ELECTRICAL EQUIPMENT FOR START-UP PROCESS
V.2 Excitation pada GT 1.1 PLTGU Priok
Pada PLTGU Priok, generator yang digunakan adalah generator sinkron buatan ABB, di mana dalam proses pembangkitan tegangannya menggunakan static excitation system.
V.2.1 Peralatan Excitation
Bagian utama dari static excitation adalah:
1. De-excitation dan Field Flashing
Peralatan de-excitation berguna melindungi rotor dari arus medan balik pada saat generator berhenti beroperasi. Jika peralatan de-excitation tidak ada, medan listrik yang tersimpan pada rotor akan merusak komponen rotor dan merusak sistem excitation itu sendiri. Peralatan de-excitation terdiri dari thyristor yang berfungsi sebagai saklar dan resistor yang disebut FDR (Field Discharge Resistor) yang berfungsi menghindari terjadinya hubungan antara sistem-grounding. Rangkaian thyristor dan resistor itu disebut sebagai crowbar.
Gambar V-2 – Konfigurasi De-excitation dan Field Flashing
Sementara bagian Field Flashing berfungsi sebagai sumber excitation awal bagi generator sinkron karena belum adanya tegangan yang dihasilkan oleh generator. Field flashing berasal dari dua macam sumber, yaitu battery dan auxiliary network. Jika sumber diambil dari battery, maka diberikan resistor untuk membatasi arus excitation yang mengalir menuju belitan rotor. Jika sumber diambil dari auxiliary network, yang berupa sumber tegangan AC, maka dibutuhkan transformator untuk menurunkan tegangan dan kemudian disalurkan ke rangkaian penyarah untuk diperoleh sumber DC. Field Flashing hanya bekerja pada saat generator mulai dioperasikan sampai tegangan generator mencapai 70% dari tegangan nominal.
2. Excitation Transformer
Menurunkan tegangan masukan pada belitan rotor dari generator hingga pada tingkat yang dibutuhkan oleh converter
Membatasi besar arus yang masuk untuk menghindari terjadinya lonjakan arus yang terlalu tinggi apabila terjadi hubung singkat
Memberikan isolasi galvanis antara terminal generator dan belitan medan Sebagai potential isolator antara jaringan dan rangkaian excitation Sebagai commutation reactance untuk thyristor.
Tegangan pada sisi primer dari excitation transformer adalah sebesar 15,75 kV atau sebesar tegangan dari generator itu sendiri. Sementara tegangan dari sisi sekunder excitation transformer adalah 0,4 kV.
3. Automatic Voltage Regulation
Automatic Voltage Regulation atau AVR memiliki fungsi sebagai berikut: Menjaga tegangan generator dalam keadaan konstan
Mengatasi efek daya reaktif
Menjaga dan membatasi frekuensi, faktor daya, dan daya sistem Membatasi arus excitation maksimum
4. Konverter
Konverter pada proses excitation berfungsi untuk mengubah sumber AC menjadi sumber DC sehingga dapat dipergunakan sebagai sumber excitation. Pada static excitation, converter, yang menggunakan thyristor, mengatur besar arus excitation yang masuk melalui pengaturan terhadap sudut penyalaan yang terdapat pada AVR
Gambar V-3 – Rangkaian Konverter
V.2.2 Proses Excitation
Excitation dimulai setelah putaran turbin sudah mencapai keadaan mandiri yaitu kecepatannya diatur oleh pengaturan bahan bakar. Ketika kecepatan turbin demikian, generator pun akan berputar dengan kecepatan sinkron, tetapi belum mampu untuk menghasilkan tegangan.
Proses excitation dimulai dengan proses field flashing, di mana arus excitation akan mengalir dari field flashing menuju rotor. Dalam keadaan ini, generator sudah dalam keadaan bertegangan hanya saja tegangan yang dihasilkan masih sangat kecil sehingga tidak dapat bekerja mandiri. Oleh karena itu, tegangan yang masih sangat rendah tersebut kemudian dialirkan kepada excitation transformer untuk kemudian masuk ke dalam konverter. Keluaran dari konverter merupakan sumber DC tambahan bagi proses eksitasi yang sedang
berlangsung. Pada keadaan ini, field flashing masih tetap terhubung dengan generator. Oleh karena keberadaan dua sumber arus excitation ini, tegangan yang dibangkitkan generator pun semakin meningkat.
Setelah tercapai tegangan 70% dari tegangan nominalnya, field flashing akan terlepas dari generator sehingga proses excitation mutlak bergantung kepada tegangan terminal dari generator. Setelah generator mampu mencapai tegangan nominalnya, generator kemudian on-line dan diparallelkan dengan sistem jala – jala tak hingga. Setelah proses ini berlangsung, AVR yang akan berperan untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran generator.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1 Kesimpulan
Setelah melalui berbagai proses pengamatan langsung ke lapangan, wawancara dengan berbagai narasumber, dan dengan dibantu tahap studi pustaka, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu perusahaan pembangkitan
terkemuka di Indonesia yang memiliki visi untuk menjadi perusahaan pembangkitan publik yang berkelas dunia tanpa melupakan faktor lingkungan. Implementasi dari visi ini dituangkan dalam 5 filosofi dan 12 dimensi, yang mana telah diterapkan oleh hampir seluruh tenaga kerja yang berada di lingkungan PT. Indonesia Power.
2. PT. INDONESIA POWER UBP Priok telah menerapkan proses pemanfaatan energi yang lebih efisien dalam pembangkitan tenaga listrik melalui penggunaan combined cycle yaitu dengan menggunakan turbin gas yang disambung dengan HRSG dan dihubungkan dengan turbin uap. Penggunaan siklus ini diwujudkan dalam
Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap. UBP Priok memiliki 2 blok PLTGU yang tiap bloknya terdiri dari 3 PLTG, 3 HRSG, dan 1 PLTU dengan total kapasistas maksimum 1080,00 MW.
3. UBP Priok memiliki diagram jalur tunggal yang menggambarkan sistem kelistrikan dari keseluruhan area, dimulai dari tiap – tiap pembangkit menuju ke trafo daya, hingga saluran menuju beban pemakaian sendiri.
4. Dalam mengoperasikan GT 1.1 PLTGU Priok, ada 4 langkah utama yang harus diperhatikan yaitu
1. Tahap Persiapan 2. Tahap Start-up 3. Tahap Pembebanan 4. Tahap Shut-down
5. Pada Tahap Persiapan, hal – hal yang perlu diperhatikan keadaan dan kelayakannya sebelum mengoperasikan GT 1.1. PLTGU Priok meliputi:
1. Sistem Start
2. Sistem Bahan Bakar 3. Sistem Pelumasan 4. Sistem Pendinginan 5. Sistem Intake dan Exhaust 6. Sistem Kelistrikan
7. Sistem Kontrol dan Proteksi
6. Dalam Tahap Start-up, terdapat dua instrument yang memungkinkan timbulnya tegangan keluaran dari generator yaitu:
1. Static Frequency Converter (SFC) 2. Static Excitation
7. Proses Start-up GT 1.1 PLTGU Priok memerlukan 25 Langkah yang secara garis besar dapat dijabarkan:
1. Langkah 1 – Langkah 11 merupakan langkah yang berkaitan dengan pemilihan bahan bakar yang akan dipergunakan yaitu mulai dari gas, cair, maupun dual.
2. Langkah 12 merupakah langkah penggunaan SFC sebagai penggerak mula dari sistem
3. Langkah 13 – Langkah 21 merupakan langkah yang berkaitan dengan proses pembakaran yang terjadi di combuster hingga turbin dapat beroperasi secara mandiri
4. Langkah 22 merupakan langkah pembangkitan tegangan dari generator dengan menggunakan Static Excitation
5. Langkah 23 – Langkah 25 merupakan langkah sinkronisasi generator dengan jaringan sehingga generator dalam keadaan on-line dan terintergrasi dalam sistem interkoneksi Jawa – Bali.
8. Penggunaan SFC pada GT 1.1 PLTGU Priok berfungsi sebagai penggerak mula. Hal ini dikarenakan turbin yang dikopel dengan generator dan kompresor dalam keadaan diam pada keadaan awal. SFC sendiri merupakan perangkat elektronika daya yang terdiri dari Konvertor, Filter Kapasitor, dan Inverter. Fungsi SFC adalah mengubah frekuensi dari sumber, yaitu 50 Hz menjadi frekuensi variable yang disesuaikan
dengan kebutuhan dari sistem penggerak mula. SFC dilepaskan dari sistem setelah turbin mencapai putaran 2500 rpm.
9. Prinsip kerja SFC adalah sebagai berikut:
1. Bagian Konverter memperoleh tegangan yang berasal dari jala – jala berupa arus bolak – balik. Sumber AC tersebut kemudian diubah menjadi sumber DC. 2. Filter kapasitor kemudian menyaring tegangan riak dari sumber DC keluaran
Konverter sehingga tegangan DC yang diperoleh berada pada keadaan yang lebih layak
3. Tegangan DC tersebut kemudian diubah kembali menjadi tegangan AC oleh Inverter dengan frekuensi yang berubah – ubah, disesuaikan kebutuhan dari sistem dengan mengatur sudut penyalaannya.
10. Penggunaan Static Excitation pada GT 1.1. PLTGU Priok dimulai ketika kecepatan putaran turbin telah mencapai ±2800 rpm. Static Excitation adalah rangkaian elektronika daya yang terdiri dari De-excitation dan Field Flashing, yang menjadi sumber utama arus excitation bagi generator dan dilengkapi dengan Excitation Transformer dan Konverter yang menjadi arus excitation tambahan atau penguat untuk meningkatkan tegangan keluaran dari generator.
11. Prinsip kerja Static Excitation adalah sebagai berikut:
1. Bagian De-excitation dan Field Flashing menyuplai arus excitation awal ke belitan rotor dari generator yang kemudian akan membangkitkan tegangan. 2. Karena tegangan awal yang dibangkitkan masih sangat rendah, tegangan AC
yang dihasilkan kemudian disalurkan kepada Excitation Transformer untuk diturunkan sehingga dapat disalurkan kepada Konverter tanpa merusak. 3. Pada Konverter, sumber AC dari Excitation Transformer kemudian
disearahkan menjadi sumber DC yang kemudian disalurkan kembali kepada belitan rotor dari generator.
4. Bagian Field Flashing sendiri hanya bekerja hingga 70% dari tegangan nominal generator dan selanjutnya proses excitation dikendalikan oleh Excitation Transformer dan Konverter.
1. Sebagai perusahaan negara yang bergerak di bidang pembangkitan, PT. INDONESIA POWER dituntut untuk mempertahankan prestasi kinerja yang telah dicapai selama ini. Selain mempertahankan, peningkatan dan terobosan – terobos perlu dilaksanakan sehingga di kemudian hari PT. INDONESIA POWER dapat menjadi role model bagi perusahaan – perusahaan negara maupun swasta lainnya.
2. Keberadaan jumlah pembangkit yang mencapai 20 unit pada PT. INDONESIA POWER UBP Priok haruslah dimaksimalkan sesuai dengan kebutuhan yang
ditetapkan oleh P3B sehingga efisiensi dan efektifitas dapat lebih ditingkatkan. Akan lebih menguntungkan secara ekonomi maupun bisnis, apabila beberapa unit
pembangkit yang tidak beroperasi diperbaiki untuk kemudian diperbantukan untuk mengirimkan daya ke daerah – daerah luar Pulau Jawa, terutama seiring dengan rencana Pemerintah untuk membangun pembangkit – pembangkit berkekuatan 10.000 MW.
3. Dalam pelaksanaan pengawasan di lapangan, dibutuhkan operator dan teknisi yang handal yang mampu melihat masalah tidak hanya dari satu bidang pengetahuan. Oleh karena itu, pelaksanaan pendidikan dan pelatihan bagi tenaga kerja akan sangat membantu untuk dapat mempertahankan kualitas tenaga kerja dan secara bertahap meningkatkan standard mutunya. Peningkatan kualitas tenaga kerja akan berbanding lurus dengan peningkatan kinerja perusahaan dan pada akhirnya akan meningkatkan pula kualitas produk yang dihasilkannya. Keberadaan PT. INDONESIA POWER secara umum yang telah dikenal luas di masyarakat maupun UBP Priok secara khusus yang menopang beberapa fasilitas sentral, mewajibkan para tenaga kerjanya untuk tidak cepat berpuas diri melainkan terus terpacu untuk melakukan peningkatan. 4. Dalam proses Start-up, setiap proses harus mendapat pengawasan secara berkala
terhadap keadaan temperatur maupun tingkat vibrasi yang dihasilkan. Peralatan yang tidak dalam kondisi prima, atau dengan kata lain bermasalah, haruslah diberikan perhatian dan perawatan serta perbaikan apabila diperlukan sehingga tidak mengganggu kinerja pembangkit secara keseluruhan
5. Penggunaan SFC dibandingkan motor cranking lebih menguntungkan dari sisi ekonomis, yaitu penghematan biaya untuk pemberian pelumas serta perawatan akibat bagian berputar, juga menguntungkan dari sisi konstruksi dikarenakan sifatnya yang otomatis mengurangi alokasi tempat yang harus disediakan.
6. Penggunaan Static Excitation lebih menguntukan dibandingkan generator DC dikarenakan penghematan pada pengeluaran biaya pada bagian sistem pelumasan tambahan untuk generator DC juga menghemat tempat yang dialokasikan untuk generator DC tersebut dikarenakan Static Excitation membutuhkan ruang yang lebih kecil.
7. Kepada Penulis berikut yang ingin mengangkat tema serupa dengan Laporan Kerja Praktek ini, disarankan untuk lebih mendalami mengenai proses kelistrikan pada diagram jalur tunggal dan bagian – bagiannya sehingga mampu didapatkan suatu langkah praktis dan lebih terperinci mengenai proses pembangkitan itu sendiri.