus nominal 5A

mempunyai impedans input 2 Ω, maka besar burden CT ialah :

Burden to system load = (5A x 2Ω) x 5A = 50 VA

Kesalahan ataupun error dari transformator arus bersumber dari kesalahan

transformasi (transformation error) dan kesalahan arus (current error). Nilai error

pada trafo arus dapat dihitungan melalui rumusan berikut ini :

102

Kesalahan transformasi (transformation error)

Merupakan perbandingan transformasi trafo yang terdiri atas

perbandingan antara arus primer dan arus sekunder.

Kn = Ip/ Is

Apabila rating trafo arus yang dipilih ialah 100/5 A, maka :

Kn = 100/5 = 20 A

Kesalahan arus (current error)

Merupakan kesalahan pengukuran transformator yang timbul akibat

tidak samanya rasio aktual dengan rasio pengenal.

Fi = 100.Kn . 𝐼sec− 𝐼prim

𝐼prim

Kn : rated perbandingan transformasi

Iprim : arus primer aktual

Isec : arus sekunder aktual

Misal nilai arus aktual yang terukur dari sekunder CT 100/5 A sebesar

498,57 mA, maka nilai aktual arus yang mengalir di penghantar adalah

9,97 A.

Fi = 100. 20.0,49 − 9,97

9,97 = 1,7%

Kesalahan arus rasio maupun arus CT akan berdampak pada besarnya

kesalahan pembacaan di alat ukur dan juga pada kesalahan operasi sistem proteksi.

Presentasi error reading ini nilainya sangat bervariatif sehingga hasil pengukuran

tidak linear atau tidak berbanding lurus dengan rasio yang tertera. Semakin kecil

arus yang diberikan pada CT, presentase error reading akan semakin besar

melampaui batas spesifikasi CT.


Gambar 6.2 Grafik kinerja CT saat arus lebih (dibebani oleh rated burden)

Zm : impedans terhadap arus eksitasi Ie

Zl : impedans beban sistem (load)

Zb : impedans burden

Zs : impedans sekunder CT

Gambar 6.3 Rangkaian ekivalen CT (dilihat dari sisi sekunder)


Bila sumber 6 kV melayani beban 100 A melalui satu saluran dinyatakan

terhadap netral, maka nilai tegangannya menjadi (1/√3) x 6 kV = 3529 V dan

impedans sistem dayanya ialah Z = 3529 V/ 100 A = 35,29 Ω. Misal arus normal

100 A, Ip = 5 A, Is = 4,8792 A dan Ie = 0,0725 A. Apabila beban bertambah dua

kali lipat, Ip = 10 A, Is = 9,7584 A dan Ie menjadi 0,145 A.

Hal tersebut membuat arus sekunder CT turut naik dua lipat. Kenaikan

tersebut disebabkan oleh impedans beban Cl berkurang setengahnya. Berbeda

apabila burden yang berubah, misalnya Zb menurun dua kali lipat dari nilai awal,

maka besar arus hampir tidak berubah dengan Ip tetap = 5A, Is = 4,8792 A dan Ie

= 0,0724 A. Artinya arus output CT tidak dipengaruhi oleh perubahan burden,

akan tetapi oleh perubahan beban (load) rangkaian daya, keadaan ini berlaku jika

CT belum mencapai titik jenuh. Hal ini tentunya akan mempengaruhi rated arus

pick up dan drop out dari rele arus lebih yang terkoneksi ke trafo arus.

Ukuran saluran yang relatif pendek membuat tidak adanya perbedaan besar

arus gangguan yang cukup di kedua ujung saluran, maka dari itu karakteristik rele

yang cocok ialah definit waktu. Kaitannya dengan nilai impedans, apabila

impedans ke arah sumber (ZS) jauh lebih besar dibandingkan impedans ke arah

beban (Zl) penggunaan rele inverse akan kurang bermanfaat.

Sebagai acuan, kebermanfaatan rele inverse baru dicapai jika ZS << 2.Zl, atau

arus hubung singkat pada ujung dekat ≥ 1,5 kali arus hubung singkat pada ujung

jauh. Karena besar arus gangguan If = V/ (ZS +ZL) dengan Zs = impedansi ke arah

sumber dan ZL impedansi ke arah gangguan, diukur dari lokasi rele, maka:

1. Besar arus gangguan bergantung pada banyaknya unit pembangkit yang

sedang beroperasi (paralel). Apabila terdapat satu atau beberapa pembangkit

sedang tidak bekerja, arus If akan lebih kecil sehingga jika dipasang rele arus

lebih dengan karakteristik inverse, pemutusan gangguan akan lebih lambat.

Jika terjadi busur api pada gangguan, kerusakan tidak dapat dihindarkan (pada

mesin atau trafo).

105

2. Apabila Zs >> Zl maka If tidak berbeda banyak untuk gangguan di ujung jauh

dan di ujung dekat dari saluran yang dilindungi. Oleh karena itu, karakteristik

definit waktu sangat cocok jika dipasang pada saluran yang pendek,

dibandingkan dengan karakteristik inverse.

Perhitungan Zs dan Zl dapat dilakukan apabila diketahui terlebih dahulu nilai

Xs dan Xl yang dapat dilihat pada name plate dari unit pembangkit. Analisa

perhitungan lebih lanjut akan dijelaskan pada perhitungan berikut ini :

Syarat kerja karakteristik definite time rele arus lebih : Zs > Zl

Xd” (generator 3 fase 100 MVA) = 12% = 0,12 pu

Xd” (trafo step up AT 10,5/150 kV) = 9,8% = 0,098 pu

Xd” (trafo step down BT 150/6 kV) = 9,5% = 0,095 pu

Xd” (trafo tegangan 6/0,4 kV) = 5% = 0,05 pu

Zs = Xd” generator + Xd” trafo AT + Xd” trafo BT + Xd” trafo tegangan

= 0,12 + 0,098 + 0,095 0,313 pu

Zl = Xd” trafo tegangan 0,05 pu

Zs

Zl=

0,313

0,05 Zs = 6,26 Zl

Dari perhitungan di atas didapatkan hasil perhitungan yang menunjukkan nilai

impedans sumber (Zs) yang mencakup nilai impedans dari generator 100 MVA

hingga impedans di saluran outgoing 150 kV, memiliki nilai yang lebih tinggi jika

dibandingkan dengan impedans ke arah beban (Zl). Hal ini mendukung teorema

yang menjelaskan tentang syarat kerja karakteristik definite time dari rele yang

dipasang di feeder 6 kV BA-04.


6.1.2 Rele Buchholz dan Rele Oil-Temperature

Tabel 6.5 Tabel hasil pengujian rele buchholz Trafo CT-01 tahun 2011 - 2014

No Tanggal Pengujian Rele Hasil Pengujian

1. 01/02/2011 Buchholz Warning : baik

Tripping : baik


Tripping : baik


Tripping : baik


Tripping : baik

Dari tabel 5.1 dapat diketahui bahwa rele buchholz Trafo CT-01 masih

bekerja dengan baik hal ini ditunjukan dengan hasil pengujian selama 4 tahun

terakhir. Rele buchholz Trafo CT-01 dapat dikatakan memiliki tingkat

keandalan yang tinggi.

Tabel 6.4 Tabel hasil pengujian rele oil-temperature Trafo CT-01 tahun 2011 – 2014

No Tanggal Pengujian Rele Suhu Aktual Hasil Pengujian

1. 01/02/2011 Oil -

Temperature 28 ºC

Warning : baik

Tripping : baik

2. 01/02/2012 Oil -

Temperature 30 ºC

Warning : baik

Tripping : baik

3. 04/02/2013 Oil -

Temperature 32 ºC

Warning : baik

Tripping : baik

4. 03/02/2014 Oil -

Temperature 34 ºC

Warning : baik

Tripping : baik


Dari tabel 5.1 dapat diketahui bahwa rele oil-temperature Trafo CT-01

masih bekerja dengan baik hal ini ditunjukan dengan hasil pengujian selama 4

tahun terakhir. Suhu aktual dalam kondisi normal kecuali pada pengujian tahun

2011, karena pengujian tersebut dilakukan saat trafo dalam kondisi tidak

beroperasi. Rele oil-temperature Trafo CT-01 dapat dikatakan memiliki tingkat

keandalan yang tinggi. Salah satu penyebab rele buchholz dan rele oil-

temperature bekerja karena ada kandungan gas berlebih dan kenaikan suhu

pada minyak trafo. Maka perlu dilakukan pengujian minyak trafo. Pengujian

minyak trafo meliputi pengujian :

1. DGA (Dissolved Gas Analysis)

Merupakan suatu metode analisa kualitatif dan kuantitatif gas terlarut

dalam minyak isolasi transformator. Metode ini digunakan untuk

mengetahui dan menganalisa ketidaknormalan maupun prediksi

gangguan yang terjadi pada bagian dalam (internal) transformator. DGA

(Dissolved Gas Analysis) dilakukan dengan menggunakan alat berupa

Gas Chromatograph.

Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan jumlah kandungan gas

dalam transformator dan gangguan yang menimbulkan keberadaan gas-

gas tersebut.

Tabel 6.5 Tabel Hasil Ekstraksi Menggunakan Gas Chromatograph

GAS

PERBANDINGAN GAS DENGAN

GAS YANG MUDAH TERBAKAR (%)

GANGGUAN

𝐻2 60,0 Lompatan bungan api

diminyak (dan terjadi loncatan

dalam kertas

bila ada kandungan -

CO & CO2)

𝐶2𝐻2 30,0

𝐶𝐻4 5,0

𝐶2𝐻4 3,3

𝐶2𝐻6 1,6


𝐻2 86,0 Corona dalam minyak (dan

terjadi corona dalam kertas bila

ada kandungan CO & CO2)

𝐶𝐻4 13,0

𝐶2𝐻6 0,5

𝐶𝑂 0,2

𝐶2𝐻4 0,2

𝐶2𝐻6 0,1

𝐶2𝐻4 63,0 Terjadi panas berlebihan

(bila ada kandungan 𝐶2𝐻2

kemungkinan ada gangguan

atau hubung singkat)

𝐶2𝐻6 17,0

𝐶𝐻4 16,0

𝐶𝑂 trace

𝐻2 trace

𝐶𝑂 92,0 Terjadi panas berlebihan

pada kertas isolasi 𝐻2 6,7

𝐶𝐻4 1,2

𝐶2𝐻6 0,01

𝐶2𝐻4 0,01

𝐶2𝐻2 0,01

2. Warna Minyak Isolasi

Warna minyak isolasi transformator akan berubah seiring dengan

penuaan yang terjadi pada minyak. Perubahan warna minyak

transformator dipengaruhi kandungan material-material pengotor, seperti

karbon. Karbon terbentuk karena adanya partial discharge maupun

arcing pada minyak isolaso. Pengujian warna minyak isolasi

transformator pada dasarnya membandingkan warna minyak setelah

terpakai dengan warna minyak yang baru. Warna minyak yang bertambah

gelap menunjukan telah terjadi proses oksidasi. Tujuan dari pengujian ini


adalah untuk mengetahui laju penurunan kualitas minyak transformator.

Metode pengujian yang biasa digunakan adalah ASTM D-1500.

3. Tegangan Tembus Minyak Isolasi

Tegangan tembus (dielectric strength) minyak isolasi transfomator

adalah kemampuan minyak transformator untuk menahan loncatan listrik

pada saat terjadi gangguan pada operasional transformator. Metode

pengujian yang biasa dipakai adalah IEC 156 dimana cara pengujiannya

adalah dengan menambah tegangan secara perlahan pada elektroda

hingga muncul loncatan api. Saat dimana terjadi loncatan api itulah yang

merupakan nilai tegangan tembus (dielectric strength) minyak isolasi

tersebut.

4. Kadar Air Minyak Isolasi

Kadar air dalam minyak transformator mendapat perhatian serius

untuk terus dipantau dan dijaga agar nilainya dibawah ambang berbahaya.

Hal ini karena jika dalam minyak transformator terdapat kandungan air

dan oksigen yang tinggi akan mengakibatkan timbulnya korosi.

Akibatnya akan dihasilkan asam dan endapan sehingga usia transformator

menjadi turun. Kandungan air juga bisa menurunkan nilai tegangan

tembus (dielectric strength) minyak transformator.Sesuai standar ASTM

D 1533, kandungan air dinyatakan dalam ppm (part per million).

Biasanya kandungan air berasal dari udara saat transformator dibukan

untuk keperluan inspeksi, selain karena kebocoran pada trasnformator itu

sendiri.

5. Kadar Asam

Pengukuran kadar asam dilakukan untuk mengetahui tingkat

keasaman minyak transformator akibat dari proses oksidasi yang terjadi

selama transformator beroperasi. Kadar asam menjadi begitu penting

untuk dipantau karena, keasaman minyak transformator bisa memicu


terbentuknya senyawa lain. Semakin tinggi kadar asamnya, semakin

besar peluang terbentuknya senyawa lain pada minyak transformator.

6. Tegangan Antar Muka

Tegangan antar muka (Interfacial Tension - IFT) pada prinsipnya

merupakan besar kekuatan tarikan yang diukur dalam dyne per centimetre

untuk memecahkan lapisan film yang terjadi pada lapisan antara minyak

dan air. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat oksidasi atau

pencemaran yang terjadi pada minyak transformator. Nilai IFT yang

cenderung menurun menunjukan bahwa telah terjadi kenaikan tingkat

keasaman pada minyak transformator. Minyak yang masih baik

kondisinya memiliki nilai IFT sebesat 40-50 dyne/cm.

7. Sedimen

Endapan ataus sedimen pada minyak trasnformator dibentuk karena

adanya oksigen dan air dalam minyak transformator. Kandungan endapan

akan semakin banyak pada bagian bawah transformator. Keberadaan

endapan (sedimen) ini akan mengakibatkan suhu transformator akan naik


BAB VII

PENUTUP

7.1 Kesimpulan

Berdasarkan pelaksanaan Kerja Praktik dan penyusunan laporan yang telah

dilakukan maka dapat ditarik sejumlah kesimpulan sebagai berikut :

1. Proteksi mekanis yang digunakan pada Trafo CT-01 adalah rele arus lebih

(overcurrent relay), rele buchholz dan rele oil-temperature.

2. Pengujian fungsi rele pada setiap trafo dilakukan secara rutin 1 tahun sekali,

kecuali bila ada gangguan yang bersifat destruktif.

3. Pengujian rele arus lebih menggunakan metode injeksi arus melalui alat

SVERKER 750/780.

4. Metode injeksi arus bertujuan untuk mengetahui apakah rele bekerja sesuai

dengan setting waktu dan arusnya, serta untuk mengetahui performa rele

dengan membandingkan respon kerja rele dengan tes uji rele sebelumnya.

5. Rele arus lebih tipe 7SJ78 dinilai masih cukup responsif dalam menerima

gangguan di feeder 6 kV, terlihat dari selisih waktu kerja yang masih sesuai

dengan setting kerja rele.

6. Pengujian rele buchholz terdiri dari pengujian manual dengan dengan

menggunakan test key dan pengujian dengan pompa gas. Kedua pengujian

bertujuan untuk mensimulasikan sinyal warning dan sinyal tripping ketika

ada gangguan yang terjadi di trafo.

7. Pengujian rele oil-temperature dilakukan dengan cara mengubah setting

suhu warning dan setting suhu tripping di bawah suhu aktual. Kedua

pengujian terebut bertujuan untuk mensimulasikan sinyal warning dan

sinyal tripping ketika suhu minyak trafo melebihi batas normal.Pada saat

beroperasi suhu normal minyak Trafo CT-01 berkisar antara 30ºC sampai

36ºC.

112

8. Berdasarkan hasil pengujian rele arus lebih, rele buchholz dan rele oil-

temperature pada Trafo CT-01 yang dilakukan pada tanggal 03 Februari

2014, dapat ditarik kesimpulan bahwa ketiga rele tersebut masih berfungsi

dengan baik. Rele buchholz dan rele oil-temperature pada Trafo CT-01

memiliki tingkat keandalan yang cukup tinggi.

7.2 Saran

1. Overcurrent dapat dikurangi dengan cara :

Menggunakan rele yang tidak sensitif terhadap komponen arus DC

misalnya induction cap instantaneous unit.

Menggunakan rele yang dikompensasi dengan DC filter.

Melengkapi operating magnet relay dengan auxiliary winding yang

disertai kapasitor, agar beresonansi 50 Hz.

2. Pada pengujian rele buchholz sebaiknya dilakukan pengujian tidak hanya

menggunakan test key tapi juga menggunakan pompa gas, hal untuk

menyimulasikan keadaan sebenarnya. Dimana gas akan menurunkan level

permukaan minyak trafo dan pelampung akan turun. Sinyal warning dan

sinyal tripping akan muncul.

3. Untuk pengujian rele oil-temperature sebaiknya dilakukan dengan

menggeser bendera setting bukan dengan menggeser jarum indikator suhu

aktual, karena bendera setting di desain agar dapat diubah-ubah secara

manual sedangkan jarum indikator suhu aktual didesain untuk bergerak

secara otomatis sesuai perubahan suhu yang dideteksi oleh sensor suhu.

4. Pengujian minyak trafo sebaiknya dilakukan secara rutin dan tidak hanya

dilakukan saat terjadi gangguan, hal ini dilakukan agar bisa mencegah

kerusakan yang parah pada trafo itu sendiri.

Laporan Kerja Praktik PT. Krakatau Daya Listrik

Documents

Transcript of Laporan Kerja Praktik PT. Krakatau Daya Listrik