Pengaman ELektris Generator PLTGU

144
PT PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK DIVISI OPERASIONAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP (1 JULI 2008 S/D31 JULI 2008) KERJA PRAKTEK SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS PADA GENERATOR PLTGU PT PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK NALENDRA PERMANA NRP 2205100081 (1) DANIEL PRAHARA EKA RAMADHANI NRP 2205100087 (1) EKO PRASETYO NRP 2205100092 (1) DOSEN PEMBIMBING IR. SJAMSJUL ANAM, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2008

description

mengenai sistem pengaman elektris pada generator PLTGU

Transcript of Pengaman ELektris Generator PLTGU

Page 1: Pengaman ELektris Generator PLTGU

PT PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK DIVISI OPERASIONAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP (1 JULI 2008 S/D31 JULI 2008) KERJA PRAKTEK

SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS PADA GENERATOR PLTGU PT PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK NALENDRA PERMANA NRP 2205100081 (1) DANIEL PRAHARA EKA RAMADHANI NRP 2205100087 (1) EKO PRASETYO NRP 2205100092 (1) DOSEN PEMBIMBING IR. SJAMSJUL ANAM, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2008

Page 2: Pengaman ELektris Generator PLTGU

PT PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK DIVISI OPERASIONAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP (1 JULI 2008 S/D31 JULI 2008) KERJA PRAKTEK

SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS PADA GENERATOR PLTGU PT PJB UNIT PEMBANGKITAN GRESIK NALENDRA PERMANA NRP 2205100081 (1) DANIEL PRAHARA EKA RAMADHANI NRP 2205100087 (1) EKO PRASETYO NRP 2205100092 (1) DOSEN PEMBIMBING Ir. SJAMSJUL ANAM, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2008

Page 3: Pengaman ELektris Generator PLTGU

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

iv

Page 4: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Sistem Pengaman Elektris Pada Generator PLTGU PT PJB Unit Pembangkitan Gresik

KERJA PRAKTEK

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan kurikulum

Fakultas Teknologi Industri Program Sarjana Pada

Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Menyetujui : Dosen Pembimbing

Ir. Sjamsjul Anam, MT NIP. 131 918 686

Mengetahui :

Ketua,

( Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng.) NIP.131 918 688

SURABAYA OKTOBER, 2008

Page 5: Pengaman ELektris Generator PLTGU

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

vi

Page 6: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Sistem Pengaman Elektris Pada Generator PLTGU PT PJB Unit Pembangkitan Gresik

Tempat Pengesahan : Gresik Tanggal : Oktober 2008

Mentor,

Ir. Agus Sulijantoko NIP. 5777047

Penanggung Jawab,

Akhmad Sujudi, ST NIP. 5779004

Page 7: Pengaman ELektris Generator PLTGU

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

viii

Page 8: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 ix

KATA PENGANTAR

Segala puji kami panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat

rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan laporan hasil Kerja

Praktek di PT PJB Unit Pembangkitan Gresik Divisi Operasional

PLTGU.

Kerja praktek ini merupakan salah satu syarat yang harus

dipenuhi untuk menyelesaikan program studi Strata-1 pada jurusan

Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya. Melalui kegiatan ini mahasiswa dapat melihat

langsung kegiatan-kegiatan dan peralatan-peralatan dalam bidang teknik

sistem tenaga dan menghubungkannya dengan teori yang telah diperoleh

dalam perkuliahan.

Tak lupa kami sampaikan penghargaan dan rasa terima kasih

kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam melaksanakan

kerja praktek dan menyusun laporan ini sehingga dapat terselesaikan

dengan baik, khususnya kepada :

1. Bapak Dr.Ir. Mochamad Ashari, M.Eng. selaku Ketua Jurusan

Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Instintut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya.

2. Bapak Ir. Soedibjo, MM selaku Ketua Sie Kerja Praktek Jurusan

Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Instintut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya.

3. Bapak Ir. Sjamsjul Anam, MT selaku dosen pembimbing kerja

praktek kami.

Page 9: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 x

4. Bapak Ir. Agus Sulijantoko selaku mentor kerja praktek kami di PT

PJB Unit Pembangkitan Gresik.

5. Bapak Akhmad Sujudi, ST selaku penanggung jawab yang telah

membantu kelancaran proses kerja praktek kami di PT PJB Unit

Pembangkitan Gresik.

6. Bapak Suprapto Supardi, bapak Moch. Saleh, bapak Hari Susanto,

bapak Ph Choirul Anam, bapak Eko Rusmadi, bapak Suyando Kadi,

dan bapak Slamet Hartono yang telah membimbing kami selama

kerja praktek.

7. Bapak Sidiq, dan seluruh pegawai di PT PJB Unit Pembangkitan

Gresik Divisi Operasional PLTGU, yang bersedia meluangkan waktu

dan membagi ilmunya dengan kami.

8. Seluruh rekan rekan bidang studi Teknik Sistem Tenaga dan rekan-

rekan e-45 yang selalu membantu dan membagi waktu bersama

kami.

9. Pak Sugeng yang tidak bosan-bosan mengurus proses administrasi.

10. Segenap keluarga yang telah memberikan semangat dan doa restu.

11. Semua pihak yang telah membantu demi terselesaikannya laporan

Kerja Praktek ini.

Kami menyadari akan adanya kekurangan-kekurangan dalam

penulisan laporan ini karena keterbatasan wawasan dan pengetahuan

kami. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran membangun dari

semua pihak agar dapat lebih baik di masa yang akan datang.Akhirnya

kami berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak.

Surabaya, Agustus 2008

Penyusun

Page 10: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xi

DAFTAR ISI

Cover Luar ..................................................................................... i

Cover Dalam .................................................................................. iii

Halaman Pengesahan Jurusan ........................................................ v

Halaman Pengesahan Instansi ........................................................ vii

Kata Pengantar ............................................................................... ix

Daftar Isi ........................................................................................ xi

Daftar Gambar ............................................................................... xv

Daftar Tabel ................................................................................... xix

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1

1.2 Waktu dan Tempat Pelaksanaan .............................................. 3

1.3 Tujuan Kerja Praktek ............................................................... 4

1.3.1 Tujuan Umum ............................................................. 4

1.3.2 Tujuan Khusus ............................................................ 4

1.4 Batasan Penulisan .................................................................... 5

1.4 Sistematika Penulisan .............................................................. 5

1.5 Metode Pengumpulan Data ..................................................... 6

II. PROFIL PT PEMBANGKITAN JAWA BALI (PJB) UNIT

PEMBANGKITAN GRESIK

2.1 Nama perusahaan ..................................................................... 9

2.2 Filosofi, Visi, dan Misi Perusahaan ......................................... 9

Page 11: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xii

2.3 Lokasi Perusahaan .................................................................... 10

2.4 Sejarah Perusahaan ................................................................. 10

2.5 Struktur Organisasi Perusahaan .............................................. 13

2.6 Spesifikasi Teknis PLTGU Gresik .......................................... 25

2.6.1 Komponen Mekanis dan Elektris ................................ 28

2.6.2 Proses Pembangkitan Listrik PLTGU ........................ 41

III. SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS GENERATOR PADA

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

3.1 Klasifikasi Gangguan Pada Generator ...................................... 45

3.2.1 Gangguan Listrik .......................................................... 45

3.2.2 Gangguan Mekanis ....................................................... 48

3.2.3 Gangguan Sistem ......................................................... 49

3.2 Klasifikasi Relay Pengaman Elektris Generator ....................... 52

IV. APLIKASI SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS GENERATOR

PADA PLTGU GRESIK

4.1 Peralatan Pengaman Elektris Generator ................................ 67

4.1.1 Generator Solid State Overvoltage Protection .......... 69

4.1.2 Stator Earth Fault Protection 100% .......................... 71

4.1.3 Stator Earth Fault Protection 80% ............................ 73

4.1.4 Generator Reverse Power Protection ........................ 77

4.1.5 Rotor Earth Fault Protection ..................................... 79

4.1.6 Generator Negative Phase Sequence Protection ....... 80

4.1.7 Generator Solid State Differential Protection ........... 82

4.1.8 Generator Definite Time Overcurrent Protection ..... 84

Page 12: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xiii

4.1.9 Generator Solid State Frequency Protection ............. 86

4.1.10 Generator Out of Step Protection .............................. 88

4.1.11 Generator Impedance Protection ............................... 90

4.1.12 Generator Loss of Field Protection ........................... 91

4.2 Peralatan Pendukung Pengaman Elektris Generator ............. 92

4.2.1 Power Supply ............................................................ 92

4.2.2 Potential Transformer ................................................ 94

4.2.3 Current Transformer .................................................. 95

4.2.4 Circuit Breaker ........................................................... 96

4.2.5 Disconnecting Switch ................................................ 98

4.2.6 Tripping Matrix ......................................................... 100

4.2.7 Trip Relay Sub System .............................................. 102

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................. 105

5.2 Saran ........................................................................................ 107

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Page 13: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xiv

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

Page 14: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.l Lokasi PT PJB UP Gresik ..................................... 10

Gambar 2.2 Diagram Struktur Organisasi PT PJB UPGresik .. 14

Gambar 2.3 Area PLTGU Gresik ............................................. 26

Gambar 2.4 Single Line Diagram PT PJB UP Gresik .............. 27

Gambar 2.5 Komplek Turbin Gas ............................................. 28

Gambar 2.6 Inlet Guide Vanes ................................................. 29

Gambar 2.7 Compressor .......................................................... 30

Gambar 2.8 Heat Recovery Steam Generator .......................... 33

Gambar 2.9 Single Line Diagram Gardu Induk Pembangkit

150 kV .................................................................. 38

Gambar 2.10 Single Line Diagram Gardu Induk Pembangkit

500 kV .................................................................. 39

Gambar 2.11 Skema Pembangkitan PLTGU ............................. 44

Gambar 3.l Gangguan Stator Hubung Singkat 3 Fasa ............. 46

Gambar 3.2 Gangguan Stator Hubung Singkat 2 Fasa ............. 46

Gambar 3.3 Gangguan Stator Hubung Singkat 1 Fasa ............. 47

ke Tanah

Gambar 3.4 Penempatan Peralatan Pengaman Elektris

pada Generator ...................................................... 52

Gambar 3.5 Single Line Diagram Rele Tegangan Lebih

pada Generator ...................................................... 54

Gambar 3.6 Single Line Diagram Rele Gangguan Stator

Hubung Tanah ...................................................... 56

Page 15: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xvi

Gambar 3.7 Single Line Diagram Rele Gangguan Stator

Hubung Tanah Terbatas ....................................... 56

Gambar 3.8 Single Line Diagram Rele Daya Balik ................. 58

Gambar 3.9 Single Line Diagram Rele Gangguan Rotor

Hubung Tanah ....................................................... 59

Gambar 3.10 Single Line Diagram Rele Diferensial .................. 61

Gambar 3.11 Single Line Diagram Rele Arus Lebih ................. 62

Gambar 3.12 Single Line Diagram Rele Impedansi ................... 64

Gambar 3.13 Diagram Rele Kehilangan Medan Penguat

Rotor ..................................................................... 65

Gambar 3.14 Single Line Diagram Rele Kehilangan

Sinkronisasi .......................................................... 66

Gambar 4.1 Single Line Diagram Sistem Pengaman

Elektris Generator pada PLTGU Gresik ............... 68

Gambar 4.2 Siemens 7RE2110/59G ......................................... 70

Gambar 4.3 Siemens 7UE2210/64G-1 ..................................... 72

Gambar 4.4 Siemens RE2610/64G-2 ........................................ 74

Gambar 4.5 Rangkaian Pengaman Stator Hubung Tanah

Siemens 7RE2610/64G-2 ...................................... 75

Gambar 4.6 Rangkaian Ekivalen pada Transformator

Pentanahan ............................................................ 75

Gambar 4.7 Siemens 7RM3410/32G ........................................ 78

Gambar 4.8 Siemens 7UU22 10/64F ....................................... 80

Gambar 4.9 Siemens 7US22/24G ............................................ 82

Gambar 4.10 Siemens 7UD2110/87G ........................................ 83

Gambar 4.11 Siemens 7SJ3110/50-51E ..................................... 85

Page 16: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xvii

Gambar 4.12 Siemens 7RP2310/81G ......................................... 87

Gambar 4.13 Siemens 7VM3110/78G ....................................... 89

Gambar 4.14 Siemens 7SV11 ..................................................... 93

Gambar 4.15 Potential Transformer Pengukuran 150kV .......... 95

Gambar 4.16 Current Transformer Pengukuran 150kV ............ 96

Gambar 4.17 SF6 Circuit Breaker 500 kV ............................... 98

Gambar 4.18 Disconnecting Switch 150 kV Pada GI PLTU .... 99

Gambar 4.19 Siemens 7TA21 ................................................... 100

Gambar 4.20 Alamat Rele Pengaman pada Tripping Matrix ... 101

Gambar 4.21 Siemens 7UW13 .................................................. 102

Page 17: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xviii

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

Page 18: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 xix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.l Kapasitas Daya PT PJB UP Gresik ...................... 12

Tabel 2.2 Spesifikasi teknis generator pada PLTGU Gresik

untuk setiap blok turbin gas .................................. 32

Tabel 2.3 Spesifikasi teknis generator pada PLTGU Gresik

untuk setiap blok turbin uap ................................. 36

Page 19: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu sasaran dari tujuan nasional Indonesia adalah mencapai

suatu struktur ekonomi yang mantap dan seimbang, ditunjang oleh

kekuatan dan kemampuan yang tangguh dari sektor pertanian,

perkembangan sektor industri yang kokoh, ditambah stabilitas nasional

yang mantap dan dinamis.

Sejalan dengan usaha untuk mengembangkan sektor industri yang

kokoh maka perlu diciptakan suatu keseimbangan antara dunia

pendidikan dan industri untuk menghasilkan sarjana yang memiliki

pemahaman dan keterampilan yang berkaitan dengan pengembangan

teknologi dan bidang-bidang penerapannya. Dengan kemampuan

akademis yang handal dan keterampilan aplikasi di bidang industri yang

cukup, tenaga-tenaga kerja itu nantinya bisa mengembangkan kreativitas

dan penalaran untuk memberikan sumbangan pemikiran dalam

pembangunan industri Indonesia.

Perkembangan industri di Indonesia dewasa ini cukup pesat.

Sehubungan dengan hal itu perguruan tinggi sebagai tempat untuk

menghasilkan sumber daya manusia yang berkualitas, berkepribadian

mandiri, dan memiliki kemampuan intelektual yang baik merasa

terpanggil untuk semakin meningkatkan mutu outputnya. Ditinjau dari

kondisi bangsa sebagai aktualisasi kehidupan manusia secara komunal,

maka pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi mempunyai

Page 20: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 2

peranan yang penting dalam kemajuan bangsa sekaligus mempengaruhi

keberhasilan pembangunan masyarakat yang mandiri. Pengembangan

IPTEK berfungsi sebagai sarana percepatan peningkatan sumber daya

manusia, perluasan kesempatan kerja, peningkatan harkat dan martabat

bangsa sekaligus peningkatan kesejahteraan rakyat, pengarah proses

pembaharuan, serta peningkatan produktifitas.

Konsep pengembangan IPTEK dibangun oleh dua pihak yang

saling berkaitan, yakni praktisi lapangan di dunia industri dan akademisi

di kalangan pendidikan khususnya perguruan tinggi. Pembangunan di

bidang pendidikan dilaksanakan seiring dengan pengembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi, dengan mengaplikasikan suatu sistem

pendidikan nasional dalam rangka peningkatan kemampuan sumber

daya manusia (SDM) nasional dalam berbagai bidang. Pendidikan

tinggi sebagai bagian dari pendidikan nasional dibina dan dikembangkan

guna mempersiapkan mahasiswa menjadi SDM yang memiliki

kemampuan akademis dan profesi sekaligus tanggap terhadap kebutuhan

pembangunan dan pengembangan IPTEK sehingga dapat dijadikan

bekal dalam menjalankan fungsi pengabdian masyarakat.

Pengembangan sumber daya manusia di perguruan tinggi dilaksanakan

melalui kegiatan belajar mengajar secara akademis, penelitian, dan

pengabdian masyarakat.

Untuk mencapai hasil yang optimal dalam pengembangan

ilmu pengetahuan dan teknologi dibutuhkan kerjasama dan jalur

komunikasi yang baik antara perguruan tinggi, industri, instansi

pemerintah dan swasta. Kerjasama ini dapat dilaksanakan dengan

penukaran informasi antara masing-masing pihak tentang korelasi antara

Page 21: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 3

ilmu yang dipelajari di perguruan tinggi dan penggunaan ilmu di dunia

industri.

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya adalah salah satu perguruan

tinggi negeri dengan sasaran pengembangan dan penggunaan proses

industri, unit operasi, dan perancangan dalam skala besar sistem elektrik

serta otomasi industri secara elektrik. Mahasiswa Teknik Elektro FTI-

ITS sebagai bagian dari sumber daya manusia Indonesia secara khusus

disiapkan untuk menjadi design engineer, project engineer, process

engineer, peneliti dan pendidik.

Untuk mencapai tujuan diatas maka Jurusan Teknik Elektro,

Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya menjembatani mahasiswanya untuk melaksanakan kerja

praktek sebagai kelengkapan teori (khususnya dalam bidang keahlian)

yang telah dipelajari di bangku kuliah. Dalam kesempatan ini kami

selaku mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri,

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya melaksanakan kerja

praktek di PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB) Unit Pembangkitan Gresik

Divisi Operasional Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU).

Materi yang kami soroti dalam pelaksanaan kerja praktek ini adalah

mengenai sistem pengaman elektris pada generator PLTGU PT PJB Unit

Pembangkitan Gresik.

1.2 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Kerja Praktek dilaksanakan selama satu bulan mulai

tanggal 1 Juli hingga 31 Juli 2008 di PT Pembangkitan Jawa Bali

Page 22: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 4

(PJB) Unit Pembangkitan Gresik Divisi Operasional Pembangkit

Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU).

1.3 Tujuan Kerja Praktek

Tujuan pelaksanaan kerja praktek:

1.3.1 Tujuan Umum

1. Terciptanya suatu hubungan yang sinergis, jelas, dan terarah

antara dunia perguruan tinggi dan dunia kerja sebagai pengguna

outputnya.

2. Meningkatkan kepedulian dan partisipasi dunia usaha dalam

memberikan kontribusinya pada sistem pendidikan nasional.

3. Membuka wawasan mahasiswa agar dapat mengetahui dan

memahami aplikasi ilmu yang dipelajarinya dalam perkuliahan

di dunia industri pada umumnya serta mampu menyerap dan

berasosiasi dengan dunia kerja secara utuh.

4. Mahasiswa dapat memahami dan mengetahui sistem kerja di

dunia industri sekaligus mampu mengadakan pendekatan

masalah secara utuh.

5. Menumbuhkan dan menciptakan pola berpikir konstruktif dan

dinamis yang lebih berwawasan bagi mahasiswa dalam dunia

perindustrian.

1.3.2 Tujuan Khusus

Guna memenuhi Sistem Kredit Semester (SKS) sebagai

persyaratan administrasi akademis di Jurusan Teknik Elektro

Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya.

Page 23: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 5

1.4 Batasan Penulisan

Dalam penulisan ini akan dibahas tentang Penggunaan

sistem pengaman elektris pada generator PLTGU Gresik. Aplikasi

sistem pengaman elektris pada generator PLTGU Gresik meliputi :

1. Pembahasan peralatan pengaman elektris generator.

2. Instrumen - instrumen pendukung pada sistem

pengaman elektris.

1.5 Sistematika Penulisan

Di dalam penyusunan laporan Praktek Kerja ini,

sistematika penyusunan yang digunakan adalah sebagai berikut :

o Bab I : Pendahuluan

Membahas tentang latar belakang, tujuan Praktek

Kerja, batasan masalah, sistematika penulisan dan

metode pengumpulan data.

o Bab II : Profil PT PJB Unit Pembangkitan Gresik.

Membahas tentang filosofi, visi, misi, sejarah singkat,

letak geografis, struktur organisasi , serta spesifikasi

teknis pembangkit tenaga listrik pada PT

Pembangkitan Jawa Bali (PJB) Unit Pembangkitan

Gresik.

o Bab III : Sistem Pengaman Elektris Generator Pada

Pembangkit Tenaga Listrik

Page 24: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 6

Membahas tentang teori mengenai gangguan pada

sistem tenaga listrik dan teori yang menunjang

operasional sistem pengaman elektris generator pada

pembangkit tenaga listrik.

o Bab IV : Aplikasi Sistem Pengaman Elektris

Generator pada PLTGU Gresik

Berisi tentang teori operasional Sistem Pengaman

Elektris Generator dan fungsi Sistem Pengaman

Elektris Generator

o Bab V : Penutup

Berisi kesimpulan dan saran terhadap sistem

pengaman elektris generator pada PLTGU Gresik.

o Bab VI : Lampiran

Berisi lampiran-lampiran sebagai data penunjang

laporan

1.6 Metode Pengumpulan Data

Dalam penyusunan Laporan Praktek Kerja ini metode yang

dipakai dalam mengumpulkan data meliputi :

1. Studi literature mengenai definisi, fungsi dan cara

kerja dari sistem pengaman elektris generator beserta

alat pendukungnya.

2. Pengumpulan data di PT Pembangkitan Jawa Bali

(PJB) Unit Pembangkitan Gresik melalui:

Wawancara

Observasi lapangan

Page 25: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 7

Melakukan analisa prinsip kerja

Mengambil kesimpulan dari analisis yang telah

dihasilkan.

Page 26: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 8

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

Page 27: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 9

BAB II

PROFIL PT PEMBANGKITAN JAWA BALI (PJB) UNIT

PEMBANGKITAN GRESIK

2.1 Nama Perusahaan

PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB), Unit Pembangkitan Gresik.

2.2 Filosofi, Visi, dan Misi Perusahaan

Dalam melaksanakan usahanya PT PJB UP Gresik mengusung

filosofi “Mempunyai komitmen yang tinggi terhadap sasaran yang

hendak dicapai dan Sumber Daya Manusia (SDM) sebagai asset penting

bagi perusahaan”. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal dalam

mengelola perusahaan, komitmen tersebut merupakan aspek yang harus

selalu dijaga. Dalam menjaga komitmen tersebut PT PJB UP Gresik

memiliki visi :

Menguasai pangsa pasar di Indonesia

Menjadi perusahaan kelas dunia

Memiliki SDM yang profesional

Peduli lingkungan

Sedangkan misi yang diusung PT PJB UP Gresik dalam

menjalankan bisnisnya adalah :

Menjadi perusahaan yang dinamis

Memberikan hasil yang terbaik kepada pemegang saham,

pegawai, pelanggan, pemasok, pemerintah dan masyarakat

serta lingkugannya.

Memenuhi tuntutan pasar

Page 28: Pengaman ELektris Generator PLTGU

2.3 Lokasi Perusahaan

Unit Pembangkitan Gresik merupakan salah satu unit

pembangkit tenaga listrik milik PT PJB yang terletak di provinsi Jawa

Timur. Unit Pembangkitan ini berlokasi di kota Gresik, kira-kira 20 km

arah barat laut kota Surabaya, tepatnya di desa Sidorukun, Jl. Harun

Tohir no.1 Gresik, Jawa Timur. Total luas wilayah dimana PT PJB UP

Gesik berada mencapai kurang lebih 78 Ha, termasuk wilayah

pembuangan lumpur dan luas bangunan. Batas area yang menjadi lokasi

PT PJB UP Gresik adalah :

Utara : Kantor PT. Pertamina Persero

Timur : Selat Madura

Selatan : Bengkel Swabina Graha, Selat Madura

Barat : Jl. Harun Tohir

Gambar 2.1 Lokasi PT PJB UP Gresik

2.4 Sejarah Perusahaan

Unit Pembangkitan Gresik terbentuk berdasarkan surat

keputusan Direksi PLN No.030.K/023/ DIR/1980, tanggal 15 Maret

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 10

Page 29: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 11

1980. UP Gresik merupakan unit kerja yang dikelola oleh PT. PLN

(Persero) PLN Pembangkitan dan Penyaluran Jawa bagian Timur dan

Bali (PLN Kitlur JBT) yg dikenal dgn sebutan Sektor Gresik dengan

kapasitas 700 MW (PLTU dan PLTG).

Berdasarkan surat keputusan Dirut PLN Pusat

No.006.K/023/DIR/1992 tanggal 4 Februari 1992 terbentuk lagi Sektor

Gresik Baru dengan kapasitas 1578 MW (PLTGU) dengan lokasi di

dalam area Sektor Gresik.

Berdasarkan surat keputusan Dirut PLN PJB II

No.023.K/023/DIR/1996 tanggal 14 Juni 1996 tentang penggabungan

unit pelaksana Pembangkitan Sektor Gresik dan Sektor Gresik Baru,

maka UP Gresik diubah strukturnya menjadi PT.PLN PJB II Sektor

Gresik.

Pada tanggal 30 Mei 1997 Dirut PT.PLN PJB II mengeluarkan

surat keputusan No.021/023/DIR/1997 tentang perubahan sebutan

Sektor menjadi Unit Pembangkitan.

Pada tanggal 24 Juni 1997 Dirut PT PLN PJB II mengeluarkan

surat keputusan No.024A.K/023/DIR/1997 tentang pemisahan fungsi

pemeliharaan dan fungsi operasi pada PT PLN PJB II Unit

Pembangkitan Gresik.

Sampai Saat ini Unit Pembangkitan Gresik bertanggung jawab

atas 3 macam mesin pembangkit tenaga listrik, yaitu :

1. Pembangkitan Listrik Tenaga Gas (PLTG) kapasitas ±80,4

MW.

2. Pembangkitan Listrik Tenaga Uap (PLTU) kapasitas ±600

MW.

Page 30: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 12

3. Pembangkitan Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) kapasitas

±1575 MW

Total kapasitas daya yang mampu dibangkitkan PT PJB UP

Gresik mencapai ±2255 MW dan diperoleh dari 21 generator termal

yang dimiliki. PT PJB UP Gresik mampu memproduksi energi listrik

sebesar 12.814 GWh per tahun yang kemudian disalurkan melalui

Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV dan Saluran

Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV ke sistem interkoneksi Jawa-

Bali. Secara teknis pembagian unit generator yang berada di bawah

wewenang PT PJB UP Gresik adalah :

Tabel 2.1 Kapasitas daya PT PJB UP Gresik

Pembangkit

Listrik

Unit

Kapasitas

(MW)

Bahan

Bakar

Mulai

Beroperasi

Pada

PLTU Gresik 1 1 1x100 MFO/Gas 31-08-1981

PLTU Gresik 2 1x100 MFO/Gas 14-11-1981

PLTU Gresik 3 1x200 MFO/Gas 15-03-1988

PLTU Gresik 4 1x200 MFO/Gas 01-07-1988

PLTU Gresik 600

PLTG Gresik 1 1 1x20,1 HSD/Gas 07-06-1978

PLTG Gresik 2 2 1x20,1 HSD/Gas 09-06-1978

PLTG Gilitimur 1 1 1x20,1 HSD 22-10-1999

PLTG Gilitimur 2 2 1x20,1 HSD 04-11-1999

PLTG Gresik 80,4

Page 31: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 13

GT

11, 12,

13

3x112 PLTGU Gresik

Blok 1

ST 10 1x189

Gas/HSD 10-04-1993

GT

21, 22,

23

3x112 PLTGU Gresik

Blok 2

ST 20 1x189

Gas/HSD 05-08-1993

GT

31, 32,

33

3x112 PLTGU Gresik

Blok 3

ST 30 1x189

Gas 30-11-1993

PLTGU Gresik 1575

2.5 Struktur Organisasi Perusahaan

Sejak 2 Januari 1998 struktur organisasi PT PJB UP Gresik

telah mengalami berbagai perubahan mengikuti perkembangan

organisasi, yaitu perubahan PJB II menjadi PT PJB yang fleksibel dan

dinamis sehingga mampu menghadapi dan menyesuaikan situasi bisnis

yang selalu berubah. Perubahan mendasar dari PT PJB UP Gresik adalah

dipisahkannya unit pemeliharaan dan unit operasi. Pemisahan ini

membuat unit pembangkit menjadi organisasi yang lean and clean dan

hanya mengoperasikan pembangkit untuk menghasilkan energi listrik.

Secara garis besar struktur organisasi yang berlaku pada unit-unit kerja

yang terdapat di PT PJB Unit Pembangkitan Gresik dapat dilihat pada

ilustrasi berikut :

Page 32: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Manajer

KepatuhanPF

Pemeliharaan

Engineering Keuangan Umum

SDMKimia dan LK3

Operasi

Gambar 2.2 Diagram Struktur Organisasi PT PJB UPGresik

1. Sumber Daya Manusia

SDM merupakan asset yang sangat penting bagi perushaan.

PJB mempunyai SDM yang berkualifikasi dan menjadi asset yang

penting bagi perusahaan. Pelatihan-pelatihan telah diadakan untuk

meningkatkan kompetensi dan profesionalisme dari SDM seiring

dengan kebutuhan perusahaan. Dengan dukungan dari 395

pegawai, UP Gresik telah menunjukkan pencapaian-pencapaian

dalam kegiatan operasinya. Tugas bagian ini adalah menyiapkan

kebijakan program pelatihan dan pengembangan bagi seluruh sumber

daya manusia unit pembangkitan berdasarkan konsep optimasi biaya

dan jumlah tenaga kerja.

2. Kepatuhan

Bagian kepatuhan dipimpin oleh seorang deputi manajer keuangan

yang bertugas :

a. Melakukan uji kepatuhan atas setiap rancangan kebijakan

dalam RJPP (Rencana Jangka Panjang Perusahaan), RKAP

(Rencana Kerja dan Anggaran Perusahaan) serta Tata Kelola

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 14

Page 33: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 15

Unit sebagaimana tersurat dalam Uraian Tugas Pokok Unit,

Program Kerja, Strategi, Sasaran, Prosedur, kaidah hukum,

Peraturan dan Bisnis Proses, terhadap standar maupun potensial

resiko;.

b. Melakukan uji kepatuhan terhadap batasan kewenangan dalam

pengelolaan usaha maupun pengadaan barang dan jasa

berdasarkan check list yang dikembangkan oleh Bidang

Kepatuhan.

c. Melakukan pemeriksaan dan pemantauan (post review) secara

berkala atas pelaksanaan hasil uji kepatuhan, khususnya

kepatuhan terhadap perintah dan larangan, antara lain

sebagaimana tertulis dalam SOP (Standing Operation

Prosedure).

d. Melakukan uji kepatuhan terhadap aktivitas usaha non core.

e. Bekerja secara independent sehingga mampu mengungkapkan

pandangan serta pemikiran sesuai dengan profesi, dengan tidak

memihak terhadap kepentingan pihak lain yang tidak sesuai

dengan peraturan perundang- undangan yang berlaku dan

prinsip kehati-hatian dalam pengelolaan Unit.

f. Menetapkan langkah-langkah, antara lain menyiapkan prosedur

kepatuhan (compliance procedure) pada setiap satuan kerja,

menyesuaikan pedoman intern unit terhadap setiap perubahan

ketentuan yang bertaku di perusahaan dan menyiapkan proses

pengambilan keputusan oleh manajemen.

g. Memberikan saran, masukan serta rekornendasi kepada

manajemen untuk penyerripurnaan system dan prosedur kerja

Page 34: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 16

di Unit', maupun langkan-langkah antisipatif terhadap dampak

yang signifikan terhadap operasi Unit, rnaupun dampak tingkat

kesehatan Unit atau yang potensial menimbutkan

permasalahan.

h. Membuat laporan dan rekomendasi secara berkala sehingga

informasi yang dibutuhkan semua manajemen untuk evaluasi

kerja dan pembuatan keputu^an dapat tersedia dengan cepat

dan akurat.

i. Melaksanakan tugas-tugas yang diberikan atasan.

3. Keuangan

Bagian keuangan bertanggung jawab atas segala hal yang

menyangkut kondisi keuangan pada kas perusahaan. Bagian ini

terdiri dari unit anggaran dan keuangan serta unit akuntansi.

Bagian keuangan dipimpin oleh seorang manajer keuangan yang

bertugas :

a. Melaksanakan penyusunan anggaran tahunan untuk dijadikan

bahan acuan penggunaan keuangan Unit Pembangkitan.

b. Mengelola administrasi keuangan Unit Pembangkitan sehingga

berjalan sesuai dan memenuhi ketentuan serta prinsip-prinsip

mengenai keuangan

c. Menganalisa dan membuat laporan realisasi keuangan,

sehingga dapat dijadikan bahan pertimbangan dalam

mengadakan kebijakan penggunaan keuangan selanjutnya.

d. Melakukan penilaian investasi Unit Pembangkitan ntuk

digunakan sebagai bahan acuan penilaian terhadap

Page 35: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 17

peningkatan kinerja/keuntungan Unit Pembangkitan secara

keseluruhan.

e. Mengarahkan dan mengkoordinasikan pelaksanaan proses

audit yang komprehensif sesuai dengan kaidah-kaidah yang

berlaku, untuk mendukung kemampuan perusahaan mencapai

hasil kinerja operasional yang maksimum.

f. Memberikan saran-saran perbaikan untuk memastikan semua

kebijakan dan ketentuan diiaksanakan sebagaimana mestinya

sesuai dengan standard atau ketentuan yang berlaku.

g. Mengkoordinasikan pembuatan laporan audit secara berkala

sehingga informasi audit yang dibutuhkan semua pihak

untuk evaluasi kerja dan pembuatan keputusan dapat tersedia

dengan cepat dan akurat.

h. Membuat laporan secara berkala sebagai bahan masukan dan

pengambilan keputusan lebih lanjut.

i. Melaksanakan tugas-tugas yang diberikan atasan.

4. Umum

Secara umum bagian umum bertanggung jawab atas segala hal

yang menyangkut kegiatan rutinitas yang terjadi pada

penyelenggaraan perusahaan. Bagian umum dipimpin oleh seorang

deputi manajer keuangan yang bertugas :

a. Menyelenggarakan kegiatan kesekretariatan, dan rumah tangga

perkantoran untuk memperlancar kinerja Unit Pembangkitan.

b. Merencanakan, mengkoordinasi dan mengevaluasi Anggaran

Biaya Administrasi.

Page 36: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 18

c. Melaksanakan fungsi kehumasan untuk mtmbina hubungar,

serta "community development" dengan stakeholder sehingga

menciptakan citra yang baik tentang perusahaan serfa

menunjang kinerja unit dan perusahaan.

d. Mengadakan pengelolaan bisnis non inti sebagai penunjang

bisnis inti Unit Pembangkitan.

e. Menyelenggarakan kegiatan pengadaan material berdasarkan

permintaan fungsi Inventory Control serta pengadaan jasa

berdasarkan permintaan fungís Perencanaan dan Pengendalian

Pemeliharaan untuk mendukung Pemeliharaan Rutin serta

kebutuhan material Non Instalasi lainnya.

f. Menjamin terlaksananya kegiatan keamanan lingkungan

dengan baik sehingga terciptanya lingkungan kerja yang aman

dan kondusif bagi karyawan.

g. Menyelenggarakan kegiatan proses administrasi gudang serta

material handling-nya untuk semua material Milik Unit

Pembangkitan.

h. Membuat laporan secara berkala sebagai bahan masukan dan

pengambilan keputusan lebih lanjut.

i. Melaksanakan tugas-tugas yang diberikan atasan.

5. Engineering

Bagian engineering merupakan bagian yang bertanggung jawab

atas pelaksanaan segala hal yang menyangkut kegiatan bersifat

teknis yang dilakukan terhadap unit pembangkit tenaga listrik dan

unit-unit pendukungnya. Bagian keuangan dipimpin oleh seorang

deputi manajer engineering yang bertugas :

Page 37: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 19

a. Mengevaluasi penyelenggarakan O&M pusat pembangkitan

tenaga listrik beserta instalasi pendukungnya.

b. Merencartakan resources (expert O&M, referensi, waktu,

tempat) untuk kegiatan FAILURE DEFENCE yang meliputi:

• Audit (assesment) dan prioritisasi pemeliharaan peraiatan

unit pembangkit (SERP).

• Failure Mode and Effect Analisys (FMEA).

• Root Cause Failure Analisys (RCFA).

• Failure Defence Task (FDT) Task Execution

c. Sebagai moderator dan memfasilitasi kegiatan FAILURE

DEFENCE peraiatan Unit Pembangkit.

d. Merekomendasikan kegiatan task execution (CONTINOUS

IMPROVEMENT beserta KPI-nya berupa:

• Perbaikan SOP / IK bidang O&MPenambahan JOP/ IK

bidang O&M.

• Perubahan design dari peraiatan & proses

produksiPenambahan/ pengurangan task preventive

maintenance.

• Penambahan task predictive maintenancePerbaikan

kompetensi personil O&M.

• Perbaikan kualitas & kuantitas ketersediaan material

O&M.

• Over Haul cycle extention peraiatan pembangkit.

• Life extention peratatan pembangkit, termasuk analisis

COST BENEFIT

Page 38: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 20

Proses eksekusi dari rekomendasi tersebut, tetap menjadi

kewenangan dari Deputy Manajer Operasi dan Deputy

Manajer Pemeliharaan dengan jajaran fungsi-fungsi

dibawahnya.

e. Mengevaluasi implementasi task execution yang

direkomendasikan.

f. Melaksanakan kegiatan FAILURE DEFENCE untuk

mengembangkan dan memperbaiki task execution yang belum

berhasil.

g. Menggunakan laporan keberhasilan / kegagalan implementasi

task execution sebagai bahan analisa serta program

pengembangan secara berkesinambungan (proses siklus

review dan inovasi).

h. Melakukan update data pemeliharaan peralatan pembangkitan

untuk keperluan analisa pemeliharaan iebih lanjut.

i. Membuat laporan secara berkala sebagai bahan masukan dan

pengambilan keputusan Iebih lanjut.

j. Merencanakan dan menyusun program Condition Base

Monitoring peralatan utama, mengevaluasi dan membuat

"work package" program pemeliharaan serta memberikan

rekomendasi.

k. Merencanakan dan menyusun dan monitoring implementasi

sistem owner, technology owner dan knowledge owner

sehingga sistem berjalan optimal serta Iebih menjamin

tercapainya kinerja unit pembangkitan yang Iebih baik.

Page 39: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 21

l. Merencanakan, menganalisa dan mengevaluasi penyiapan

kebutuhan sistem informasi guna memenuhi kebutuhan

"sistem inforrnasi manajemen" yang tepat, akurat serta real

time" sehingga menunjang kebutuhan informasi dalam

pengambilan keputusan serta pemamtauan kinerja unit

pembangkitan.

m. Melaksanakan tugas-tugas yang diberikan atasan.

6. Operasi

Untuk meningkatkan tingkat kompetifitas perusahaan melalui

peningkatan produktifitas berkesinambungan pada unit

pembangkit, PJB telah menjadwalkan program-program utama

yang terintegrasi sebagai Good Governance Plan. Ada 9 program

utama yang telah disetujui untuk diterapkan, yaitu :

a. Rencana Pembangkitan

b. Rencana Peningkatan Reliabilitas

c. Perencanaan dan Kontrol Kerja

d. Manajemen Bahan Baku

e. Balance Scorecard

f. Manajemen Outage

g. Manajemen Resiko

h. Manajemen Kualitas

i. Kultur Kerja

7. Pemeliharaan

Bagian pemeliharaan bertanggung jawab atas segala hal yang

menyangkut pemeliharaan seluruh asset perusahaan secara teknis.

Page 40: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 22

Analisis spesialis bertanggung jawab untuk menganalisa segala

kemungkinan yang menyangkut pemeliharaan pada seluruh aset

teknis dalam pembangkitan tenaga listrik. Rendal pemeliharaan

bertanggung jawab atas pelaksanaan pemeliharaan terhadap

seluruh asset teknis dalam pembangkitan tenaga listrik yang dibagi

atas asset PLTU, PLTG, dan PLTGU. Pada masing-masing asset

tersebut dibagi lagi menjadi beberapa kapasitas pemeliharaan, yaitu

[5]:

Pemeliharaan Preventif

Merupakan pemeliharaan yang bersifat pencegahan atas

kemungkinan kerusakan yang mungkin terjadi, hal ini bersifat

berkala dan terjadwal. Pada pembangkit tenaga listrik dibagi

menjadi 2 macam pemeliharaan, yaitu [6]:

a. Turbine Inspection

Dilakukan setiap dua tahun sekali dengan lama waktu

perawatan maksimal satu bulan.

b. Serious / Major Inspection

Dilakukan setiap empat sampai lima tahun sekali dengan

lama waktu perawatan maksimal 40 hari.

Pemeliharaan Prediktif

Merupakan pemeliharaan yang bersifat pencegahan kerusakan

pada bagian yang telah diketahui mengalami penurunan

kemampuan.

Pemeliharaan Korektif

Merupakan pemeliharaan yang bersifat perbaikan terhadap

kerusakan pada bagian yang telah mengalami penurunan

Page 41: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 23

kemampuan akibat tidak bekerjanya suatu bagian secara

normal.

Bagian inventary control dan cataloger bertugas atas inventarisasi

dan recording seluruh pelaksanaan pemeliharaan yang dilakukan

oleh unit pemeliharaan. Sistem Informasi terpadu dibuat dan

digunakan untuk memudahkan perusahaan dalam melaksanakan

pemeliharaan asset teknis yang dimiliki, terutama untuk membantu

dalam mengorganisasidan mengetahui karakteristik asset

berdasarkan pemeliharaan yang telah dilakukan terdahulu.

8. Kimia dan LK3

Sejalan dengan visi perusahaan tentang lingkungan, PT PJB UP

Gresik menjadi pionir perusahaan ramah lingkungan (green

company) yang memberikan dampak-dampak positif terhadap

lingkungan sekitar seperti yang ditujukkan dengan

penyelenggaraan program pengembangan masyarakat (community

development program).

Instalasi pengolahan limbah pada PT PJB UP Gresik dilengkapi

dengan pengontrol emisi udara dan air sebagai berikut :

1. Cerobong tinggi pada setiap unit, untuk membuang gas buang

dengan baik.

2. Instalasi air limbah, untuk mengolah air limbah sebelum

dibuang ke lingkungan (sungai dan laut), air bekas pakai

diolah di Instalasi Pengolahan Air Limbah (Waste Water

Treatment Plant).

Page 42: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 24

3. Pemisah minyak, untuk memisahkan minyak dari air limbah

yang berasal dari area bunker minyak.

4. Saluran masuk dan keluar kondenser dengan panjang mencapai

± 1 kilometer untuk mengurangi temperatur dari air limbah

kondenser.

Oleh karena itu, PT PJB UP Gresik bertanggung jawab terhadap

manajemen lingkungan dan pengawasan polusi seperti yang

dijabarkan sbb :

1. Mengoptimalkan pemakaian gas alam pada setiap unit

pembangkit.

2. Menjaga kelesatarian tanaman yang berada di sekitar unit

pembangkit.

3. Menanami lahan-lahan yang kosong disekitar pembangkit

dengan tanaman sehingga tercipta lingkungan yang indah dan

hijau

Selain itu, PT PJB UP Gresik juga melakukan program

pengembangan masyarakat yang melingkupi bidang sosial,

ekonomi, kesehatan, pendidikan, dan keselamatan sebagai bentuk

perhatian terhadap masyarakat sekitar.

Penghargaan mengenai Lingkungan dan Kesehatan

Keselamatan Kerja (LK3) dari Pemerintah kepada UP. Gresik

adalah berupa Lomba Penerapan K3 th. 1997, Zero Accident th

1997 ~ 2003, Melaksanakan K3 tanpa kecelakaan Kerja Th. 1998,

Bendera Emas SMK3 th 1999 & 2001.

Page 43: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 25

2.6 Spesifikasi Teknis PLTGU Gresik

Unit Pembangkitan Gresik memiliki total daya terpasang

sebesar 2255 MW, unit ini mampu memproduksi listrik rata-rata 10.859

GWh tiap tahunnya dan disalurkan melalui Jaringan Transmisi

Tegangan Ekstra Tinggi 500 kV dan Jaringan Transmisi Tegangan

Tinggi 150 kV. Unit Pembangkitan Gresik Terdiri atas beberapa

pembangkit termal yaitu 3 unit PLTG, 4 unit PLTU, dan 3 unit PLTGU.

Blok 1 PLTGU Gresik mulai beroperasi pada 10 April 1993, blok 2

mulai beroperasi pada 5 Agustus 1993, dan blok 3 pada 30 Nopember

1993 [4].

Kapasitas total Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap

(PLTGU) Gresik dapat mencapai 1575 MW. PLTGU Gresik blok 1 dan

blok 2 dapat menggunakan dua macam bahan bakar yaitu HSD (High

Speed Diesel Oil) yang dipasok oleh PERTAMINA dan gas alam yang

dipasok langsung dari lapangan gas milik HESS dan KODECO yang

disalurkan melalui pipa bawah laut dari wilayah Madura utara. Kedua

bahan bakar ini digunakan secara bergantian sesuai dengan tingkat

ketersediaan bahan bakar. Sedangkan PLTGU Gresik blok 3 didesain

hanya dapat menggunakan bahan bakar gas alam saja yang dipasok oleh

pemasok yang sama dengan blok 1 dan blok2 [4].

Spesifikasi umum PLTGU Gresik untuk setiap blok

pembangkit adalah:

a. Turbin : 4 Unit

• Turbin gas : 3 Unit

• Turbin uap : 1 Unit

b. HRSG : 3 unit

Page 44: Pengaman ELektris Generator PLTGU

c. Generator : 4 Unit

• Turbin gas : 3 x 112MW

• Turbin uap : 1 x 189MW

Gambar 2.3 Area PLTGU Gresik [4]

PLTGU Gresik belum dapat bekerja secara maksimal sesuai

dengan kapasitasnya apabila pasokan bahan bakar utama yaitu berupa

gas alam masih kurang atau belum dapat memenuhi kebutuhan optimal

PLTGU. Output PLTGU Gresik ketika menggunakan bahan bakar HSD

akan lebih kecil daripada ketika menggunakan bahan bakar gas alam.

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 26

Page 45: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 27

Gam

bar

2.4

Sing

le L

ine

Dia

gram

PT

PJB

UP

Gre

sik

Page 46: Pengaman ELektris Generator PLTGU

2.6.1 Komponen Mekanis dan Elektris

2.6.1.1 Unit Pembangkit Listrik Tenaga Gas

a. Turbin Gas

Pada PLTGU Gresik terdapat tiga blok pembangkit listrik

dimana untuk setiap blok memiliki 3 unit turbin gas.

Prinsip kerja dari turbin gas adalah energi panas hasil

pembakaran didalam combustor diubah menjadi energi

gerak / mekanik dalam bentuk putaran. Energi mekanik

tersebut digunakan untuk menggerakkan prime mover

generator sinkron kecepatan tinggi yang terkopel satu

poros. Turbin gas yang terdapat dalam pembangkit tenaga

listrik ini memiliki 4 tingkat, adapun putaran yang dapat

dihasilkan oleh masing-masing turbin tersebut dapat

mencapai kecepatan putaran 3000rpm.

Gambar 2.5 Komplek Turbin Gas

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 28

Page 47: Pengaman ELektris Generator PLTGU

b. Inlet Air Filter

Inlet air filter adalah peralatan yang berfungsi untuk

menyaring udara dari lingkungan sekitar yang akan

dimasukkan kedalam turbin gas.

c. Inlet Guide Vanes (IGV)

Gambar 2.6 Inlet Guide Vanes

Inlet Guide Vanes (IGV) merupakan sudu diam pertama,

posisinya terpasang pada sisi masuk dari kompresor. IGV

berfungsi untuk mengatur jumlah aliran udara yang akan

masuk ke dalam kompresor. IGV dapat menambah

kemampuan akselerasi pada saat terjadi start dan mencegah

rotor mengalami surge dan stall.

d. Compressor

Compressor adalah sebuah peralatan yang berfungsi untuk

menekan udara yang masuk pada ruang pembakaran, hal

ini dilakukan agar udara nantinya memiliki rasio tekanan

yang tinggi. Jumlah tingkatan compressor yang terdapat

pada turbin gas di PLTGU Gresik adalah sebanyak 17

tingkat.

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 29

Page 48: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 2.7 Compressor

e. Combustor

Combustor adalah tempat terjadinya proses pembakaran.

Combustor basket pada unit pembangkit turbin gas Gresik

ada 18 buah, dimana antara combustor basket yang satu

dengan combustor lainnya dihubungkan dengan cross

flame tube (sebagai media perambatan panas). Pada

combustor no 8 dan 9 dipasang igniters / spark plugs,

yang berfungsi untuk menyulut panas di ruang

pembakaran. Igniters adalah dua elektroda (serupa dengan

busi) yang mendapat suplai tegangan AC dari

transformator igniters. Pada saat penyalaan (ignition),

igniters didorong masuk ke combuster dan suplai listrik

”on” sehingga mengeluarkan percikan api (busur api).

Setelah beberapa detik (sekitar 20 detik) pasok listrik putus

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 30

Page 49: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 31

dan igniters akan padam, igniters ditarik keluar dari

combustion chamber. Pada combustor basket no 17 dan 18

diletakkan flame detector. Flame detector berfungsi untuk

mendeteksi pembakaran pada combustor, alat ini bekerja

secara automatis mendeteksi api, apabila pada combustor

ke 17 dan 18 terdeteksi tidak terjadi pembakaran maka

dipastikan tidak terjadi pembakaran sempurna pada

combuster basket yang lain dan akan terjadi trip (stop

proses).

f. Pre-mix Fuel Nozzle

Pre-mix Fuel Nozzle berfungsi mengatur suplai bahan

bakar yang disemprotkan ke ruang pembakar (combustor

chamber) terdiri dari pilot nozzle dan main nozzle. Pilot

nozzle berfungsi untuk menjaga kestabilan nyala api

menggunakan 5% dari bahan bakar gas atau 10% dari

bahan bakar minyak. Pada PLTGU Gresik menggunakan

tipe dual nozzle yang bisa mengatur penggunaan dua jenis

bahan bakar (gas dan minyak).

g. Generator

Generator adalah suatu alat yang berfungsi mengubah

energi mekanik menjadi energi listrik. Pada PLTGU Gresik

untuk setiap blok pembangkit listrik terdapat 3 unit

generator berpenggerak turbin gas dengan kapasitas daya

masing-masing 112 MW. Generator yang digunakan

Page 50: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 32

adalah generator sinkron kutub silindris (non salient pole)

dengan dua buah kutub dan dijaga pada putaran 3000 rpm.

Tabel 2.2 Spesifikasi teknis generator pada PLTGU

Gresik untuk setiap blok turbin gas

Turbin Turbin Gas

Tipe Siemens TLRI

108/36

Daya Output 153,75 MVA

Tegangan Output 10,5±5% kV

Arus Output 8454-SI

Cos Φ 0,8

Frekuensi 50 Hz

Sambungan YY

Jumlah Fasa 3

h. Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

Secara umum HRSG atau Heat Recovery Steam Generator

berfungsi sebagai alat untuk memanaskan air hingga

menjadi uap dengan menggunakan gas sisa dari hasil

pembakaran gas pada PLTG, dimana uap ini yang

memiliki tekanan dan temperatur yang tinggi akan

digunakan untuk memutar turbin pada pembangkit listrik

tenaga uap.

Page 51: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 2.8 Heat Recovery Steam Generator

Beberapa komponen yang membangun HRSG, yaitu:

a. Preheater

Merupakan alat pemanas bagi air yang berasal dari

condensate water tank, yang akan dialirkan menuju

daerator. Preheater berfungsi sebagai pemanas awal untuk

menaikkan suhu air agar tidak terjadi perubahan suhu yang

drastis pada saat air menuju pemanasan tahap selanjutnya

karena hal itu bisa merusak komponen-komponen pipa

akibat thermal stress. Preheater terletak paling atas dari

HRSG.

b. Economizer

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 33

Fungsi dari economizer adalah sebagai pemanasan air

pengisi yang berasal dari feed water pump dengan

Page 52: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 34

memanfaatkan energi panas gas buang dari turbin gas yang

dilewatkan pada cerobong HRSG untuk memanaskan air

yang nantinya akan menjadi uap. Hasil pemanasan pada

economizer akan dialirkan menuju steam drum.

c. Steam Drum

Berfungsi memisahkan air dan uap dari hasil pemanasan

pada economizer. Pada PLTGU Gresik sirkulasi uap dan

air menggunakan sistem natural circulation, yaitu

sirkulasi yang terjadi akibat adanya perbedaan suhu. Uap

basah yang memiliki massa lebih ringan dari air akan

bergerak ke atas dan disalurkan ke superheater sedangkan

yang masih berwujud air akan turun ke evaporator.

d. Evaporator

Sebagai tempat pemanasan air dari steam drum hingga

menjadi uap. Uap yang dihasilkan akan disalurkan kembali

ke steam drum.

e. Superheater

Terletak pada bagian bawah dari HRSG dan dibuat dari

pipa-pipa yang disusun secara paralel, berfungsi

menaikkan suhu uap air menjadi lebih panas. Pada

superheater ini uap air yang masuk masih bersifat basah

dan dalam pemanasan tahap akhir keluarannya berupa uap

air kering. Hal ini bertujuan agar tidak merusak komponen

turbin uap. Pada bagian ini terdiri atas dua tingkat yaitu 1st

superheater dan 2nd superheater.

Page 53: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 35

2.6.1.2 Unit Pembangkit Turbin Uap

a. Steam Turbin

Pada PLTGU Gresik terdapat tiga blok pembangkit listrik

dimana untuk setiap blok memiliki 1 unit turbin uap.

Prinsip kerja dari turbin uap adalah energi panas gas buang

PLTG diubah menjadi energi gerak / mekanik dalam

bentuk putaran. Energi mekanik tersebut digunakan untuk

menggerakkan prime mover generator sinkron kecepatan

tinggi yang terkopel satu poros. Turbin uap yang terdapat

dalam pembangkit tenaga listrik ini memiliki 2 bagian,

yaitu turbin tekanan rendah dan turbin tekanan tinggi.

Adapun putaran yang dapat dihasilkan oleh turbin tersebut

dapat mencapai kecepatan putaran 3000rpm

b. Generator

Sama halnya pada generator turbin gas, generator pada

turbin uap berfungsi sebagai alat untuk mengubah energi

mekanik yang dilakukan oleh turbin menjadi energi listik.

Uap yang dihasilkan dari HRSG setelah melalui

superheater akan menggerakkan turbin, kemudian gerakan

turbin akan memutar generator. Pada PLTGU Gresik untuk

setiap blok terdapat 1 unit generator berpenggerak turbin

uap dengan kapasitas daya masing-masing 189 MW.

Generator yang digunakan adalah generator sinkron kutub

silindris (non salient pole) dengan dua buah kutub dan

dijaga pada putaran 3000 rpm.

Page 54: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 36

Tabel 2.3 Spesifikasi teknis generator pada PLTGU

Gresik untuk setiap blok turbin uap

Turbin Turbin Uap

Tipe Siemens THRI

100/42

Daya Output 251,75 MVA

Tegangan Output 15,75±5% kV

Arus Output 9228-SI

Cos Φ 0,8

Frekuensi 50 Hz

Sambungan YY

Jumlah Fasa 3

2.6.1.3 Unit Gardu Induk Pembangkit

a. Gardu Induk Pembangkit 150 kV

Unit gardu induk pembangkit 150 kV pada PLTGU Gresik

merupakan unit gardu induk pasangan dalam yang

berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dengan tegangan

150 kV. Bahan isolasi yang digunakan oleh peralatan yang

terdapat pada gardu induk ini adalah gas SF6. Unit ini

merupakan unit Gardu Induk Tanpa Operator (GITO)

dimana semua proses yang terjadi pada gardu induk dapat

dimonitor dan dikontrol melalui unit P3B di masing-

masing wilayah atau CCR yang terdapat di PLTGU. Unit

Page 55: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 37

gardu induk ini terhubung secara langsung dengan gardu

induk Tandes melalui saluran transmisi udara 150 kV yang

berjumlah dua unit. Unit pembangkit yang menyalurkan

daya output-nya langsung melalui gardu induk ini adalah

PLTGU blok 1 yang terdiri dari GT1.1, GT1.2, GT1.3, dan

ST 1.0. Output daya yang disalurkan pada gardu induk ini

juga disalurkan kepada gardu induk pembangkit 500 kV

melalui sebuah transformator step up 150 kV/500 kV dan

juga disalurkan untuk pemakaian sendiri melalui sebuah

transformator step down 150 kV/6 kV.

b. Gardu Induk Pembangkit 500 kV

Unit gardu induk pembangkit 500 kV pada PLTGU Gresik

merupakan unit gardu induk pasangan dalam yang

berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dengan tegangan

500 kV. Bahan isolasi yang digunakan oleh peralatan pada

gardu induk ini adalah gas SF6. Unit ini merupakan unit

Gardu Induk Tanpa Operator (GITO) dimana semua proses

yang terjadi pada gardu induk dapat dimonitor dan

dikontrol melalui unit P3B di masing-masing wilayah atau

CCR yang terdapat di PLTGU. Unit gardu induk ini

terhubung secara langsung dengan gardu induk Krian

melalui saluran transmisi udara 500 kV yang berjumlah

dua unit. Unit pembangkit yang menyalurkan daya output-

nya langsung melalui gardu induk ini adalah PLTGU blok

2 yang terdiri dari GT2.1, GT2.2, GT2.3, dan ST 2.0 serta

Page 56: Pengaman ELektris Generator PLTGU

PLTGU blok 3 yang terdiri dari GT3.1, GT3.2, GT3.3, dan

ST 3.0.

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 38

Gam

bar 2.9 Single Line D

iagram G

ardu Induk Pembangkit 150 kV

Page 57: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 39

Gam

bar

2..1

0 Si

ngle

Lin

e D

iagr

am G

ardu

Indu

k Pe

mba

ngki

t 500

kV

Page 58: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 40

2.6.1.4 Unit Pendukung

Water Intake

Berfungsi sebagai saluran air pendingin utama Condenser dan

juga sebagai saluran masuk air laut yang akan diolah menjadi

air tawar untuk kepentingan pembangkitan tenaga listrik pada

PLTGU.

Desalination Plant

Merupakan kumpulan peralatan yang digunakan untuk

mengolah air laut menjadi air tawar.

Demineralized Plant

Merupakan kumpulan peralatan yang berfungusi untuk

menghilangkan kadar-kadar mineral dari air laut yang telah

dijadikan air tawar pada desalination plant.

Make Up Water Tank dan Raw Water Tank

Berfungsi sebagai wadah penampungan air dari hasil pegolahan

air dari air laut (asin) menjadi air tawar yang mana kandungan

mineralnya sudah di hilangkan.

Waste Water Treatment

Berfungsi untuk mengolah limbah air yang berasal dari proses

yang terdapat pada unit PLTGU, dimana pH (toleransi pH

yang ditentukan adalah 6,5-8) dan zat-zat kimia lainnya yang

berbahaya di netralkan terlebih dahulu sebelum dibuang ke

laut.

Hidrogen Plant

Page 59: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 41

Pendinginan pada generator sangat diperlukan. Pada generator

milik PT PJB Unit Pembangkitan PLTGU Gresik

menggunakan gas hidrogen sebagai pendingannya, untuk itulah

dibangun hidrogen plant yang berfungsi sebagai tempat untuk

memproduksi gas hidrogen.

2.6.2 Proses Pembangkitan Listrik PLTGU

Pengoperasian pembangkit PLTGU Gresik pada

kondisi normal dikenal dengan istilah operasi 3-3-1. Operasi

3-3-1 (merupakan pengoperasian di PLTGU Gresik pada saat

daya maksimal) adalah pengoperasian dengan tiga (3)

pembangkit turbin gas, tiga (3) HRSG, dan satu (1) pembangkit

turbin uap.

Proses produksi tenaga listrik secara garis besar di PT

PJB Unit Pembangkitan PLTGU Gresik dibagi menjadi dua

proses pembangkitan yaitu:

1. Proses Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

a. Gas alam yang dipasok langsung dari lapangan gas

HESS dan KODECO dijadikan sebagai bahan bakar

utama selain minyak. Pada PLTGU dikenal istilah

segitiga pembakaran dimana mencakup udara, bahan

bakar (gas dan minyak) dan suhu. Proses pembakaran

terjadi di combuster, disini akan terjadi peningkatan

tekanan dan suhu.

b. Semburan gas panas hasil pembakaran digunakan

untuk memutar turbin gas.

Page 60: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 42

c. Putaran turbin gas dimanfaatkan untuk memutar

generator.

d. Putaran generator menghasilkan listrik dengan

tegangan 10,5 kV yang kemudian dinaikkan menjadi

tegangan 150 kV dan 500 kV dan disalurkan kepada

pelanggan melalui saluran transmisi.

2. Proses Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

a. Gas buang hasil pembakaran dari PLTG yang

memiliki suhu sangat tinggi (± 500 deg C) dapat

langsung dibuang jika PLTU tidak dioperasikan

melalui by pass stack. Namun karena pengoperasian

saat ini menggunakan turbin uap maka gas buang

disalurkan ke HRSG (Heat Recovery Steam

Generator). HRSG digunakan untuk menguapkan air.

b. Di dalam siklus yang terjadi dalam pemanas HRSG,

pada air yang akan diuapkan diinjeksikan bahan kimia

sebagai berikut:

1. Hydrazine, diinjeksikan ke condensate dan

daerator untuk menghilangkan kandungan

dissolved oxygen yang mungkin terdapat di dalam

air.

2. Ammonia, diinjeksiken ke condensate untuk

mengontrol pH air selama start up, pada kondisi

ini air mulai diuapkan.

Page 61: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 43

3. Phosphate, diinjeksikan ke dalam boiler drum

dengan tujuan untuk menghilangkan komponen

hardness dan mengontrol pH uap air yang

terdapat di dalam boiler.

c. Uap air bertekanan yang merupakan hasil pemanasan

air digunakan untuk memutar steam turbin. Uap air

yang bertekanan tinggi dialirkan pada high pressure

steam turbine, dan uap air yang bertekanan rendah

dialirkan pada low pressure steam turbine.

d. Kondensasi merupakan proses pendinginan terhadap

uap air yang telah digunakan untuk memutar steam

turbine. Kondensasi terjadi di dalam kondensor dan

pendingin yang digunakan adalah air laut yang telah

dinetralkan.

e. Putaran generator yang terkopel dengan steam turbine

menghasilkan listrik dengan tegangan 15,7 kV yang

kemudian dinaikkan menjadi tegangan 150 kV dan

500 kV yang kemudian disalurkan kepada pelanggan

melalui saluran transmisi.

Pengoperasian pembangkitan di PLTGU Gresik dilakukan

secara otomatis, dimana semua peralatan dikontrol dari satu

ruang yang disebut sebagai Command and Control Room

(CCR), namun pengamatan secara manual tetap dilakukan oleh

3 orang pengamat untuk setiap blok PLTGU.

Page 62: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 2.11 Skema Pembangkitan PLTGU [4]

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 44

Page 63: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 45

BAB III

SSIISSTTEEMM PPEENNGGAAMMAANN EELLEEKKTTRRIISS GGEENNEERRAATTOORR PPAADDAA

PPEEMMBBAANNGGKKIITT TTEENNAAGGAA LLIISSTTRRIIKK

Dalam melaksanakan pembangkitan, penyaluran, dan distribusi

tenaga listrik, gangguan tidak dapat dihindari. Gangguan kebanyakan

merupakan hubungan singkat satu fasa atau antar fasa. Hubungan

singkat ini semacam ini menimbulkan arus yang besar yang dapat

merusak peralatan, termasuk generator.

3.1 Klasifikasi Gangguan Pada Generator

Secara teknis, terdapat beberapa macam gangguan yang

mungkin terjadi pada generator pembangkit tenaga listrik. Gangguan

pada generator pembangkit tenaga listrik tersebut dapat diklasifikasikan

seperti berikut ini :

3.1.1 Gangguan Listrik (Electrical Fault)

a. Stator Hubung Singkat Tiga Fasa

Salah satu penyebab fatal kerusakan pada bagian stator

generator adalah arus lebih. Terjadinya arus lebih pada

stator yang dimaksud adalah arus lebih yang timbul akibat

terjadinya hubung singkat tiga fasa. Gangguan ini dapat

mengakibatkan overheat yang akan merusak isolasi belitan,

bahkan hingga dapat merusak belitan itu sendiri. Arus lebih

yang ditimbulkan dapat mencapai 5% arus nominal [11].

Page 64: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.1 Gangguan Stator Hubung Singkat 3 Fasa

b. Stator Hubung Singkat Dua Fasa

Gangguan hubung singkat dua fasa lebih berbahaya daripada

gangguan hubung singkat tiga fasa, karena disamping akan

menimbulkan kersakan pada belitan maka akan timbul pula

fibrasi pada kumparan stator. Kerusaksan lain yang timbul

adalah pada poros dan kopling turbin akibat adanya momen

putar yang besar. Arus lebih yang ditimbulkan dapat

mencapai 25% arus nominal [11]. Gangguan hubung singkat

dua fasa juga ada yang disertai hubung singkat ke tanah,

namun arus gangguan yang dihasilkan memiliki nilai yang

hampir sama dengan hubung singkat dua fasa tanpa hubung

singkat ke tanah.

Gambar 3.2 Gangguan Stator Hubung Singkat 2 Fasa

c. Stator Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah

Kerusakan akibat gangguan hubung singkat dua fasa masih

dapat diperbaiki dengan menyambung atau mengganti

sebagian konduktor, tetapi kerusakan laminasi besi (iron

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 46

Page 65: Pengaman ELektris Generator PLTGU

lamination) akibat gangguan satu fasa ke tanah yang

menimbulkan overheat akan merusak isolasi dan inti besi

yang sangat serius. Arus lebih yang ditimbulkan dapat

mencapai 70% arus nominal [11].

Gambar 3.3 Gangguan Stator Hubung Singkat 1 Fasa

ke Tanah

d. Rotor Hubung Tanah

Pada rotor yang ungrounded, apabila salah satu sisi

terhubung dengan tanah, maka belum akan menimbulkan

masalah. Tetapi apabila sisi lain juaga terhubung ke tanah,

sementara sisi lainnya tetap terhubung ke tanah, maka akan

terjadi kehilangan arus pada belitan yang terhubung singkat

melalui tanah. Akibat ketidakseimbangan fluksi yang

terjadi, timbul fibrasi yang berlebihan dan dapat merusak

rotor secara fatal.

e. Kehilangan Medan Penguat

Hilangnya medan penguat akan membuat putaran mesin

naik dan berfungsinya generator sebagai generator induksi

karenak kehilangan kecepatan sinkronnya. Kondisi ini akan

berakibat overheat pada rotor dan pasak (slot wedger) akibat

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 47

Page 66: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 48

induksi yang bersirkulasi pada rotor. Adapun kehilangan

medan penguat dapat disebabkan oleh :

a. Jatuhnya (trip) saklar penguat.

b. Hubng singkat pada belitan penguat.

c. Kerusakan kontak sikat arang pada penguat.

d. Kerusakan sistem Automatic Voltage Regulator (AVR).

f. Tegangan Tembus

Tegangan lebih yang melampaui batas maksimum yang

diijinkan dapat berakibat tembusnya (breakdown) desain

isolasi yang akhirnya akan menimbulkan hubung singkat

antar belitan. Tegangan lebih dapat dimungkinkan oleh

putaran lebih atau kerusakan pada pengaturan AVR.

3.1.2 Gangguan Mekanis (Mechancal Fault)

a. Generator Berfungsi Sebagai Motor

Generator berfungsi sebagai motor atau motoring adalah

peristiwa berubahnya fungsi generator menjadi motor

akibat dari adanya daya balik (reverse power). Daya balik

terjadi disebabkan oleh turunnya daya masukan dari prime

mover. Dampak kerusakan akibat motoring adalah lebih

kepada penggerak itu sendiri. Pada turbin uap peristiwa

motoring akan mengakibatkan overheat pada sudu-sudunya

dan ketidak stabilan pada turbin gas.

b. Pemanasan Lebih Setempat

Pemanasan lebih setempat pada bagian stator dapat

dimungkinkan oleh :

Page 67: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 49

a. Kerusakan pararel.

b. Kerusakan bagian tertentu di dalam generator seperti

pasak stator (stator wedges), terminal ujung belitan, dll.

c. Kesalahan Pararel

Kesalahan dalam memparalel generator karena syarat

sinkron tidak terpenuhi dapat mengakibatkan kerusakan

pada bagian poros dan kopling generator dan penggerak

utamanya karena terjadi momen putar. Kemungkinan

kerusakan lain yang timbul adalah kerusakan PMT dan

kerusakan kumparan stator akibat adanya kenaikan

tegangan sesaat.

d. Gangguan Pendingin Stator

Gangguan pada pendingin stator akan menyebabkan

overheat pada stator. Apabila suhu belitan melebihi batasan

ratingnya, akan terjadi kerusakan belitan yang

mengakibatkan kegagalan isolasi dan kebakaran.

3.1.3 Gangguan Sistem (System Fault)

a. Frekuensi Operasi Tidak Normal (Abnormal Frequency

Operation)

Perubahan frekuensi keluar dari batas normal di sistem

akan berakibat pada ketidakstabilan turbin generator.

Perubahan frekuensi sistem dapat dimungkinkan oleh

hilangnya daya masukan dari unit pembangkit lain dalam

sistem sehingga terjadi kekurangan pasokan daya pada

sistem.

Page 68: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 50

b. Lepas Sinkron (Out of Synchronous)

Adanya gangguan pada sistem akibat perubahan beban

secara mendadak, switching, hubung singkat, dan peristiwa

lain yang cukup besar serta menimbulkan ketidakstabilan

pada sistem. Apabila peristiwa itu cukup dan melampaui

batas kestabilan, maka generator akan kehilangan kondisi

pararel. Keadaan ini akan menghasilkan arus puncak yang

tinggi dan penyimpangan frekuensi operasi keluar dari yang

seharusnya sehingga akan menimbulkan terjadinya stress

pada belitan generator, gaya putar berfluktuasi dan

resonansi yang akan merusak turbin generator. Pada kondisi

ini generator harus dilepas dari sistem.

c. Pengaman Cadangan (Backup Protection)

Kegagalan fungsi di depan generator pada saat terjadi

gangguan di sistem akan menyebabkan gangguan masuk

dan dirasakan oleh generator, untuk itu diperlukan

pemasangan pengaman cadangan.

d. Arus Beban Kumparan Tidak Seimbang (Unbalanced

Armature Curent)

Pembebanan yang tidak seimbang pada sistem atau adanya

gangguan satu fasa pada sistem yang menyebabkan beban

pada generator tidak seimbang dan menyebabkan arus

urutan negatif. Arus urutan negatif yang melebihi rating

akan menginduksi arus medan berfrekuensi rangkap dengan

arah berlawanan putaran rotor dan akan menginduksikan

Page 69: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 51

arus pada rotor yang akan menyebabkan adanya pemanasan

lebih dan kerusakan pada rotor.

Sistem pengaman Elektris Generator merupakan suatu alat yang

digunakan untuk melindungi generator dari gangguan elektris, baik yang

ditimbulkan dari luar generator (sebagai contoh, gangguan hubungan

singkat pada jaringan transmisi, gangguan pada main transformers, dan

pembebanan berlebih) maupun dari internal generator (sebagai contoh,

rotor hubungan ketanah, hilangnya eksitasi generator, kenaikan suhu

secara berlebih pada stator, dan fluks magnetik berlebih pada stator).

Gangguan ini dapat dikenali dengan menggunakan suatu

perangkat bernama rele. Rele ini berperan sebagai sensing element,

comparison element, dan control element [11]. Peran rele ini adalah

berfungsi untuk [11]:

• Membunyikan alarm dan menutup rangkaian trip dari

pemutus rangkaian untuk membebaskan peralatan dari

gangguan yang terjadi.

• Melokalisir akibat dari gangguan untuk mengurangi

potensi kerusakan.

• Membebaskan peralatan yang tidak bekerja normal untuk

mencegah kerusakan peralatan.

• Segera membaskan bagian yang terganggu.

• Memberikan petunjuk atau indikasi dari lokasi serta jenis

gangguan

• Penggunaan rele merupakan penghematan ±0.5% himgga

±2% harga peralatan yang diamankan.

Page 70: Pengaman ELektris Generator PLTGU

3.2 Klasifikasi Rele Pengaman Elektris Generator

Terdapat beberapa macam rele yang umum

digunakan sebagai pengaman elektris pada generator. Adapun

penempatan peralatan pengaman elektris pada generator

adalah sebagai berikut [10]:

Gambar 3.4 Penempatan Peralatan Pengaman Elektris

pada Generator [11]

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 52

Page 71: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 53

Jenis rele yang umum digunakan pada sistem

pengaman elektris generator yang memiliki rating daya output

yang cukup besar adalah :

1. Rele Tegangan Lebih (Overvoltage Relay)

Pada generator yang besar umumnya menggunakan

sistem pentanahan netral melalui transformator dengan tahanan

di sisi sekunder. Sistem pentanahan ini dimaksudkan untuk

mendapatkan nilai impedansi yang tinggi sehingga dapat

membatasi arus hubung singkat agar tidak menimbulkan

bahaya kerusakan pada belitan dan saat terjadi gangguan

hubung singkat stator ke tanah.

Arus hubung singkat yang terjadi di sekitar titik netral

relatif kecil sehinga sulit untuk dideteksi oleh rele differensial.

Dengan dipasang transformator tegangan, arus yang kecil

tersebut akan mengalir dan menginduksikan tegangan pada sisi

sekunder transformator. Untuk mengatasi hal tersebut

digunakan rele pendeteksi tegangan lebih yang dipasang pada

sisi sekunder transformator tegangan.

Tegangan yang muncul pada sisi sekunder

transformator tegangan akan membuat rele tegangan berada

pada kondisi mendeteksi apabila perubahan tegangan melebihi

nilai settingnya dan generator akan trip.

Rangkaian ini sangat baik karena dapat membatasi

aliran arus nol yang mengalir ke dalam generator ketika terjadi

Page 72: Pengaman ELektris Generator PLTGU

hubung singkat fasa ke tanah di sisi tegangan tinggi

transformator tegangan.

Akan tetapi karena efek kapasitansi pada kedua belitan

transformator dapat menyebabkan adanya arus bocor urutan nol

yang dapat mengaktifkan rele tegangan lebih di sisi netral

generator. Dengan demikian rele tegangan lebih yang dipasang

harus mempunyai waktu tunda yang dapat dikoordinasikan

dengan rele di luar generator. Adapun penyebab overvoltage

adalah sebagai berikut:

• Kegagalan AVR.

• Kesalahan operasi sistem eksitasi.

• Pelepasan beban saaat eksitasi dikontrol secara

manual.

• Pemisahan generator dari sistem saat islanding.

Adapun single line diagram rele gangguan tegangan

lebih adalah sebagai berikut :

Gambar 3.5 Single Line Diagram Rele Tegangan Lebih

pada Generator [2]

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 54

Page 73: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 55

2. Rele Gangguan Stator Hubung Tanah (Stator Earth Fault

Relay)

Ganguan hubungan tanah adalah gangguan yang

paling banyak terjadi. Arus gangguan hubung tanah yang

terjadi belum tentu cukup besar untuk dapat mengoperasikan

rele arus lebih. Oleh sebab itu, harus ada rele arus hubung

tanah yang harus dapat mendeteksi arus urutan nol, karena

setiap gangguan hunung tanah menghasilkan arus urutan nol.

Rele gangguan tanah ini dipasang pada sirkuit stator

seperti umumnya rele hubung tanah pada sirkuit 3 fasa yaitu

dengan menjumlah melalui transformator arus ke 3 fasa yang

ada. Jika tidak terdapat gangguan hubung tanah jumlah ini

sama dengan 0, tapi jika terdapat gangguan hubung tanah maka

jumlah ini tidak sama dengan 0 lalu rele akan bekerja.

Rele ini akan mendeteksi gangguan hubung tanah

yang terjadi pada sirkuit yang terhubung dengan sirkuit stator

dari generator. Untuk membatasi pendeteksian gangguan

hubung tanah yang terjadi pada stator generator saja dipakai

rele hubung tanah terbatas, dimana jumlah arus deri 3 fasa

tersebut dijumlah lagi dengan arus yang dideteksi

transformator arus pada konduktor pentanahan titik netral

generator.

Rele hubung tanah terbatas sesungguhnya merupakan

rele diferensial khusus yang dirangkai untuk mendeteksi

gangguan stator hubung tanah. Adapun single line diagram rele

gangguan stator hubung tanah adalah sebagai berikut :

Page 74: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.6 Single Line Diagram Rele Gangguan Stator

Hubung Tanah [11]

Sedangkan single line diagram rele gangguan stator

hubung tanah terbatas adalah sebagai berikut :

Gambar 3.7 Single Line Diagram Rele Gangguan Stator

Hubung Tanah Terbatas [9]

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 56

Page 75: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 57

3. Rele Daya Balik (Reverse Power Relay)

Rele daya balik berfungsi untuk mendeteksi aliran

daya balik aktif yang masuk pada generator. Berubahnya aliran

daya aktif pada arah generator akan membuat generator

menjadi motor, dikenal sebagai peristiwa motoring. Pengaruh

ini disebabkan oleh pengaruh rendahnya input daya dari prime

mover.

Bila daya input ini tidak dapat mengatasi rugi-rugi

daya yang ada maka kekurangan daya dapat diperoleh dengan

menyerap daya aktif dari jaringan. Selama penguatan masih

ada maka aliran daya aktif generator sama halnya dengan saat

generator bekerja sebagai motor, sehingga daya aktif masuk ke

generator dan daya reaktif dapat masuk atau keluar dari

generator.

Peristiwa motoring ini dapat juga menimbulkan

kerusakan lebih parah pada turbin ketika aliran uap berhenti.

Temperatur sudu-sudu akan naik akibat rugi gesekan turbin

dengan udara. Untuk itu di dalam turbin gas dan uap dilengkapi

sensor aliran dan temperatur yang dapat memberikan pesan

pada rele untuk trip. Akan tetapi pada generator juga dipasng

rele daya balik yang berfungsi sebagai cadangan bila pengaman

di turbin gagal bekerja. Adapun single line diagram rele daya

balik adalah sebagai berikut :

Page 76: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.8 Single Line Diagram Rele Daya Balik [11]

Pada gambar tersebut, apabila terjadi gangguan pada

F1, maka rele akan men-trip CB2, apabila gangguan terjadi

pada F2, maka rele tidak akan men-trip CB2 karena arah aliran

arus yng terbalik dari kanan ke kiri.

4. Rele Gangguan Rotor Hubung Tanah (Rotor Earth Fault

Relay )

Hubung tanah dalam sirkuit rotor, yaitu hubung

singkat antara konduktor rotor dengan badan rotor dimana

dapat menimbulkan distorsi medan magnet yang dihasilkan

rotor dan selanjutnya dapat menimbulakn getaran (vibrasi)

berlebihan dalam generator. Oleh karena itu, hal ini harus

dihentikan oleh rele rotor hubung tanah. Karena sirkuit rotor

adalah sirkuit arus searah, maka rele rotor hubung tanah pada

prinsipnya merupakan rele arus lebih untuk arus searah.

Adapun single line diagram rele gangguan rotor hubung tanah

adalah sebagai berikut :

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 58

Page 77: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.9 Single Line Diagram Rele Gangguan Rotor

Hubung Tanah [11]

Pada gambar di atas, ketika tidak ada gangguan maka

arus simetri, {Ir = Ia+Ib+Ic =0}, namun ketika terjadi

gangguan hubung singkat ke tanah, maka arus menjadi tak

simetri {Ir = Ia+Ib+Ic = 3Iao}, sehingga terdapat arus yang

mengalir pada rele dan membuat rele mendeteksi gangguan.

5. Rele Fasa Urutan Negatif (Negative Phase Sequence Relay)

Arus yang tidak seimbang pada stator akan

menimbulkan arus urutan negatif dalam stator. Arus urutan

negatif ini akan menimbulkan medan magnet yang berlawanan

arah terhadap rotor dan menghasilkan arus putar eddy. Pada

permukaan rotor, arus pusar ini akan menimbulkan panas yang

pada akhirnya dapat menyebabkan overheat. Efek pemanasan

yang ditimbulkan dapat mengakibatkan kerusaka pada struktur

bagian-bagian rotor yang juga dapat menimbulkan getaranpada

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 59

Page 78: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 60

rotor. Karena material rotor memiliki batas temperatur yang

dinyatakan dalam :

I2 . t = K

Dimana, I2 = Arus urutan fasa

T = waktu

K = karakteristik kerja

Rumus tersebut menunjukkan hubungan antara arus

negatif dan batas waktu yang diijinkan mengalir pada

generator. Rele arus urutan negatif berfungsi untuk mendeteksi

dengan karakteristik invers. Hal ini dikareakan setiap jenis

mesin sinkron memiliki harga yang berbeda.

6. Rele Diferensial (Differential Relay)

Rele ini berfungsi untuk mendeteksi gangguan dalam

kumparan stator generator dan harus bekerja lebih cepat

daripada rele arus lebih agar terdapat selektifitas. Prinsip kerja

rele ini adalah membandingkan arus yang masuk dan keluar

dari kumparan stator generator. Apabila terdapat selisih, berarti

terdapat gangguan dalam kumparan stator generator. CT

pertama dipasang pada bagian dekat pentanahan stator,

sedangkan CT kedua dipasang pada bagian output stator.

Selisih arus yang terdeteksi di antara kedua zona inilah yang

mengoperasikan rele diferensial. Adapun single line diagram

rele diferensial adalah sebagai berikut :

Page 79: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.10 Single Line Diagram Rele Diferensial [11]

Dalam keadaan normal Ir= I’2 - I’’2 =0 rele tidak kerja

Gangguan di K Ir= I’2 rele kerja

Gangguan di bus B Ir= I’2 - I”2 =0 rele tidak kerja

7. Rele Arus Lebih (Overcurrent Relay)

Rele ini berfungsi mendeteksi arus lebih yang

mengalir dalam kumparan stator generator. Arus yang

berlebihan dapat terjadi pada kumparan stator generator atau di

dalam kumparan rotor. Arus yang berlebihan pada kumparan

stator dapat terjadi karena pembebanan berlebihan terhadap

generator. Adapun single line diagram rele arus lebih adalah

sebagai berikut :

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 61

Page 80: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.11 Single Line Diagram Rele Arus Lebih [11]

Keterangan, CB = Circuit Breaker

TC = Trip Coil CB

I = Arus yang mengalir pada

saluran yang diamankan

CT = Transformator Arus

Ir = Arus yang mengalir pada rele

C = Rele arus lebih

Ip = Arus pick-up dari rele

8. Rele Gangguan Frekuensi (Frequency Fault Relay)

Rele ini berfungsi untuk mendeteksi adanya

perubahan frekuensi dalam nilai yang besar secara tiba – tiba.

Kisaran frekuensi yang diijinkan adalah ±3% sampai ±7% dari

nilai frekuensi nominal. Penurunan frekuensi disebabkan oleh

adanya kelebihan permintaan daya aktif di jaringan atau

kerusakan regulator frekuensi. Frekuensi yang turun

menyebabkan naiknya arus magnetisasi pada generator yang Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 62

Page 81: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 63

akan menaikkan temperatur. Pada turbin uap, hal tersebut akan

mereduksi umur blade pada rotor. Kenaikan frekuensi

disebabkan oleh adanya penurunan permintaan daya aktif pada

jaringan atau kerusakan regulator frekuensi. Frekuensi yang

naik akan menyebabkan turunnya nilai arus magnetisasi pada

generator yang akan menyebabkan generator kekurangan

medan penguat. Sensor rele frekuensi dipasang pada tiap fasa

yang keluar dari generator.

9. Rele Impedansi (Impedance Relay)

Rele ini berfungsi untuk mendeteksi gangguan antar

fasa pada posisi output generator (di saluran penghantar atau

feeder). Dengan adanya setting keterlambatan waktu, rele ini

memberi kesempatan terlebih dahulu pada rele penghantar

untuk mengatasi gangguan tersebut. Sensor rele ini berupa

transformator tegangan, transformator arus, serta elemen

directional yang hanya melihat gangguan yang ada pada posisi

output generator saja, sehingga apabila terjadi gangguan dalam

generator itu sendiri atau pada input generator (turbin atau

exciter), rele tidak akan bekerja karena zona tersebut tidak

berada dalam zona pengamanan yang dapat diamankan oleh

rele impedansi.

Page 82: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 3.12 Single Line Diagram Rele Impedansi [11]

Keterangan : C = elemen starting

P = power directional

D = elemen/rele jarak

ratio Ur/Ir = Zfault

Sinyal pada rele tidak tergantung pada arus gangguan, tetapi

tergantung jarak dimana gangguan terjadi, berhubungan

dengan parameter saluran dimana Z = f ( I ).

10. Rele Kehilangan Medan Penguat Rotor (Lost of Rotor

Excitation Relay)

Hilangnya medan penguat pada rotor akan

mengakibatkan generator kehilangan sinkronisasi dan berputar

di luar kecepatan sinkronnya sehingga generator beroperasi

sebagai generator asinkron. Daya reaktif yang diambil dari

sistem ini akan dapat melebihi rating generator sehingga

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 64

Page 83: Pengaman ELektris Generator PLTGU

menimbulkan overload pada belitan stator dan menimbulkan

overheat yang menimbulkan penurunan tegangan generator.

Gambar 3.13 Diagram Rele Kehilangan Medan Penguat

Rotor [7]

Hilangnya medan penguat rotor dapat dideteksi

dengan kumparan yang dipasang paralel dengan main exciter

dan kumparan rotor generator. Pada kumparan ini akan

mengalir arus yang apabila nilainya kurang dari arus setting

yang diinginkan, maka akan membuat rele mengeluarkan

sinyal alarm atau trip.

11. Rele Kehilangan Sinkronisasi (Out of Synchronism Relay)

Peristiwa lepasnya sinkronisasi pada generator yang

sedang beroperasi disebabkan oleh generator yang beroperasi

melampaui batas stabilnya. Yang dimaksud dengan stabilitas

adalah kemampuan sistem untuk kembali bekerja normal

setelah mengalami sesuatu seperti perubahan beban, switching,

dan gangguan lain. Gangguan tersebut akan berdampak pada

tidak sinkronnya tegangan generator dan sistem. Untuk

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 65

Page 84: Pengaman ELektris Generator PLTGU

mengamankan generator yang berkapasitas beban besar

terhadap peristiwa ayunan beban dari kondisi tak sinkron

digunakan rele lepas sinkron. Rele ini mendeteksi besar

impedansi (arus dan tegangan sistem). Apabila kondisi sistem

akan memasuki impedansi generator maka rele tersebut akan

mengaktifkan rele untuk trip PMT generator. Rele impedansi

merupakan backup bagi rele ini.

Gambar 3.14 Single Line Diagram Rele Kehilangan Sinkronisasi [3]

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 66

Page 85: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 67

BAB IV

APLIKASI SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS GENERATOR

PADA PLTGU GRESIK

4.1 Peralatan Pengaman Elektris Generator

Pada PLTGU Gresik terdapat sistem pengaman

elektris dengan spesifikasi teknis yang sama untuk tiap

generator pada masing-masing turbin gas dan turbin uap.

Rating pada tiap generator berbeda karena disesuaikan dengan

rating masing-masing generator. Peralatan pengaman tersebut

merupakan peralatan pengaman analog yang diproduksi oleh

pabrikan Siemens Ltd. Kinerja dari pengaman ini dapat

dimonitor dan dikontrol langsung melalui CCR PLTGU,

namun setting dari masing-masing sistem pengaman elektris

dapat diubah secara manual pada masing-masing modul sistem

pengaman elektris.

Pada peralatan pengaman yang dibahas di bagian

selanjutnya, seluruh setting merupakan setting yang terdapat

pada sistem pengaman elektris generator pada turbin uap

PLTGU Gresik. Setting yang berlaku pada sistem pengaman

elektris generator pada turbin gas PLTGU Gresik, analog

dengan setting yang terdapat pada sistem pengaman elektris

generator pada turbin uap PLTGU Gresik.

Page 86: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 68

Gambar 4.1 Single Line Diagram Sistem Pengaman Elektris

Generator pada PLTGU Gresik

Page 87: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 69

4.1.1 Generator Solid State Overvoltage Protection (Siemens

7RE2110/59G)

a. Aplikasi

Pengaman ini melindungi mesin dan perlengkapan listrik dari

pengaruh efek tegangan lebih yang mungkin dapat merusak

peralatan tersebut [2]. Pengaman akan memberikan sinyal trip

bagi CB apabila tegangan pickedup melebihi nilai yang

dijadikan tolok ukur (set value) pada rele pengaman.

b. Kinerja Pengaman

Terdapat dua tipe pengamanan yaitu single stages atau two-

stages; tergantung pada ukuran dan jenis generator, tipe

eksitasinya, serta regulator tegangan (VR) yang terdapat pada

generator tersebut. Pada tipe pengamanan two-stages,

overvoltage yang tinggi menyebabkan rele akan lebih cepat

memberikan sinyal trip. Ketika terjadi overvoltage rendah maka

rele akan lambat memberikan sinyal trip, hal ini berati terdapat

de-eksitasi pada generator [2].

c. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : -

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Setting :

Alarm : - time : -

Trip U> : 120 Volt time : 1,5 sekon

Page 88: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 4.2 Siemens 7RE2110/59G

d. Rekomendasi Setting

Setting perlindungan tegangan lebih berdasarkan pada

kecepatan VR generator mengatasi fluktuasi tegangan

sistem pengaman tidak boleh menggangu operasi normal

dari VR. Dapat disimpulkan bahwa pengaman overvoltage

bekerja bersama dengan karakteristik voltage-time dari

VR.

Kenaikan tegangan bisa disebabkan oleh pelepasan beban.

Pada saat beban penuh, jika generator lain terlepas dari

sistem maka tegangan akan naik secara signifikan. Jika

AVR tidak mampu mereduksi arus eksitasi dengan cepat,

maka tegangan akan terus naik sebanding dengan eksitasi

generator pada saat pelepasan beban.

Stage pertama (short time) umumnya diset dengan time

delay selama 0.1 detik pada saat pelepasan beban penuh

tidak menyebabkan trip (tegangan diset pada kurang lebih

140% tegangan nominal).

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 70

Page 89: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 71

Stage kedua (long time) diset pada kurang lebih 120%

tegangan nominal dan time delay diatur selama 2 detik

tergantung pada kecapatan VR.

Setting yang tepat diperoleh dari oscillograph (saat

pelepasan beban penuh untuk mendapatkan kurva

tegangan terhadap waktu).

Untuk pengaman tipe single stage maka setting identik

dengan setting long time stage pada two stage unit.

4.1.2 Stator Earth Fault Protection 100% (Siemens

7UE2210/64G -1)

a. Aplikasi

Digunakan untuk mendeteksi gangguan tenah pada belitan

stator mesin 3 fasa yang terhubung ke sistem melalui

transformator. Pengaman ini memberikan pengamanan untuk

seluruh belitan stator [2].

b. Kinerja Pengaman

Pengaman beroperasi dengan tegangan bias 20 Hz dan

independen terhadap system fequency neutral displacement

voltage. Pada saat terjadi gangguan, 7UE22 mendeteksi

gangguan tanah pada seluruh belitan termasuk titik bintang dari

mesin. Tegangan bias mempunyai besar ±1% dari tegangan

rating fasa; isolasi belitan tidak mengalami tambahan beban.

Pada saat terjadi gangguan tanah, sumber tegangan 20 Hz

mengirim arus tanah dengan ukuran yang sangat kecil melalui

earth fault point. Pengaman ini biasanya dipasangkan ke sistem

Page 90: Pengaman ELektris Generator PLTGU

dengan transformator pentanahan. Pengaman ini berkoordinasi

dengan solid state earth fault protection 80% 7RE26 dan line

connected earthing transformator; pengaktifan rele dapat

dilakukan pada saat mesin mati karena tidak ada bias [2].

c. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : 400/5 A

ACT Bandpass Filter : 20 Hz

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

APT Bandpass Filter : 20 Hz

Setting :

Alarm : - time : -

Trip Io> : 6 mA time : 0,2 sekon

Gambar 4.3 Siemens 7UE2210/64G -1

d. Rekomendasi Setting

Nilai setting untuk arus tanah pada sisi sekunder ditentukan

dengan tes pada sisi primer. Nilainya berkisar 2 kali arus

nominal yang diukur pada saat operasi (kondisi isolasi normal).

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 72

Page 91: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 73

Arus setting harus lebih besar dari arus interferensi yang

disebabkan oleh arus interferensi earth fault pada sisi tegangan

tinggi transformator. Hal ini bertujuan agar pengaman tidak

terkecoh dengan arus interferensi sehingga pengaman hanya

akan mendeteksi arus gangguan saja, bukan arus interferensi.

Hal ini penting agar pengaman tidak mengeluarkan sinyal trip

karena adanya arus interfensi tersebut. Setting waktu tunda

yang direkomendasikan pada pengaman ini adalah 0.1 detik [2].

4.1.3 Stator Earth Fault Protection 80% (Siemens

7RE2610/64G-2)

a. Aplikasi

Digunakan untuk mendeteksi adanya earth fault pada stator

generator. Pada peralatan ini, sensor dihubungkan pada belitan

500 V dari transformator pentanahan melalui pembagi tegangan

5:1. Pengaman ini dihubungkan dengan transformator

pentanahan netral antara generator dengan bumi. Pengaman ini

mendeteksi perubahan tegangan yang muncul karena earth fault

dan memberikan range perlindungan antara 80%-90% terhadap

keseluruhan belitan yang terdapat pada stator [2].

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : -

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Setting :

Alarm : - time : -

Page 92: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Trip U> : 10 Volt time : 0,2 sekon

Gambar 4.4 Siemens 7RE2610/64G-2

c. Kinerja Pengaman

Pengukurn pengaman ini dilakukan dari sytem frequency

neutral displacement voltage. Pengaman ini juga berkoordinasi

dengan stator earth fault 100% dan line connected earthing

transformer [2].

d. Rekomendasi Setting

Pada saat terjadi earth fault eksternal, tegangan interferensi

dialirkan menuju sisi sekunder melalui kapasitor kopling (Ck)

dari transformator. Tegangan ini dianggap sebagai fault dan

akan diredam dengan menggunakan loading resistor RB. Nilai

tegangan interferensi yang diperbolehkan adalah kurang dari

nilai pick-up pengaman stator earth fault. Nilai pick-up dipilih

untuk memberikan zona perlindungan S sebesar 80 % - 90 %

belitan dilihat dari terminal mesin. Resistor RB dan kapasitor

CK membuat semacam pembagi tegangan. Jika nilai RB semakin

kecil, maka nilai interference voltage (tegangan gangguan)

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 74

Page 93: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 75

yang terjadi akan semakin kecil. Hal – hal yang perlu

diperhatikan agar sistem berjalan dengan baik adalah nilai arus

tanah yang nilainya tidak boleh melebihi 10 A serta kapabilitas

transformator pentanahan yang digunakan dan nilai dari

loading resistor RB [2].

Gambar 4.5 Rangkaian Pengaman Stator Hubung Tanah

Siemens 7RE2610/64G-2

Gambar 4.6 Rangkaian Ekivalen pada Transformator

Pentanahan

Keterangan :

VHV : V rating HV transformator

CK : Total kapasitor kopling antara belitan HV dan LV

transformator

RB : Loading resistor dari transformator pentanahan

dilihat dari sisi primer

N 3 V

V

ω CK

VHV3

RB’

U0’

Page 94: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 76

N : Rasio belitan transformator pentanahan

Dari rangkaian ekivalen diperoleh :

Dengan memperhatikan zona pengaman S dan faktor

keselamatan K maka diperoleh :

N =

UN

√3 ULV

3 UN

√3

U0’

UN

√3

ULV

= N

3

= N

3 =

UN

√3 x U0’

=RB :1

ω CK 1

ω CK >> RB R, B :

U0’ x : UCN

3

1

ω CK

~~UHV

√3 U0’ x :

N

3

RB = 3 x ω CK x

UHV

√3

RB’ = RB x 3

N

= N x ω CK

UHV

√3

U0’ x 3

2

U0’ x N

Page 95: Pengaman ELektris Generator PLTGU

RB =

U0’ x 3 x

K x N x ω CK x

100 – S

100 UHV

√3

4.1.4 Generator Reverse Power Protection (Siemens

7RM3410/32G)

a. Aplikasi

Digunakan untuk melindungi unit turbin generator dari

kegagalan suplai energi ke prime mover yang menyebabkan

berubahnya generator sinkron menjadi motor dan memutar

turbin (mengambil energi dari jaring – jaring) [2].

Mempunyai dua stage waktu untuk memfasilitasi short time

delay tripping saat trip valve tertutup dan long time delay trip

saat trip valve terbuka.

Stage kedua memberikan backup pada stage pertama untuk

mesin besar diperlukan dua sistem reverse power untuk

memberikan backup pengaman secara komplit.

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : 10000/25/1 A

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Setting :

Pa/Pn : 16% time t1 : 1,0 sekon

Un : 100 Volt time t2 : 10 sekon

Psec (%) : (Panalog/2,8)*(Pa/Pn)

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 77

Page 96: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Psec (W) : NU*NI*(Pa/Pn(%))*√3

P primary (MW) : TRU*TRI*Psec

Gambar 4.7 Siemens 7RM3410/32G

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[2]:

Pengukuran tiga fasa.

Pengukuran daya aktif.

Akurasi sangat tinggi karena menggunakan time division

multiplication.

Cocok untuk motor kecil dengan faktor daya rendah

Dilengkapi dengan elemen kopling untuk trip valve status

check.

d. Rekomendasi Setting

Saat terjadi reverse power, generator harus segera dilepas dari

jaringan. Saat reverse power terjadi pada waktu trip valve

dalam keadaan terbuka, timer delay diberikan untuk

memberikan jangka waktu kepada possible transient reverse

power following synchronization atau selama ayunan daya

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 78

Page 97: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 79

(power swing) yang terjadi saat kegagalan jaringan (contohnya,

hubung singkat tiga fasa), normalnya TD sebesar t2 sebesar 10

sekon.

Untuk short time (saat trip valve tertutup) TD selama t1 2

sampai 3 detik (0.5 detik untuk turbin gas) sudah cukup untuk

menyediakan waktu untuk ayunan daya (power swing) yang

terjadi karena penutupan control valve.

Setting final pengaman adalah kurang lebih 0.5 x dari setting

rele reverse power yang terukur. Misalnya, pengaman reverse

power mempunyai setting 1.6 %. Setting final pengaman adalah

0.8 % [2].

4.1.5 Rotor Earth Fault Protection (Siemens 7UU22 10/ 64F)

a. Aplikasi

Digunakan untuk mendeteksi gangguan pentanahan tahanan

tinggi dan rendah pada sirkuit eksitasi. Gangguan pentanahan

pada sirkuit eksitasi memungkinkan terjadinya terjadinya

double earth fault yang pada akhirnya membahayakan rotor

karena adanya ketidakseimbangan magnetik serta menaikkan

suhu rotor karena kenaikan arus [2].

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : -

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Setting :

Alarm : 80 kΏ

Page 98: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Trip : 5 kΏ

Gambar 4.8 Siemens 7UU22 10/64F

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[2]:

Mempunya output berupa alarm atau trip.

Mampu mendeteksi rusaknya isolasi tahanan tinggi.

Memberikan 100% pengaman pada rotor.

Tidak sensitif terhadap harmonisa pada tegangan eksitasi.

Tidak tergantung pada kapasitansi sirkuit rotor.

Indikasi tahanan isolasi pada instrumen pengukuran.

d. Rekomendasi Setting

Setting nilai tahanan untuk sinyal alarm dan trip pada rele

pengaman memiliki perbandingan120:1.

4.1.6 Generator Negative Phase Sequence Protection (Siemens

7US22/24G)

a. Aplikasi

Digunakan untuk mendeteksi beban tidak seimbang pada

generator 3 fasa. Gangguan ini terjadi ketika terjadi hubung

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 80

Page 99: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 81

singkat antar fasa, pentanahan dengan tahanan rendah, dan

gangguan fasa ke tanah. Gangguan juga bisa terjadi karena

putusnya line transmisi atau malfungsi pada kutub – kutub CB.

Beban yang tidak seimbang akan menaikkan medan putar

kebalikan yang akan menaikkan frekuensi dari jaringan. Selain

itu, Arus Eddy yang terinduksi di dalam rotor akan

menyebabkan overheating pada ujung – ujung rotor dan sela

antara rotor dan stator.

Tujuan dari pemakaian pengaman ini adalah untuk mengukur

kenaikan temperatur yang diakibatkan oleh arus urutan negatif

dan men-trip kan CB begitu dicapai suhu maksimum yang

diijinkan (± 70% dari suhu operasi) [3].

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : 10000/25/1 A

PT : -

Setting :

Alarm I2/In : 10% time : 3 sekon

Trip I2/In : 60% time : 3 sekon

K : 0,1

T : 1250

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[3]:

Memberikan 2 tingkat pengaman, alarm dan trip.

Tidak sensitif terhadap fluktuasi frekuensi sistem.

Page 100: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Mempunyai sensitifitas dan akurasi yang tinggi.

Gambar 4.9 Siemens 7US22/24G

d. Rekomendasi Setting

Generator dengan daya lebih besar dari 100 MVA diseting

untuk ketidakseimbangan sebesar ≤ 8% (turbo rotor) dan 12 %

(salient pole).

Misalnya diketahui :

CT = 6000/5 A

Rating Generator = 5750 A

Unbalance max = 8% (0.383 A)

Arus rele =

5750

6000x 8 % = 7.67 %

4.1.7 Generator Solid State Differential Protection (Siemens

7UD2110/87G)

a. Aplikasi

Merupakan pembanding di antara zona pengaman yang

diamankan dari adanya gangguan. Pengaman ini mendeteksi

adanya short circuit yang terdapat di antara zona yang

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 82

Page 101: Pengaman ELektris Generator PLTGU

diamankan. Short circuit yang terdapat pada zona di luar zona

pengaman tidak akan dideteksi sebagai gangguan. Sistem terdiri

atas 2 CT pada tiap line fasa, yang digunakan untuk mendeteksi

hubung singkat 1, 2, dan 3 fasa [3].

b. Karakteristik

Rating : 150MVA/10,5 kV ±5%

CT1 (Y Point Side) : 10000/25/1 A

Matching CT : -

CT2 (Bus Duct Side) : 10000/25/1 A Matching

CT : -

PT : -

Setting I/IN : 0,1 A

Gambar 4.10 Siemens 7UD2110/87G

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[3]:

Memilki tiga sensor untuk pengukuran yang bersifat

terpisah dengan kontrol yang terpusat.

Perintah trip bersifat terpisah berdasarkan letak sensor

yang mendeteksi.

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 83

Page 102: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 84

Sensitivitas tinggi.

Pada kondisi gangguan arus tetap stabil.

Damping effect terhadap harmonisa besar karena memiliki

filter yang baik.

d. Rekomendasi Setting

Picked up value pada pengukuran berada pada range I/IN ≥ 0.2.

Nilai I/IN minimal adalah 2x arus nominal pada kondisi normal

[3].

4.1.8 Generator Definite Time Overcurrent Protection (Siemens

7SJ3110/50-51E)

a. Aplikasi

Digunakan untuk mengamankan peralatan dari adanya

gangguan hubung singkat pada sistem tegangan tinggi yang

disuplai melalui satu titik. Digunakan juga sebagai backup dari

pengaman yang menggunakan teknik perbandingan seperti

pengaman diferensial dari transformator, pengaman diferensial

dari generator, pengaman diferensial dari bus bar, dan

pengaman diferensial dari saluran [2].

b. Karakteristik

Rating : 700 kVA/10,5 kV ±5%/0,5 kV

CT : 100/1 A

PT : -

Setting :

K : 1

I>/IN : 2,0 time t1 : 3,0 sekon

Page 103: Pengaman ELektris Generator PLTGU

I>>/IN : 4,0 time t2 : 0,15 sekon

Gambar 4.11 Siemens 7SJ3110/50-51E

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[2]:

Menggunakan timer stage dan start pada tiap fasa, sehingga

memungkinkan adanya waktu mulai dan waktu tunda yang

berbeda pada masing-masing fasa.

Bisa menggunakan starter yang digunakan bersamaan pada

3 fasa dan timer.

d. Rekomendasi Setting

Nilai Isetting ≥ 20 % di atas arus pada beban maksimum.

Setting umum I/IN = 1.3.

Pada motor rotor sangkar nilai arus setting yang lebih besar

dimungkinkan karena arus start yang besar (1.4 – 2.5 kali).

Pada transformator pemakaian sendiri, Isetting dibuat 4 – 6

kali dari nilai arus rating dan t sebesar 0.5 – 1 detik.

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 85

Page 104: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 86

Time delay untuk setting arus lebih diatur semakin kecil

pada sensor yang terdekat dari generator.

Time delay diatur agar ketika terjadi surge dengan ukuran

kecil (masih diijinkan) rele tidak trip.

Time delay diatur agar ketika terjadi arus start up rele tidak

trip, dengan waktu akting 50 – 150 ms.

Perbedaan waktu antara sistem pengaman dan konsumen ≥

0.3 detik.

4.1.9 Generator Solid State Frequency Protection (Siemens

7RP2310 / 81G)

a. Aplikasi

Digunakan untuk mendeteksi adanya penurunan frekuensi

secara tiba-tiba. Penurunan frekuensi disebabkan oleh adanya

kelebihan demand dari daya aktif di jaringan, kerusakan, atau

regulator frekuensi. Under frequency menyebabkan naiknya

arus magnetisasi pada generator yang akan menaikkan

temperatur. Pada steam turbin, hal tersebut akan mereduksi

umur blade rotor [2].

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : -

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Setting :

f1 : 47,8 Hz time t1 : 15 sekon

f2 : 47,0 Hz time t2 : 0,5 sekon

Page 105: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 4.12 Siemens 7RP2310/81G

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[2]:

Akurasi tinggi dan stabilitas yang cukup baik bergantung

pada kontrol dengan error sebesar 6 mHz.

Range setting yang cukup luas, antara 40 – 69.99 Hz,

dengan kenaikan sebesar 10 mHz.

Terdapat 2 macam stage adjustable yang terpisah.

Trip delay dapat dihubungkan dengan timer secara

opsional.

d. Rekomendasi Setting

Pada umumnya, turbogenerator beroperasi pada frekuensi

rating 95 % apabila MVA output berkurang secara perlahan.

Pada beban induktif, under frequency tidak hanya berarti

kenaikan arus tapi juga membahayakan kestabilan operasi. Pada

operasinya, under frequency yang diterima adalah 48Hz (rating

50 Hz) dan 58Hz (rating 60 Hz) [2]. Pengukuran dapat diatur

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 87

Page 106: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 88

mengambil syarat jumlah pengambilan data sebanyak antara 5 –

70 kali pada setting waktu :

fN = 50 Hz 0.1 – 1.4 s

fN = 60 Hz 0.08 – 1.12 s

Pada penggunaannya, terdapat satu sensor yang masing-masing

mendeteksi frekuensi dan 2 pengaturan trip. Di PLTGU, rele

diatur :

47.8 Hz pada t ≥ 15 s, rele akan trip

47 Hz pada t ≥ 0.5 s, rele akan trip

4.1.10 Generator Out of Step Protection (Siemens 7VM3110/78G)

a. Aplikasi

Pada jaringan tegangan tinggi skala besar, short circuit yang

tidak diputuskan dengan cepat atau pemutusan sirkuit akan

mengakibatkan naiknya reaktansi kopling yang mengakibatkan

terjadinya network swing. Gangguan ini akan membahayakan

kestabilan sistem. Masalah stabilitas akan menyebabkan swing

daya aktif yang menyebabkan terjadinya overload pada

generator.

Pengaman out of step mendeteksi adanya power swing melalui

pengukuran impedansi. Trip terjadi ketika tahanan jaringan

menurun akibat power swing [2].

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : 10000/25/1 A

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Page 107: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Setting :

I>/IN : 1,3 time t1 : 1 sekon

R/Xa : 1,0 time t2 : 1 sekon

R/Xb : 0,5 time t3 : 2 sekon

Ra : 7,65 time t4 : 1 sekon

Rb : 16,1 slip periode : 1x30m

Gambar 4.13 Siemens 7VM3110/78G

c. Kinerja Pengaman

Secara teknis sistem rele pengaman ini memiliki fitur berupa

[2]:

Terdapat empat karakter pengamanan.

Memiliki karakter yang serupa dengan rele pengaman

impedansi.

Dapat dikombinasikan dengan rele pengaman impedansi.

d. Rekomendasi Setting

Rele pengaman ini dapat dikonfigurasikan dengan rele

impedansi sebagai backup dari rele pengaman ini. Konfigurasi

semacam itu digunakan pada rele pengaman elektris generator

pada PLTGU Gresik.

4.1.11 Generator Impedance Protection (Siemens 7SL1810/21G)

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 89

Page 108: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 90

a. Aplikasi

Digunakan untuk mendeteksi gangguan hubung singkat antar

fasa pada posisi output generator (di saluran penghantar atau

feeder). Dengan adanya setting keterlambatan waktu, rele ini

memberi kesempatan terlebih dahulu pada rele penghantar

untuk mengatasi gangguan tersebut, sehingga rele ini berfungsi

sebagai backup.

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : 10000/25/1 A

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Setting :

I>/IN : 1,1 t1 : 0,5 sekon

R/Xa : 1,0 t2 : 2 sekon

Ra : 5,44 t3 : not used

U< : 65 volt t4 : not used

c. Kinerja Pengaman

Sensor rele ini berupa transformator tegangan, transformator

arus, serta elemen directional yang hanya melihat gangguan

yang ada pada posisi output generator saja, sehingga apabila

terjadi gangguan dalam generator itu sendiri atau pada input

generator (turbin atau exciter), rele tidak akan bekerja.

d. Rekomendasi Setting

Setting waktu tunda diambil nilai yang lebih besar dari nilai

waktu tunda rele penghantar. Rele ini merupakan backup dari

Page 109: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 91

rele penghantar, pada PLTGU Gresik, digunakan sebagai rele

backup bagi rele lepas sinkron (Siemens 7VM3110/78G).

1.1.12 Generator Loss of Field Protection (Siemens 7UU2110/40G)

a. Aplikasi

Ketika medan penguat pada rotor hilang, generator akan

kehilangan sinkronisasi dan berputar di luar kecepatan

sinkronnya sehingga generator beroperasi sebagai generator

asinkron. Daya reaktif yang diambil dari sistem ini akan dapat

melebihi rating generator sehingga menimbulkan overload pada

belitan stator, hal tersebut menimbulkan arus lebih yang

mengakibatkan overheat yang dapat menurunkan tegangan

output generator [3].

b. Karakteristik

Rating : 150 MVA/10,5 kV ±5%

CT : 10000/25/1 A

PT : 10500/√3 / 100/√3 Volt

Voltage Divider : 10:1 pada tegangan rotor

Setting :

α1 : 80° λ1 : 0,4 t1 : 0,5 s

α2 : 90° λ2 : 0,4 t1 : 0,45 s

α3 : 100° λ1 : 1,0 t1 : 0,2 s

U< : 20 Volt UR : 5 Volt

c. Kinerja Pengaman

Hilangnya medan penguat rotor dapat dideteksi dengan

mendeteksi arus pada main exciter dan perubahan tegangan

Page 110: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 92

pada main exciter dan rotor generator. Apabila nilai tegangan

kurang dari nilai nominal setting, dan arus pada main exciter

berkurang, maka rele mengeluarkan sinyal alarm atau trip

d. Rekomendasi Setting

Untuk setting alarm, dipasang pada tegangan nominal main

exciter-5% dan untuk setting trip, dipasang pada tegangan

nominal main exciter-20%.

4.2 Peralatan Pendukung Pengaman Elektris Generator

Kinerja sistem pengaman elektris generator ditunjang oleh

beberapa peralatan lain yang terhubung atau terintegrasi

dengannya. Peralatan pendukung tersebut dapat sebagai

pendukung input atau ouput. Adapun peralatan elektris yang

digunakan sebagai penunjang operasional bagi sistem

pengaman elektris generator yang terdapat pada seluruh

generator pada PLTGU Gresik yaitu :

4.2.1 Power Supply (Siemens 7SV11)

Sumber tegangan bagi sistem pengaman elektris

generator diperoleh dari transformator pemakaian sendiri yang

menghasilkan output tegangan line 380 V atau baterai

cadangan dengan rating DC 220V. Output dari transformator

pemakaian sendiri disalurkan pada rectifier hingga diperoleh

tegangan DC 220V. Tegangan DC 220V ini kemudian

disalurkan pada modul power supply untuk diturunkan

tegangannya menjadi tegangan kerja pada alat-alat yang

Page 111: Pengaman ELektris Generator PLTGU

digunakan pada sistem pengaman, mulai dari control board

hingga CB [1].

a. Aplikasi

Mentransformasikan tegangan input DC 220V menjadi

tegangan output DC ±15V dan ±24V untuk penggunaan

pada kontrol sistem pengaman. Saluran tegangan DC yang

keluar dari power supply dipengaman oleh MCB sebelum

masuk ke sistem pengaman.

b. Karakteristik

V Input : DC 60V, 110V, 125V, 220V, dan 250V

V Output :

- Regulated : +15 V

- Unregulated : -15 V, ±24 V

- Max ripple : 100 mV

- Rating Daya : 100 W

Gambar 4.14 Siemens 7SV11

c. Fitur

Tidak sensitif terhadap interferensi.

Terdapat pengaman terhadap tegangan input yang

terbalik polaritasnya.

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 93

Page 112: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 94

Tegangan output termonitor.

Pilihan tegangan input cukup banyak.

4.2.2 Potential Transformer

Potential Transformer (PT) atau transformator

tegangan merupakan peralatan pada sistem tenaga listrik yang

berupa transformator satu fasa step down yang mentransformasi

tegangan pada jaringan tegangan tinggi ke suatu sistem

tegangan rendah yang layak untuk perlengkapan indikator, alat

ukur, rele, dan alat sinkronisasi [8]. Pada penggunaan di

lapangan, untuk tegangan di atas 1kV PT ini digantikan oleh

CVT. Capacitive Voltage Transformer (CVT) atau

Transformator Tegangan Kapasitif adalah peralatan pada sistem

tenaga listrik yang berupa transformator satu fasa step down

yang dirangkai dengan pembagi tegangan kapasitif yang

mentransformasi tegangan pada jaringan tegangan tinggi ke

suatu sistem tegangan rendah yang layak untuk perlengkapan

indikator, alat ukur, rele, dan alat sinkronisasi [8]. CVT dipilih

karena lebih ekonomis membuat pembagi tegangan kapasitif

daripada membuat transformator dengan belitan tegangan

tinggi. Pada penggunaan di PLTGU Gresik, CVT digunakan

untuk pengukuran tegangan tinggi dan tegangan ekstra tinggi,

sedangkan PT digunakan untuk pengukuran pada tegangan

rendah <1kV.

Page 113: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 4.15 Potential Transformer Pengukuran 150kV

4.2.3 Current Transformer

Current transformer (CT) atau Transformator Arus

adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berupa

transformator yang digunakan untuk pengukuran arus yang

besarnya hingga ratusan ampere dan arus yang mengalir pada

jaringan tegangan tinggi atau tegangan menengah [8]. Di

samping untuk pengukuran arus, transformator arus juga

digunakan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran

jarak jauh, dan rele pengaman. Kumparan primer transformator

dihubungkan seri dengan rangkaian atau jaringan yang akan

dikur arusnya sedangkan kumparan sekunder dihubungkan

dengan meter atau dengan rele pengaman. Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 95

Page 114: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 4.16 Current Transformer Pengukuran 150kV

4.2.4 Circuit Breaker

Circuit breaker (CB) atau Pemutus Daya (PMT)

adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi

untuk memutuskan hubungan antara sisi sumber tenaga listrik

dan sisi beban yang dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi

gangguan atau secara manual ketika dilakukan perawatan atau

perbaikan [8]. Ketika kontak PMT dipisahkan, beda potensial

di antara kontak tersebut menimbulkan medan elektrik di antara

kontak tersebut. Medan elektrik ini akan menimbulkan ionisasi

yang mengakibatkan terjadinya perpindahan elektron bebas ke

sisi beban sehingga muatan akan terus berpindah ke sisi beban

dan arus tetap mengalir. Karena hal ini menimbulkan emisi

thermis yang cukup besar, maka timbul busur api (arc) di

antara kontak PMT tersebut. Agar tidak mengganggu kestabilan

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 96

Page 115: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 97

sistem, maka arc tersebut harus segera dipadamkan. Pada

PLTGU Gresik digunakan satu tipe PMT yaitu PMT SF6.

PMT jenis ini dirancang untuk menggunakan isolator

kontak yang tidak mudah terbakar dan tidak menghambat

pergerakan kontak sehingga pemadaman arc dapat dilakukan

lebih cepat. Saat kontak terbuka dan arc muncul, udara

bertekanan tinggi yang merupakan gas SF6 ditiupkan di antara

kontak untuk menyingkirkan partikel bermuatan dari sela

antara kedua kontak sehingga membuat arc semakin cepat

padam. Sistem ini bersifat tertutup dan terpisah dari udara luar.

Gas SF6 dipilih karena sifat gas ini yang merupakan

bahan isolasi dan pendingin yang baik. Gas ini tidak boleh

bocor dan bercampur dengan udara luar, sehingga sistem

dibuat tertutup dan gas SF6 yang telah ditiupkan ditampung

pada penampung tersendiri. Seperti halnya PMT udara tekan,

ukuran PMT SF6 ini juga mendukung PMT ini untuk dapat

ditempatkan pada wilayah yang menyediakan tempat yang

tidak terlalu besar. Pada PLTGU Gresik, PMT tipe ini

digunakan pada Gardu Induk Pembangkit 150 kV dan 500 kV

serta PMT generator pada GT1.1, GT 1.2, GT2.1, GT 2.2,

GT3.1, dan GT 3.2. PMT tipe ini digunakan sebagai PMT

generator karena lokasi PMT ini yang berada dalam gedung

yang cukup sempit, maka untuk menghindari kegagalan isolasi

digunakan PMT SF6 yang bagian luarnya diisolasi oleh gas

SF6.

Page 116: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Gambar 4.17 SF6 Circuit Breaker 500 kV

4.2.5 Disconnecting Switch

Disconnecting switch (DS) atau Pemisah (PMS)

adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berfungsi

sebagai saklar pemisah yang dapat memutus dan menyambung

rangkaian dengan arus yang rendah (± 5A), biasa dipakai ketika

dilakukan perawatan atau perbaikan. PMS terletak di antara

sumber tenaga listrik dan PMT serta di antara PMT dan beban

[8].

Berdasarkan posisinya, PMS dibagi menjadi 3 macam

yaitu PMS jaringan, PMS bus, dan PMS transformator. Pada

dasarnya PMS dipakai untuk membebaskan PMT dari tegangan

yang tersambung kepada PMT tersebut. Agar dapat dilakukan

perawatan ataut perbaikan pada PMT tersebut, maka PMS

harus dibuka agar pada PMT tidak terdapat tegangan dan PMT

aman bagi teknisi.

Pada PMS terdapat mekanisme interlocking yang

befungsi untuk mengamankan pembukaan dan penutupan PMS.

Mekanisme interlocking tersebut adalah :

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 98

Page 117: Pengaman ELektris Generator PLTGU

PMS tidak dapat ditutup ketika PMT dalam posisi

tertutup.

Saklar pembumian (Earthing Switch) dapat

ditutup hanya ketika PMS dalam keadaan terbuka.

PMS dapat ditutup hanya ketika PMT dan ES

terbuka.

PMT dapat ditutup hanya ketika PMS dalam

kondisi telah terbuka atau telah tertutup.

Gambar 4.18 Disconnecting Switch 150 kV Pada GI PLTU

4.2.6 Tripping Matrix (Siemens 7TA21)

Tripping matrix yang digunakan pada PLTGU Gresik

merupakan produk buatan Siemens Ltd yang sudah satu paket

dengan sistem pengaman elektris yang digunakan.

a. Aplikasi

Digunakan untuk menghubungkan output sistem

pengaman elektris dengan aktuator yang akan

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 99

Page 118: Pengaman ELektris Generator PLTGU

mengamankan generator seperti PMT atau valve. Output

sistem pengaman elektris disalurkan pada bagian input

(kolom) tripping matrix dan bagian output (baris) tripping

matrix disambungkan pada aktuator.

b. Karakteristik

V Input : max VDC ±24V

V Output : max VDC ±24V

Gambar 4.19 Siemens 7TA21

c. Fitur

30 port input (kolom)

9 port output (baris) yang mewakili alamat trip, yaitu

sebagai berikut :

A. Unit CB Generator 1, channel 1 dan channel 2

B. Unit CB Generator 2, channel 1 dan channel 2

C. Unit Aux CB

D. De-excitation, channel 1 dan channel 2

E. Rapid shut off, channel 1 dan channel 2

F. Unit Aux Switchover

G. Sprinkler Device

H. Sprinkler Device

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 100

I. Sprinkler Device

Page 119: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Indikator untuk tiap input

Dilengkapi alarm

Gambar 4.20 Alamat Rele Pengaman pada Tripping Matrix

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 101

Page 120: Pengaman ELektris Generator PLTGU

4.2.7 Trip Rele Sub System (Siemens 7UW13)

Trip Rele Sub System yang digunakan pada PLTGU Gresik

merupakan produk buatan Siemens Ltd yang sudah satu paket

dengan sistem pengaman elektris yang digunakan.

a. Aplikasi

Digunakan untuk memberikan sinyal trip pada CB

berdasarkan sinyal yang tersalurkan dari tripping matrix.

Terdiri atas modul trip relay yang mengkonversi sinyal

output dari sistem pengaman menjadi perintah bagi kontak

rele. Tiap modul trip relay terdiri atas tiga trip relay

dengan dua kontak yang bersifat NO (Normally Open).

b. Karakteristik

V Input : max VDC ±24 V

V Output : max VDC ±24V

Gambar 4.21 Siemens 7UW13

c. Fitur

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 102

Page 121: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 103

Terdiri atas 1-2 modul trip rele dimana masing-masing

modul memiliki 3 high speed trip rele dengan waktu

respon 5ms.

Terdapat dua kanal kontrol trip rele yang dapat

dimonitor dan memiliki indikator kegagalan.

Indikator dapat direset.

Page 122: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 104

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

Page 123: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 105

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari beberapa referensi yang diperoleh dan survei

lapangan selama pelaksanaan kerja praktek tentang sistem

pengaman elektris generator pada PLTGU Gresik, Jawa Timur

dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu :

1. PT PJB Unit Pembangkitan Gresik merupakan unit kerja

dari PT PJB yang bertanggung jawab atas pengoperasian

dan pemeliharaan serta pembangkitan tenaga listrik dari 3

blok PLTGU, 4 unit PLTU, dan 4 unit PLTG.

2. Sistem pengaman elektris generator merupakan suatu alat

yang digunakan untuk melindungi generator dari gangguan

elektris, baik yang ditimbulkan dari luar generator maupun

dari dalam generator itu sendiri.

3. Fungsi utama Sistem pengaman elektris generator pada

PLTGU Gresik adalah :

• Membunyikan alarm dan menutup rangkaian trip dari

pemutus rangkaian untuk membebaskan peralatan dari

gangguan yang terjadi.

• Melokalisir akibat dari gangguan untuk mengurangi

potensi kerusakan.

• Membebaskan peralatan yang tidak bekerja normal

untuk mencegah kerusakan peralatan.

Page 124: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 106

• Segera membaskan bagian yang terganggu.

• Memberikan petunjuk atau indikasi dari lokasi serta

jenis gangguan.

• Penggunaan rele merupakan penghematan ±0.5%

himgga ±2% harga peralatan yang diamankan.

4. Sistem pengaman elektris generator pada PLTGU Gresik

pada tiap blok turbin gas dan turbin uap memiliki sistem

dan jenis yang sama namun memiliki rating peralatan yang

berbeda sesuai dengan rating daya masing-masing

generator.

5. Sistem pengaman elektris generator pada PLTGU Gresik

terdiri atas 12 macam pengaman, yaitu :

a. Generator Solid State Overvoltage Protection

b. Stator Earth Fault Protection 100%

c. Stator Earth Fault Protection 80%

d. Generator Reverse Power Protection

e. Rotor Earth Fault Protection

f. Generator Negative Phase Sequence Protection

g. Generator Solid State Differential Protection

h. Generator Definite Time Overcurrent Protection

i. Generator Solid State Frequency Protection

j. Generator Out of Step Protection

k. Generator Impedance Protection

l. Generator Loss of Field Protection

Page 125: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 107

6. Sistem pengaman elektris generator pada PLTGU Gresik

bekerja secara otomatis dan dimonitor melalui CCR.

5.2 Saran

Dari beberapa referensi yang diperoleh dan survei

lapangan selama pelaksanaan kerja praktek tentang sistem

pengaman elektris generator pada PLTGU Gresik, Jawa Timur

dapat diberikan beberapa saran yaitu :

1. Data mengenai peralatan yang ada di PT PJB UP Gresik

dijadikan data digital, sehingga dapat lebih mudah

diperoleh dan diolah, karena selama ini data yang disimpan

dalam bentuk kertas atau buku banyak sekali yang hilang.

2. Penggunaan sistem informasi digital terpusat dalam

mengakuisisi dan menyimpan data pada sistem pengaman,

sehingga data dapat diakuisisi, diolah, dan disimpan

dengan lebih mudah.

3. Penggunaan bahan bakar gas secara penuh pada tiap blok

PLTGU dan mengeliminasi penggunaan bahan bakar

minyak untuk meningkatkan kinerja pembangkit hingga

mencapai kemampuan maksimum dan mengurangi biaya

pokok pembangkitan.

4. Penggunaan sistem koordinasi rele yang dapat dimonitor

dan dikontrol secara realtime melalui komputer dan

terhubung dengan suatu pusat data dan kontroler yang

tersambung dengan P3B, sehingga keseluruhan kinerja

pengaman dapat juga dimonitor dan dikontrol melalui P3B.

Page 126: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008 108

5. Penggunaan sistem koordinasi terpusat untuk setting rele,

sehingga rele dapat di-setting secara manual melalui tiap

modul rele pengaman, dan juga secara online melaui CCR.

6. Sebaiknya rele analog yang sudah cukup tua diganti

dengan rele digital yang bersifat integrated yang mampu

menangani beberapa fungsi rele sekaligus, sehingga

koordinasi tiap fungsi rele akan lebih mudah.

Page 127: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008

DAFTAR PUSTAKA

[1] _. Gresik Combine Cycle Power Plant Maintenance Manual 22-28.

Siemens Ltd.

[2] _. Gresik Combine Cycle Power Plant Maintenance Manual 22-29.

Siemens Ltd.

[3] _. Gresik Combine Cycle Power Plant Maintenance Manual 22-30.

Siemens Ltd.

[4] _. Profil Unit Pembangkitan Gresik.2007. PT PJB. Gresik.

[5] http://www.ptpjb.com

[6] http://www.pjbservices.com

[7] Institution of Electrical Engineers Team. 1995. Power System

Protection. University Press of Cambridge. London.

[8] L.Tobing, Bonggas. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Erlangga.

Jakarta.

[9] Masson, C Russel. 2005. The Art and Science of Protective Relaying.

General Electric Ltd.

[10] Marsudi, Djiteng. 2005. Pembangkitan Energi Listrik. Erlangga.

Jakarta.

[11] Wahyudi. 2008. Diktat Mata Kuliah Sistem Pengaman Tenaga

Listrik Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS. Surabaya.

Page 128: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

Page 129: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008

LAMPIRAN

1. Single Line Diagram Sistem Pengaman Elektris Generator PLTGU

Gresik.

2. Alamat Rele Pengaman pada Tripping Matrix.

Page 130: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan KerBidang St2008

ja Praktek udi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

Page 131: Pengaman ELektris Generator PLTGU

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008

1

Page 132: Pengaman ELektris Generator PLTGU

2

Laporan Kerja Praktek Bidang Studi Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS 2008

Page 133: Pengaman ELektris Generator PLTGU

KKAATTAA PPEENNGGAANNTTAARR

Page 134: Pengaman ELektris Generator PLTGU

DDAAFFTTAARR IISSII

Page 135: Pengaman ELektris Generator PLTGU

DDAAFFTTAARR GGAAMMBBAARR

Page 136: Pengaman ELektris Generator PLTGU

DDAAFFTTAARR TTAABBEELL

Page 137: Pengaman ELektris Generator PLTGU

BBAABB II PPEENNDDAAHHUULLUUAANN

Page 138: Pengaman ELektris Generator PLTGU

BBAABB IIII PROFIL PT PEMBANGKITAN JAWA BALI (PJB)

UNIT PEMBANGKITAN GRESIK

Page 139: Pengaman ELektris Generator PLTGU

BBAABB IIIIII SSIISSTTEEMM PPEENNGGAAMMAANN EELLEEKKTTRRIISS GGEENNEERRAATTOORR

PPAADDAA PPEEMMBBAANNGGKKIITT TTEENNAAGGAA LLIISSTTRRIIKK

Page 140: Pengaman ELektris Generator PLTGU

BBAABB IIVV APLIKASI SISTEM PENGAMAN ELEKTRIS

GENERATOR PADA PLTGU GRESIK

Page 141: Pengaman ELektris Generator PLTGU

BBAABB VV PPEENNUUTTUUPP

Page 142: Pengaman ELektris Generator PLTGU

DDAAFFTTAARR PPUUSSTTAAKKAA

Page 143: Pengaman ELektris Generator PLTGU

LLAAMMPPIIRRAANN

Page 144: Pengaman ELektris Generator PLTGU

RRIIWWAAYYAATT HHIIDDUUPP PPEENNUULLIISS