BAB III

ANALISIS POLARIZATION INDEX ( PI ) GENERATOR PLTG

3.1 Pendahuluan

3.1.1 Latar Belakang

PT. PLN ( Persero) Pembangkitan Sumatera Bagian

Selatan Sektor Pembangkitan Sumatera Bagian Selatan

merupakan bagian dari unit kerja PT. PLN (Persero)

Pembangkit Sumatera Bagian Selatan yang mengemban

tugas melaksanakan penyediaan dan pelayanan tenaga

listrik di Kota Palembang khususnya Sumatera bagian

Selatan. Dalam proses penyediaan energi listrik ini

selain bahan bakar, juga memerlukan turbin yang

dikopel dengan generator untuk mengubah bahan bakar

menjadi energi listrik.

Tentunya PT. PLN Sektor Keramasan harus

memproduksi energi listrik yang baik untuk melayani

pelanggannya. Maka perusahaan harus mempunyai

generator yang berfungsi secara maksimal. Agar

generator itu dapat berfungsi itu dapat berfungsi

dengan baik maka PT. PLN Sektor Keramasan harus

memelihara dan jika terjadi kerusakan harus segera

diperbaiki agar proses produksi energi listrik tidak

terhambat yang dapat mengakibatkan pasokan listrik ke

pelanggan.

Pemeliharaan terhadap peralatan listrik pada

umumnya bertujuan untuk mempertahankan kondisi

peralatan agar dapat mendekati kondisi yang

13

dispesifikasi oleh perusahaan pembuatnya atau paling

tidak dapat dioperasikan sebagaimana mestinya.

Salah satu jenis pemeliharaan yang dilakukan

dalam kegiatan Combustion Inspection ( CI ) yaitu

pemeliharaan periodik yang dilakukan setiap 8.000 jam

generator beroperasi adalah pemeriksaan stator

generator, kegiatan yang dilakukan dapat berupa

pengujian tahanan isolasi ( Insulation Resistance Test ) dan

Polarization Index Test. Pengujian ini dilakukan untuk

mendeteksi adanya kelemahan isolasi tahanan. Pengujian

isolasi secara rutin dapat dilakukan dengan

menggunakan Megger yang pembacaannya langsung dalam

megaohm.

Dengan diadakannya pengujian seperti ini

diharapkan akan menurunkan frekuensi kerusakan secara

mendadak serta menurunkan biaya pemeliharaan secara

keseluruhan. Yang dimaksud dengan Tahanan isolasi

adalah ukuran kebocoran arus yang melalui isolasi.

Tahanan berubah-ubah karena pengaruh temperatur dan

lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan

tersebut, oleh karena itu faktor-faktor tersebut harus

dicatat pada waktu pengujian. Nilai tegangan minimum

pengujian adalah satu kilovolt sebanding dengan satu

(1) megaohm nilai resistansi pada lilitan stator

generator, nilai tahanan yang rendah dapat menunjukkan

lilitan dalam keadaan kotor atau basah.

Dalam Laporan Kerja Praktek ini, penulis membahas

tentang ANALISIS POLARIZATION INDEX ( PI ) UNTUK

14

DIAGNOSTIK GENERATOR 17.5 MVA PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA GAS KERAMASAN PALEMBANG. Suatu generator

listrik yang mempunyai berbagai macam komponen-

komponen yang memerlukan pemeliharaan dan pengecekan

secara berkala. Pengecekan ini dapat dilakukan setiap

8.000 jam. Hal ini berguna untuk menghindari generator

tidak cepat rusak sehingga produksi energi listrik

dapat berjalan lancer dan pasokan energi listrik ke

pelanggan tidak terhambat.

3.1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan

diatas dapat dirumuskan masalahnya sebagai berikut :

1. Bagaimana cara melakukan pengukuran Insulation Resistance

( IR ) ?

2. Bagaimana cara menganalisis Polarity Index ( PI ) pada

generator ?

3.1.3. Tujuan dan Manfaat

3.1.3.1. Tujuan

Analisis Polarity Index ( PI ) pada generator

Pembangkit Listrik Tenaga Gas bertujuan untuk :

1. Mengetahui Nilai Tahanan Isolasi Generator

setelah melakukan pengukuran.

2. Menentukan Nilai Polarity Index ( PI ) pada

Generator .

3.1.3.2. Manfaat

15

Adapun manfaat yang dihasilkan dari pengujian

generator adalah :

1. Sebagai sarana untuk meningkatkan pemahaman

tentang pengukuran Tahanan Isolasi pada

generator.

2. Menentukan Kondisi baik atau buruknya suatu

Generator menurut standar IEEE berdasarkan Nilai

Polarity Index ( PI ) yang di peroleh.

3.1.4. Pembatasan Masalah

Dalam penyusunan laporan kerja praktek ini,

pembahasan hanya dibatasi pada pengukuran Insulation

Resistance ( IR ) dan analisis Polarity Index ( PI ) pada

generator wescan Unit 1 PLTG di PT. PLN (Persero)

Pembangkitan Sumbagsel Sektor Pembangkitan

Keramasan, dengan menggunakan standar IEEE.

16

3.2 Tinjauan Pustaka

3.2.1. Tinjauan Umum Generator Asinkron

3.2.1.a. Fungsi dan Prinsip Kerja Generator

Generator adalah mesin pembangkit listrik

yang prinsipnya mengubah energi mekanik menjadi

energi listrik. Komponen utama dari generator

terdiri dari Stator dan rotor. Pada umumya

stator terdiri dari penghantar/kumparan tempat

terbentuknya GGL induksi sedangkan rotor

merupakan kutub magnit.

17

Mesin induksi akan beroperasi sebagai

generator apabila kecepatan medan putar stator

lebih kecil daripada kecepatan putar rotor. Pada

kondisi seperti ini nilai slip generator menjadi

negatif. Slip adalah persentase perbedaan

kecepatan medan putar stator dan rotor terhadap

medan putar stator yang dinyatakan dengan :

Dengan,

ns = kecepatan medan putar stator

nr = kecepatan putar rotor

S = Slip mesin induksi

Nilai nr diperoleh dari putaran rotor yang

dihasilkan oleh prime mover sedangkan nilai ns

dihasilkan oleh kumpaaran yang dialiri oleh

arus dengan frekuensi tertentu. Besarnya ns

adalah :

Dengan :

ns = kecepatan medan putar stator

f = frekuensi pada stator

P = Jumlah pole pada stator

Berubah-ubahnya kecepatan rotor

mengakibatkan berubahnya harga slip dari 100%

18

pada saat start mesin induksi (nr = 0) menjadi

0% saat nilai nr = ns atau saat kecepatan putar

medan stator sama dengan kecepatan putar rotor.

Harga slip juga dapat bernilai negatif (S < 0).

Hal ini terjadi jika nilai putaran rotor lebih

besar daripada nilai medan putar stator.

Gambar 3.1. : – Kurva fungsi kerja mesin induksi terhadap slip

Sesuai hukum paraday apabila suatu

penghantar digerak-gerakkan dalam medan magnit

maka penghantar tersebut timbul GGL ( Gaya

Gerak Listrik ) induksi atau dapat menghasilkan

listrik, yang besar GGL induksi tersebut adalah

:

Dimana :

N = Jumlah Penghantar

Ǿ = Fluxi / Medan Magnit

t = Persatuan Waktu.

19

Gambar 3.2. : Prinsip GGL Mesin Induksi

dari prinsip tersebut pada gambar di atas

digunakan sebagai dasar generator pembangkit

listrik. Sehingga syarat terjadinya GGL induksi

harus adanya :

Medan Magnit

Penghantar

Gerakan Relatif

Maka besar kecilnya GGL induksi tergantung tiga

unsur di atas.

Adapun prinsip mesin listrik / Generator

yang dapat membangkitkan listrik, seperti

gambar berikut:

20

Gambar 3.3. Proses Timbulnya GGL Induksi Bolak-balik

Pada gambar di atas menunjukan sebuah gulungan

penghantar diputar di dalam media medan magnit pada

satu putaran ( 360˚ ), menghasilkan GGL induksi arus

bolak balik satu periode. Gelombang arus bolak-balik

tersebut biasa disebut gelombang sinusoida.

21

Sehingga apabila pengahantar tersebut diputar

oleh turbin dengan putaran 3000 rpm atau sama dengan

putaran tiap detik 50 putaran, maka gelombang arus

bolak-balik yang dihasilkan

adalah juga sebanyak 50

periode atau dikatakan

dengan prekwensi 50 Hertz.

Gambar 3.4. : Kontruksi Stator Generator

Pada umumnya mesin pembangkit listrik diputar

adalah kemagnitan atau rotor sebagai magnit dan

kumparan penghantar ditempatkan di bagian stator.

Adapun kontruksi secara mirip adalah sebagai berikut

:

3.2.1.b. Fungsi dan Bagian Utama Generator

Generator induksi teridiri dari dua bagian

utama, yaitu bagian yang berputar, rotor, dan

bagian yang tidak berputar, stator. Rotor pada

generator induksi dihubungkan dan diputar oleh

penggerak utama (prime mover) seperti turbin

sedangkan stator merupakan terminal tegangan

keluaran generator.

22

Stator

Stator pada alternator merupakan gulungan

kawat yang disusun sedemikian rupa dan

ditempatkan pada alur-alur inti besi. Pad

pengahntar tersebut adalah tempat terbentuknya

GGL induksi yang diakibatkan dari medan magnit

putar dari rotor yang memotong kumparan

penghantar stator.

Gambar 3.5. : Bagian-bagian Stator pada Generator

Kumparan yang ditempatkan pada alur-alur

tersebut dibagi menjadi 3( Tiga) grup, sehinngga

menjadi keluaran 3 phasa. Dan biasanya disambung

sistem bintang ( Y ). Inti besi stator terdiri

dari lminasi-laminasi plat besi yang satu dan

lainnya terisolasi debgan vernis atau kertas

isolasi ( Implegnated Paper ). Tujuan dari

laminasi-laminasi tersebut dalah untuk

mengurangi besarnya arus pusar ( Eddy Current ),

karena arus pusar ini dapat menimbulkan panas

pada inti stator dan akhirnya dapat merusak

23

isolasi kumparan penghantar. Di sela-sela

penghantar dan pada inti stator terdapat lubang-

lubang ( rongga ) untuk sirkulasi bahan

pendingin.

Rotor

Rotor pada generator merupakan bagian untuk

menempatkan kumparan medan magnit eksitasi.

Kumparan medan magnit disusun pada alur-alur

inti besi rotor, sehingga apabila pada kumparan

tersebut dialirkan arus searah ( DC ) maka akan

membentuk kutub-kutub magnit Utara dan Selatan.

Gambar :3.6. : Struktur Rotor pada Generator

Untuk-untuk mesin-mesin pembangkit listrik

yang biasa untuk putaran tinggi seperti

pembangkit thermal, kutub magnitnya berbentuk

silindris atau seperti gambar di atas. Adapun

24

jumlah kutubnya untuk mesin dengan putaran

tinggi biasanya sebanyak 2 ( dua ) kutub magnit

atau 4 ( empat ) kutub magnit.

Secara matematis hubungan antara jumlah kutub

dengan frekwensi digambarkan dengan persamaan

sebagai berikut :

Dimana :

F = frekwensi

P = Jumlah kutub

n = Banyak putaran

Seperti kita ketahui bahwa untuk membuiat

kutub magnit pada rotor tersebut adalah dengan

system elektromagnit, yaitu dengan mengalirkan

arus pada kumparan. Untuk memberikan arus

listrik tersebut atau dengan istilah eksitasi

ke rotor dapat melalui media “ Slip Ring “

atau langsung lewat poros dari mesin eksitasi

dengan mesin penyearah.

Akibat dari arus eksitasi atau penguatan

medan magnit tersebut pada rotor dapat

menimbulkan adanya arus pusar ( Eddy Current ),

maka rotor tersebut perlu didinginkan. Untuk

mendinginkan rotor generator cukup dengan

mengalirkan udara dingin atau media hydrogen

melalui salura atau rongga-rongga pada sisi

25

kumparan dan intinya secara bersama-bersama

dengan pendinginan pada stator.

Agar sirkulasi media pendingin ke rongga-

rongga rotor dan stator dapat bersikulasi, maka

pada rotor generator dipasang baling-baling

sebagai blower.

3.2.2. Sistem Eksitasi

Penguatan medan atau disebut eksitasi

adalah pemberian arus listrik untuk membuat

kutub magnit pada generator. Dengan mengatur

besar kecil arus tersebut, kita dapat mengatur

besar tegangan out put generator atau dapat juga

mengatur besarnya daya reaktif yang diinginkan

pada generator yang sedang parallel dengan

system jaringan besar ( Infinite Bus ).

Ada beberapa jenis system eksitasi, yaitu :

System Eksitasi static

Sistem Eksitasi Dinamik.

System eksitasi statik adalah system

eksitasi generator tersebut disuplai dari

eksiter yang bukan mesin bergerak, yaitu dari

system penyearah yang sumbernya disuplay dari

out put generator itu sendiri atau sumber lain

dengan melalui transformator .Secara prinsip

dapat digambarkan sebagai berikut :

26

Gambar 3.7.: Diagram prinsip eksitasi Statik.

Seperti gambar di atas dapat kita lihat bahwa

suplay daya listrik untuk eksitasi mengambil dari

out put generator melalui excitation transformer,

kemudian disearahkan melalui power rectifier dan

di salurkan ke rotor generator untuk eksitasi atau

penguat medan dengan melalui sikat arang.

Untuk pengaturan tegangan out put generator

diatur melalui DC regulator dan AC regulator,

sehingga besarnya arus eksitasi dapat diatur

sesuai kebutuhan. Kemudian apabila generator

tersebut pada saat start awal belum mengeluarkan

27

tegangan, maka untuk suplay arus eksitasi biasanya

diambil dari batere.

Adapun yang dimaksud dengan eksitasi dinamik

adalah system eksitasi yang suplai arus eksitasi

diambil dari mesin bergerak, ada mesin bergerak

tersebut disebut Eksiter. Biasanya eksiter

tersebut sebagai tenaga penggeraknya dipasang satu

poros dengan generator.

3.2.3. Belitan Generator ( Generator Winding )

Jenis belitan atau kumparan pada stator biasa

juga disebut belitan jangkar ( armature ) 3 phase,

terdapat beberapa jenis belitan/gulungan,

diantranya adalah :

Belitan Gelung ( Lap winding ) / konsentrik, bila

langkah-langkah belitan bergantian positip dan

negative.

Gambar 3.8.: Bentuk Belitan Lap Winding

Belitan Gelombang ( Wap Winding ), bila langkah-

langkah belitan bertanda sama.

28

Gambar 3.9. : Bentuk Belitan Wap Winding

Ada dua tipe belitan penempatan belitan pada slot

stator, yaitu :

1. Single layer winding ( kumparan lapis tunggal

)

2. Double layer winding ( kumparan lapis ganda )

Gambar 3.10.: Tipe Belitan Pada Slot Stator

Berdasarkan perbandingan jumlah kelompok

kumparan ( coil group ) dengan banyak kutub-kutub

magnit yang digunakan maka dikenal pula lilitan

stator :

Belitan kumparan setengah ( halp coiled winding ),

yakni bila banyak kelompok kumparan setengah

dari banyak jumlah kutub magnit. Pada jenis ini

arah melilitkan hanya pada satu arah saja dan

lilitannya merupakan satu lapis ( single layer )

atau lilitan jenis simplex.

Belitan kumparan penuh ( whole coiled winding ),

yakni bila banyak kelompok kumparan jumlahnya

29

sama dengan jumlah kutub magnit. Pada jenis

arah melilitkan merupakan arah berganti-gantian

dan lilitannya merupakan lilitan dua lapis (

double layer ) atau lilitan merupakan bentu

duplex.

Gambar 3.11. : Bentuk Belitan Single Layer dan Double Layer

Pada pelaksanaan cara belitan stator

generator ada hal yang perlu diketahui tentang

langkah alur belitan ( pitch factor ), secara

ideal untuk mendapatkan GGl yang maksimal bahwa

langkah belitan adalah sebesar 180˚ L atau

bentangan penuh ( full pitch ) antar kutub. Pada

30

umumnya cara bentangan belitan tidak penuh tapi

dikurangi atau langkah diperpendek. Pengurangan

terszebut tergantung kebutuhan, yang manfaatnya

adalah :

Menghemat pemakaian kawat penghantar.

Mengurangi timbulya distorsi tegangan out

put akibat adanya harmonis GGL jangkar,

sehingga diperoleh gelombang tegangan output

dalam bentuk sinus yang lebih bagus.

Karena dapat mengurangi harmonis frekuensi

yang lebih tinggi dari frekuensi dasar, maka

akan diperoleh rugi histerisis dan arus pusar

menjadi lebih kecil.

3.2.4. PEMELIHARAAN GENERATOR

Tujuan pemeliharaan adalah untuk mencegah

terjadinya gangguan pada saat unit beroperasi,

sehingga tidak mengakibatkan kerusakan yang lebih

besar / fatal, dan peralatan tersebut mempunyai masa

pakai yang lebih lama, menghasilkan unjuk kerja yang

lebih baik serta tingkat keselamatan lebih terjamin.

Kerusakan terbesar pada mesin listrik berputar

terutama pada mesin induksi disebabkan oleh kerusakan

isolasi winding stator. Kerusakan isolasi winding

stator biasa disebabkan oleh :

1) Thermal Stresses

2) Mechanical Stresses

3) Environmental Stresses

31

Thermal stresses

Overheating yang terjadi pada winding dan

berlangsung lama, menyebabkan stress pada winding

& isolasi kawat menjadi rapuh, dan lama kelamaan

isolasi akan menjadi retak. Jika gejala ini

disertai dengan timbulnya PD ( partial discharge ),

maka proses penuaan isolasi akan menjadi lebih

cepat.

Mechanical stresses

Winding yang tidak divarnis dengan baik,

connection point, blocking coil, adalah meruipakan titik

paling lemah terhadap pengaruh dari luar, seperti

mechanical vibration, dan magnetic vibration.

Environmental stresses

Kontaminasi : udara lembab, debu, karbon,

minyak atau bahan kimia lain, yang terkumpul di

permukaan isolasi, adalah merupakan partikel

konduktive yang dapat menghantar listrik.

Karena adanya beda potensial antara winding

dengan ground, maka partikel tersebut, akan

berfungsi sebagai media hantaran untuk menghantar

arus listrik dari winding ke ground, karena sifat

kotoran yang demikian maka pada tempat-tempat

32

penumpiukan kotoran akan terbentuk jalur hantaran

listrik ( “ Electrical tracking “ ).

Seperti kita ketahui bahwa pelaksanaan

pemeliharaan terdapat beberapa klasifikasi,

diantaranya pemeliharaan yang biasa dilakukan secara

rutin adalah pemeliharaan jenis preventif.

Pada umumya pemelihaan komponent generator di

unit pembangkit thermal dilakukan dalam 2 kategori,

yaitu :

Pemeliharaan yang bersifat rutin.

Pemeliharaan yang bersifat periodic.

3.2.4.1. Pemeliharaan Rutin.

Pemeriksaan yang bersifat rutin adalah

pemeliharaan yang dilakukan secara berulang dengan

periode harian, mingguan dan bulanan dengan

kondisi yang sedang beroperasi, yaitu meliputi :

Pemeriksaan temperature belitan stator,

bearing, air pendingin dan lainnya dilakukan

setiap hari.

Pemeriksaan kebocoran pendingin minyak

( khusus generator dengan pendingin

hydrogen ) dalam sekali sebulan.

Pemeriksaan vibrasi sekali dalam sebulan.

Pemeriksaan tekanan hydrogen, seal oil pump.

33

Pemeriksaan fuse rotating rectifier ( Brushless

Excitation ) atau pemeriksaan sikat arang (

Static Excitation / DC Dinamic Excitation )

Pada dasarnya penggantian sikat arang dapat

dilakukan pada saat mesin beroperasi, karena pada

mesin-mesin yang besar sikat arang biasanya

dipasang tidak hanya satu tetapi ada beberapa

pasang dengan cara parallel.

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam

pelaksanaan penggantian pada kondisi beroperasi,

yaitu :

Terjadinya sengatan listrik atau terbakar.

Terjadi kontak dengan peralatan yang

berputar.

Lokasi tempat bekerja harus bersih,

penerangan yang cukup dan diberi batas.

Petugas pelaksana harus berpakaian rapi

tidak sobek dan pakain lengan pendek.

Semua piranti kerja harus terisolasi dan

tidak dapat jatuh pada saat bekerja.

Beri catatan ( Tagging ) pada peralatan

kontrol bahwa sedang dilakukan pekerjaan

penggantian sikat arang.

Sebelum sikat arang lepas dari rumah sikat

arang periksa dan yakinkan bahwa sikat

arang yang lain mengontak dengan baik

terdadap komutator Slip ring.

34

Cek tekanan sikat arang, tidak boleh

terlalu lemah atau terlalu keras.

Bila tekanan kurang baik akan mengakibatkan:

Kontak kurang baik.

Bergetar

Timbul bunga api.

Sikat arang cepat aus.

3.2.4.2. Pemeliharaan Periodik.

Pemeriksaan yang bersipat periodik adalah

pemeriksaan yang dilakukan berdasarkan lama

beropersi generator, yang diklasifikasikan :

Pemeriksaan sederhana yang dilakukan setiam

8.000 jam

Pemeriksaan sedang, setiap 16.000 jam

Pemeriksaan serius , setiap 32.000 jam

Pemeriksaan periodik kegiatan yang dilakukan

meliputi pembongkaran ( disassembly ), pemeriksaan (

Inspection ) dan pengujian ( Testing ).kegiatan

pemeriksaan tersebut tidak harus semua komponen

dilakukan sama, melainkan targantung dari

klasifikasi pemeriksaan periodiknya.

35

Pemeriksaan sederhana dan sedang, komponen

yang diperiksa tidak seluruhnya melainkan sebagian

saja. Tetapi pemeriksaan serius, kegiatan-kegiatan

seperti disebutkan diatas dilakukan secara

menyeluruh terhadap generator dan alat bantunya.

Adapun jenis-jenis kegiatan yang dilakukan

dalam pemeriksaan serius meliputi :

Pembuangan gas H2

Pembukaan penutup ( Housing Cover )

Pelepasan LP Turbin dan Generator

Pelepasan Generator dan Eksiter.

Pembukaan Bracket atas dan bantalan.

Pembukaan Gland Seal dan Seal Ring.

Pembukaan Daun Blower

Penurunan Bracket Bawah

Persiapan pengeluaran Rotor

Pengeluaran Rotor

Pemeriksaan Rotor

Pemeriksaan Coil Stator, Pasak dan Inti.

Pencucian semua komponent.

Persiapan pemasukan Rotor.

Pemasukan Rotor dan Perakitan Bracket Bawah.

Perakitan Gland Seal.

Perakitan Daun Blower.

Pemeriksaan Lead Box.

Pengujian Kebocoran Pendingin Gas

Perakitan Bracket Atas

Pemeriksaan dan Perakitan Eksiter.

36

Pelurusan LP Turbin dan Eksiter.

Pelurusan dan Swing Chek : Generator dan

Eksiter.

Pengaliran Minyak Bantalan.

Pengaliran Minyak Perapat.

Pemeriksaan Terakhir.

Uji Kebocoran Total Generator.

Perakitan Bantalan Atas.

Penyelesaian Semua Perakitan.

Pengecekan dan Penyetelan System Pengaturan

Minyak Perapat.

Pengecekan dan Penyetelan System Pengaturan

Gas H2.

Pengecekan dan Penyetelan System Cadangan

(Back-Up System).

Pemeriksaan Stator Generator, meliputi :

Belitan Stator diperiksa tentang kemungkinan

terjadinya kontaminasi, kerusakan, retak,

pemanasan lebih dan keausan.

Pasak stator diperiksa kemungkinan

terjadinya pergesewran ( kedudukan )

dari ujung pasak da penganjal di bawah pasak,

serta kelonggaran dari pasak-pasak kumparan

Stator.

Penyangga ujung kumparan diperiksa, khususnya

kelonggaran dari baut pengikatnya.

37

Penjarak isolasi ( Insulation Spacer ) diperiksa

kemungkinan merapatnya jarak isolasi,

kelonggaran dan keausan dari kain polyster,

segmen penyangga kumparan, tali pengikat dan

penahan ujung kumparan.

Cincin phasa, diperiksa kerusakan / perubahan

bentuknya.

Gulungan di dalam alur ( Slot ) diteliti

kelonggarannya dari terminal.

Ujung penghantar utama ( main lead ) diperiksa

kerusakan dari porselin Bushing dan permukaan

sambungan serta kondisi bagian dalam kotak

saluran dan netralnya.

Pemeriksaan keadaan inti, yang meliputi

kerapatan dan laminasi-laminasi, tanda-tanda

kerusakan mekanis, tanda-tanda pemanasan

setempat dan keadaan susunan pengikat inti.

Periksa permukaan kumparan, permukaan inti

besi, benda-benda asing serta kebocoran minyak

dan air.

Cek pendeteksi temperature inti stator

( RTD ), bila perlu ditest.

Periksa klem kawat pentanahan dan bagian-

bagiannya.

3.2.5. SIFAT-SIFAT BAHAN ISOLASI / PENYEKAT GENERATOR.

Bahan penyekat digunakan untuk memisahkan

bagian-bagian yang bertegangan. Untuk itu pemakaian

38

bahan penyekat perlu mempertimbangkan sifat

kelistrikannya. Di samping itu juga perlu

mempertimbangkan sifat thermal, sifat mekanis dan

sifat kimia.

Sifat kelistrikan mencakup resistivitas,

permitivitas, dan kerugian dielektrik. Penyekat

membutuhkan bahan yang memmpunyai resistivitas yang

besar agar arus yang bocor sekecil mungkin ( dapat

diabaikan ). Yang perlu diperhatikan di sini adalah

bahwa bahan isolasi yang higroskopis hendaknya

dipertimbangkan penggunaanya pada tempat-tempat yang

lembab karena resistivitasnya akan turun.

Resistivitas juga akan turun jika tegangan yang

diberikan naik.

Suhu juga berpengaruh terhadap kekuatan

mekanis, kekerasan, viskositas, ketahanan terhadap

pengaruh kimia dan sebagainya. Bahan isolasi dapat

rusak diakibatkan oleh panas pada kurun waktu

tertentu.

Pembagian Kelas Bahan Isolasi.

Bahan penyekat atau isolasi dapat dibagi atas

beberapa kelas berdasarkan suhu kerja maksimum,

yaitu sebgai berikut:

1. Kelas Y, suhu kerja maksimum 90˚ C.

Yang termasuk dalam kelas ini adalah bahan

berserat organis seperti katun, sutera alam, wol

sintetis, rayon serat poliamid, kertas, prespan,

39

kayu, polietilen, polivinil, karet, dan

sebagainya. Bahan-bahan ini tidak dicelup dalam

bahna pernis atau bahan pencelup lainnya. Termasuk

juga bahan termoplastik yang dapat lunak pada suhu

rendah.

2. Kelas A, suhu kerja maksimum 150˚ C.

Yaitu bahan berserat dari kelas Y yang telah

dicelup dalam pernis aspal atau kompon, minyak

trafo, email yang dicampur dengan vernis dan

poliamil atau yang terendam dalam cairan

dielektrikum seperti penyekat fiber pada

transformator yang terendam minyak. Bahan-bahan

ini adalah katun, sutera, dan kertas yang telah

dicelup, termsuk kawat emai ( enamel ) yang

terlapis dammar-eleo dan dammar-polyamide.

3. Kelas E, suhu kerja maksimum 120˚ C.

Yaitu bahan penyekat kawat enamel yang memakai

bahan pengikat polyvinylformal, polyurethane dan

dammar epoxy dan bahan pengikat lain sejenis

dengan bahan selulosa, pertinaks dan tekstolit,

film triacetate, film dan serat polyethylene

terephalate.

4. Kelas B, suhu kerja maksimum 150˚ C.

Yaitu bahan non-organik seperti mika, fiber,

asbes yang dicelup atau direkat menjadi satu

40

dengna vernis atai kompon, dan biasanya tahan

panas dengan dasar minyak pengering, bitumen

sirlak, bakelit dan sebagainya.

5. Kelas F, suhu kerja maksimum 155˚ C.

Yaitu bahan bukan ohrganik yang dicelup atau

direkat menjadi satu dengan epoksi, poliurethan,

atau vernis yang tahan panas tinggi.

6. Kelas H, suhu kerja maksimum 180˚ C.

Semua bahan komposiis dengan bahan dasar mika,

asbes dan gelas fiber yang dicelup dalam nahan

silicon tanpa campuran bahna berserat misalnya

kertas, katun dan sebagainya. Dalam kelas ini

termasuk juga karet silicon dan email kawat

poliamid murni.

7. Kelas C, suhu kerja maksimum diatas 180 ˚ C.

Bahan anorganik yang tidak dicelup dan tidak

terikat dengan substansi sorganik, misalnya mika,

mikanit yang tahan panas

( menggunakan bahan pengikat anorganik ),

mikaleks, gelas, dan bahan keramik. Hanya stu

bahan organic saja yang termasuk dalam kelas C

yaitu, politetra fluoroetilen ( Teflon ).

3.2.6. INSULATION RESISTANCE ( IR ) DAN POLARITY INDEX ( PI

) TEST

41

Insulation Resistance Test / Megger Test merupakan

pengujian yang paling mudah dan sederhana untuk

menentukan kemampuan isolasi. Megger Test ini

dilakukan pada Stator atu Rotor Generator, selain itu

juga dapat diterapkan pada semua mesin atau lilitan

kecuali rotor motor sangkar tupai karena tidak

mempunyai isolasi untuk ditest. Peralatan yang

digunakan untuk pengujian ini disebut Mega Ohm Meter

atau Megger Tester atau Megger saja.

Pengukuran Insulation Resistance berdasarkan

standar IEEE 43-2000 mengenai Index Polarisasi dan

resistansi isolasi berdasarkan table berikut ini :

Tabel 3.1: Tegangan Test Untuk Tiap-tiap Tegangan kerja

Serta nilai tahanan isolasi antara penghantar

satu dan penghantar yang lain maupun antara penghantar

dan ground, nilai resitansi minimumnya adalah sebesar

tegangan operasi dalam KV ditambah 1 kemudian dikalikan

100 MΩ yang dapat di rumuskan sbb :

Rmin = ( Vrms + 1 ) x 100 MΩ

42

Dimana :

Rmin = Resistansi minimum lilitan ( MΩ )

Vrms = Tegangan Kerja dalam KV ( Line-to-

Line ).

Indeks yang biasa digunakan dalam menunjukan

pembacaan megger dikenal sebagai dielectric absobtion,

yang diperoleh dengn pembacaan yang berkelnjutan untuk

periode waktu yang lebih lama. Jika pengujian

berkelanjutan untuk periode selama 10 menit, megger

akan mempunyai kemampuan untuk mempolarisasikian atau

mencharger kapasitansi tinggi ke isolasi stator, dan

pembacaan resistansi akan meningkat jika isolasi bersih

dan kering. Rasio pembacaan 10 menit dibandingkan

pembacaan 1 menit dikenal sebagai Polarization Index ( PI )

atau Indeks Polarisasi ( IP ).

Jika nilai Indeks Polaritas ( IP ) terlalu rendah

ini mengindikasikan bahwa lilitan mungkin

terkontaminasi oli, kotoran,serangga, atau terbasahi

oleh air ( lembab ). Besarnya Indeks

Polaritas ( IP ) dapat dirumuskan sebagai berikut :

Nilai parameter Indeks Polaritas ( IP ) menurut

standar IEEE 43-2000 tentang Indeks Polariotas dan

Resistansi Isolasi adalah sebagai berikut :

43

Jika nilai PI kurang dari 2.0 maka kemungkinan

adanya kontaminasi pad isolasi stator, misalanya

isolasi winding terlalu banyak menyerap uap air

( lembab) atau terdapat penumpukan kotoran konduktive,

sehingga perlu dilakukan pemeliharaan yaitu

membersihkan winding stator dari kontaminasi kotoran

atau dengan cara mengeringkan winding stator.

Tabel 3.2 : Nilai minimum PI berdasarkan kelas isolasi

3.2.6. PENGUJIAN TAHANAN ISOLASI

Salah satu jenis pemeliharaan yang dilakukan

dalam kegiatan Combustion Inspection ( CI ) yaitu

pemeliharaan periodik yang dilakukan setiap 8.000

44

jam generator beroperasi adalah pemeriksaan stator

generator, kegitan yang dilakukan dapat berupa

pengujian tahanan isolasi ( Insulation Resistance Test ) dan

Polarization Index Test.

Nilai Insulation Resistance ( IR ) stator diukur pada

suhu ruangan 30,.5°C, pengukuran dilakukan

dengan cara melepas hubungan way ( Y ) generator

terhadap ground terlebih dahulu. Pengukuran dilakukan

pada tiap phasa yaitu phasa R, S, dan T masing-masing

di ukur langsung terhadap ground. Sehingga megger

yang digunakan yaitu megger phasa terhadap ground.

Jenis Megger yang digunakan adalah Megger jenis

analog dengan tegangan 5000 Volt, pemilihan megger

dengan tegangan 5000 Volt sesuai dengan besarnya

tegangan kerja Generator dan berdasarkan standar

IEEE.

Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi adanya

kelemahan isolasi tahanan. Pengujian isolasi secara

rutin dapat dilakukan dengan menggunakan Megger yang

pembacaannya langsung dalam megaohm. Tahanan isolasi

adalah ukuran kebocoran arus yang melalui isolasi.

Tahanan berubah-ubah karena pengaruh temperatur dan

lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan

tersebut, oleh karena itu faktor-faktor tersebut

harus dicatat pada waktu pengujian. Nilai tegangan

minimum pengujian adalah satu kilovolt sebanding

dengan satu (1) megaohm nilai resistansi pada lilitan

45

stator generator, nilai tahanan yang rendah dapat

menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor atau basah.

Moisture dapat juga terdapat pada permukaan

isolasi, atau pada lilitan atau pada keduanya.Oleh

sebab itu, pengujian dengan megger sebelum dan

sesudah mesin dibersihkan harus dilakukan. Jika nilai

tahanan tetap rendah dan lilitan relatif bersih, ada

kemungkinan adanya moisture pada lilitan, dan lilitan

harus dikeringkan sekurang-kurangnya sampai diperoleh

tahanan minimum yang dianjurkan.

46

3.3 DATA-DATA DAN PERHITUNGAN

Nilai minimum Insulation Resistance ( IR ) lilitan stator

generator Wescan 11,5 KV PLTG #1 Keramasan adalah:

IRmin = ( Vrms + 1 )x100 MΩ

IRmin = ( 11.5 + 1 ) MΩ

IRmin = 12,5 MΩ

Berikut table data hasil pengukuran tahanan

isolasi winding stator generator Wescan PLTG unit 1

Keramasan, sebelum dilakukan pemeliharaan.

Tabel 3.4 :Data Insulation Resistance Test sebelum lilitan stator

dibersihkan.

Meni

t ke

Urutan Phasa

R S T

47

Insulation Resistance ( MΩ )

1 550 570 6502 650 750 7703 800 870 8604 821 890 9105 850 920 9706 910 960 9807 930 1.200 9958 960 1.300 1.3209 980 1.400 1.40010 1.300 1.500 1.600Data CI Tahun : 2010

Tanggal : 29 Agustus 2010

Suhu Ambient : 30.5˚ C

Generator : Westinghouse Canada ( Wescan ) PLTG #1.

Perhitungan Nilai Average Insulation Resistance lilitan Stator

Phasa R, S dan T.

Nilai Average Insulation Resistance lilitan Stator masing-

masing Phasa dihitung dengan rumus:

IRaverage =

Dimana :

IRaverage = Nilai Insulation Resistance rata-rata

IR = Insulation Resistance hasil pengukuran

n = Banyak jumlah data

48

Dari data hasil pengukuran diatas maka nilai IRaverage

adalah :

IRaverage Phasa R :

IRaverage =

IRaverage = MΩ

IRaverage = 875,1 MΩ

IRaverage Phasa S :

IRaverage =

IRaverage = MΩ

IRaverage = 1.036 MΩ

IRaverage Phasa T :

IRaverage =

IRaverage = MΩ

IRaverage = 1.045,5 MΩ

49

Dari hasil perhitungan nilai rata-rata Insulation

Resistance ( IR ) masing-masing phasa dapat diketahui

bahwa niulai tahanan isolasi lilitan stator pada saat

sebelum dilakukan pemeliharaan masih dibawah nilai

Insulation Resistance ( IR ) minimum yang distandarkan oleh

IEEE yaitu, 1.250 MΩ. Ini artinya kondisi isolasi

lilitan stator generator tidak baik, dengan nilai

tahanan isolasi stator dibawah nilai IR minimum dapat

menyebabkan timbulnya arus bocor dari stator terhadapa

ground, sehingga dapat membahayakan keselamatan manusia

yang ada disekitarnya dan dapat menyebabkan timbulnya

arus hubung singkat pada belitan generator.

Kemungkinan besarnya nilai arus bocor yang terjadi

pada masing-masing phasa adalah sebesar :

Untuk phasa R :

Iis =

=

= 0,013 mA

Untuk phasa S :

Iis =

=

= 0,011 mA

50

Untuk phasa T :

Iis =

=

= 0,010 mA

3.4. ANALISA POLARIZATION INDEX ( PI ) GENERATOR

Polarization Index ( PI ) adalah salah stau cara untuk

mengetahui quality winding generator akibat pengaruh

lingkungan, seperti penyerapan air, pengotoran debu

dll :

Dari data hasil pengukuran Insulation Resistance ( IR )

lilitan generator di atas dapat dihitung nilai PI-nya

yaitu; pengukuran IR 10 menit dibagi dengan nilai IR

pengukuran menit pertama, secara matematis dapat

digambarkan sebagai berikut :

Nilai PI untuk Phasa R :

PI =

PI = 2.3

Nilai PI untuk Phasa S ;

51

PI =

PI = 2,6

Nilai PI untuk Phasa T ;

PI =

PI = 2.4

Nilai PIaverage =

PI = 2.4

Dari perhitungan nilai Polarization Index ( PI ) di

atas dapat dilihat bahwa nilai PI sebesar 2, 4. ini

menunjukan bahwa generator dalam kondisi Fair1. Untuk

mendapatkan nilai Good maka winding generator perlu

dilakukan pemeliharaan dengan cara membersihkan winding

drai debu atau kotoran lainnya dan dilkaukan pemanasan

dengan heater agar didapatkan kondisi yang kering.

Berikut nilai Insulation Resistance ( IR ) stator

setelah dilakukan pemeliharaan :

Tabel 3.5 :Data Insulation Resistance Test sesudah lilitan stator

dibersihkan

Meni

t ke

Urutan Phasa

R S T

Insulation Resistance ( MΩ )

1 Standar IEEE no 43-2000

52

1 600 620 6002 680 750 7953 850 870 8804 860 910 9205 880 930 9806 950 980 11007 980 1.250 12508 1200 1.320 1.4509 1560 1570 1.67010 1.750 1.780 1.795Data CI Tahun : 2010

Tanggal : 29 Agustus 2010

Suhu Ambient : 30.5˚ C

Generator : Westinghouse Canada ( Wescan ) PLTG #1.

Dari table data di atas terlihat bahwa nilai

tahanan isolasi yang didapatklan setelah dilakukan

pemeliharaan lebuih besar dari nilai sebelumnya.

Analisis nilai Polarization Index ( PI ) setelah dilakukan

pemeliharaan:

Untuk phasa R.

PI =

PI = 2.9

Untuk Phasa S,

PI =

53

PI = 2.8

Untuk phasa T;

PI =

PI = 2.9

Jadi nilai Polarization Index ( PI ) generator adalah :

PI =

PI = 2,8

Nilai polarizatiuon Index (PI) masih dibawah 3.0

( kondisi good ), hal ini bisa disebabkan umur

generator yang sudah tua.

Tabel 3.6 : data nilai PI sebelum dan sesudah pemeliharaan

Nilai Polarization Index ( PI )

Sebelum Pemeliharaan Sesudah Pemeliharaan

Phasa Phasa

R S T R S T

2.3 2.6 2.4 2.9 2.8 2.9

Berikut ini digambarkan kurva kenaikan nilai

Insulation Resistance ( IR ) dan Polarization Index

( PI ) setelah dilakukan pemeliharaan dan drying proses.

54

Gambar 3.7 :Kurva kenaikan nilai PI setelah Drying Proses

BAB IV

PENUTUP

4.1. KESIMPULAN

1. Dengan Pengujian Insulation Resistance ( IR ) dan

Polarization Index Test dapat mengetahui kondisi

generator untuk menentukan tindakan pemeliharaan

sederhana yaitu setiap 8000 jam generator

beroperasi ( Combustion Inpection ).

55

2. Nilai minimum tahanan isolasi ( Insulation Resisntace )

stator generator Wescan Unit 1 PLTG keramasan

sesuai dengan standar IEEE adalah 1.250 MΩ.

3. Berdasarkan analisis nilai Polarization Index ( PI )

yaitu dari 2.3 menjadi 2.8 maka kondisi generator

Wescan PLTG unit 1 Keramsan sesuai standar IEEE

dalam kondisi Fair namun menedekati kondisi good

setelah dilakukan pemeliharaan yaitu pembersihan

dan pemanasan winding stator generator.

4.2. SARAN

1. Agar tidak mengganggu aktivitas karyawan PLN,

sebaiknya setiap kelompok mahasiswa yang melakukan

kerja praktek dapat dibimbing oleh seorang

pembimbing khusus yang ditunjuk oleh Asman atau

Supervisor masing-masing.

2. Pemeliharan rutin dan periodik generator harus

dilakukan untuk menjaga kondisi generator selalu

dalamkondisi baik agar dapat mempertahankan dan

menjaga kehandalan sistem pembangkit.

56

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Dr,A. dan Dr. Kuwahara, S.1979. Teknik Tenaga

Listrik.Jakarta: P.T. Pradnya Paramita.

http.//dunia-listrik.blogspot.com/2009/03/ilmu-bahan-

listrik-bahan-penyekat.html.

http.//www.scribd.com/doc/16679412/dasar-PLTG-pembangkit-

listrik-tenaga-gas

http.//www.scribd.com/doc/13163402/-perubahan-penting-

standard-IEEE

Marsudi, Djiteng. 2002. Pembangkit Energi Listrik. Jakaerta :

Erlangga.

PT. PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN, 2009,

Pemeliharaan Generator, PT. PLN, Jakarta Selatan.

57