Makalah Seminar
-
Upload
erry-kusuma-wardana -
Category
Documents
-
view
97 -
download
5
description
Transcript of Makalah Seminar
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Kemajuan teknologi semakin meningkat dengan pesat. Hal ini dapat
berakibat positif dan juga berakibat negatif seiring dengan kemampuan Sumber
Daya Manusia yang menggunakannya. Pekerjaan manusia senantiasa akan
semakin mudah dengan adanya kemajuan dan kecanggihan teknologi. Namun,
ironisnya kemajuan teknologi tersebut hanya akan terdapat di dunia industri,
sehingga terjadi kesenjangan antara kualifikasi tenaga kerja yang dihasilkan oleh
lembaga pendidikan dengan kebutuhan lapangan pekerjaan. Dominasi teknologi di
dunia industri inilah yang akan dicoba untuk diseimbangkan dengan dunia
pendidikan yang merupakan motor utama penghasil Sumber Daya Manusia yang
handal dan professional.
Perguruan Tinggi sebagai lembaga pendidikan formal yang bertugas
mempersiapkan dan mencetak sumber daya manusia yang handal dibidangnya
masing-masing, sudah selayaknya untuk senantiasa mengikuti perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi. Dengan demikian tantangan yang dihadapi Perguruan
Tinggi tidak semata-mata menghasilkan sarjana atau ahli madya, akan tetapi harus
dapat mempertanggung jawabkan kualitas kinerjanya.
Dengan semakin majunya dunia teknologi tentunya diiringi dengan semakin
meningkatnya kebutuhan masyarakat akan energi listrik. Erat kaitannya dengan
hal tersebut PT. Indonesia Power selaku salah satu penyedia energi listrik yang
bekerjasama PT. PLN selaku pengelola energi listrik akan selalu berusaha
semaksimal mungkin untuk memberikan pelayanan terbaik dengan meningkatkan
pelayanan kualitas energi listrik.
Salah satu parameter kualitas energi listrik yang baik adalah rendahnya
prosentase gangguan listrik baik karena gangguan teknis maupun gangguan alam.
Untuk mempermudah koordinasi dalam melaksakan tugasnya guna memperbaiki
1
kinerjanya, PT. PLN membagi dirinya menjadi beberapa unit bisnis yang berdiri
sendiri-sendiri, dimana antar keduanya saling bekerja sama.
PT. Indonesia Power merupakan salah satu mitra PT. PLN dalam hal
pemenuhan energi listrik yang bergerak dalam bidang pembangkitan tenaga
listrik. PT. Indonesia Power merupakan perusahaan pembangkit tenaga listrik
terbesar di Indonesia dengan delapan unit bisnis pembangkitan utama beberapa
lokasi strategis dipulau Jawa dan Bali. Unit – unit bisnis pembangkit tersebut
adalah unit bisnis pembangkit suralaya, Priok, Saguling, Kamojang, Mrica,
Semarang, Perak & Grati dan bali serta satu unit jasa pemeliharaan yang berada di
jakarta.
PT. Indonesia Power khususnya Mrica yang mempunyai kapasitas sekitar
450 MW mempunyai tugas yang cukup besar dalam penyediaan energi listrik
yang disalurkan ke PLN, yang selanjutnya dapat kita nikmati hasilnya berupa
listrik. Atas dasar itulah saya melakukan praktik industri di PT. Indonesia Power
UBP Mrica, supaya lebih mengetahui bagaimana sebuah energi listrik dapat
dihasilkan dan supaya mengetahui bagaimana melakukan memanajemen listrik
yang baik.
PT. Indonesia Power selaku perusahaan yang menghasilkan energi listrik
yang memanfaatkan air waduk yang dialirkan ke turbin yang digunakan untuk
menjalankan generator, dari generator dihasilkan listrik yang kemudian dialirkan
ke transformator (trafo) untuk dinaikkan dayanya. Hal tersebut membuat hati saya
menjadi penasaran, sebetulnya proses yang terjadi sebenarnya itu seperti apa,
selain itu saya ingin mendapatkan ilmu yang lebih banyak dari proses yang terjadi
di PLTA tersebut. Atas dasar tersebut saya memilih Kerja Praktek di PT.
Indonesia Power UBP Mrica.
2
BAB II
PERMASALAHAN
2. Perumusan Masalah
Kerja Praktek diharapkan dapat memperoleh pengalaman dan ilmu
pengetahuan yang baru yang tidak didapat pada waktu dibangku perkuliahan,
sekaligus mencoba membandingkan teori yang didapat dibangku perkuliahan dan
pengetahuan yang telah diperoleh dengan kenyataan di lapangan. Disamping itu,
mahasiswa dapat mempelajari aspek-aspek kewirausahaan yang terkait dengan
industri yang ditempati, sehingga dapat membawa pengalaman praktik industrinya
ke dalam tugasnya setelah lulus.
Ketika penulis melaksanakan Kerja Praktek di PT. Indonesia Power UBP
Mrica. Jenis pekerjaan yang dilakukan pada saat pemeliharaan rutin itu cukup
banyak, diantaranya pemeliharaan generator, pemeliharaan trafo, cleaning pada
area sistem excitasi, pengecekkan tegangan battery, pengukuran berat jenis
elektrolit battery, pengecekan spillway, cleaning di sekitar area brush dan slip ring
generator yang rutin dilakukan saat pemeliharaan rutin harian, mingguan, maupun
bulanan.
Generator merupakan komponen utama dalam sistem pembangkitan. Tanpa
adanya generator, proses pembangkitan tidak akan berjalan. Generator yang non
PMG (Permanent Magnetic Generator) tidak bisa beroperasi bila tidak diberi
penguatan (excitasi) terlebih dahulu. Karena begitu pentingnya sistem excitasi di
sebuah pembangkitan, maka permasalahan yang dibahas adalah “Sistem Eksitasi
Pada Generator 13,8 KV PLTA Panglima Besar Soedirmanˮ.
3
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Sistem Eksitasi
Sistem Eksitasi adalah sistem penyaluran sumber DC sebagai penguatan
pada generator listrik atau sebagai pembangkit medan magnet, sehingga suatu
generator dapat menghasilkan energy listrik dengan besar tegangan keluaran
generator bergantung pada besarnya arus eksitasi. Sistem ini merupakan sistem
yang sangat vital pada proses pembangkitan listrik, sistem eksitasi ini dapat
dibedakan menjadi 2 macam, yaitu sistem eksitasi dengan menggunakan sikat
(brush excitation) dan sistem eksitasi tanpa sikat (brushless excitation).
PLTA PBS merupakan PLTA dengan kapasitas terbesar di Jawa Tengah
yaitu sebesar 180,9 MW. Sistem Eksitasi pada PLTA PBS merupakan sistem yang
sangat penting karena generator utama pada PLTA PBS tidak akan menghasilkan
tegangan sesuai dengan kemampuan nominalnya apabila tidak di beri penguatan
atau eksitasi.
Sistem eksitasi yang digunakan pada generator utama PLTA PB Soedirman
adalah menggunakan sistem eksitasi statik, artinya saat putaran generator
mencapai 90% field flasing akan menutup bersamaan dengan PMT eksitasi
sehingga generator akan dicatu oleh battery 110 VDC. Setelah 5 detik, field
flasing akan lepas dan generator akan mulai menggunakan sistem eksitasi sendiri
dengan mengambil sebagian daya dari keluaran generator yang teganganya sudah
diturunkan oleh trafo eksitasi kemudian disearahkan menggunakan rectifier, lalu
AVR (Automatic Voltage Regulator) digunakan sebagai penstabil tegangannya.
Penerapan teknologi berbasis mikroprosesor telah diterapkan pada AVR,
alat ini akan berfungsi sebagai pendeteksi besarnya tegangan yang di hasilkan
oleh generator. Apabila tegangan yang di hasilkan generator tidak sama dengan
referensi, maka AVR akan memberi perintah pada gate thyristor untuk
4
mengurangi atau menambah eksitasi dan apabila terjadi gangguan terhadap AVR
dan tegangan real > 13,1 kV maka FCR (Field Current Regulator) yang akan
digunakan untuk penstabil tegangan. Tegangan normal untuk penguatan generator
PLTA PB Soedirman adalah 160 VDC dengan arus penguatannya sebesar 1170 A.
Hal tersebut dapat dibuktikan dengan melihat name plate generator PLTA PB
Soedirman.
3.2 Komponen Utama
Di dalam sistem eksitasi generator PLTA PBS, terdapat beberapa komponen
penting yang peranannya sangat berpengaruh terhadap hasil penguatan yang akan
diberikan ke rotor generator. Komponen eksitasi untuk masing-masing unit
generator pada PLTA PBS adalah :
1. Battery
2. Trafo Eksitasi
3. Konverter (Perubah tegangan AC - DC) / Rectifier (Penyearah)
4. AVR (Automatic Voltage Regulator)
5. FCR (Field Current Regulator)
6. Pemutus Tenaga (PMT)
7. Field flasing
8. Sikat Arang
3.2.1 Battery
Battery pada PLTA PBS berfungsi sebagai penguatan awal generator. Saat
generator pertama kali berputar dan putarannya sudah mencapai 90%, generator
akan melakukan penguatan awalnya sendiri dengan menggunakan sumber dari
battery 110 VDC.
5
Battery pada sistem eksitasi di PLTA PBS menggunakan battery Nikel-
Cadmiun Alkali yang tersusun secara seri sebanyak 86 buah. Tegangan total
battery sebesar 121 V, jadi setiap battery memiliki tegangan sekitar 1,4 Volt.
Kapasitas suatu battery adalah menyatakan besar arus listrik yang di alirkan
ke suatu rangkaian (beban), dalam jangka waktu tertentu (jam) untuk memberikan
tegangan tertentu pula. Kapasitas battery (Ah) dapat dinyatakan sebagai berikut.
C = Kapasitas battery (Ah)
I = Besar arus yang mengalir (Ampere)
t = Waktu (Jam)
Battery untuk sistem eksitasi ini mempunyai kapasitas hingga 235 Ah,
dengan waktu pengosongan selama 8 jam. Untuk pengisian battery menggunakan
rangkaian penyearah yang di hubungkan ke kutub kutub yang sama pada battery.
Sistem pengisian battery yang digunakan PLTA PB Soedirman adalah sistem
terapung (Floating System).
3.2.2 Trafo Eksitasi
Trafo eksitasi pada PLTA PBS merupakan transformator 3 phasa yang
tehubung segitiga – bintang, yaitu hubung bintang pada sisi primer dan hubung
segitiga pada sisi sekunder. Transformator ini merupakan transformator step down
yang menurunkan tegangan generator dari 13800 volt menjadi 335 volt.
6
Pemeliharaan trafo eksitasi harus dilakukan supaya trafo eksitasi lebih tahan
lama dan awet. Selain itu, pemeliharaan yang dilakukan secara teratur bertujuan
untuk mengurangi adanya gangguan-gangguan yang terjadi pada sistem eksitasi.
3.2.3 Konverter / Rectifier
Penyearah terkendali (controlled rectifier) atau sering juga disebut dengan
konverter merupakan rangkaian elektronika daya yang berfungsi untuk mengubah
tegangan sumber masukan arus bolak-balik dalam bentuk sinusoida menjadi
tegangan luaran dalam bentuk tegangan searah yang dapat diatur/ dikendalikan.
Pada PLTA PBS konverter yang digunakan ialah rangkaian konverter tiga fasa
gelombang penuh.
Konverter adalah suatu rangkaian elektronika yang berfungsi untuk
mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Rectifier ini sebenarnya adalah
rangkaian dari beberapa dioda dan komponen lainnya.
7
Konverter pada PLTA PBS berfungsi untuk menyearahkan tegangan AC
3 phasa yang dihasilkan generator menjadi tegangan DC yang kemudian akan
digunakan sebagai penguatan pada generator setelah putaran generator sudah
mencapai 90%. Hal tersebut terjadi karena saat putaran generator sudah mencapai
lebih dari 90%, generator sudah mampu melakukan penguatan sendiri tanpa
bantuan battery.
3.2.4 AVR (Automatic Voltage Regulator)
AVR (Automatic Voltage Regulator) pada PLTA PBS berfungsi untuk
menjaga agar tegangan generator tetap konstan dengan kata lain generator akan
mengeluarkan tegangan yang selalu stabil dan tidak terpengaruh pada perubahan
beban yang selalu berubah-ubah, dikarenakan beban sangat mempengaruhi
tegangan output generator.
Prinsip kerja dari AVR adalah mengatur arus penguatan pada exciter.
Apabila tegangan output generator di bawah tegangan nominal tegangan
generator, maka AVR akan memperbesar arus penguatan pada exciter. Dan juga
sebaliknya apabila tegangan output Generator melebihi tegangan nominal
generator maka AVR akan mengurangi arus penguatan pada exciter. Dengan
demikian apabila terjadi perubahan tegangan output Generator akan dapat
distabilkan oleh AVR secara otomatis karena AVR sudah dilengkapi dengan alat
pembatas penguat minimum ataupun maximum yang bekerja secara otomatis.
8
3.2.5 FCR (Field Current Regulator)
Field Current Regulator atau FCR merupakan salah satu pengatur dari
sistem eksitasi yang digunakan apabila AVR tidak dapat di fungsikan karena
adanya gangguan atau apabila tegangan real < 13,1 kV. Dimana FCR ini memakai
arus sebagai referensi dalam pengaturannya.
Secara garis besar FCR mempunyai sistem kontrol yang selalu
menghubungkan antara generator dan FCR itu sendiri, seperti halnya pada lilitan
shunt yang dipasang trafo arus (CT) pada generator yang digunakan sebagai
detector arus yang mentransformasikan dari arus yg besar (primer) ke arus yg
kecil (sekunder) guna pengukuran atau poteksi dan terhubung dengan FCR.
Melalui kompensator arus selanjutnya arus medan yang diukur pada lilitan shunt
dan arus medan sesuai dengan referensi akan dibandingkan oleh FCR setelah itu
FCR mengirimkan sinyal ke Thyristor atau SCR sehingga dapat beroperasi untuk
mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) untuk penguat medan
pada rotor.
3.2.6 Pemutus Tenaga (PMT)
PMT pada sistem eksitasi berfungsi sebagai pintu masuknya sumber DC
yang akan disalurkan ke rotor generator. Saat generator mulai mencapai putaran
90%, generator mulai dapat melakukan eksitasi sendiri dari tegangan yang
dihasilkannya. Tegangan 13,8 KV diturunkan terlebih dahulu menjadi 335V oleh
trafo eksitasi kemudiaan disearahkan oleh rectifier. Setelah tegangan sudah diatur
oleh AVR dan sesuai, barulah PMT bekerja dan menyalurkan tegangan DC
tersebut menuju rotor generator.
9
3.2.7 Field Flasing
Pada beberapa kasus dimana konverter tidak mempunyai tegangan suplai
yang cukup saat start, maka diperlukan suplai arus yang kecil untuk beberapa saat
sehingga mampu menaikan tegangan konverter. Field flashing memberikan 5-
10% dari arus eksitasi saat tanpa beban kebelitan medan sampai tegangan mesin
cukup untuk mensuplai konverter. Untuk memberikan input ke konverter, proses
eksitasi dapat dilakukan secara otomatis maupun manual. Untuk memenuhi
persyaratan Field flashing, maka dilayani dengan baterai unit.
Peralatan untuk operasional harus dapat diandalkan. Komponen tersebut
digunakan untuk melayani proses kenaikan tegangan (paralel dengan mesin
sinkron), pada saat eksitasi belum memberikan arus maka proses penguatan awal
dengan proses Field flashing dengan batasan arusnya ± 50% dari arus nominal.
Kalau terjadi perubahan, perlu diamati kenaikan tegangan (input AC) setelah
semua peralatan rangkaian eksitasi siap maka bisa di operasikan dengan normal,
yaitu dimana PMT Field flashing otomatis akan terputus.
10
3.2.8 Sikat Arang
Sikat arang berfungsi untuk menyalurkan sumber DC menuju belitan rotor
generator. Sikat terbuat dari karbon, grafit , logam grafit, atau campuran karbon-
grafit yang dilengkapi dengan pegas penekan dan kotak sikat. Besarnya tekanan
pegas dapat diatur sesuai dengan keinginan. Permukaan sikat ditekan ke
permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Karbon yang ada
diusahakan memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik,
dan koefisien gesekan yang rendah untuk mengurangi keausan
Sikat arang pada generator PBS berjumlah 18 pasang setiap unitnya. 18
sikat untuk menyalurkan muatan positif dan 18 sikat arang yang lain untuk
menyalurkan muatan negatif. Setiap bulannya ketebalan arang harus diukur. Tebal
arang yang sudah dibawah standar herus diganti agar penyaluran sumber DC
dapat berlangsung lancar. Panjang Sikat Arang minimum 20 mm (sesuai design
ASEA).
11
12
1
2
3
4
5
6 7
8 9 10 11 12 13
14
15
16
17
18
1
2
3
4
5
6 7
8 9 10 11
12
13
14
15
16
17
18
BRUSH HOLDER
3.3 Sistem Kerja Eksitasi
Pada saat tombol start pada panel control ditekan maka seluruh peralatan
kontrol bekerja, sesaat kemudian turbin mulai berputar yang di ikuti berputarnya
generator. Pada saat generator berputar sampai pada ±90 % putaran nominal dan
panel kontrol eksitasi ready field flashing bekerja secara otomatis dan sumber
tegangan 110 V DC dari batery akan terhubung ke slip ring. Arus dari batery akan
mengalir ke lilitan rotor melalui slipring (sikat karbon) yang terdapat pada cincin
pengumpul pada poros utama generator kedua cincin pengumpul meneruskan arus
ke 23 pasang kutub yang terdapat pada kumparan rotor akan timbul medan
magnet yang arahnya berlawanan dengan arah arus listrik yang masuk.
Karena rotor telah diputar oleh turbin, maka kumparan medan juga ikut
berputar dan disini akan terjadi GGL induksi yang dibangkitkan semakin besar,
sehingga generator sudah menghasilkan tegangan yang cukup besar. Tegangan
yang dihasilkan generator ini dihubungkan ke trafo eksitasi,AVR (Automatic
Voltage Regulator) dan trafo daya. Keluaran trafo eksitasi masuk kerangkaian
penyearah sedang AVR telah mampu mentriger thyristor sehingga rangkaian
penyearah dapat beroprasi unruk menubah tegangan AC menjadi tegangan DC
yang dipakai untuk penguatan sendiri.
Setelah tegangan generator mencapai ±90% dari tegangan nominal relay
field flashing dari bateray secara otomatis terputus, sedangkan generator telah
mampu menghasilkan tegangan nominal kira-kira 13,8 KV tegangan ini dipakai
untuk penguatan sendiri pada generator melalui trafo eksitasi dan
penyearah.Dengan demikian sumber batery akan memberikan penguatan pada
generator dari putaran 90% sampai pada tegangan generator mencapai 50%
setelah itu penguatan dilakukan oleh generator itu sendiri. Keluaran tegangan
generator sinkron diatur dengan cara otomatis oleh kontrol AVR apabila tegangan
generator turun atau tegangan generator naik, apabila terjadi gangguan terhadap
AVR dan tegangan real >13.1 kV maka FCR (Field Current Regulator) akan
13
secara otomatis mengambil alih untuk digunakan sebagai penstabil tegangan
pengganti AVR..
Pengaturan tegangan generator dengan mengatur besar atau kecilnya arus
penguatan yang masuk ke kumparan medan. Semakin besar arus eksitasi maka
semakin besar GGL induksi yang dibangkitkan sebaliknya semakin kecil arus
eksitasi maka semakin kecil GGL induksi yang dibangkitkan oleh generator.
Pengaturan arus eksitasi ini oleh AVR dengan mengatur besar kecilnya
tegangan penyalaan pada thyristor. Penguatan generator akan terus berlangsung
selama seluruh proses pembangkitan bekerja.
14
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Setelah melakukan Kerja Praktek di PT. Indonesia Power PLTA Panglima
Besar Soedirman Unit Bisnis Pembangkitan Mrica Banjarnegara, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Di dalam sistem eksitasi generator PLTA PBS, terdapat beberapa
komponen penting yang peranannya sangat berpengaruh terhadap hasil
penguatan yang akan diberikan ke rotor generator. Komponen eksitasi
untuk masing-masing unit generator pada PLTA PBS yaitu Battery, Trafo
Eksitasi, Konverter (Perubah tegangan AC - DC) / Rectifier (Penyearah),
AVR (Automatic Voltage Regulator), FCR (Field Current Regulator),
Pemutus Tenaga (PMT), Field flasing & Sikat Arang
2. Sistem eksitasi yang digunakan pada generator utama PLTA PB
Soedirman adalah menggunakan sistem eksitasi statik, artinya saat putaran
generator mencapai 90% field flasing akan menutup bersamaan dengan
PMT eksitasi sehingga generator akan dicatu oleh battery 110 VDC.
Setelah 5 detik, field flasing akan lepas dan generator akan mulai
menggunakan sistem eksitasi sendiri dengan mengambil sebagian daya
dari keluaran generator sebesar 180 KW yang teganganya sudah
diturunkan oleh trafo eksitasi dari tegangan 13,8 KV menjadi 335 V,
kemudian tegangan tersebut disearahkan oleh rectifier 3 phasa, lalu AVR
(Automatic Voltage Regulator) digunakan sebagai penstabil tegangannya.
serta FCR (Field Current Regulator) digunakan sebagai penstabil arus.
3. Perubahan eksitasi hanya akan mengubah daya semu output (kVA), tetapi
tidak akan mengubah daya nyata output (kW). Dengan kata lain ,
Penguatan (eksitasi) hanya merubah faktor daya beban yang dihantarkan
15
tanpa mempengaruhi beban sepanjang torsi penggerak dari masing-masing
generator yang bekerja paralel tidak berubah.
4. Tujuan dari sistem eksitasi pada generator adalah untuk mengendalikan
output dari generator agar tetap stabil pada beban sistem yang berubah –
ubah dengan cara mengendalikan sudut penyalaan atau gate Thyristor.
4.2 Saran
a) Upaya untuk menjaga K3 harus selalu digalakkan untuk menekan
terjadinya kecelakaan.
b) Selalu lakukan pengecekan rutin untuk masing-masing peralatan agar
peralatan dapat bekerja secara maksimal.
c) Apabila terjadi gangguan harus segera dilakukan perbaikan serta
pengujian pada sistem sehingga dapat mengambil keputusan apakan alat
perlu diganti atau tidak, sehingga tidak terjadi kerusakan yang lebih fatal.
16
DAFTAR PUSTAKA
Andhika, Rizqi. 2010. Sistem Eksitasi Statik Pada Generator PLTA Panglima
Besar Soedirman. Semarang : SMK Negeri 7.
Dwihakoso, M. Fauzi. 2011. Sistem Penguatan ( Eksitasi ) Statik Pada Generator
13,8 KV PLTA Panglima Besar Soedirman Di Mrica
Banjarnegar. Semarang : SMK Negeri 7.
Iswanto, Japar. 1996. Pembangkitan GGL Generator Serempak 3 Fase Pada Unit
PLTA Wadaslintang PLN PJB Sektor Mrica Banjarnegara.
Yogyakarta : Institut Sains & Teknologi AKPRIND
Praja W, Ridwan. 2011. Kendali Sistem Berbasis Thyristor Pada Generator
Sinkron 67 MVA PLTA Panglima Besar Soedirman. Purbalingga :
UNSOED.
Tohidin. 1996. Dr. Este Buku Pintar Jilid I. Banjarnegara.
______. 1997. Dr. Este Buku Pintar Jilid II. Banjarnegara.
17