SISTEM EKSITASI DI
PT. PJB UNIT PEMBANGKIT BRANTAS PLTA SUTAMI
Disusun oleh : Ahmad Fauzi NIM. 1112037
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO S-1 KONSENTRASI TEKNIK ENERGI LISTRIK
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
LEMBAR PERSETUJUAN DAN PENGESAHAN LAPORAN PRAKTEK KERJA NYATA
Di
PT. PJB UNIT PEMBANGKIT BRANTAS PLTA SUTAMI Peroide 27 Januari 2014 s/d 24 Februari 2014
Disusun Oleh : Ahmad Fauzi NIM. 1112037
Malang, 12 Maret 2014
Mengetahui, Menyetujui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro S-1 Dosen Pembimbing
M. Ibrahim Ashari, ST. MT. Ir. Choirul Saleh, MT NIP. Y. 1018800189 NIP. Y. 1018800190
Di
PT. PJB UNIT PEMBANGKIT BRANTAS PLTA SUTAMI Peroide 27 Januari 2014 s/d 24 Februari 2014
Disusun Oleh : Ahmad Fauzi NIM. 1112037
Malang, 12 Maret 2014
Mengetahui, Menyetujui,
Kepala PLTA Sutami Assistance
Engginer Listrik PLTA Sutami
Supeno Asyhadi
NID. 6385060JA NID. 8210053JA
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan Praktek Kerja Nyata serta dapat menyelesaikan laporannya tepat waktu dan tanpa adanya halangan yang berarti.
Laporan Prakek Kerja Nyata ini disusun berdasarkan apa yang telah kami lakukan pada saat dilapangan yakni pada “PLTA Sutami” yang beralamat di Jalan Basuki Rachmad 271 Karangkates, Sumberpucung, Malang dimulai dari tanggal 27 Januari 2014 s/d 24 Februari 2014.
Prakek Kerja Nyata ini merupakan salah syarat wajib yang harus ditempuh dalam Program Studi “Teknik Elektro S1” Selain untuk menuntas program studi yang penulis tempuh praktek kerja nyata ini ternyata banyak memberikan manfaat kepada penulis baik dari segi akademik maupun untuk pengalaman yang tidak dapat penulis temukan saat berada di bangku kuliah.
Dalam penyusunan laporan hasil praktek kerja nyata ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu penulis ingin mengungkapkan rasa terima kasih kepada :
1. Bapak M. Ibrahim Ashari, ST. MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro S1 Institut Teknologi Nasional Malang
2. Bapak Bambang Prio Hartono, ST. MT. selaku dosen pembimbing
3. Bapak Asyhadi selaku pembimbing lapangan yang telah banyak memberikan arahan dan masukan kepada penulis dalam melaksanakan praktek kerja nyata dan juga penyelesaian laporan praktek kerja nyata ini. 4. Bapak Supeno selaku pimpinan/kepala “PLTA Sutami” yang juga telah
banyak memberikan bimbingan baik secara langsung maupun tidak langsung sehingga dapat pelaksanaan praktek kerja nyata dapat terlaksana dengan baik dan lancar.
5. Seluruh karyawan PT. PJB Unit Pembangkit Brantas PLTA Sutami 6. Kedua Orang tua yang telah memberikan dukungan materiil dan spiritual
Pelaksanaan Praktek Kerja Nyata maupun dalam Penyelesaian Laporan Praktek Kerja Nyata ini.
Penulis menyadari bahwa dalam menyusun laporan Praktek Kerja Nyata ini masih banyak kekurangan . Ibarat pepatah tak ada gading yang tak retak, maka penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun.
Akhir kata semoga laporan praktek kerja nyata ini dapat memberikan banyak manfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Malang, 26 Februari 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PERSETUJUAN DAN PENGESAHAN... ii
KATA PENGANTAR... iv
DAFTAR ISI... vi
DAFTAR GAMBAR... ix
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Maksud dan Tujuan... 2
1.3 Batasan Masalah... 3
1.4 Sistematika Penyusunan... 3
BAB II. TINJAUAN UMUM PLTA SUTAMI 2.1 Penjelasan Umum... 5
2.2 Riwayat Singkat Pembangunan PLTA Sutami... 6
2.3 Tempat dan Kedudukan Plta Sutami... 7
2.4 Profil Perusahaan PT. PJB... 7
2.5 Visi dan Misi Perusahaan... 8
2.6 Struktur Organisasi OLTA Sutami... 9
BAB III. SARANA DAN PERALATAN PLTA SUTAMI 3.1 Bendungan... 10
3.1.1 Bendungan Sutami... 10
3.1.2 Bendungan Lahor... 13
3.2 Pintu-pintu Air... 14
3.2.1 Saluran Atas (Head Race)... 14
3.2.2 Saluran Bawah (Tail Race)... 16
3.3 Tangki Pendatar (Surge Tank)... 17
3.4 Pipa Pesat (Penstock)... 18
3.5 Kontruksi dan Fasilitas Gedung... 19
3.6 Unit Pembangkit... 20
3.6.3 Over Head Traveling Crane (OHTC)... 24
3.6.4 Inlet Valve... 25
3.6.5 Penguatan Medan... 26
3.6.6 Pengatur Tegangan Otomatis (AVR)... 26
3.6.7 Transfomator... 27
3.6.8 Peralatan Hubung (switch gear)... 32
3.7 Peralatan Bantu... 34
3.7.1 Govenor... 34
3.7.2 Baterai... 39
3.7.3 Mesin Disel Darurat... 40
3.7.4 Air Compresor... 41 3.7.5 Air Tank... 42 3.7.6 Preassure Tank... 43 3.7.7 Sump Tank... 44 3.8 Sistem Pelumasan... 45 3.8.1 Lubricating Oil... 45 3.8.2 Grease system... 46
3.9 Sistem Air Pendingin... 47
3.10 Sistem Pengurasan (Drainage system)... 49
3.11 Sistem Instalasi Kelistrikan... 50
BAB IV. SISTEM EKSITASI GENERATOR DI PLTA SUTAMI 4.1 Prinsip Dasar Eksitasi... 52
4.2 Peralatan Sistem Eksitasi... 52
4.3 Cara Kerja Eksitasi... 54
4.4 SOP Eksitasi... 58
4.5 Pemeliharaan Peralatan Eksitasi... 59
BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 60 5.2 Saran... 60 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 8
Gambar 1. Bendungan Karangkates... 11
Gambar 2. Bangunan Pelimpah (Spillway)... 12
Gambar 3. Waduk Lahor... 14
Gambar 4. Head Race... 14
Gambar 5. Intake Gate... 16
Gambar 6. Tail Race... 17
Gambar 7. Surge Tank... 17
Gambar 8. Pipa pesat (Penstock)... 18
Gambar 9. Kontruksi pipa pesat... 19
Gambar 10. Runner Turbin Francis Vertikal... 20
Gambar 11. Generator... 21
Gambar 12. Turbin dan generator... 22
Gambar 13. Struktur Unit Pembangkit PLTA Sutami... 23
Gambar 14. Over Head Traveling Crane (OHTC)... 24
Gambar 15. Inlet Valve... 25
Gambar 16. Transformator Utama... 30
Gambar 17. Local Service Transformator... 31
Gambar 18. Station Service Transformator (SST)... 32
Gambar 19. Pemisah ... 33
Gambar 20. Pemutus... 34
Gambar 21. Bagian luar Governor Cabinet... 36
Gambar 22. Bagian dalam Governor Cabinet... 36
Gambar 23. Skema diagram sinyal governor... 37
Gambar 24. Blok diagram kerja governor... 38
Gambar 25. Pendulum... 39
Gambar 26. Baterai... 40
Gambar 27. Emergency Genset (PLTD)... 41
Gambar 28. Air Compressor Portable... 42
Gambar 29. Pressure tank... 44
Gambar 30. Govenor sump tank... 45
Gambar 31. Lublication Oil Tank... 46
Gambar 32. Grese Pump... 47
Gambar 33. Cooling Tank... 49
Gambar 34. Drainage Pump... 50
Gambar 35. Panel AVR / panel Eksitasi... 53
Gambar 36. Brush dan Collector Ring Exciter... 54
Gambar 37. Rangkaian sistem eksitasi di PLTA Sutami... 55
Gambar 38. Rheostat 90 (R 90)... 56
Gambar 39. Rheostat 70 (R 70)... 57
1.1. Latar Belakang
Negara Indonesia merupakan negara berkembang yang saat ini sedang giat-giatnya membangun di segala bidang kehidupan, dan dalam masa ini sangat di perlukan adanya partisipasi dari segenap komponen yang ada pada masyarakat.
Pembangunan menuju era industrialisasi negara Indonesia ini akan tercipta apabila strategi dari pembangunan tersebut dilaksanakan secara menyeluruh yang menyangkut pendidikan, sember daya manusia, ketersediaan modal dan teknologi, tenaga manegerial, iklim politik yang mantap, wilayah yang luas, kondisi alam yang subur dan jumlah penduduk yang besar. Bangsa Indonesia telah memiliki modal yang potensial dalam proses pembangunan untuk memenuhi tuntutan pembangunan.
Perguruan tinggi sebagai salah satu lembaga pendidikan dan pusat ilmu pengetahuan serta teknologi, diharapkan dapat mendidik dan mencetak sarjana-sarjana yang mampu menguasai sekaligus menerapkan ilmunya demi kepentingan masyarakat bersama. Sehingga perguruan tinggi benar-benar menjadi tauladan yang dapat berperan aktif dalam mensukseskan pembangunan.
Proses mengenal, mengetahui, dan mengerti profesinya merupakan hal yang penting bagi mahasiswa. Hal ini tidak cukup bila hanya mendapat teori dari bangku kuliah saja, akan tetapi harus ditunjang dengan penerapan nyata dalam kehidupan sehari-hari sesuai dengan bidang dikuasai. Oleh karena itu dengan melakukan praktek kerja nyata diharapkan dapat menambah wawasan dan pengetahuan mahasiswa sekaligus dapat membandingkan apa yang ada pada teori dengan kenyataan yang terjadi di lapangan.
Salah satu kegiatan yang erat hubungannya dengan teknologi kelistrikan adalah proses pengadaan sumber energi listrik yang meliputi : sistem pembangkitan, sistem jaringan transmisi, sistem jaringan distribusi serta sistem pengamanan peralatan yang di terapkan pada PLTA Sutami.
2
Sumber daya energi listrik merupakan salah satu kebutuhan yang sangat vital bagi konsumen yang membutuhkannya. Selain itu juga di pengaruhi oleh terbatasnya sumber daya energi listrik yang di bangkitkan oleh generator pada masing-masing pembangkit listrik. Oleh karena itu, perlu perencanaan, perhitungan, dan disain yang benar-benar baik dalam proses pengadaan sumber energi listrik dan sistem pengaturan atau pengendalian bebannya yang di sesuaikan dengan kebutuhan perusahaan.
Atas dasar hal tersebut di atas, maka perlu sekali untuk mengetahui lebih jauh mengenai teknologi kelistrikan yang beroperasi pada PLTA Sutami.
Pertimbangan lain atas pemilihan PLTA Sutami sebagai Pratek Kerja Nyata, yaitu merupakan salah satu pembangkit listrik tenaga air di indonesia dengan tipe “run of river” yaitu memanfaatkan ketersediaan air pada sungai berantas di wilayah Karangkates, Sumberpucung, Malang.
1.2. Maksud dan Tujuan
Adapun tujuan umum dari pelaksanaan praktik kerja ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai salah satu syarat untuk menempuh skripsi di Institut Teknologi Nasional Malang.
2. Menambah pengetahuan dan pengalaman mahasiswa mengenai kondisi yang sesungguhnya pada perusahaan, khususnya yang berkaitan dengan bidang kelistrikan.
3. Mengetahui, mengerti dan memahami kenyataan-kenyataan yang ada di lapangan, kemudian dapat membandingkan dengan teori-teori yang di peroleh selama diperkuliahan, yang nantinya dapat menelaah jika terdapat perbedaan antara keduanya.
4. Memperluas wawasan dan pengembangan cara berfikir logis dan sistematis sehubungan dengan permasalahan yang di hadapi selama kegiatan Praktek Kerja Nyata.
Sedangkan tujuan khusus dari praktek kerja nyata ini, adalah ingin mengetahui, mengerti dan memahami proses pengadaan energi listrik yang meliputi: sistem pembangkitan, sistem jaringan transmisi, sistem jaringan
distribusi dan sistem pengaman (proteksi), serta sistem pengendalian atau kontrol beban yang di gunakan pada PLTA Sutami.
1.3 Batasan Masalah
Agar penyusunan laporan ini tidak terlalu luas maka perlu batasan-batasan masalah menginggat penekanan penyusunan secara umum. Adapun batasan-batasan masalah tersebut yaitu menitik beratkan pada masalah-masalah yang bersifat praktis. Dalam kesempatan ini penulis membahas mengenai sistem eksitasi generator pada PLTA Sutami.
1.4 Sistematika Penyusunan
Agar didalam penyusunan laporan ini dapat tersusun secara rinci dan struktur, maka penyusun membuat sistematika penyusunan laporan. Adapun sitematika penyusunan tersebut sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pembahasan secara umum tentang perlunya energi listrik pada industrialisasi.
Maksud dan tujuan Praktek Kerja Nyata. Lingkup bahasan dan sistematika pembahasan. BAB II : TINJAUAN UMUM PLTA SUTAMI
Pembahasan secara umum mengenai sejarah singkat PLTA Sutami. Pelaksanaan proyek serbaguna Karangkates.
Struktur organisasi di sektor Brantas.
BAB III : SARANA DAN PERALATAN PLTA SUTAMI Fasilitas teknik PLTA Sutami
Pintu-pintu air
Tangki pendatar (Surge Tank) Pipa pesat (Penstock)
Unit pembangkit Peralatan bantu Sistem pelumasan Sistem air pendingin
4
Sistem instalasi kelistrikan
BAB IV : SISTEM EKSITASI GENERATOR DI PLTA SUTAMI Penjelasan prinsip dasar eksitasi generator di PLTA Sutami
Komponen-komponen penting dalam sistem eksitasi generator di PLTA Sutami
Prinsip kerja dan SOP eksitasi generator di PLTA Sutami Pemeliharaan peralatan eksitasi generator
BAB V : PENUTUP Kesimpulan Saran-saran
2.1 Penjelasan Umum
Bendungan karangkates terletak di aliran sungai brantas, bendungan ini dapat dikatakan serbaguna jika di tinjau dari manfaat yang dapat di peroleh. Adapun manfaatnya yang utama selain sebagai pengendali banjir pada musim hujan, juga untuk irigasi sehingga tanah pertanian dapat tetap di kerjakan sekalipun pada musim kemarau.
Selain kedua hal diatas potensi air yang di tampung dibendungan tersebut dapat juga digunakan untuk pembangkit tenaga listrik. Adanya sarana rekreasi, perikanan, dan lain-lain. Merupakan manfaat sampingan yang bisa di rasakan oleh masyarakat.
Pelaksanaan proyek serbaguna karangkates, pada dasarnya dibagi menjadi dua tahap.
Pembangunan tahap pertama meliputi :
Pembangunan bendungan karangkates dan bangunan pelengkap lainnya. Perencanaannya ditangani oleh konsultan Nippon Koei Co. Ltd. Dalam bidang survey, investigasi dan desain pada tahun 1959. Pembangunan dilaksanakan pada tahun 1964 dibawah pengawasan contaktor Kajima, Contruction Co. Ltd. Diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 2 mei 1972.
Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) unit 1 dan unit 2. Pembangunan dimulai pada bulan februari 1970 dan selesai pada bulan agustus 1973. Pemasangan metal work dikerjakan oleh Sakai Iron Work Co. Ltd. Pemasangan turbin dan generator dikerjakan oleh Tokyo Shibaura Electric Co. Ltd. Diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 4 september 1973.
Pembangunan tahap ke dua meliputi :
Pembangunan waduk Lahor dan pembangunan pelengkap lainnya. Perencananya di tangani oleh Badan Pelaksana Proyek Induk Pengembangan Wilayah Sungai Berantas dibawah pengawasan konsultan
6
Nippon Coei Co. Ltd. Dan diresmikan oleh presiden Soeharto pada tanggal 12 November 1977.
Pembangunan PLTA karangkates unit 3. Pemasangan metal work ditangani oleh Sakai Iron Work serta pemasangan turbin dan generator oleh Tokyo Sibaura Electric Co. Ltd. (Thosiba Co. Ltd.) atas persetujuan dari pihak Supplier Mijiwon Co. Ltd. Diresmikan oleh mentri PUTL Prof. Dr. Ir. H. Sutami pada tanggal 23 april 1976.
Pembangunan wadul lahor yang terletak kira-kira 32 km disebelah selatan kota Malang dengan ketinggian HWL 272,7 m diatas permukaan laut, dirasakan perlu untuk menambah kapasitas pengendalian banjir, irigasi dan air untuk bendunga karangkates yang dialirkan melalui terowongan penghubung.
Adapun nama bendungan dan PLTA Sutami adalah nama yang telah diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 16 April 1981 untuk mengenang jasa-jasa Prof. Dr. Ir. H. Sutami yang pernah menjadi mentri PUTL Replubik Indonesia.
2.2 Riwayat Singkat Pembangunan PLTA Sutami
Tahun 1951 : Dimulai Survey investigasi lapangan dan desain oleh Nippon.
Tahun 1962 – 1964 : Awal pembangunan bendungan utama oleh kontaktor Kajima Contruction, Co. Ltd.
2 Mei 1972 : Peresmian bendungan karangkates oleh Presiden Soeharto.
31 Juli 1972 : Operasi komersial PLTA Unit #1 2 Agustus 1973 : Operasi komersial PLTA Unit #2
4 September 1973 : Peresmian PLTA Unit #1 dan Unit #2 oleh Presiden Soeharto.
28 Februari 1977 : Peresmian PLTA Unit #3 oleh mentri PULT Prof. Dr. Ir. H. Sutami.
12 November 1977 : Peresmian bendungan Lahor oleh Presiden Soeharto 1 April 1981 : PLTA Sutami diserahterimakan dari proyek Brantas
kepada PLN
16 April 1981 : Bendungan dan PLTA berganti nama menjadi Bendungan dan PLTA Sutami yang diresmikan oleh Presiden Soeharto.
2.3 Tempat dan Kedudukan Perusahaan PLTA Sutami
PLTA Sutami adalah Pusat Tenaga Air yang memanfaatkan potensi sungai Brantas. Terletak di Desa Karangkates, Kecamatan Sumberpucung ± 35 km sebelah selatan kota Malang kearah Blitar, dengan lokasi ketinggian 278 m diatas permukaan laut.
2.4 Profil Perusahaan PT. PJB
Sejarah PT Pembangkit Jawa Bali (PJB) berawal ketika Perusahaan Listrik dan Gas di bentuk pada tahun 1945, setelah Indonesia merdeka di tahun 1965, Perusahaan Listrik Negara di pisah dari Perusahaan Gas Negara. Pada tahun 1972, PLN menjadi Badan Usaha Milik Negara (BUMN) dengan status Perusahaan Umum. Sepuluh tahun kemudian pada tahun 1982 restrukturisasi dimulai di Jawa-Bali dengan pemisahan unit sesuai fungsinya, unit PLN pembangkit dan penyaluran.
Pada tahun 1994, status PLN dirubah menjadi Persero. Setahun kemudian, dilakukan Reskontruksisasi didalam PT. PLN (Persero) dengan membentuk dua anak perusahaan dibidang pembangkitan. Restrukturisasi tersebut bertujuan memisahkan misi sosial dan misi komersial yang diemban. Pada 3 Oktober 1995, PT. Pembangkitan Tenaga Listrik Jawa-Bali II, atau yang lebih dikenal PLN PJB II berdiri. Tujuan utama dibentuk anak perusahaan ini adalah untuk menyelenggarakan usaha ketenaga listrikan yang bermutu tinggi serta hadal berdasarkan prinsip industri yang sehat dan efisien.
Seiring dengan pengembangan strategi usaha, pada tahun 2000, PLN PJB II melakukan penyempurnaan organisasi dan mengubah nama menjadi PT Pembangkitan Jawa-Bali.
Saat ini, PJB memiliki 8 Unit Pembangkit dengan kapasitas terpasang 6.526 MW dan aset sentra Rp. 41,5 Trilyun. Didukung 2203 karyawan, mutu, kehandalan dan layanan yang diberikan mampu memenuhi Standart Internasional.
8
Visi dan Misi perusahaan PT. PJB adalah sebagai berikut : Visi
Menguasai pangsa pasar di Indonesia. Menjadi perusahaan kelas dunia Memiliki SDM yang profesional Peduli Lingkungan.
Misi
Menjadikan PT. PJB sebagai perusahaan publik yang maju dan dinamis dalam bidang pembangkitan tenaga listrik.
Memberikan hasil yang terbaik kepada pemegang saham, pegawai, pelanggan pemasok, pemerintah dan masyarakat serta lingkungannya.
2.6 Struktur Orgasnisai PLTA Sutami
Stuktur orgasnisai perusahaan PT. PJB UP Brantas (PLTA Sutami) digambarkan sebagai berikut :
BAB III
SARANA DAN PERALATAN PLTA SUTAMI 3 Fasilitas Teknik PLTA Sutami
3.1 Bendungan
Bendungan berfungsi untuk penampungan air dari berbagai zona yang berguna sebagai penggerak turbin dan airnya disalurkan melalui pipa penstock untuk menggerakkan turbin.
3.1.1 Bendungan Sutami a. Waduk
Waduk PLTA Sutami berasal dari dua waduk yaitu waduk Sutami dan waduk Lahor. Waduk ini berfungsi untuk menampung air hujan. Waduk PLTA Sutami merupakan waduk tahunan. Adapun data teknik dari waduk Sutami adalah sebagai berikut :
Kapasitas : 343 x 10 m3
Kapasitas efektif : 253 x 10 m3
Daerah terendam : 1,5 km2
Daerah pengaliran : 2,05 km2
Tinggi muka air normal (HWL) : el 272,5 m Tinggi muka air rendah (LWL) : el 246 m Muka air banjir (FWL) : el 277 m Debit masuk rata-rata : 55,20 m3/detik
Debit rencana banjir : 1,6 m3/detik
b. Bendungan
Bendungan Sutami dan Lahor termasuk jenis bendungan ukuran batu (Rock field). Adapun data teknik bendungan Sutami adalah :
Tipe : Rock field
Panjang puncak : 825,5 m
Lebar puncak : 13,7 m
Tinggi : 97,5 m
Lebar dasar : 400 m
Volume : 6,156 x 10 m3
Elevasi puncak : el 279 m Elevasi dasar : el 176 m
Gambar 1. Bendungan Karangkates c. Cofferdam
Tipe : Rock Field
Volume : 486.600 m3 Tinggi bendungan : 50 m Elevasi dasar : EL 180 m Elevasi puncak : EL 230 m Lebar puncak : 12 m Lebar dasar : 147 m
d. Bendungan Pelimpah (Spilway)
Spilway berfungsi melimpahkan air waduk untuk mengamankan bendungan bila ketinggian air melewati batas maksimum 272,5 m. Adapun data teknik spilway adalah :
Tipe : Open chute memakai pintu air Panjang Saluran : 450 m
Kapasitas : 1.600 m3/detik
12
Jembatan beton lebar : 9,30 m Jembatan baja panjang : 22 m Jembatan baja lebar : 9,30 m
Gambar 2. Bangunan Pelimpah (Spillway) e. Terowongan Head Race
Terowongan Head Race berfungsi untuk mengalirkan air dari waduk menuju turbin melalui pipa pesat. Data teknik dari terowongan head race adalah :
Jumlah : 3 buah
Diameter dalam : 3,4 m f. Terowongan Pengelak
Terowongan pengelak berfungsi untuk irigasi apabila turbin tidak bisa beroprasi dan untuk membuang lumpur yang terdapat didasar waduk. Data teknik dari terowongan pengelak adalah :
Panjang : 604 m
Diameter Inlet : 5,50 m Diameter Outlet : 8 m 3.1.2 Bendungan Lahor
Kapasitas efektif : 294.000.000 m3
Daerah pengairan : 160 km2
Elevasi HWL (High Water Level) : el. 272,7 m Elevasi LWL (Low Water Level) : el 253 m Debit masuk rata-rata : 12 m3
b. Bendungan
Tipe : Rock Fill
Panjang puncak : 433 m Lebar puncak : 10 m
Tinggi : 74 m
Volume : 1.69 x 10 m3
c. Bendungan Pelimpah (Spilway)
Tipe : Non gate over flow wire
Panjang : 375 m Kapasitas) : 790 m3 Lebar : 35 m Saluran : 8 m d. Terowongan Penghubung Panjang terowongan : 822 m Diameter Inlet : 3 m Diameter Outlet : 2,5 m Elevasi dasar Inlet : el 251 m Elevasi dasar Outlet : el 247 m
Kemiringan : 150o
14
Gambar 3. Waduk Lahor 3.2 Pintu-pintu Air
3.2.1 Saluran Atas (Head Race)
Saluran atas ini berfungsi untuk mengalirkan air dari waduk penstock yang terdiri dari tiga pipa baja yang masing-masing pipa berdiameter 3,4 meter dan terbungkus beton. Terletak 47 meter dibawah puncak bendungan.
Gambar 4. Head Race
Adapun perlengkapan-perlengkapan di Head Race adalah :
a. Intake Tower dilengkapi dengan motor penggerak dengan spesifikasi :
Wire Rope : 80 m Drum : 800 m Daya : 15 Hp Tegangan : 380 volt Frekuensi : 50 Hz Fasa : 3
b. Intake Gate (Tiga set intake gate) terdiri dari gate lift dengan bay pas valve, house guide frame, dengan spesifikasi :
Tipe : Fixed Gradien
Lebar dan tinggi : 3,4 m
Bahan : SM.SL-B-SS 41
Berat : 80,186 Ton
Maksimum head : 43,9 m Tinggi angkat : 47 m
Operation Speed normal : 1 mm/menit Operation Speed darurat : 4 mm/menit c. Intake Trash Rack, dengan spesifikasi :
Tipe : Fixes Gradien
Lebar : 8 m
Maksimum Head : 3 m
Bar Pitch : 75 m
Tinggi : 13,9 m
Data dari Intake Gate
Lebar : 3,4 m
Tinggi : 3,4 m
Bahan : SM.41 B SS 41
Berat : 30,168 ton
Tinggi angkat : 47 m Kecepatan normal : 1 m/sec Kecepatan darurat : 4 m/sec
16
Gambar 5. Intake Gate 3.2.2 Saluran Bawah (Tail Race)
Merupakan saluran pembuangan air setelah turbin beroprasi, data Tail Race sebagai berikut :
Tinggi elevasi waduk : 272,5 m Tinggi elevasi tail race : 182 m
Tinggi elevasi 1 unit operasi : 181,8 m (Normal) Tinggi elevasi 2 unit operasi : 182 m (Normal) Tinggi elevasi 3 unit operasi : 182,8 m (Normal)
Gambar 6. Tail Race 3.3 Tangki Pendatar (Surge Tank)
Tangki pendatar (Surge Tank) berfungsi menyerap tekanan air yang tiba-tiba dapat terjadi pada pipa pesat apabila debit air ke turbin berkurang atau berhenti. Setiap terowongan tekan dilengkapi dengan sebuah tangki pendatar.
Data teknik dari surge tank : Diameter : 7 m
Tinggi : 50 m Jumlah : 3 buah
Gambar 7. Surge Tank 3.4 Pipa Pesat (Penstock)
Penstock merupak pipa antara tangki pendatar dengan turbin yang berfungsi untuk mengalirkan air dari trowongan tekan menuju turbin. Setiap turbin dilayani oleh sebuah pipa pesat. Adapun data teknik dari Penstock adalah :
Diameter dalam : 3,2 m
Jumlah : 3 buah
Berat : 616,175 ton
Tinggi tekanan air maksimum : 133,069 m
Bahan : SM 41 B, SM 50 B
Tebal pipa : 11-19 mm
Panjang pipa pesat no. 1 : 288,788 m Panjang pipa pesat no. 2 : 223,789 m Panjamg pipa pesat no. 3 : 217,45 m
18
Gambar 8. Pipa pesat (Penstock)
Gambar 9. Kontruksi pipa pesat 3.5 Konstruksi dan Fasilitas Gedung
Gedung PLTA (Power Station) dengan konstruksi beton telanjang yang terdiri dari 6 tingkat, dengan masing-masing tingkat sebagai berikut :
a. Tingkat ke-3 (A3) pada elevasi 197,10 m dengan fasilitasnya : ruang kantor, ruang rapat, Over Head Traveling Crane (OHTC) dengan penggerak.
b. Tingkat ke-2 (A2) pada elevasi 192,6 m dengan fasilitasnya : Ruang kontrol, ruang telekomunikasi, dan ruang baterai.
c. Tingkat ke-1 (A1) pada elevasi 188,1 m dengan fasilitasnya : Ruang pertemuan, musholla, ruang mesin pendingin, dan ruang ventilasi. d. Tingkat bawah ke-1 (B1) pada elevasi 193,6 m dengan fasilitasnya :
Cubicel Room 11 kV untuk Generator Exsitation Cubicel, Cubicel 6 kV dan 220 / 380 volt.
e. Tingkat bawah ke-2 (B2) pada elevasi 180,8 m dengan fasilitasnya : generator utama, turbin pic, tangki udara, pompa oli dan almari CO2,
bengkel (las bubut, scrup, driil, dll).
f. Tingkat paling bawah (B3) pada elevasi 174,1 m dengan fasilitasnya : inlet valve, bay pass valve, gudang, drainage pump, sump tank, dan sistem air pendingin.
3.6 Unit Pembangkit 3.6.1 Turbin
Turbin merupakan alat untuk merubah energi kinetik menjadi energi putar, yang kemudian tenaga putar ini ditransmisikan melalui poros vertikal generator yang terpasang seporos diatas turbin. Sedangkan putaran turbin sendiri dikontrol dengan Governor Elektro Mekanik.
20
Gambar 10. Runner Turbin Francis Vertikal Adapun data teknik dari turbin adalah :
Klasifikasi Turbin :
Tipe : VERTICAL FRANCIS – IRS Rpm Evektif heade : 85,40 m
Max Discharge : 51,80 m3/ detik
Max Output : 36.000 kW
Putaran : 250 Rpm
Jumlah : 3 unit
Jumlah sudu pengerak : 17 buah Jumlah sudu pengatur : 20 buah Diameter turbin : 3,2 m Diameter shaft turbin : 0,56 m
Range Minimum Maksimum
Daya 22,6 MW 36 MW
Head 60 m 89,7 m
Debit 45,7 m3/detik 46 m3/detik
Tabel 1. Data Turbin Francis 3.6.2 Generator
PLTA Sutami terdiri dari 3 unit pembangkit utama yang terletak di lantai B2. Pada masing-masing generator terdapat 2 buah bantalan, yang terletak diatas rotor disebut upper bearing dan yang di bawah rotor di sebut lower bearing. Kedua-duanya berfungsi sebagai bantalan poros untuk menerima gaya radial. Dan trush bearing berada di bawah rotor yang berfungsi mendukung beban aksial dari mesin utama dan hidrolink force.
22
Data teknik dari generator adalah :
Gambar 12. Turbin dan generator Klasifikasi :
Tipe : TAK / KVC VERTICAL SHAFT
SEMI UMBRELLA Kapasitas : 39.000 KVA Tegangan : 11 KV Frequensi : 50 Hz Putaran : 250 Rpm Jumlah : 3 unit
Pole : 24 sliente pole, revolving field selft Pendingin : recirculating air cooler
Phasa : 3 phasa
Power faktor : 0,9
Rating : continue
Ambient temperatur : 40oC
Armatur temperature rise : 75oC
Filo ampere : 72 A Filo temperature rise : 75oC
Stator instalation class : B Rotor instalation class : B
Standart spesifikasi : JEC - 114 (1964)
Gambar 13. Struktur Unit Pembangkit PLTA Sutami 3.6.3 Over Head Traveling Crane (OHTC)
Station pembangkit tenaga listrik dilengkapi dengan 1 unit OHTC yang mempunyai 1 unit penggerak utama, 1 unit penggerak rel-rel tunggal dan 1 penggerak tambahan yang digerakkan oleh
24
tenaga listrik. Crane ini buatan pabrik Ishikawajima Harima Heavy Industries Co. Ltd. Dan instalasi oleh Tosiba.
Gambar 14. Over Head Traveling Crane (OHTC)
Ada pun data tehnik dari Over Head Traveling Crane (OHTC) adalah :
Tipe : Single Trolley type
Kapasitas : Utama 110 ton, tambahan 30 ton, rel tunggal 5 ton
Lebar crane : 14,1 meter Kecepatan berjalan : 20 m/menit Kecepatan belitan : 10 m/menit Kecepatan rel tunggal : 20 m/menit
3.6.4 Inlet Valve
Inlet Valve berfungsi untuk menbuka dan menghentikan aliran air yang menuju ke turbin. Pada waktu turbin beroperasi Inlet Valve terbuka penuh dan pada waktu tidak beroperasi Inlet Valve tertutup. Inlet Valve digerakkan oleh servo motor yang bekerja secara hidrolis.
Bypass Valve dipasang secara paralel dengan Inlet Valve dengan maksud untuk menyamakan tekanan penstock dan draft tube.
Spesifilasi dari Inlet Valve adalah :
Gambar 15. Inlet Valve Klasifikasi :
Tipe : BUTTERFLY
Diameter : 3,2 meter Panjang : 1,2 meter Kapasitas servo motor : 61.000 kg meter Pergeseran volume :
- Katup utama : 2461 - Katup bypass : 4151
3.6.5 Penguat Medan
Digunakan sebagai pelengkap generator yang merupakan sebuah DC generator yang seporos dengan setiap generator utama berfungsi untuk memberikan eksitasi pada generator yang bersangkutan sesuai dengan spesifikasinya.
26
Data teknik exciter sebagai berikut :
Tipe : DC SMP – 26 CST Shunt generator
Daya : 175 KW Tegangan : 220 Volt Arus : 769 Ampare Pole : 12 Putaran : 250 rpm Klas isolasi : B Kenaikan suhu : 70oC
3.6.6 Pengatur Tegangan Otomatis / Automatic Voltage Regulator
(AVR)
Pengatur tegangan otomatis adalah alat untuk mengatur tegangan yang digunakan oleh eksitasi generator agar didapat tegangan output generator yang dikehendaki. Jika dalam pengoprasiannya dengan tegangan terminal generator lebih rendah dari keadaan normal maka AVR mendeteksi areal terjadinya tegangan jatuh (Voltage drop) yang berakibat timbulnya sinyal error dan membangkitkan pulsa di Tyristor sehingga terjadi penambahan tegangan output akibat tegangan medan naik dan tegangan terminal generator naik.
Sehingga bisa dikatakan AVR berfungsi untuk mengatur tegangan kerja normal agar konstan, mengatur besarnya daya reaktif, mempertingi kapasitas semula, menekan kenaikan tegangan pada pembuangan beban, dan menaikkan daya stabilitas peralihan. Jatuh tegangan pada sumber tegangan akibat gangguan satu fasa / dua fasa ke tanah besarnya antara 20 – 40 volt. Cara kerja AVR adalah waktu start batrai akan bekerja atau swicth 31 jalan ke exciter lalu pindah ke switch 41 AVR yang bekerja pengontrolnya berasal dari CT (Current Transformers) dan PT (Potential Transformers).
Tujuan penggunaan AVR pada generator sinkron:
1. Mengatur tegangan pada keadaan kerja normal menjadi konstan. 2. Mengatur nilai daya reaktif.
3. Mempertinggi kapasitas pemuat saluran transmisi tanpa beban dengan mengontrol eksitasi sendiri.
4. Menekan kenaikan tegangan pada pembuangan beban ( Load Rejection ).
5. Menaikan batas daya stabilitas peralihan. 3.6.7 Transformator
Transformator adalah suatu mesin listrik yang digunakan untuk menstrasfer daya dari sisi primer ke sisi sekunder.
Bagian bagian dari trasnformator pada PLTA Sutami adalah :
a. Inti
Terbuat dari alloy atau baja silikon yang mempunyai sifat resistansi yang tinggi, rugi histerisis yang kecil. Inti transformator sebagai media timbulnya gandengan magnetic antara sisi primer dan sekunder.
b. Belitan
Berupa konduktor berisolasi yang mempunyai tegangan tembus yang tinggi dan terhadap suhu yang tinggi.
c. Bak Trafo
Terbuat dari plat besi tebal dan kuat agar tahan terhadap pengaruh mekanis dan kimia.
d. Minyak Trafo
Sebagai bahan isolator listrik dan penghantar suhu dari bagian yang panas menuju ke bagian yang dingin.
e. Konservator
Pada saat transformator bekerja pada beban yang besar maka bagian dalam transformator akan menjadi panas sehingga minyak transformator menjadi panas dan mengembang. Pengembangan minyak transformator ini menyebabkan udara diatas permukaan minyak yang berada didalam konsevator tersedak keluar melalui pipa dan terus melewati silica gel dan alat pernafasan.
f. Silica Gel
Terbuat dari kristal berguna untuk menyerap air yang terdapat dalam pernafasan. Uap air yang dihilangkan akan terjadi
28
penurunan sehingga mengakibatkan tembusannya minyak transformator dan isolasi yang menimbulkan bunga api didalam trasnformator dan gelembung udara ini mengalir ke konservator melalui buchols relay.
g. Buchols Relay
Digunakan pada transformator untuk menghindari panas akibat arus yang besar. Relay bekerja apabila bagaian dalam transformator timbul panas yang mengakibatkan adanya gelembung udara yang nantinya akan mengalir ke konservator.
h. Shut down Preasure Relay
Berupa selaput pengaman terbuat dari besi logam tipis apabila ada tekana mendadak berfungsi untuk menahan tekanan yang besar akibat panas yang tinggi sehingga ledakan dapat merusak bagian-bagian transformator dapat dihindari.
i. Tap Changer
Bagian transformator yang terdapat kontak-kontak yang diguanakan untuk merubah jumlah lilitan yang kita kehendaki. PLTA Sutami memiliki beberapa jenis transformator yaitu : 1. Transformator Utama
Masing-masing terdiri dari tiga transformator satu fasa dimana lilitannya terendam dalam minyak. Fungsi dari main transformator adalah untuk menaikkan tegangan yang dihasilkan dari generator utama ke tegangan transmisi 154 KV. Data teknik dari main transformator utama adalah sebagai berikut :
Tipe : DA / FA (Self Cooled) Kapasitas rata-rata : 19.500 KVA
Frekuensi : 50 Hz
Tegangan rata-rata primer : 11 KV Tegangan rata-rata sekunder : 154 KV
Tegangan impedansi : 4,87 atau 9,73% Standart : JEC – 168 (1966) Tipe pendingin : ONAN / ONAF Suhu puncak : 50oC
Jenis penempatan : Out door Hubungan kumparan : Y / Δ
Simbol vektor : yd.5 VDE 0532 / 1,5 g Kontruksi nomor : 306775 Out door USC Kapasitas maksimum : 39.000 KVA
Temperatur belitan saat oprasi : 80oC
Temeperatur rata-rata belitan : 30oC
Kenaikan tempat belitan karena tahanan : 15oC
Kenaikan maks karena tempat belitan karena tahanan : 50oC
Gambar 16. Transformator Utama 2. Local Sevice Transformator (LST)
LST adalah transformator yang digunakan untuk melayani pemakaian sendiri. LST juga termasuk transformator 1 kali 3 fasa yang terdiri dari 2 buah transformator yang dipasang pada unit 1 dan unit 2.
Adapun data spesifikasi LST adalah sebagai berikut : Kapasitas rata-rata : 1500 KVA
Buatan : THOSIBA
Standar : JEC 168 (1966) Kenaikan suhu : 50oC
Tipe pendingin : ONAN
Output Primer : 11,5 – 11 R-10,5 FKV Output Sekunder : 6,3 KV
Frekuensi : 50 Hz Hubungan kumparan : Δ / Δ
30
Phasa : 3 fasa
Simbol vektor : Ddo dari JEC-168 Batas standar operasi / Tap Standar oprasi : 11 KV Maks operasi belitan : 80oC
Gambar 17. Local Service Transformator 3. Station Service Transformator (SST)
SST adalah transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan dari 6,3 KV menjadi 220/380 Volt. SST juga termasuk trafo 1 kali 3 fasa yang terdiri dari dua trasnformator.
Adapun spesifikasinya adalah sebagai berikut :
Pabrik : THOSIBA
Standar : JEC – 168 Tipe pendingin : ONAN
Output : 50 KVA Tegangan primer : 6,6 - 6,3 R – 6 KV Tegangan sekunder : 220 / 380 V Frekuensi : 50 Hz Hubungan kumparan : Δ / Y Phasa : 3 fasa
Simbol vektor : DY 11 dari JEC Batas operasi : 6,3 KV
Gambar 18. Station Service Transformator (SST) 3.6.8 Peralatan Hubung ( Switch Gear )
a. Pemisah
Pemisah atau Disconnecting Switch (DS) adalah suatu alat yang digunakan antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan, dan bekerja pada saat tidak berbeban, karena pemisah tidak dilengkapi dengan peredam bunga api. Syarat pemisahan :
Dalam keadaan tertutup harus mampu menahan arus hubung singkat, yang menimbulkan beban thermis dan daya elektromagnetik yang besar.
Harus dapat memisahkan bagian-bagian antara fasa dan fasa dengan tanah.
32
Gambar 19. Pemisah b. Pemutus
Pemutus adalah suatu alat yang digunakan untuk memutuskan aliran listrik, yang dapat bekerja pada saat berbeban. Pemutus ini dilengkapi dengan pemadam busur api berupa udara, minyak dan gas.
Syarat pemutus :
Pada keadaan tertutup mampu dilewati arus berbeban penuh dalam waktu yang lama.
Bila dikehendaki harus dapat membuka pada saat berbeban. Harus dapat memutus secara cepat bila terjadi arus besar yang
mengalir pada saat terjadi hubung singkat.
Harus tahan terhadap akibat pembusuran pada kontaknya dan daya elektromagnetik serta panas yang timbul pada saat terjadi arus hubung singkat.
Bila dalam keadaan membuka, gas harus tahan terhadap tegangan rangkaian.
Harus tahan terhadap arus hubung singkat beberapa saat sampai gangguan dibebaskan.
Berdasarkan letak dan fungsinya, pemutus dikelompokkan menjadi 3, yaitu :
MBB (Magnet Blast Breaker) ACB (Air Circuit Breaker) GCB (Gas Circuit Breaker)
Gambar 20. Pemutus 3.7 Peralatan Bantu
3.7.1 Govenor
Govenor digunakan untuk mengubah besaran listrik menjadi besaran mekanis yang masih kecil sehingga dapat mengatur pemancar air agar sesuai dengan kebutuhan. Biasanya dilengkapi dengan sevomotor sebagai penguat besaran mekanis tersebut. Govenor digerakkan oleh poros dari turbin dengan perantara roda gigi atau sabuk. Govenor menggerakkan servomotor yang energinya diambil dari aliran oli bertekanan. Govenor dibedakan menjadi :
a. Mechanical govenor menggunakan sistem lama yaitu dengan belt.
b. Electrical govenor menggunakan sistem baru yaitu dengan PMG.
Spesifikasi dari peralatan govenor yang digunakan adalah : Type : Govenor Cabinet Actuator
34
Gaya sevomotor pada tekanan rating : 62.000 kg Displacament volume dari servomotor : 40,2 x 2 lt Sensivitas dari perubahan kecepatan : 0,01 % Daerah dari perubahan speed drop : 0 – 6 %
Daerah pengatur kecepatan turbin dengan kecepatan tetap : 5 – 15 % Tekanan Oli : - Normal : 26 kg/cm2 - Normal minimum : 24,5 kg/cm2 - Allowable minimum : 17,5 kg/cm2 Fungsi Govenor : a. Mengatur kecepatan b. Mengatur frekuensi
c. Mengatur tegangan output generator
Pada saat turbin berputar normal karena beban telah seimbang dengan laju pancaran air, oli yang dipompa oleh roda gigi ke katup pengaturan akan kembali lagi ke bak penampung karena kedudukan katup pengatur dalam keadaan normal. Begitu pula dengan katup jarum dalam keadaan diam karena sevomotor tidak bekerja.
Sewaktu putaran turbin naik gaya sentrifugal juga akan naik yang akan mengakibatkan turunnya kedudukan pendulum, pendulum merupakan bagian utama dari govenor yang berada di katub ditribusi dan peralatan-peralatan katrol.
Keadaan naik dan turunnya pendulum tersebut di transmisikan untuk menggerakkan valve. Katub pendulum, katub katrol dan katub guide vane. Jika pendulum turun maka valve akan menutup dan sebaliknya. Dengan demikian kecepatan turbin akan cenderung menjadi konstan sehingga didapatkan frekuensi normal generator (50 Hz).
Kecepatan dari govenor harus disesuaikan dengan kecepatan PMG atau kecepatan dari turbin. Pendulum yang digunakan sebagai speed detecting govenor digerakkan oleh motor AC yang tegangan putarnya diambil dari tengan listrik yang dihasilkan dari PMG.
Gambar 21. Bagian luar Governor Cabinet
36
SKEMATIK DIAGRAM SINYAL PADA GOVERNOR
BLOK DIAGRAM KERJA GOVENOR
38
Gambar 25. Pendulum 3.7.2 Baterai
Baterai digunakan sebagai sumber DC pada saat awal start untuk proses eksitasi. Satu set baterai terdiri dari 80 sel baterai yang ditempatkan dalam ruang kontrol terhadap peralatan dan penerangan darurat.
Data teknis baterai adalah :
Type : SCM 294 IEC 623 KM 298 P Code 9411 Kapasitas : 300 Ah pada 10 jam discharge
Jumlah sel : 82 buah Tegangan : 110 volt Pabrik : YUASA
Gambar 26. Baterai 3.7.3 Mesin Diesel Darurat
Genset atau pembangkit tenaga diesel digunakan sebagai penyedia tenaga listrik untuk station service dan pintu- pintu air apabila terjadi gangguan pada unit pembangkit PLTA sutami. Pembangkit diesel ini di operasikan secara manual.
Data teknis generator set adalah : a. Mesin Diesel
Model : NRTO - 6, Komatsu - Cummins
Type : direct full injection, turbo chage, starting type single action.
Silinder : 6 buah Output : 240 PS Putaran : 1500 rpm b. Generator
Model : NDG – 2001 – 4 Nippon Shanyo Seizo Koishs Co. Ltd
Type : Saringan terbuka, pendingin sendiri, eksitasi sendiri dengan voltage regulator, singgle bearing dilengkapi brush.
Rating : Continuous Output : 250 KVA Voltage : 220 / 380 volt Putaran : 1500 rpm
40
Phasa : 3 fasa , 4 kawat
Hubungan belitan : Bintang ( Y ) dengan kawat netral Faktor daya : 0,8 lagging
Gambar 27. Emergency Genset (PLTD)
3.7.4 Air Compressor
Ruang turbin dilengkapi dengan dua unit kompresor udara yang bekerja diatur secara bergantian. Tiap kompresor mempunyai maksimum pressure 32,5 kg/cm2 dengan discharge 1030 liter/meter.
Kompresor ini digerakkan oleh motor listrik dengan daya 22 KW. Pengaturan bekerja dan tidaknya kompresor secara otomatis tergantung besar kecilnya tekanan pada pressure tank dengan cara, bila tekanan udara pada air tank berkurang, maka motor listrik akan bekerja sehingga kompresorpun berfungsi menambah tekanan pada pressure tank. Bila tekanan pada pressure tank telah cukup, maka motor akan berhenti secara otomatis (dengan pengaturan sistem control). Kompresor yang digunakan adalah Reciproting Compressor dengan air cooler type.
Pada kompresor unit dilengkapi dengan alat-alat bantu seperti : Pressure switch for automatic control, Pressure gauge, Intake air filter unloder valve, Thermal protection dan lain-lain.
Gambar 28. Air Compressor Portable
3.7.5 Air Tank
Air tank digunakan untuk menampung udara bertekanan dari compressor. Udara tersebut nantinya akan digunakan untuk pressure tank, oil pressure dan brake tank. Ada dua buah air tank yang tersedia, yaitu satu digunakan sebagai main tank dan yang lainnya untuk brake tank.
Pada tiap air tank dilengkapi dengan supply valve. Supply valve yang akan bekerja apabila tekanan pada air tank melebihi tekanan maksimum yang diinginkan. Apabila hal itu terjadi maka valve akan membuka sendiri, over pressure yang terjadi ini tidak membahayakan. Bila tekanan pada air tank menurun hingga kurang dari batas minimum, maka pressure switch akan bekerja untuk menghubungkan adanya aliran listrik ke motor compressor. Sehingga compressor akan bekerja untuk mengisi udara pada air tank. Dengan demikian tekanan pada air tank akan naik kembali.
Spesifikasi teknis air tank : Main Tank - Capacity : 150 liter - Test pressure : 48 km/cm2 - Normal pressure : 30 kg/cm2 Brake - Capacity : 300 liter - Test pressure : 17,5 km/cm2
42
- Normal pressure : 10 kg/cm2
Dari main tank ke brake tank dihubungkan oleh reducing valve yang berfungsi menurunkan tekanan, dari tekanan 30 kg/cm2 ketekanan
kerja pengereman 10 kg/cm2.
3.7.6 Pressure Tank
Tiap unit turbin di PLTA Sutami dilengkapi dengan pressure tank yang berisi minyak dan udara bertekanan yang diisi secara otomatis dari govenor oil sump tank pada saat level dan tekanan turun. Minyak yang bertekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan servomotor.
Pada pressure tank delengkapi alat bantu seperti supply valve, oil level measurement, preasure gauge, dan pressure switch.
Spesifikasi teknik pressure tank : - Capacity : 4800 liter - Air capacity : 2800 liter - Oil capacity : 2000 liter - Normal pressure : 25 kg/cm2
Gambar 29. Pressure tank
3.7.7 Sump Tank
Minyak yang dipakai untuk menggerakkan sevomotor akan kembali ke sump tank. Didalam sump tank, minyak didinginkan dan disaring, kemudian dinaikkan ke pressure tank dengan menggunakan pompa.
Tiap unit mempunyai dua sump tank yang bekerja secara bergantian, lengkap dengan pompa dan peralatan kontrol. Pompa dilengkapi dengan unloader valve yang juga bekerja sebagai
44
pressure regulator. Bila tekanan dalam pressure tank cukup tinggi, maka unloader akan bekerja untuk mengembalikan arah minyak yang akan menuju ke pressure tank kembali ke sump tank sehingga level dan tekanan dalam pressure tank tetap dalam range yang terkendali.
Sump tank dilengkapi dengan pump supply valve, strainer (penyaring), oil cooler (pendingin minyak), breater (penguap).
Gambar 30. Govenor sump tank 3.8 Sistem Pelumasan
3.8.1 Lubricating Oil
Sistem pelumasan minyak berfungsi untuk melumasi bantalan-bantalan pada turbin dan generator dengan sistem sirkulasi minyak yang dipaksakan (Compression). Untuk melumasi upper guide bearing digunakan sistem pelumasan dengan sistem pompa (gear pump). Untuk lower guide bearing dan thrust bearing menggunakan aksi sentrifugals minyak sendiri yang diakibatkan putaran shaft (thrust runner). Debit minyak untuk upper guide bearing adalah 20 liter/menit. Dan turbing guide bearing adalah 40 liter/menit.
Gambar 31. Lublication Oil Tank 3.8.2 Grease System
Grease system berfungsi untuk mengurangi atau memperkecil keausan pada bagian yang bergesakan pada seluruh rangkaian mekanisme seperti : gate steam bearing, links pins, gate operation valve dan bypass valve. Grease system dilengkapi dengan pompa yang digerakkan secara manual otomatis (sebagai stand by unit), pipa grease, distributor check valve serta peralatan kontrol.
Kebutuhan pelumasan grease untuk masing-masing grease point adalah :
a. Guide vane upper metal / steam bearing : 1,20 cc/hari b. Guide valve lower metal / steam bearing : 0,60 cc/ hari
c. Links pins : 0,15 cc/ hari
d. Shear pins : 0,15 cc/ hari
e. Guide rings pins : 0,20 cc/ hari f. Inlet valve spindle : 0,80 cc/hari g. Guide bearing (guide rings operator) : 0,80 cc/ hari
Penyetelan voleme dapat di atur dengan memutrar baut yang membatasi main piston pada distributor.
46
Gambar 32. Grese Pump 3.9 Sistem Air Pendingin
Sistem pendinginan yang di gunaka adalah dengan sirkulasi air, yang melalui grafity head. Peralatan yang di gunakan adalah head cooling water tank (terletak di belakang gedung central), reducing valve yang terdiri dari sebuah tank untuk tiga unit pembangkit, dengan dua buah main strainer untuk masing-masing unit, pipa saluran dan valve.
Spesifikasi peralatan pendingin adalah : a. Cooling water tank
Kapasitas : 288 m3
Maxstatic head : 3 m b. Hed reducing valve
Inlet preasure : 6,05 – 9,35 kg/cm2
Outlet presure : 4,20 kg/cm2
Discharge volume : 15600 liter/ menit Size off valve : 0-250 mm
c. Main strainer : type vertical shaft, manual rotari.
d. Air pendingin diambil dari penstock sebelum inlet valve melalui pipa dengan diameter 20 mm, disalurkan menuju cooling water tank melewati reducing valve dan floating valve. Reducing valve berfungsi untuk menurunkan tekanan air dari penstock, dan floating valve sebagai valve pengatur outlet pipa pemasukan yang terletak di cooling water tank.
e. Air dari cooling water tank didistribusikan ke tiga set main stainer, masing-masing set terdiri dari dua buah main strainer untuk sistem
pendingin satu unit pembangkit. Main strainer bekerja saling bergantian dan berfungsi untuk menyaring air pendingin sebelum didistribusikan ke masing-masing peralatan yang memerlukan.
f. Dari pipa outlet main strainer, air disalurkan ke cooler water supply untuk pendingin oil sump tank dan water cooling valve, air yang disalurkan ke cooler water supply untuk pendingin oil sump tank (pressure oil sistem), menggunakan pipa dengan diameter 25 mm keempat buah oil cooler dan seterusnya melewati water flow relay, air dibuang menuju sump pit.
Air yang disalurkan ke water cooling valve didistribusikan ke empat bagian, yaitu :
a. Air Cooler Generator
b. Oil Cooler untuk minyak pelumas upper guide bearing dan turbin guide bearing (lubricating tank).
c. Oil Cooler untuk minyak pelumas thrust bearing dan lower guide bearing.
d. Water Shaf Seal (Sealing Box).
Untuk 2 dan 3 setelah air cooler, air dibuang ke outlet draft tube yang sebelumnya melewati water flow relay. Water shaft seal adalah suatu sistem penyekat air pada head cover dan main shaft yang menggunakan bushing dan semprotan air bersih.
Distribusi air pendingin adalah sebagai berikut :
Shaft sealing : 30 lt/menit
Oil cooler (Oil Pressure Sistem Sump Tank) : 90 lt/menit Oil Cooler Lubricating Oil Sistem : 60 lt/menit Oil Cooler Thrust And Lower Bearing : 100 lt/menit Generator Oil Cooler : 300 lt/menit
48
Gambar 33. Cooling Tank 3.10 Sistem Pengurasan (Drainage Sistem)
Sistem pengurasan adalah satu sistem yang berfungsi untuk mengalirkan buangan air pendingin dan kebocoran-kebocoran keluar gedung sentral. Sistem pengurasan ini terdiri dari dua buah pompa sentrifugal, pipa saluran level control switch serta sump pit. Spesifikasi pompa penguras (drainage pump) adalah :
Type : Vertical shaft, sentrifugal type (VF-W-M) Kapasitas : 2 m3/menit
Rated Head : 22 m
Motor : 22 KW, 6 pole, 380 V, 50 Hz Revolution : 1450 rpm
Bore : 150 mm
Pabrik : Deng Yosha Machine Works Ltd. JPN
Air yang secara rutin mengalir kedalam sump pit yang harus dikuras adalah air pendingin dari oil cooler pressure sump tank. Drainage system mengalirkan air dari draft tube khusus digunakan pada saat pengosongan spiral casing dan draft tube untuk pemeliharaan.
Gambar 34. Drainage Pump 3.11 Sistem Instalasi Kelistrikan
Sistem instalasi kelistrikan PLTA Sutami sudah tergabung dalam sistem interkoneksi, output generator yang bertegangan 11.000 Volt, melalui trafo dinaikkan tegangannya, untuk disalurkan ke saluran ganda SUTT 154.000 Volt yang menuju ke gardu induk/pusat beban. SUTT (Saluran Udara Tegangan Tinggi) ini merupakan saluran interkoneksi yang terhubung dengan unit pembangkit listrik yang lain.
Untuk pemakaian lokal, di sekitar Karangkates dipasang trafo lokal untuk menurunkan tegangan menjadi 6000 Volt (yang terpasang pada unit pembangkit 1 dan 2, serta dalam pemakaiannya digunakan secara bergantian).
Sumber daya untuk peralatan-peralatan bantu di PLTA Sutami, disupplay dari trafo pemakaian sendiri 6000/380 V. Apabila terjadi black out (pemadaman), sumber daya diambil dari diesel engine generator (250 KVA) sebagai sumber daya cadangan/darurat.
BAB IV
SISTEM EKSITASI GENERATOR DI PLTA SUTAMI 4.1 Prinsip Dasasr Eksitasi
Sistem eksitasi merupakan suatu cara atau langkah-langkah pemberian tegangan searah (DC) pada rotor atau generator sehingga rotor tersebut akan membentuk medan magnet tetap yang akan diinduksikan ke stator. Pada stator tersebut akan timbul medan magnet putar yang selanjutnya akan menghasilkan tegangan pada terminal generator.
Sistem penguatan ada dua macam yaitu sistem penguatan sendiri dan sistem penguatan terpisah yang mana dapat dijelaskan sebagai berikut :
a. Sistem penguatan sendiri
Sistem penguatan sendiri ini termasuk dalam sistem eksitasi dengan arus bolak-balik yaitu sebagian dari daya arus bolak balik yang dibangkitkan dipergunakan untuk eksitasi. Generator penguatan sendiri mendapat arus kemagnitan dari dalam generator itu sendiri sehingga arus kemagnitannya terpengaruh oleh nilai arus dan tegangan yang terdapat pada generator. Pengaruh nilai tegangan dan arus generator terhadap arus penguat tergantung dari cara hubungan lilitan penguat magnit dengan lilitan penguat jangkar. Sistem penguatan ini dipakai oleh unit pembangkit PLTA Sutami.
b. Sistem penguatan terpisah
Sistem penguatan terpisah ini termasuk dalam sistem eksitasi dengan arus searah. Generator dengan penguatan terpisah hanya digunakan dalam keadaan tertentu karena sumber arus kemagnitan terpisah dari generator sehingga besar kecil arus kemagnitan tidak terpengaruh oleh nilai arus ataupun penguatan tegangan generator
4.2 Peralatan Sistem Eksitasi a. Baterai (Accumulator)
Baterai digunakan sebagai sumber DC pada saat awal start untuk poses eksitasi. Satu set batrai terdiri dari 80 sel baterai yang ditempatkan
dalam ruang kontrol sebagai sumber untuk peralatan DC dan penerangan darurat.
b. AVR (Automatic Voltage Regulator)
AVR bekerja pada saat generator berputar dengan penguatan (exiting), dengan disetting selama 9 detik, atau tegangan generator sudah mencapai ± 9 KV. Pada saat ini AVR bekerja menaikkan tegangan menjadi 11 KV (90 R disetting 11 KV), demikian juga pada saat berbeban AVR bekerja agar tegangan setabil 11 KV. Input AVR adalah tegangan 3 phasa dari generator melalui PPT (Power Potensial Transformer).
Gambar 35. Panel AVR / panel Eksitasi c. Exciter (Penguat Medan)
Digunakan sebagai pelengkap generator yang merupakan sebuah DC generator yang seporos dengan generator utama yang berfungsi untuk menghasilkan eksitasi pada generator yang bersangkutan sesuai dengan spesifikasinya.
54
Gambar 36. Brush dan Collector Ring Exciter d. Kontak-kontak
43 – 90 A adalah kontak untuk mengalirkan arus dari jala-jala ke aux transformer. Arus ini disearahkan dan digunakan untuk memperbesar fluks pada inti rangkaian tingkat dua.
43 – 90 D adalah kontak untuk mengalirkan arus yang masuk pada generator housing (rumah generator) atau ke exciter.
43 – 90 X adalah kontak untuk mengalirkan arus kepada rangkaian penguatan (excitation circuit).
Kontak – kontak 41 adalah kontak untuk menghubungkan exciter dengan generator.
Kontak 31 adalah kontak yang menghubungkan accumulator kepada exciter pada saat start penguatan.
(Apabila stator exciter telah mendapat penguatan dari generator utama maka konak 31 akan membuka dan kontak 41 akan menutup).
4.3 Cara Kerja Eksitasi
Sumber tenaga dari AVR (Automatic Voltage Regulator)diambil dari CT (Current Transformers) dan PT (Potential Transformers), kemudian hasil akhir dari AVR dikirim ke belitan medan exciter, belitan medan itu sendiri ada dua jenis yaitu penambahan medan atau pengurangan medan.
Jika belitan medan ditambah berarti sumber arus diambil dari CT (Current Transformer), karena penambahan beban diluar sehingga arus besar dan tegangan turun. Hal ini disebabkan karena tegangan mengalami
penurunan, maka AVR akan bekerja agar tegangan terminal generator menjadi normal kembali.
Begitupula sebaliknya, jika belitan medan memerlukan penurunan maka sumber arus diambil dari PT (Potential Transformers), karena penurunan beban akibat arus kecil dan tegangan terminal generator naik sehingga AVR bekerja untuk menormalkan tegangan pada terminal generator.
Gambar 37. Rangkaian sistem eksitasi di PLTA Sutami.
Tegangan yang dibangkitkan oleh generator terjadi setelah proses penguatan / kemagnitan pada rotornya. Penguatan ini berasal dari exciter (generator arus searah) yang dikopel dengan rotor generator. Besar kecilnya penguatan pada rotor generator yang berasal dari output exciter akan berpengaruh pada besar kecilnya tegangan generator yang dibangkitkan.
Suatu generator yang tidak dipasang peralatan pengatur tegangan, maka pada saat pembebanan tegangan akan turun atau drop.
Pengatur tegangan untuk PLTA Sutami adalah secara manual (Voltage Control Manual) dan otomatis (Otamatic Voltage Regulator / AVR).
Pada saat operasi normal yang dipakai adalah AVR, sedangkan pengaturan manual dipakai apabila AVR tidak bekerja normal atau rusak, atau pada saat pengujian setelah generator dilaksanakan pembongkaran.
56
Pengaturan AVR secara remote dilakukan dengan mengatur R 90 dari control room, sedangkan pengaturan secara manual dilakukan dengan mengatur R 70.
Gambar 39. Rheostat 70 (R 70)
Secara garis besar rangkaian penguat (excitation circuit) terdiri dari rangkaian utama dan rangkaian pembantu.
Rangkaian utama terdiri dari : a. Comparison Circuit
Comparison Circuit atau rangkaian pembanding adalah rangkaian yang menangkap sinyal-sinyal dari generator dan kemudian dari rangkaian ini arus dibandingkan dan dipilih. Selanjutnya oleh output rangkaian ini dialirkan ke rangkaian penguat utama.
58
Rangkaian penguat ini berfungsi untuk menguatkan sinyal dari output comparison circuit dengan cara mengeraskan fluksi dan inti gulungan kontrol, sehingga sinyal menjadi besar.
c. Second Stage Mangnetic Ampliflier
Sinyal belum cukup untuk mengatur penguatan generator. Oleh karena itu, perlu di perkuat lagi dengan second stage mangnetic ampliflier ini.
Sedangkan rangkaian pembantu terdiri dari : a. Bias Circuit
Bias Circuit berfungsi untuk menguatkan fluks magnet pada rangkaian kontrol.
b. Under Excitation Limiter
Under Excitation Limiter Circuit adalah rangkaian listrik pembantu exciter yang bekerja bila jaringan transmisi AC mendapat gangguan sehingga tegangan yang masuk pada voltage regulator terlalu rendah.
Hal ini terjadi terutama bila generator dalam keadaan sinkronisasi, dan bila beban terlampau besar sehingga menyebabkan kenaikan arus secara tiba-tiba. Tanpa adanya under excitation limiter ini kerja generator AC akan berhenti apabila terdapat gangguan.
Under excitation limiter juga merupakan penguat yang membantu penguatan-penguatan dari first dan second stage amplifier jika diperlukan. 4.4 SOP Eksitasi
a. Posisi COS (Change Over Switch) AVR 43-90 posisi “AUTO”.
b. Master Control di Desk Board diputar dari posisi “START” ke posisi “EXCITE”.
c. Field Bracker (CB) akan menutup, indikator Exciting menyala.
d. Penguatan tegangan generator dari sumber DC (Battery) sampai 80% tegangan nominal generator atau tegangan generator ± 9KV, indikator “AVR” menyala.
e. Bila indikator AVR menyala berati penguatan generator diambil alih oleh AVR, CB 31 akan membuka dan AVR menormalkan tegangan menjadi 11 KV.
f. Atur tegangan generator sesuai dengan besar kecil tegangan line, atau kita samakan tegangan generator dengan generator operasi normal (yang sudah beroperasi).
a. Pemeliharaan Mingguan Pembersihan dari kotoran.
Pengecekan ketebalan brush apakah terlalu rengang atau dekat dengan cara mengatur spring brush.
b. Pemeliharaan Bulanan
Pembersihan dari kotoran.
Pengecekan ketebalan brush apakah terlalu rengang atau dekat dengan cara mengatur spring brush.
Pengukuran dimensi brush.
Pengukuran tahanan isolasi menggunakan megger. c. Annual Inpection (AI).
Pengecekan ketebalan brush apakah terlalu renggang atau dekat. Pengecekan dimensi komutator dan colector ring.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Dari Praktek Kerja Nyata (PKN) yang kami laksanakan di PLTA Sutami selama satu bulan (27 januari s/d 24 februari 2014), kami dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :
1. PLTA Sutami merupakan pembangkit listrik tenaga air ter besar di Jawa Timur, serta di operasikan untuk memenuhi beban dasar maupun beban puncak.
2. Sistem pengoperasian PLTA Sutami di komando oleh Unit Distribusi Region IV Waru.
3. Dalam pengoperasian PLTA Sutami, menganut sistem kontrol yang di jalanka satu orang.
4. Sistem kontrol yang ada sangat membantu operator pada ruang kontrol, tetapi bila terjadi kerusakan sistem atau tidak dapat dioperasikan dari ruang kontrol maka sistem masih dapat dioperasikan dari ruang turbin. 5. Peralatan kontrol di PLTA Sutami sebagian besar masih menggunakan
peralatan konvensional.
6. Sistem penguatan atau eksitasi yang digunakan pada Unit Pembangkit PLTA Sutami adalah sistem penguatan sendiri.
5.2 Saran
saran-saran yang dapat kami berikan setelah melaksanakan kegian PKN adalah sebagai berikut :
1. Mengharapakan adanya penigkatan hubungan pada instansi pendidikan yang berkecimpung dalam bidang teknik, terutama pada mahasiswa yang sangat memerlukan dan menigkatkan prestasi untuk mengembangkan pengetahuan.
2. Mengharapkan adanya penambahan penjelasan mengenai contoh praktek di lapangan pada beberapa mata kuliah tertentu agar mahasiswa
3. lebih mudah dalam mengetahui persamaan atau perbedaan antara teori dengan pelaksanaan praktek di lapangan.
4. Untuk menjaga kehandalan peralatan agar dapat memenuhi pelayanan kepada masyarakat dengan baik. Harapan untuk selalu menjaga dan menigkatkan tanggung jawab serta kesadaran yang tinggi pada pengelolaan PLTA Sutami.
5. Pembinaan karyawan di lingkungan PLTA Sutami (antara pejabat dan kariawan) penulis menilai sangat baik hal ini selayaknya dipertahankan dengan baik dan terus untuk di tingkatkan.
6. Semoga keberhasilan kelangsungan oleh PLTA Sutami dapat bertahan sampai batas waktu yang di tentukan.
DAFTAR PUSTAKA
PLTA Sutami. 1972. Pendoman Operasi Pusat Listrik Sutami, karangkates.
Nippon Koie, Co. Ltd. 1972. Operating And Machine Manual, Karangkates Power Station.
Nippon Sharya Seizo, Co. Ltd. 1972. B Technical Specification Generator Set, Karangkates Power Station.
PT. PLN PJB II. 1996. Unit Pembangkit Brantas dan Buku Kepegawaian, Karangkates.
Toshiba. Januari 1972. Instruction For Alternating Current Generator, Tokyo Shibaura, Co. Ltd.
Toshiba. 1972. Elementary Diagram For Karangkates Power Station. Toshiba. 1972. Instruction For Hidrolyc Turbine, Karangkates
