SISTEM TENAGA LISTRIK
Disusun Oleh:
Indra
Khadra Maulana 131844910491Rudianto 131844910493
M. Zaynuri Ikhwan 131844910490
Arif Rahmadi
A.
131844910485M. Agus Ali Yafi 131844910587
UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG FAKULTAS TEKNIK Jl. Taman Borobudur Indah No.3 Malang
Puji dan syukur penulis curahkan ke hadirat Allah SWT. karena atas rahmat dan ridho-Nya penulis bisa menyelesaikan penulisan makalah “Sistem Tenaga Lisrik” sebagai tugas mata kuliah dasar teknik elektronika.
Selama mengikuti pelajaran dan penulisan makalah materi dasar teknik elektronika, banyak bimbingan dan bantuan yang diberikan kepada penulis. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar – sebesarnya kepada Bapak Ir. Fachrudin, MT. selaku dosen fisika dan semua pihak yang sudah membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini belumlah sempurna. Untuk itu, ssaran dan kritik dari pembaca sangat diharapkan. Atas saran dan kritiknya, penulis ucapkan terima kasih.
Malang, 05 November 2013
DAFTAR ISI
1 PLTU Paiton Baru (PLTU Paiton Unit 9)...9
1.1 Sistem Kelistrikan PLTU Paiton Unit 9...12
2 Peraturan Dan Perundangan Keselamatan Kerja...14
3 Dasar Teori PLTU (Pembangkit Thermal)...17
3.1 Siklus Carnot...17
3.2 Rankine Cycle...19
3.3 Reheat Cycle...20
3.4 Regenerative Cycle...21
3.5 Siklus Reheat – Regenerative...22
4 Siklus Air Pada PLTU...23
4.1 Peralatan Pengolah Air...23
4.1.1 Water Treatment Plant...23
4.1.2 Desalination Plant...30
4.1.3 Reverse Osmosis...32
5 Siklus Bahan Bakar Dan Udara...33
5.1 Siklus Bahan Bakar Minyak...33
5.2 Siklus Bahan Bakar Batubara...34
5.3 Siklus Udara Pembakaran...38
5.3.1 Primary Air Fan...39
5.3.2 Forced Draft Fan...44
5.3.3 Air Compressor...50
5.4 Siklus Gas Buang...50
BAB II
PEMBAHASAN SISTEM TENAGA LISTRIK
2.1 SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK
2.1.1 Prinsip Kerja Generator
Sesuai hukum Faraday bahwa apabila suatu penghantar digerak-gerakkan dalam medan magnit atau sebaliknya, maka penghantar tersebut timbul GGL (Gaya Gerak Listrik) induksi atau dapat menghasilkan listrik, yang besarnya GGL induksi tersebut adalah :
Dari prinsip tersebut pada gambar diatas digunakan sebagai dasar generator pembangkit listrik. Sehingga syarat terjadinya GGL induksi adalah harus adanya :
Medan magnet
Penghantar
Gerakan Relatif
Gambar 7: Prinsip Arus Bolak-balik yang dibangkitkan
Pada Gambar diatas menunjukkan sebuah gulungan penghantar diputar didalam media medan magnit pada satu putaran (360°), menghasilkan GGL induksi arus bolak-balik satu periode. Gelombang arus bolak-balik tersebut biasa disebut gelombang Sinusoida.
Sehingga apabila penghantar 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 frekwensi 50 Hz. Pada umumnya mesin pembangkit listrik diputar adalah kemagnitan atau rotor sebagai magnit dan kumparan penghantar ditempatkan di bagian stator.
Dari prinsip kerja generator tersebut maka dibuatlah pembangkit listrik (produsen listrik) dengan berbagai tipe pembangkitan. Pembangkit listrik adalah bagian dari alat industri yang dipakai untuk memproduksi dan membangkitkan
tenaga listrik dari berbagai sumber tenaga, seperti PLTU (Pusat Listrik Tenaga
Gambar 1: Contoh suatu pembangkit listrik yang memanfaatkan energy kalor dalam uap / PLTU.
Bagian utama dari pembangkit listrik ini adalah generator, yakni mesin berputar yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip medan magnet dan penghantar listrik. Energi mekanis yang didapat berasal dari putaran Turbin (premover) yang memanfaatkan energy potensial dari suatu media, seperti uap, gas, air, angin, dan lain sebagainya.
2.1.2 Turbin Uap
Gamabar 2: Contoh Turbin Uap
Turbin uap berfungsi untuk merubah energi panas yang terkandung dalam uap menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran dan dikopel dengan rotor generator. Uap dengan tekanan dan temperatur tinggi mengalir melalui nosel sehingga kecepatannya naik dan mengarah dengan tepat untuk mendorong sudu-sudu turbin yang dipasang pada poros. Akibatnya poros turbin bergerak menghasilkan putaran (energi mekanik). Uap yang telah melakukan kerja di turbin tekanan dan temperatur turun hingga kondisinya menjadi uap basah. Uap keluar turbin ini kemudian dialirkan kedalam kondensor untuk didinginkan agar menjadi air kondensat, sedangkan tenaga putar yang dihasilkan digunakan untuk memutar generator.
Generator adalah suatu alat/ system yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik dan menghasilkan tenaga listrik bolak-balik atau tenaga listrik searah tergantung pada tipe generator. Generator arus bolak balik sering disebut juga generator sinkron . Prinsip kerja generator berdasarkan Hukum Faraday tentang induksi elektro magnetic yaitu bila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, maka akan membangkitkan gaya gerak listrik. Konstruksi generator sinkron terdiri dari Stator dan Rotor. Stator adalah bagian yang diam sedangkan rotor adalah bagian yang bergerak.
Gambar 3: Contoh Generator yang ada di Pembangkit Listrik.
a. Stator
Gambar 4: Contoh Stator Generator. b. Rotor
Rotor adalah merupakan elemen yang berputar, pada rotor terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitan-lilitan kawatnya dialiri oleh arus searah. Kutub magnet rotor terdiri dua jenis yaitu :
Rotor kutub menonjol (salient), adalah tipe yang dipakai untuk generator-generator kecepatan rendah dan menengah .
Rotor kutub tidak menonjol atau rotor silinder digunakan untuk generator-generator turbo atau generator-generator kecepatan tinggi.
Gambar 5: Contoh Rotor Generator tipe silinder.
2.2 SISTEM PENYALURAN TENAGA LISTRIK
Setelah suatu industry pembangkit listrik menghasilkan energy listrik, untuk memenuhi kebutuhan listrik masyarakat (konsumen) maka energy listrik akan dikirim melalu sistem yang dikenal dengan Sistem Transmisi dan Sistem Distribusi. Sistem Transmisi menghubungkan antara energy listrik yang dihasilkan dari industry pembangkit satu dengan yang lain, dengan proses sinkronisasi. Hal itu dilakukan karena banyaknya industry pembangkit listrik yang memiliki kapasitas (daya output) yang berbeda beda, tempat industry pembangkit antara satu yang lain berjauhan, kondisi konsumen yang jauh dari industry pembangkit listrik, kebutuhan energy listrik yang tinggi disuatu daerah sedangkan daerah tersebut memiliki industry pembangkit yang kecil sehingga membutuhkan daya dari industry pembangkit lain.
Jaringan Tegangan Tinggi
Gambar : Sistem penyaluran tenaga listrik
2.2.1 Transformator Tenaga
Gambar 8: Contoh Transformator Tenaga yang ada di Pmebangkit Listrik
Berdasarkan tegangan operasinya dapat dibedakan menjadi transformator 500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut Interbus Transformator (IBT). Transformator 150/20 kV dan 70/20 kV disebut juga trafo distribusi. Titik netral transformator ditanahkan sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan / proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan rendah atau tahanan tinggi atau langsung di sisi netral 20 kV nya.
Transformator dapat dibagi menurut fungsi / pemakaian seperti:
- Transformator Mesin (Pembangkit )
- Transformator Gardu Induk
- Transformator Distribusi
Transformator dapat juga dibagi menurut Kapasitas dan Tegangan seperti:
- Transformator besar
- Transformator sedang
2.2.2 Sistem Transmisi.
Tenaga listrik di transmisikan oleh suatu bahan konduktor yang mengalirkan tipe Saluran Transmisi Listrik.
Berdasarkan sistem transmisi dan kapasitas tegangan yang disalurkan terdiri:
1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV
Pada umumnya saluran transmisi di Indonesia digunakan pada pembangkit dengan kapastas 500 kV. Dimana tujuannya adalah agar drop tegangan dari penampang kawat dapat direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh operasional yang efektif dan efisien. Akan tetapi terdapat permasalahan mendasar dalam pembangunan SUTET ialah konstruksi tiang (tower) yang besar dan tinggi, memerlukan tanah yang luas, memerlukan isolator yang banyak, sehingga memerlukan biaya besar. Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan.
Gambar 9: Transmisi SUTET
Pada saluran transmisi ini memiliki tegangan operasi antara 30kV sampai 150kV. Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau doble sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya diganti oleh tanah sebagai saluran kembali. Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing phasa terdiri dari dua atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut Bundle Conductor. Jarak terjauh yang paling efektif dari.
Gambar 10: Sistem transmisi SUTT
3. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) / distribusi primer
sekunder. Di dalam mendesain suatu system jaringan distribusi primer harus bisa menaggung beban hingga batas maksimum. Oleh karena itu disesuaikan dengan perkembangan beban. Batas maksimum tergantung dari kapasitas trafo daya, kemampuan saluran penghantar dan kerugian tegangan (disipasi teganga) yang diijinkan antara sisi pengirim dan sisi penerima.
