Sistem PLTGBAB IPENDAHULUANI.1. LATAR BELAKANG MASALAHSeiring dengan perkembangan dunia industri, fabrikasi pengolahan dan perkembangan teknologi lainnya maka akan meningkat pula kebutuhan akan tenaga listrik karena energi listrik dapat dengan mudah dibangkitkan, ditransmisikan, lalu didistribusikan dengan melalui bentuk konversi energi dari energi yang satu menjadi bentuk energi yang lainnya. Suatu sistem tenaga listrik tidak hanya didukung oleh sistem operasi yangoptimal maupun pelayanan yang efisien, tapi juga tergantung pada sistem pengontrolan dan sistem proteksi itu sendiri. Tujuan sistem pengontrolan dalamsistem tenaga listrik adalah mengontrol agar segala peralatan listrik yang membangunsistem kelistrikan dapat bekerja secara maksimal mulai dari pengontrolan sistem pembangkitan ke beban sampai pada pengontrolan terhadap gangguan yang mungkin terjadi selama pengoperasian sistem itu sendiri.Salah satu sistem pengontrolan dari peralatan-peralatan kelistrikan adalah pengontrolan dari kerja generator, dimana tujuannya adalah mempertahankan kondisikerja dari generator itu sendiri dengan mengatur parameter-parameter yang ada di dalamnya seperti frekuensi dan tegangan. Hal ini sebenarnya dilakukan untukmempertahankan kesinambungan pelayanan kepada konsumen.Generator adalah alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrikGenerator menghasilkan energi listrik dengan digerakkan atau diputar oleh suatu penggerak mula (prime mover). Penggerak mula dari pada Generator dapat berupaturbin air (PLTA), turbin gas (PLTG), turbin uap (PLTU), mesin diesel (PLTD), dan lain-lain. Generator akan mengkonversi energi mekanik tersebut menjadi energi listrik yang kemudian dapat dipergunakan untuk melayani kebutuhan rumah tangga,1. industri dan lain-lain.Seiring dengan meningkatnya kebutuhan listrik, maka pembangunanPembangkit listrik pun terus ditingkatkan seperti halnya di Sulawesi Selatan,misalnya PLTA Bakaru, PLTGU Sengkang (Swasta), PLTD Suppa danPLTU/PLTG/PLTD Tello Makassar, serta masih banyak pembangkit yang ada didaerah-daerah kabupaten.Pembangkitan tenaga listrik yang terdapat di Tello menjadi tempat bagi kami,mahasiswa Teknik Elektro Universitas Hasanuddin, untuk melihat secara langsungproses pembangkitan energi listrik. Sebagai perusahaan nasional yang menunjangpendidikan, maka sangatlah tepat jika kami memilih perusahaan PT. PLN (Persero)Wilayah Sulselrabar Sektor Tello untuk melakukan kerja praktek.I.2. TUJUAN PENULISANAdapun tujuan penulisan laporan ini adalah :1. Sebagai sarana pelatihan bagi kami mahasiswa untuk mengetahui langkah-langkah kerja yang benar agar keputusan yang diambil bisa memberikan hasil yang optimal.2. Memberikan pemahaman dan pengalaman mengenai cara kerjaperalatan dan hubungannya dengan sistem sehingga dapat pulamenyelesaikan masalah pada suatu peralatan apabila dibutuhkan.3. Mengetahui prinsip dasar suatu proses pembangkitan energi listrik khususnya PLTG.4. Mengetahui sistem pengontrolan Generator dan sistem proteksi yangdigunakan pada PLTG General electrikI.3. BATASAN MASALAH2Luasnya ruang lingkup pembangkit energi elektrik baik dari segiklasifikasinya maupun dari segi sistemnya, maka perlu kami batasi ruang lingkupmasalah sesuai dengan keperluan, mengingat keterbatasan waktu dan instrumenpendukung serta kemampuan penyusun. Adapun masalah yang kami bahas adalahmengenai : Sistem Pengontrolan dan Proteksi Pada PLTG General ElectricI.4. METODEOLOGI PENULISANAdapun metode yang digunakan dalam penyusunan laporan ini adalah sebagaiberikut :1. Metode PustakaDalam metode ini dilakukan pengumpulan teori-teori dasar yang berkaitandengan penulisan yang diperoleh dari literatur pada perpustakaan pusatUNHAS, perpustakaan Jurusan Teknik Elektro dan literatur-literatur lain yangmendukung.2. Metode Penelitian LapanganPada metode ini dilakukan pengamatan langsung dilapangan terhadap objektertentu ataupun dengan mengadakan tanya jawab langsung kepadapembimbing lapangan guna mengumpulkan data-data.I.5. SISTEMATIKA PENULISAN3Sebagai gambaran umum tentang keseluruhan isi dari laporan ini, maka kamimemaparkannya dalam beberapa bab sebagai berikut :BAB I : Merupakan bagian dari pendahuluan yang berisi latar belakangmasalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dansistematika penulisan.BAB II : Berisi landasan teori tentang Pembangkit Listrik Tenaga Gas ( PLTG ).BAB III : Berisi tentang Sistem Pengontrolan, standart prosedur operasi, ProteksiPLTG GEBAB IV : Merupakan bagian akhir dari laporan ini yang berisi kesimpulan dansaran.BAB II4LANDASAN TEORIII.1 PRINSIP KERJA PLTGII.1.1 PengertianPembangkitan adalah proses produksi tenaga listrik yang dilakukan dalampusat-pusat tenaga listrik atau sentral-sentral dengan menggunakan generator.PLTG adalah salah satu jenis pembangkit listrik yang menggunakan turbinesebagai prime movernya dengan gas sebagai fluida kerjanya. Dibandingkan denganpembangkit listrik lainnya, turbine gas merupakan pembangkit yang cukup sederhanayang terdiri atas empat komponen utama yaitu :1. Kompresor2. Ruang bakar3. Turbine gas4. GeneratorII.1.2 Prinsip KerjaSistem turbine gas menggunakan compressor aksial, dikatakan kompresoraksial karena aliran udara yang melalui kompresor searah dengan poros dan rotor.Kompresor aksial dapat mencapai efesiensi 90% dan perbandingan tekanan yangdihasilkan setiap tingkat sekitar 1,05-1,15 atm, maka untuk menghasilkanperbandingan tekanan yang tinggi diperlukan jumlah tingkat yang lebih banyak (17tingkat atau lebih) hal ini mengakibatkan ukuran kompresor aksial menjadi lebihpanjang . Udara atmosfer masuk ( air inlet ) melalui kompresor dan masuk ke pompaautomiser yang ukurannya lebih kecil sehingga tekanan udaranya menjadi besar.Karena tekanan udara yang besar mengakibatkan temperatur udara naik. Kemudianudara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi itu masuk ke dalam ruang bakar(combustion chamber). Di dalam ruang bakar, bahan bakar dan udara yang5dikabutkan kemudian diberi pengapian (ignition) dari busi sehingga terjadi prosespembakaran.Proses pembakaran adalah ekivalen dengan proses pemasukan kalor padasiklus Brayton. Proses pembakaran ini terjadi secara kontinu sehingga temperatur gaspembakaran harus dibatasi sesuai dengan kekuatan material sudu-sudu turbine. Halini perlu dilaksanakan karena kekuatan material akan turun dengan naiknyatemperatur.Tekanan ruang bakar berkisar antara 2,5-10 atm, temperature gas pembakarankeluar dari ruang bakar sekitar berkisar antara 500-1100 C. Untuk membatasitemperatur gas pembakaran keluar dari ruang bakar maka sistem turbine gasmemerlukan jumlah udara berlebih, dimana udara tersebut diperlukan untukmenyempurnakan proses pembakaran dalam waktu sesingkat-singkatnya.Membandingkan bagian-bagian ruang bakar yang homogen. Gas panas yangdihasilkan dari proses pembakaran masuk ke dalam turbine dan berfungsi sebagaifluida kerja yang memutar rotor turbine bersudu yang terkopel dengan generatorsinkron. Di dalam turbine terjadi proses ekpansi untuk menurunkan tekanan danmenambah kecepatan udara. Sekitar 60% daya yang dihasilkan dari turbinedigunakan untuk memutar beban (generator listrik, pompa, compressor, balingbaling,dan sebagainya).II.1.3 Diagram Alir Turbine GasSeperti juga PLTD, PLTG atau turbin gas merupakan mesin dengan prosespengoperasian dalam (internal combustion). Bahan bakar berupa minyak atau gasalam dibakar di dalam ruang pembakaran (combustor). Udara yang memasukikompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan bakardisemprotkan ke ruang pembakaran untuk melakukan proses pembakaran. Gas panasini berfungsi sebagai fluida kerja yang memutar roda turbin bersudu yang terkopeldengan generator sinkron kemudian mengubah energi mekanis menjadi energi6listrik. (lihat gambar 1)PLTGmerupakan mesin bebas getaran, tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi(bolak-balik). Temperatur turbine gas (1000C) jauh lebih tinggi dari pada jenisturbine yang lain. Efesiensi konversi thermalnya mencapai 20%-30%. PLTGberfungsi memikul beban puncak karena membutuhkan bahan bakar yang sangatbesar ( biaya investasi rendah tapi biaya operasi tinggi).II.1.4 Siklus Turbin GasSesuai dengan teori, bahwa turbine gas mengikuti siklus Brayton,. Pada siklusyang sederhana, proses pembakaran atau proses pembuangan gas bekas terjadi padatekanan konstan sedangkan proses kompresi dan expansi terjadi secara kontinyu.Gambar di bawah ini menunjukkan proses secara sistematis dan berlangsung kontinu.Darisiklus7Brayton dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut :Pada titik 1 udara dihisap masuk kedalam compressor (C) terjadi pemanfaatan udarasehingga udara tersebut bertekanan tinggi. Udara bertekanan tinggi tersebut dialirkanke titik 2 dan dicampur dengan bahan bakar di dalam ruang bakar B (Combustionchamber). Hasil dari pembakaran tersebut gas panas yang bertekanan tinggi dialirkanke titik 3, untuk selanjutnya menuju turbin (T) dan memutar rotor turbin dikeluarkanke titik 4 (Exhaust). Gambar 3 memperlihatkan bagian - bagian utama suatu turbinegas beserta masing-masing komponennya .Data - data ini adalah untuk mempermudah pada saat dilakukan inspection,baik itu inspection combustion, hot gas path (HGP), maupun mayor inspection (MI)yang harus dilakukan pada periode tertentu. Hal mana untuk memperhitungkanbagian-bagian tersebut agar diperoleh efesiensi yang maksimum dalam melakukaninspection.8II.1.5. Proses Pengoperasian PLTGSecara garis besar urutan kerja dari proses pengoperasian PLTG tersebut sbb :1. Proses startingPada proses start awal untuk memutar turbine menggunakan mesin dieselsampai putaran poros turbine/compressor mencapai putaran 3400 rpm makasecara otomatis diesel dilepas dan akan berhenti.2. Proses kompresiUdara dari luar kemudian dihisap melalui air inlet oleh kompresor dan masukke ruang bakar dengan cara dikabutkan bersama bahan bakar lewat nozzlesecara terus menerus dengan kecepatan tinggi.3. Transformasi energi thermis ke mekanikKemudian udara dan bahan bakar dikabutkan ke dalam ruang bakar diberipengapian (ignition) oleh busi (spark plug) pada saat permulaan pembakaran.Pembakaran seterusnya terjadi terus menerus dan hasil pembakarannyaberupa gas bertemperature dan bertekanan tinggi dialirkan ke dalam cakrammelalui sudu-sudu yang kemudian diubah menjadi tenaga mekanis padaperputaran porosnya.4. Transformasi energi mekanik ke energi listrik.Poros turbine berputar hingga 5.100 rpm, yang sekaligus memutar porosgenerator sehingga menghasilkan tenaga listrik. Putaran turbin 5.100 rpmditurunkan oleh load gear menjadi 3000 rpm, dan kecepatan putaran turbineini digunakan untuk memutar generator.Udara luar yang dihisap masuk compressor, kemudian dimanfaatkan hinggapada sisi keluarannya menghasilkan tekanan yang cukup tinggi. Bersama denganudara yang yang bertekanan tinggi, bahan bakar dikabutkan secara terus menerus danhasil dari pembakaran tersebut dengan suatu kecepatan yang tinggi mengalir denganperantaraan transition piece menuju nozzle dan sudu - sudu turbine dan pada akhirnya9keluar melalui exhaust dan dibuang ke udara bebas.II.1.6 Bagian-Bagian Utama Turbin GasKomponen - komponen utama pada suatu turbine gas meliputi :1. Saluran udara masuk2. Compressor3. Ruang bakar4. Turbine5. Saluran gas buang6. BantalanSaluran Udara MasukUdara pada pembakaran turbine gas diambil dari udara luar (ambient), sebelumudara dihisap dan masuk, compressor haruslah dijaga kelembaban dankebersihan udaranya dari debu-debu. Sebab kelembaban yang tinggimemungkinkan udara menjadi basah, sehingga mengandung bintik-bintik airyang akan menimbulkan korosi pada permukaan sudu- sudu compressor.Untuk menghindari hal-hal tersebut maka pada saluran udara masuk dilengkapidengan saringan- saringan penangkap bintik-bintik air dan debu.KompressorKompressor adalah alat yang digunakan untuk mengkompresikan udara denganjumlah yang besar untuk keperluan pembakaran, pendinginan dan lain-lain.Compressor yang digunakan adalah jenis aksial dengan 17 tingkat yang seporosdengan turbine. Untuk melakukan proses kompresi, kompresor memerlukantenaga yang sangat besar. Tenaga untuk memutar compressor adalah sekitar dari gaya yang dihasilkan oleh turbine. Karena pembebanan pada PLTGbervariasi maka jumlah udara yang masuk melalui filter diatur oleh inlet GuideVane.10Ruang BakarUnit turbin gas general electric ruang bakarnya terdiri dari sepuluh buah yangtersusun melingkar di sekitar compressor casingBagian-bagian yang menunjang proses pembakaran pada ruang bakar antara lain:1. Sistem penyalaan2. Flame detector3. Cross fire tubeDari hasil pembakaran bahan bakar, gas panas yang dihasilkan digunakan untukmenggerakkan turbine.TurbineTurbine adalah bagian yang terpenting dari perangkat PLTG, turbine merupakanperangkat yang mengkonversikan energi panas dari hasil pembakaran di ruangbakar yang bertemperatur dan bertekanan tinggi ke suatu energi yang baru yaituenergi mekanik.Kecepatan aliran gas panas yang melalui sudu tetap dan sudu gerak adalahmomentum gaya aksial kecepatan mendorong sudu yang disatukan dengan rotormenimbulkan energi baru yaitu energi mekanik gerak putar poros.Saluran gas buangSaluran gas buang adalah suatu bagian dari sistem turbine, dimana gas yangtelah dipergunakan untuk memutar poros turbine dan kemudian dibuang padaatmosfer udara. Rangka saluran gas buang dipasang pada bagian turbine shelldan diperkuat dengan baut. Pada rangka ini terdapat silinder - silinder luar dandalam . Pada bagian luar dan dalam terdapat diffuser, dimana aliran gas bekasmenjadi radial.11BantalanUnit turbine gas menggunakan dua bantalan :- Journal bearing- Thrust bearingFungsi bagian ini untuk menunjang rotor turbine sebagai penghubung rotor danstator turbin.PLTG General Electric memiliki turbine dengan data sebagai berikut :Model : 6551BManufaktur : General ElectricFuel : DistilateBase rating,Gas : N/ABase rating, Dist. : 33,44 kwTurbine stages : 3Made in : USAII.2 GENERATORII.2.1 Prinsip Kerja GeneratorPrinsip kerja generator serempak berdasarkan induksi elektromagnetik. Setelahrotor digerakan pengerak mula dengan demikian kutub-kutub pada rotor akanberputar. Jika kumparan kutub diberi arus searah maka pada permukaan kutub akantimbul medan magnet searah yang berputar dan kecepatannya sama dengan putarankutub.Garis-garis gaya yang berputar tersebut akan memotong kumparan jangkartersebut timbul EMF atau GGL atau tegangan induksi,frekuensi EMF (ggl).Persamaan mengikuti persamaan :12f P n Hz120= .Dimana:P = jumlah kutubn = kecepatan putaran (rpm)Besarnya tegangan induksi yang ditimbulkan pada kumparan jangkar yang ada padastator akan mengikuti persamaan :E = C.n. Dimana:C = konstanta mesin = fluks medan (weber)n = kecepatan putaran (rpm)II.2.2 Konstruksi GeneratorKonstruksi generator sinkron terdiri dari :1. Stator adalah bagian dari generator yang diam dan berbentuk silinder2. Rotor adalah bagian dari generator yang berputar dan berbentuk silinder.3. Celah udara adalah ruangan antara rotor dan stator.Konstruksi statorKonstruksi stator terdiri dari :1. Kerangka atau gandar dari besi tuang untuk menyangga intijangkar.2. Inti jangkar dari besi lunak/baja silikon.3. Alur/parit/slot dan gigi tempat meletakkan belitan (kumparan)berbentuk alur terbuka dan setengah tertutup.4. Belitan jangkar terbuat dari tembaga yang diletakkan pada alur.13Konstruksi RotorKonstruksi rotor terdiri dari dua jenis :1. Jenis kutub menonjol (salient pole) untuk generator dengankecepatan rendah dan medium. Kutub menonjol terdiri dari intikutub, badan kutub dan sepatu kutub. Belitan medan dililitkanpada badan kutub juga dipasang belitan peredam (damperwinding). Belitan kutub dari tembaga, badan kutub dan sepatukutub dari besi lunak.2. Jenis kutub silinder untuk generator dengan kecepatan tinggi,terdiri dari alur-alur yang dipasang kumparan medan juga adagigi alur dan gigi tersebut terbagi atas pasangan kutub.Kumparan kutub dari dua macam kutub tersebut dihubungkan dengancincin geser untuk memberikan tegangan arus searah sebagai penguatmedan, tegangan arus searah tersebut dari sumbernya melalui sikat dandiberikan ke cincin geser.Belitan JangkarBelitan jangkar ada pada stator dan selanjutnya disebut belitan stator dirangkaiuntuk hubung tiga fasa yang terdiri dari :a. Belitan satu lapis (single layer winding)b. Belitan dua lapis (double layer winding)Belitan satu lapis terdiri dari :1. Mata rantai (concentric or chain winding)2. Gelombang (wave)Belitan dua lapis terdiri dari :1. Jenis gelombang (wave)2. Jenis gelung (lap)Jarak antara sisi belitan dan cara meletakan belitan pada alur/slot menimbulkan14faktor kisar atau faktor distribusi.II.2.3 Karakteristik Generator PLTG GEGenerator pada PLTG general electric yang terdiri atas dua unit,menggunakan generator sinkron tiga fasa ,ada pun karakteristik dari generator PLTGGE adalah sebagai berikut :Name plate : 2 poles , 3 phase, WYE connected, 50 Hz, 3000 rpmTabel 1. Karakteristik Generator PLTG GERatings PeakDaya Output 45,40 MVA 46,56 MVAArmature ampere 2270 A 2337 AArmature volts 11,5 Kv 11,5 KVField Amperes 756 752Exciter Volts 125 125Power Factor 0.8 0,85II.3 SISTEM PROTEKSIII.3.1. Filosofisi Sistem ProteksiFilosofi dasar dari sistem proteksi adalah bagaimana melindungi sistem tenagalistrik dari ekses gangguan yang terjadi pada sistem dengan cara memisahkangangguan tersebut dari sistem lainnya dengan cepat dan tepat.Kualitas sistem proteksi yang diinginkan adalah yang cepat,sensitif,selektif dan andal.Cepat berarti, reaksi sistem proteksi tersebut harus secepat mungkinmemisahkan daerah yang terganggu dari sistem lainnya, tanpa menimbulkan hal-hallain yang menimbulkan bentuk gangguan baru pada sistem.Sensitif berarti, sistem proteksi tersebut bereaksi terhadap gangguan yangbagaimanapun kecilnya selama gangguan tersebut termasuk dalam tugasnya.15Selektif berarti, sistem proteksi tersebut harus bereaksi dengan tepat, sehinggayang dipisahkan dari sistem hanya bagian yang terganggu, tanpa menyebabkanbagian lain yang tidak seharusnya terpisah dari sistem turut dipisahkan dari sistem.Andal berarti, sistem proteksi tersebut akan bekerja sesuai apa yang diharapkan,dimana keandalan dapat mengacu pada konsepsecurityataudependability.Keandalan dengan konsep security berarti, suatu kepastian bahwa sistemproteksi tidak akan salah operasi, yang berarti sistem proteksi tidak akan bereaksiterhadap gangguan yang bukan diperuntukkan kepadanya bagaimanapun besarnyagangguan tersebut, sedangkan keandalan dengan konsep dependability berarti suatukepastian bahwa sistem proteksi pasti bereaksi untuk kondisi yang dirasakan sebagaikondisi gangguan.Dalam banyak sistem kedua hal di atas tidak mungkin kedua duanya dipenuhi100%, sehingga banyak sistem yang merupakan sistem kompromi antar keduannya.Kesederhanaan, dimana digunakan peralatan dan rangkaian yang sederhanaakan tetapi tujuan tercapai.Ekonomis, dimana dengan biaya yang minimum dapat dicapai fungsi proteksiyang maksimumII.3.2 Komponen yang Terdapat pada Suatu Sistem ProteksiKomponen-komponen yang terdapat pada suatu sistem proteksi tersebut adalah :1. Peralatan yang diperoteksi2. Sensor, yang mendeteksi perubahan parameter sistem dari peralatanyang diperoteksi3. Relay proteksi, yang merupakan otak yang mengevaluasi apakahperubahan parameter tersebut sudah dapat diklasifikasikan sebagaikondisi gangguan atau tidak (berdasarkan referensi yang diberikankapada relay tersebut, yang pada masyarakat proteksi dikenal sebagairelay setting) dan apabila hasil evaluasi tersebut dianggap sebagai16gangguan maka relay proteksi akan mengeluarkan pertanda bahwa adakondisi gangguan atau perintah eksekusi trip(membuka) circuit breakeryang terkait.4. Circuit breaker adalah alat untuk menghubungkan atau memisahkanperalatan yang diproteksi dari sistem.5. Sumber DC, pada relay static dan relay numeric. Sumber DC merupakansumber daya untuk mengaktifkan rangkaian operasi dari relay,sedangkan pada relay elektromekanis, hal ini tidak dibutuhkan.Sumber DC ini pun, pada umumnya dipakai sebagai sumber daya untuk closingdan tripping coil pada CB. Meskipun ada juga CB yang masih memakai sumberAC untuk kebutuhan tersebut.6. Kawat penghantar, merupakan link yang mengantar informasi antara peralatanperalatan tersebut.17BAB IIISISTEM PENGONTROLAN DAN PROTEKSIGENERATOR PLTG GEIII.1 SISTEM PENGONTROLAN GENERATOR PLTG GEDalam melayani konsumen, sebuah sistem tenaga listrik harus memenuhikualitas tertentu terutama tegangan dan frekuensi generator, yang mana sangatdipengaruhi oleh keseimbangan suplai daya listrik dengan beban terpasang. Tegangandan frekuensi akan mengalami perubahan akibat fluktuasi beban. Tegangan danfrekuensi akan turun pada saat beban berlebih akibat fluktuasi beban, demikian pulajika beban berkurang maka tegangan dan frekuensi akan naik. Untuk itu makapengaturan frekuensi dan tegangan sangat diperlukan untuk mengontrol perubahanbeban dan frekuensi sehingga tetap dalam batas toleransi yang diperlukan.III.1.1 Sistem Penguatan (Exciter)Secara umum exciter Generator AC memiliki beberapa jenis :Direct Couple ExciterGambar 4. Model Direct Couple ExciterSistem ini termasuk sistem penguatan poros, di mana arus penguatan rotor18didapat dari generator arus searah yang dikopel seporos dengan rotorgenerator. Biasa dipakai generator shunt. Dengan mengatur arus eksitasinyamaka tegangan stator arus bolak-balik bisa diatur. Bila arus eksitasi naikmaka tegangan genertor naik dan sebaliknyaReduction Gear ExcitationGambar 5. Model Reduction Gear ExcitationSistem penguatan ini termasuk sistem penguatan sendiri, dimana aruspenguatan rotor sendiri di dapat dari generator DC uang dikopel ke porosdengan reduction gear. Dengan mengatur arus eksitasi maka tegangan statorarus bolak-balik bisa diatur.Motor Generator ExcitationGambar 6. Model Motor Generator ExcitationSistem penguatan ini termasuk sistem penguatan terpisah di mana aruspernguatan arus rotor generator didapat dari generator DC yang digerakkanoleh notor AC yang diberi oleh suplai oleh sumber tersendiri. Denganmengatur arus eksitasi maka tegangan stator arus bolak-balik bisa diatur.19AC ExcitationGambar 7. Model AC EcitationSistem penguatan ini termasuk sistem penguatan sendiri dimana aruspenguatan rotor generator didapat dari generator AC yang dikopel seporosrotor generator dan disearahkan melalui rectifier dan langsung dialirkan kerotor generator melalui sikat. Permanen magnet generator merupakangeneraotr 3 fasa dengan kutub luar. Bila kutub magnet diputar maka dikumparan stator akan timbul ggl induksi. GGL induksi ini dimasukkan keAVR dan disearahkan ke kutub-kutub AC exciter untuk penguatan itu sendiri.Bila kutub rotor AC exciter diputar maka pada ujung-ujung belitan rotor akankeluar ggl induksi. AC exciter ini merupakan generator dengan kutub luar.Jadi rotornya mengeluarkan ggl induksi. GGL induksi ini dialirkan ke rotatingreactifier untuk disearahkan dengan cara berputar dan langsung dialirkan kerotor generator untuk penguatan rotor generator itu sendiri. Bila rotorgenerator itu diputar oleh turbin maka di stator generator akan timbul gglinduksi bolak-balik . Bila arus excitasi dinaikkan maka tegangan bolak-balikdi stator akan naik juga, tetapi tegangan di stator diatur supaya tetap olehAVR. Dengan mengambil setting tegangan stator yang disalurkannya makategangan yang keluar dari generator bisa diatur secara otomatis.20III.1.2. Pengaturan TeganganPada umumnya beban generator tidak konstan. Hal ini menyebabkan teganganpembangkit juga berubah besarnya. Agar tegangan pada pembangkit mengikutiperubahan beban luar maka tegangan generator harus diatur. Pengaturan tersebut padaprinsipnya dengan mengatur besar kecilnya arus penguat generator. Untuk mengaturtegangan generator (dengan arus penguat) secara otomatis dapat dilakukan denganpengatur tegangan otomatis.Pengatur tegangan otomatis (Automatic Voltage Regulator , AVR ) dibagimenurut cara kerjanya , yaitu jenis kontinu (kontinu duty) dan jenis terputus(intermittent duty). Jenis pertama digunakan untuk mengatur tegangan dalam batasvariasi yang kecil tetapi tidak ada untuk harga tertentu , jenis kedua untuk mengaturtegangan pada harga tertentu dalam batas toleransi tertentu pula . Selain jenis-jenis diatas, ada pula jenis tanpa kontak , jenis yang menggunakan tahanan secara langsungatau tidak langsung, dan jenis vibrasi. Jenis tanpa kontak dapat bekerja secara kontinutanpa menggunakan kontak (mekanis), atau operasi mekanisnya dilakukan denganmenggunakan penguat magnetis (magnetic amplifier), penguat berputar (rotatingamplifier), semikonduktor. Jenis yang menggunakan tahanan secara langsung disebutjuga jenis berkontak banyak (multicontact type); di sini tahanan yang dipasang dalamrangkaian medan dari penguat (medan) diatur langsung oleh isyarat control. Padajenis yang tidak menggunakan tahanan langsung, tahanan yang dipasang padarangkaian medan diatur dengan perantara motor pengatur atau suatu mekanismehidrolik . Jenis vibrasi menggunakan kontaktor untuk mengatur tegangan pada hargarata-rata yang konstan dengan menghubungkan atau memutuskan (on-off operation)sebagian atau seluruh tahanan yang terhubung pada rangkaian medan.21III.1.3 Pengaturan FrekuensiTujuan pengaturan frekuensi adalah untuk mempertahankan agarpembangkitan daya aktif selalu sama dengan beban. Untuk mempertahankanfrekuensi dalam batas toleransi yang diperbolehkan, penyediaan/pembangkitan dayaaktif dalam sistem harus sesuai dengan kebutuhan pelanggan atas daya aktif, harusselalu sesuai dengan beban daya aktif. Pengaturan ini dilakukan dengan menambahatau mengurangi jumlah energi primer (bahan bakar), dan dilakukan pada governor.Alat yang mengontrol kondisi ini adalah LFC (Load Frekuensi Control). Kekuranganalat ini adalah tidak dapat mengembalikan frekuensi ke kondisi normalnya, hanyamembuatnya stabil pada frekuensi tertentu. Untuk itu digunakan AGC (AutomaticGeneration Control). Alat ini terdapat pada MARK V, dalam bentuk logic.III.1.4. Pengaturan Daya Reaktif (VAR)Tujuan dari pengaturan daya reaktif adalah untuk memenuhi kebutuhan akandaya reaktif dari sistem. Daya reaktif diperlukan guna memperbaiki cos dari sistemserta mengurangi loses dari sistem. Pengaturan daya reaktif diatur melalui aruseksitasi dengan menaikkan tegangan sumber eksitasi.III.1.5. Paralel GeneratorTujuan paralel generator :o Untuk melayani beban yang berkembang (memperbesarkapasitas daya yang dibangkitkan).o Untuk menjaga kontinuitas pelayanan apabila ada mesin(generator) yang harus dihentikan (misal untuk reparasi)Syarat paralel generator :o Tegangan samao Frekuensi sama22o Phasa samao Urutan phasa samaUntuk sinkronisasi dipasang pearalatano Lampu test sinkronisasi peralatano Voltmeter Differensialo Sinkronoskopo Frekuensimeter Differentialo Pensinkronisero Relay pemeriksa sinkronIII.2. OPERASI KELISTRIKAN PLTG GEIII.2.1 UmumPembangkit Listrik Tenaga Gas General Electric terdiri dari dua unit, MesinPLTG dikopel langsung dengan generator sinkron 3 phasa berkutub dua salient. Dayaoutput generator sinkron adalah 45,4 KVA, tegangan 11,5 KV. Titik bintanggenerator dihubungkan ke sistem pentanahan netral resistance. Daya output generatortersebut dihubungkan dengan kabel berisolasi ke annex switchgear 11,5 KV yangterdiri dari CB generator dan trafo pemakaian sendiri.Untuk mensuplai daya ke switch yard 150 KV outdoor, switchgear 11,5 KVdihubungkan dengan kabel tanah ke trafo step up tegangan 11,5/150 KV. Sisitegangan tinggi dari trafo step up tersebut dihubungkan dengan switch yard 150 KVoutdoor melalui saluran kabel tanah berisolasi. Titik bintang sisi tegangan tinggidihubungkan ke tanah melayang (melalui lighting arrester).Untuk keperluan peralatan bantu , PLTG GE mempunyai trafo pemakaiansendiri dengan daya 1600 KVA, tegangan 11,5/380 KV. Sisi tegangan tinggi trafopemakaian sendiri dihubungkan ke switchgear 11,5 KV melalui kabel berisolasi. Titikbintang sisi tegangan rendah dari tiap unit trafo pemakaian sendiri ditanahkan23langsung. AC power supply untuk start pada kondisi normal dan pada saat operasi,supply daya untuk start alat-alat bantu diperoleh dari trafo pemakaian sendiri.Karakteristik trafo pemakaian sendiri adalah : Daya output : 1600 KVA Tegangan input : 11,55 KV Tegangan output : 380 volt Arus Primer : 80,33 A Arus sekunder : 2430,95 A Jumlah Phasa : 3 Frekuensi : 50 Hz Impedansi : 6 % BIL : HV LI95 AC 38/LI AC3 Vektor Group : DYn-5 Pendinginan : ONAN Standart : IEC-76 Oil : 1240 Liter Berat Total : 4965 Kg Tahun Pembuatan : 1997 Pabrikan : PT. Trafindo PerkasaSupply daya tersebut diperoleh dari tap trafo tenaga di sisi 11,5 KV dan diturunkantegangannya melalui trafo pemakaian sendiri.Pada saat stop/start, supply daya AC untuk control alat Bantu diperoleh daribusbar 150 KV yang diturunkan tegangannya melalui trafo daya dan kemudianditurunkan lagi melalui trafo pemakaian sendiri 1600 KVA.Karakteristik trafo daya PLTG GE adalah : Daya output : 36/46 MVA Jumlah phasa : 324 Frekuensi : 50 Hz Tegangan Primer : 150 KV Tegangan sekunder : 11,5 KV Arus Primer : 356 A Arus sekunder : 928,8 A Vektor group : YnD-11 Tegangan impedansi : 12 % Type pendinginan : ONAN/ONAF Berat Minyak : 8,3 T Berat total : 34,1 T Temperatur ijin belitan : 50C Temperatur ijin minyak : 55C Pabrikan : TAKAOKAIII.2.2 Standart Operating Procedure (SOP)Persiapan Sebelum Start1. Periksa bahan bakar Diesel start (cukup)2. Periksa L.O diesel start (cukup)3. Periksa L.O Reservoir tangki (cukup)4. Perikasa Level air radiator (cukup)5. Periksa Level L.O compressor udara tangki cukup6. Periksa Level air compressor udara tangki cukup7. Periksa tekanan tangki compressor 6 kg/cm8. Periksa bahan bakar tangki harian cukupProsedur Start1. Pastikan alat-alat bantu dan alat-alat proteksi dalam keadaan siap (readyto start), tampilkan pada layar monitor pada posisi START25UP/PERMISSIVES caranya arahkan kursor pada: EXIT (click) START UP PERMISSIVES (click)2. Untuk memposisikan unit pada signal Ready to Start, arahkan kursorpada: MAIN DISPLAY (click) Posisikan AUTO pada MASTER SELECT,arahkan kursor pada AUTO (click). Tampilkan kembali STARTUP/PERMISSIVES untuk memastikan siapuntuk start (ready to start), caranya lakukanpada uraian nomor satu di atas.3. Apabila signal telah siap untuk start (ready to start), arahkan kursor pada : MAIN DISPLAY (click) Posisi start pada MASTERCONTROL, arahkan kursor pada :START (click)-EXECUTECOMMAND (click).Proses pembangkitanPada saat perintah start dieksekusi maka pada awal mulanya mesin dieselstart bekerja dimana mesin diesel ini seporos dengan turbin generator danputaran turbin akan mengikuti putaran mesin diesel start. Hal ini dilakukan,karena jika tidak turbin akan membutuhkan gaya tekan yang sangat besar danmembutuhkan bahan bakar yang lebih besar pada awal start. Pada saat yangbersamaan bahan bakar disemprotkan melalui Nozzle ke dalam ruang bakardalam bentuk kabut bersama dengan udara, dibakar (diberi pengapian) olehbusi untuk menghasilkan gas yang bertekanan untuk memutar turbin.Berputarnya turbin berarti rotor generator juga berputar. Karena rotor26berputar, maka generator mulai menghasilkan output (tegangan dan frekunsi)melalui proses induksi elektromagnetik.Ketika putaran turbin melebihi putaran diesel start maka diesel start akanlepas secara otomatis. Putaran turbin akan terus dinaikkan denganpenambahan bahan bakar yang diatur secara otomatis, Rotor generator yangseporos dengan turbin akan terus berputar hingga mencapai putaran idealuntuk menghasilkan tegangan dan frekuensi yang diinginkan atau siap untukmelakukan sinkronisasi.Proses sinkronisasiUntuk pengaturan sinkronisasi, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu denganauto dan manual.Untuk dapat menampilkan prosedur sinkronisasi, arahkan kursor pada : EXIT (click) SYNCHHRONIZING DISPLAY (click)Akan tampak pada layar sinkronisasi.1. Sinkronisasi secara AUTO Posisikan auto sync. Pada sync. Mode, caranyaarahkan kursor : AUTO SYNC (click) EXECUTE COMMAND (click). Bila telahdilaksanakan maka proses sinkronisasi akan berjalansecara auto, ditandai dengan masuknya CB generator(breaker close) antara jam 11.55-12.05. Atur beban sesuai kebutuhan secara bertahap. Biladalam keadaan mendesak / Emergency, pengatur bebandapat diatur sesuai laju perubahan frekuensi. Atur tegangan, power factor (cos ), daya reaktif(MVAR), sesuai dengan batas yang ditetapkan. Untuk pengaturan beban dan tegangan dilakukan pada27MANUAL MODE atau pada SPEED / LOADCONTROL, dengan mengarahkan kursor padapengaturan RAISE atau LOWER. Caranya arahkankursor pada RAISE (click) untuk menaikkan bebanatau LOWER (click) untuk menurunkan beban. Bila sinkronisasi dan pengaturan beban telah selesai,posisikan kembali SYNC. MODE pada posisi OFF.Caranya arahkan kursor pada SYNC. OFF (click) -EXECUTE COMMAND (click)Untuk dapat memantau lebih jelas kondisi system pembangkitantampilkan kembali layar pada posisi MAIN DISPLAY (click).2. Sinkronisasi secara MANUALSinkronisasi secara manual dapat dilaksanakan pada dua tempat, yaknipada Remote Control dan pada Panel Generator (local).Prosedur stop unitUntuk prosedur penyetopan unit langkah yang dilakukan dengan menurunkanbeban secara bertahap sampai pada beban minimal (0,5 MW) diikuti denganpelepasan Circuit Breaker (Breaker Trip), bila telah tercapai penyetopan dapatdilaksanakan, dengan memberikan sinyal stop pada turbin.Pelaksanaannya adalah :1. Arahkan kursor pada EXIT (click)2. SYNCHRONIZING DISPLAY (click). Bila telahdilaksanakan maka akan tampak sarana penurunan bebanhingga pelepasan Circuit Breaker ( Breaker Trip)3. Untuk penurunan beban lakukan pada Manual Mode, pilihsarana LOWER LOAD, caranya arahkan kursor pada :LOWER(click) lakukan hingga beban mencapai bebanminimal (0,5 MW), bila telah tercapai lepaskan circuit breaker28(breaker trip), caranya adalah : arahkan kursor padaBREAKER TRIP di MANUAL MODE.4. BREAKER TRIP (click). Perhatikan signal pada breaker, bilapenunjukan breaker telah terbuka (open) maka prosespelepasan breaker telah selesai, selanjutnya penyetopan turbinbisa dilaksanakan, bila breaker open tunggu 5 menit untukmeyetop unit. Caranya :Arahkan kursor pada : MAIN DISPLAY (click) Posisikan stop pada MASTERSELECT, arahkan kursor pada : STOP (click)-EXECUTECOMMAND (click)Maka proses penyetopan unit telah tercapai, periksa kembali keadaanpembangkitan hingga kondisi dalam keadaan aman.Normal load operation (pembebanan)Pembebanan generator setelah synchronizing dapat dilakukan dengan duacara, yaitu :1. Pembebanan secara Manual (Manual Loading)Pembebanan Manual dapat dilakukan dengan menekan SPEED SPRAISE/SPEED SP LOWER padaCRT Main Display. Dapat jugadilakukan dengan cara mengatur governor control switch ( 70 R4/Cs)pada generator control panel. Untuk menaikan beban dilakukan denganmemutar switch ke kanan, dan sebaliknya untuk menurunkan bebandilakukan dengan memutar switch ke kiri.Pengaturan beban dengan menggunakan governor control switch ( 70R4/CS), untuk menaikan beban lebih besar dari 25 % full load tidak dapatdilakukan dalam satu menit.292. Pembebanan secara AUTO ( Automatic Loading )Pada awal start jika tidak ada pilihan pembebanan, unit akan dibebanidengan SPINNING RESERVE load point. Dimana SPINNINGRESERVE load point adalah sedikit lebih besar dari tidak ada beban,yaitu8 % dari beban dasar.Pada intermediate load point, PRE-SELECTED load, dan temperaturcontrol load point BASE dan PEAK dapat dipilih setiap saat setelahsinyal start diberikan. Pemilihan akan ditampilkan padaCRT.Pembebanan unit sesuai dengan pilihan pembebanan yang telah dipilih.PRESELECTED LOAD adalah titik beban yang lebih besar dariSPINNING RESERVE dan kurang dari BASE, sekitar 50 %.Pengoperasian secara remote ( remote operation )Untuk memindahkan control turbin dari control compartemen ke lokasiperalatan remote. Pilih REMOTE padaCRT Main Display. Dengankondisi ini, start turbin; automatially synhronized, dan pembebanan dapatdilakukan secara remote.Jika dilakukan synchronisasi secara manual dari remote control, makaselector switch ( 43 S ) pada panel generator control harus diposisikan padaOFF/REMOTE.Shutdown and cool down1. Normal ShutdownNormal Shutdown dapat dilakukan dengan memilih STOP padaCRTMain Display. Prosedur shutdown akan mengikuti secara automaticmelalui pengurangan beban generator, perubahan kecepatan turbin,penutupan bahan bakar pada bagian-bagian kecepatan dan initial daripada cooldown sequence yang pada akhirnya mesin stop.2. Emergency shutdownEmergency dilakukan dengan menekan tombol Emergency Stop.Emergency shutdown dapat dilakukan dengan cara mekanik yaitu dengan30mendorong / menekan manual emergency trip valve yang terletak padagauge cabinet assembly, atau manual trip button pada overspeed tripmekanik yang terletak di samping accessory gear.3. CooldownSetelah dilakukan shutdown, maka rotor harus tetap berputar selama masapendinginan . Perputaran rotor turbin diperlukan gunanya adalah untukmencegah lendutan rotor, resultant rubbing dan imbalance dandihubungkan dengan kerusakan lain yang mungkin terjadi jika peralatanbantu start tanpa berhenti tanpa pendinginan terlebih dahulu. Turbin dapatdioperasikan dan dibebani setiap saat selama siklus pendinginan.Siklus pendinginan dapat dilakukan menggunakan bagian-bagian startingyang mana hal ini dilakukan pada operasi cranking speed. Pada unit-unityang mempunyai electromotor sebagai starting device, operator harusmemperhatikan petunjuk lamanya motor dapat beroperasi tanpaoverheating.Peralatan yang diperlukan untuk putaran selama cooling down pada MS5000 dan MS 6001 adalah hydraulic ratchet yang dihubungkan denganperalatan torque converter. Ratchet berputar sekali setiap 3 menit danmemutar rotor 47 derajat.Waktu minimum yang diperlukan untuk pendinginan turbine tergantungpada ambient temperature turbine. Faktor lain seperti udara langsung dankelembaban udara di luar dan air drafts di dalam instalasi, dapat jugamempengaruhi waktu yang diperlukan untuk coolingdown.Rotor harus tetap berputar selama 24 jam sejak shutdown, untukmeyakinkan keamanan minimum dari rubs dan unbalance pada kondisisubsequent starting. GE Company, merekomendasikan bahwapengoperasian putaran rotor terus menerus selama 48 jam setelahshutdown untuk memperoleh pendinginan rotor yang merata.4. Black Start Operation31PLTG GE mempunyai fasilitas black start yang dapat dioperasikan dalamkondisi blackout atau tidak ada sumber tegangan AC dari luar.Supply tegangan untuk peralatan control diperoleh dari sumber teganganDC battery.Ignition atau pengapian dan internal AC control, diperoleh dari teganganDC yang dikonversi menjadi tegangan AC oleh inverterKetika turbine distart, DC Emergency Lub Oil beroperasi untukmensupply pelumasan hingga Accessory gear mendrive main oil lubpump. Pompa emergency jalan terus sampai accelerating speed signal(14HA) menyala, yaitu pada kecepatan putaran 95%. Pompa emergencykemudian akan shutdown jika lube oil pressure switgh (63QL)menunjukkan tekanan yang cukup.Dalam pengoperasian black start juga dibutuhkan tambahan 88HR DChydraulic ratghet pump assembly. Bagian ini diperlukan untukmengontrol tekanan oli dalam menjalankan clutch dan rathet assembly.Untuk bahan bakar mesin, tekanan yang disupply ke turbine didrive olehfuel oil pump diperoleh dari fuel forwading pump AC/DC.Motor DC akan menjalankan pompa sampai tegangan AC diperolehuntuk menjalankan motor AC. Kebutuhan tekanan bahan bakar yangtinggi dapat dicukupi oleh nomalnya accessory gear driven fuel pump.III.3. SISTEM PROTEKSI PLTG GEIII.3.1 Alat SensorAlat sensor berfungsi untuk mendeteksi perubahan parameter pada sistem dariperalatan yang diproteksi. Alat sensor ini berupa VT (voltage transformer) dan CT(current transformer).32III.3.2 Relay ProteksiPada PLTG GE relay proteksi yang digunakan adalah relay numeric yangmana dikendalikan oleh sebuah microprocessor. Relay numeric atau relay digitalyang digunakan adalah DGP System. DGP system adalah sebuah mikroprosesor yangdikombinasikan dengan relay digital di mana menggunakan sampling bentukgelombang dari arus dan tegangan input untuk keperluan proteksi, control, danmemonitor generator. Sampling tadi digunakan untuk menghitung arus dan phasategangan yang mana digunakan untuk fungsi alogaritma proteksi. DGP Systemmenggunakan interface MMI (Man Machine Interface) dan DGP LINK softwarekomunikasi yang sesuai dengan GE digital relay system.Di bawah ini beberapa fungsi proteksi yang ada pada DGP System :1. Stator Differential (87G)2. Current Unbalance (46)3. Loss of Exicitation (40)4. Antimotoring (32-1)5. Time overcurrent with voltage restraint (51V)6. Stator Ground (64G1)7. Ground Overcurrent ( 51 GN)8. Over exicitation (24)9. Overvoltage (59)10. Undervoltager (27)11. Over and Undefrequency (81)12. Voltage Transformer Fuse Failure (VTFF)Stator DifferentialFungsi ini menyediakan Proteksi dengan kecepatan tinggi selama terjadigangguan phasa-phasa, dan tiga phasa didalam stator generator. Stator33differential menggunakan sebuah produk restraint alogaritma dengan dualslope karakteristik..Stator differential tidak akan bekerja untuk gangguan berulang pada belitanmesin. Ini juga tidak akan bekerja untuk ganguan satu fasa ketanah, jikasistem tersebut tidak ditanahkan atau ditanahkan dengan impedansi yangtinggi.Proteksi terhadap hubung tanah akan berfungsi jika netral dari mesin ( atausalah satu mesin yang dioperasikan parallel) ditanahkan. Sebuah bagian kecildari belitan sampai titik netral tidak dapat diproteksi, jumlah gangguan sangatditentukan dari tegangan yang dapat menyebabkan arus pick-up minimumyang mengalir sampai titik netral dan impedansi pentanahan. Peralatanpembatas arus pada rangkaian netral tanah akan meningkatkan impedansinetral dan akan menurunkan fungsi proteksi gangguan tanah.Current UnbalanceDi sini ada beberapa kondisi tidak normal pada generator, kondisi tidaknormal ini dapat berupa ketidakseimbangan beban, gangguan pada sistem danrangkaian terbuka. Komponen urutan negative (I2) dari arus statorberhubungan langsung dengan kondisi tidak normal ini dan pengaturanjumlah putaran fluks medan pada mesin. Kekurangan ini akan menyebabkanpemanasan pada inti rotor. Kemampuan dari mesin untuk bertahan daripemanasan yang disebabkan oleh arus yang tidak terbatas (unbalance current).Proteksi current unbalance dari DGP sistem menyediakan karakteristik waktuoperasi yang cepat sesuai I2 T = K. Sebuah karakteristik linear yang dibuatkira-kira untuk pendinginan mesin sementara pada kondisi arus yang tidakterbatas ( unbalance current ). Didalamya ditambahkan 46T, DGP sistem jugamemasukkan sebuah alarm unbalance current (46A) yang mana dioperasikanoleh komponen urutan negative (I2) disesuaikan dengan pick-up dan timedelay.Loss of Excitation34Fungsi ini digunakan untuk mendeteksi kekurangan eksitasi pada mesinsinkron. DGP sistem memasukkan dua karakteristik mho, untuk mendeteksimesin, tiap bagian disesuaikan jangkauan, waktu mati dan pewaktuan. Logikadisediakan dalam DGP system untuk memblok fungsi ini dari adanyategangan urutan negative ( dideteksi oleh sebuah Voltage transformer fusefailure condition) dan sebuah eksternal VTFF Digital input DI6.Eksitasi dapat hilang karena tripnya field breaker, rangkaian terbuka atauhubung singkat pada belitan medan, kerusakan pada regulator, atau hilangnyasumber untuk meyupplai belitan medan. Ketika sebuah generator sinkronkehilangan eksitasi, ini cenderung membuatnya menjadi sebuah generatorinduksi. Jika ini berlangsung pada kecepatan normal, beroperasi dengan dayayang berkurang, dan penerimaan daya reaktif (VARS) dari sistem. Impedansiini dilihat oleh relay, relay melihat generator bukan sebagai gangguan tetapimerupakan karakteristik mesin. Aliran daya sebelumnya berkurang akibateksitasi.Studi mengindikasi bahwa fungsi dari zona mho dapat diset untuk mendeteksikasus kegagalan eksitasi dalam waktu yang singkat. Dan zona kedua dapatmendeteksi semua kasus kegagalan eksitasi. Setting waktu yang lamadibutuhkan oleh second zone (40-2) untuk keamanan selama kondisi ayunandaya untuk sistem stabil.Anti MotoringFungsi ini untuk mengatasi terjadinya aliran daya aktif dari sistem kegenerator. Kondisi ini terjadi saat semua atau sebagian prime mover hilangdaya putarnya, dan saat itu juga daya yang dibangkitkan kurang dari dayabeban. Daya aktif / nyata akan mulai mengalir ke dalam generator dari sistem.Motoring power secara khusus membedakan jenis penggerak mula sepertiyang ditunjukkan oleh Tabel di bawah. Untuk spesifikasi penggunaan,minimum penggerak daya dari generator dapat diperoleh dari supply setiapunit.35Tabel 2. Nilai Daya Penggerak Berdasarkan PenggerakmulanyaJenis penggerak mulaPenggerak daya dalam percentdari unit ratingGas turbineDieselHydraulic turbineSteam turbine10 10015 252 1000,5 4DGP system menyediakan sebuah fungsi untuk reverse power (32-1) dandisesuaikan dengan time delay.Time overcurrent with voltage restraint (51V)Sebuah sistem harus dapat dilindungi dari gangguan, untuk itu timeovercurrent with voltage restraint yang terdapat pada DGP sistem berfungsiuntuk sebagai back up protection.Stator Ground (64G1)Fungsi ini untuk mendeteksi adanya gangguan stator ground fault dengansebuah impedansi ground yang tinggi pada generator. Pada keadaan normalnetral dari belitan stator mempunyai potensial tertutup terhadap ground.Ground Overcurrent ( 51 GN)Fungsi ini untuk mengatasi adanya arus lebih yang terjadi akibat adanyahubung singkat pada generator. Prinsip kerja dari Ground over current samadengan prinsip kerja overcurrent relay.Over exicitation (24)Fungsi ini untuk mengatasi arus eksitasi yang berlebih pada rotor, eksitasiyang lebih pada generator dapat menaikkan temperatur pada belitan statorakibat arus yang besar sehingga dapat merusak belitan rotor.Over VoltageFungsi ini untuk mengatasi adanya tegangan lebih pada generator. Tegangan36yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yang diijinkan dapatmenyebabkan kerusakan isolasi dari belitan stator dan berakibat pada hubungsingkat antara belitan. Selain itu overvoltage dapat mengakibatkan terjadinyaoverspeed dan merusak pengatur tegangan otomatis (AVR).Under VoltageFungsi ini untuk mendeteksi mengatasi tegangan yang rendah pada outputgenerator. Apabila generator bekerja pada tegangan yang rendah maka akibatpada beban. Tegangan yang rendah pada generator akan mengakibatkan dayayang dipasok ke beban berkurang sehingga merugikan. Apabila generatorberada dalam interkoneksi maka akan mengakibatkan terjadinya aliran dayake generator.Over and Under FrequencyFungsi ini untuk mendeteksi frekuensi generator, under frequensi dapatmeyebabkan membukanya CB sehingga perlu dideteksi, untuk mengatasinyadengan dilakukan dengan menyeimbangkan beban dengan daya yangdibangkitkan. Over frequency dapat meyebabkan over speed, overvoltagesehingga dapat membahayakan generator.Voltage Transformer Fuse Failure (VTFF)Fungsi ini dapat operate untuk semua Partial loss dari tegangan AC yangdisebabkan satu atau lebih blown fuses, jika tegangan AC hilang negativesquence voltage detektor akan pickup dan positive squence detector akanakan drop out.III.3.3. Circuit Breaker (CB)Circuit breaker berfungsi sebagai switch atau saklar yang memutuskan danmenghubungkan peralatan yang diproteksi dari sistem. Circuit breaker bekerjaberdasarkan perintah dari relay.37III.3.4. Sumber DCSumber DC yang digunakan pada sistem proteksi Generator PLTG GE berasaldari sebuah batterai dengan tegangan 125 volt.III.3.5 Gangguan pada GeneratorGangguan pada generator dapat diklasifikasikan sebagai berikut :1. Gangguan Listrik (electric fault)2. Gangguan Mekanis/Panas (mechanical thermal fault)3. Gangguan Sistem (system fault)Gangguan Listrik (electrical fault)Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi akibat gangguanpada bagian listrik dari generator. Gangguan ini meliputi :a. Hubung singkat tiga fasab. Hubung singkat dua fasac. Hubung singkat belitan stator ke tanah ( Stator ground fault)Kerusakan pada gangguan dua fasa dapat diperbaiki denganmenyambung (laping) atau mengganti sebagian dari konduktor, tetapikerusakan akibat gangguan satu fasa ketanah yang bunga api danmerusak isolasi serta inti besi. Kerusakan ini sangat fatal danmemerlukan perbaikan total.d. Hubung singkat belitan rotor hubung tanah (rotor groundfault)Jika terjadi hubungsingkat satu titik ketanah belum memberikanpengaruh terhadap roror, namun jika hubung singkat ketanah terjadi padadua titik maka akan seolah-olah hubung sinkat antara dua belitan.38Pengaruh dari hubung singkat dua titik adalah : Gaya tarik rotor menjadi tidak seimbang sehinggaputarannya menjadi berayun Mempercepat kerusakan bantalan Bisa menyebabkan gesekan antara rotor dan stator,yang menyebabkan pemanasan pada bagian yangbergesek, sehingga dapat meyebabkan sifat isolasidari belitan stator berubah. Dan selanjutnyamentebabkan hubungsingkat antara belitan atauhung tanah pada stator.e. Kehilangan arus eksitasi (loss excitation)Hilangnya arus eksitasi dapat menyebabkan putaran mesin menjadi naikdan mengubah fungsi generator sinkron menjadi generator induksi.Kondisi ini akan menyebabkan pemanasan lebih pada rotor akibat arusinduksi yang bersirkulasi pada rotor.f. Tegangan lebih (overvoltage)Tegangan yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yangdiijinkan dapat menyebabkan kerusakan isolasi sari belitan stator danberakibat pada hubung singkat antara belitan. Selain itu overvoltagedapat mengakibatkan terjadinya overspeed dan merusak pengaturtegangan otomatis (AVR).Gangguan mekanis/panas (mechanical or thermal fault)Jenis-jenis gangguan mekanis atau panas adalah :a. Generator berfungsi sebagai motorMotoring adalah peristiwa berubahnya fungsi generator menjadi motorakibat adanya daya balik (reverse power)Daya balik (reverse power) terjadi akibat turunnya daya masukan dari39penggerak utama (prime mover). Sehingga torka listrik lebih besar daritorka mekanik, hal ini mengakibatkan terjadi perubahan bentuk darisudu-sudu turbin (kavitasi sudu-sudu turbin).b. Pemanasan lebih pada statorPemanasan lebih pada stator meyebabkan : Kerusakan laminasi Kendornya bagian-bagian tertentu padagenerator seperti pasak-pasak stator (statorwedges), terminal /ujung belitan dan sebagainya.c. Kesalahan paralelKesalahan dalam memparalelkan generator karena syarat-syarat paraleltidak terpenuhi mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan koplinggenerator dan penggerak utama karena terjadinya momen puntir.d. Gangguan pada pendingin statorGangguan pada pendingin stator (pendingin dengan media udara,hydrogen atau air) menyebabkan kenaikan suhu belitan stator danberakibat pada isolasi belitan.Gangguan sistem (system fault)Gangguan pada system yang berakibat pada generator yaitu :a. Terjadinya pelepasan beban secara mendadak ;Terjadinya gangguan hubung singkat baik itu tiga fasa, dua fasa, dua fasaketanah, satu fasa ketanah dan open circuit menyebabkan bekerjanya relayproteksi dan berakibat pada pelepasan beban. Pelepasan bebanmengakibatkan daya yang dibangkitkan lebih besar dari daya yang beban,akibatnya torka mekanik lebih besar dari torka listrik sehingga frekuensidan tegangan generator menjadi naik.b. Lepas sinkron (loss sinkron)40Apabila kondisi pada point a. berlanjut terus maka akan mengakibatkanketidak stabilan sistem. Hal ini mengakibat stress pada belitan generatordan gaya punter yang berfluktuasi dan beresonansi, sehingga akanmerusak turbine dari generator. Pada kondisi ini Generator harus dilepasdari sistem.BAB IVPENUTUPIV.1 KESIMPULAN1. PLTG General electric pada PT. PLN WILAYAH SULSELRABARSEKTOR TELLO terdiri atas dua unit dengan masing-masing unitberkapasitas 45,40 MVA.412. Pengoperasian PLTG General Electric mencakup proses start, pembangkitan,proses sinkronisasi dan proses stop.3. Sistem proteksi dan kontrol pada PLTG General Electric menggunakan DGPSystem di mana sistem ini menggunakan mikroprocessor dan tergolongdalam relay numeric.IV.2. SARAN1. Sistem proteksi dan kontrol pada PLTG GE menggunakan sistem digital(komputerisasi) sehingga diperlukan pemeriksaan pada peralatan komputersecara berkala2. Sebaiknya diadakan diskusi secara rutin dengan Pembimbing Lapanganmengenai apa yang telah dilihat selama Kerja Praktek dilaksanakan.DAFTAR PUSTAKAGE Power System, Gas turbine operating manual , PLN ujung pandang sulawesi,Indonesia, 1997Taniadji, Sony . 2005 . Kuliah Sistem Proteksi . MakassarW. Culp JR, Archie . 1991 . Prinsip-prinsip konversi energi (terjemahan Ir Darwinsitompul, Meng) . Jakarta : ErlanggaZuhal . 1982 . Dasar Tenaga Listrik . Bandung : ITB4243