26 3.1 Pendahuluan
PLTU BANTEN 3 LONTAR memiliki system kelistrikan auxiliary untuk memenuhi kebutuhan kelistrikan di system pembangit itu sendiri yang disebut PS(pemakaian sendiri). Dalam studi ini akan menjelaskan data system dan analisa system koordinasi proteksi over current relay pada system kelistrikan PLTU banten 3 lontar. Dikarenakan setelah beroperasi selama 3 tahun ternyata ditemukan beberapa abnormal / kurang selective nya beberapa breaker dalam menghadapi gangguan. 3.2 Gangguan short circuit pada Belt Conveyor 01
Pada tanggal 20 Juli 2014 diadakan test running pada motor BC 01. Tetapi pada saat memasukkan sumber tegangan melalui breaker 6 kV di station section room, terjadi short circuit pada breaker, berdampak pada tripnya unit 1 dikarenakan tegangan bus 6 kV yang melalui sisi incoming UAT hilang serta terjadi kegagalan HBT dalam membackup tegangan. Beban-beban sisi B dalam Unit section 1 tidak mendapat supply tegangan sehingga tidak dapat bekerja yang mengakibatkan unit trip. Hal ini menandakan kurang selective nya system koordinasi proteksi dalam menghadapi gangguan hubung singkat.
Kronologi kejadian
Penyebab hilangnya tegangan 6 kV pada Unit Section 1B karena UST sisi B trip akibat Breaker 6kV BC 01 diposisikan rack in kemudian dioprasikan (masuk/ON) dalam kondisi grounding. Hal ini berakibat tripnya breaker Incoming 6 kV sisi UAT karena terjadi short circuit 3 phasa ke ground dan menyebabkan breaker UAT Trip dengan indikasi Overcurrent LV Branch B. HBT juga tidak bias membackup system dikarenakan system trip dengan gangguan, bukan trip karena hilang tegangan / manuver.
Setelah dilakukan pengusutan lebih lanjut, indikasi OCR disebabkan oleh adanya Earthing Swicth yang masih dalam keadaan closed ketika melakukan rack in
breaker. Data ini didukung dengan adanya perintah untuk memberikan tegangan pada motor BC 01 melalui breaker 6kV ketika kejadian Unit 1 trip berlangsung dan melalui trending arus motor yang masih 0 karena semua arus akan tertuju pada pentanahan yang tahanannya kecil. Keadaan ini terjadi karena terdapat kesalahan dalam melakukan manuver breaker 6 kV serta kegagalan mekanikal interlock dalam mengamankan peralatan.
Tabel 3.1. Kronologi gangguan PLTU Lontar Unit 1
TANGGAL JAM AKTIVITAS / KEJADIAN
20-07-2014
09:58 Busbar 6KV Unit Section B Loss Voltage (0 KV) Normalnya Power akan Auto Transfer dari UAT ke SST
Tetapi pada HBT(High Bus Transfer) B KV Unit Section B terdapat alarm ( HBT Abnormal & PT Line Broken) sehingga menyebabkan:
● 6KV Unit Section B → Loss Voltage
● 380V PC Section B → Loss Voltage
● Emergency Section B → Loss Voltage
● 6KV Station Section A→ Loss Voltage
● 6KV Station Section B → Loss Voltage
Sehingga berdampak terhadap power Common untuk Coal Handling, Ash Handling, BOP
Beberapa sistem dan peralatan yang terkena dampak kejadian tersebut adalah :
● Layar CCTV area pembangkit → TRIP
● Layar CCTV Drum Level Local → TRIP
● Indikator nilai-nilai pada MOV Control di area turbine hilang → nilai bad/berwarna merah
● Beberapa peralatan 6KV yang terhubung dengan 6KV Unit Section B Trip (CWP #2, PAF B, FDF B, IDF B, MILL D, MILL E, C3WP B → TRIP)
● Panel Bypass Hydraulic System alarm → Hyd. Sta. Main Fail Alarm (bypass tidak bisa dioperasikan)
● MOV-MOV Control area turbine tidak bisa dikontrol dan indikasi bad.
● Emergency Section 1B terindikasi low voltage dan EDG Standby maka saat itu EDG Auto Start hingga dapat sinkron mem-backup Emergency Section 1B
Gambar 3.1 Sequence of Event (SOE) saat terjadinya trip unit #1 Gambar diatas menunjukan
#1 diakibatkan oleh short circuit pada swicthgear Belt Conveyor 01A pada tanggal 20 Juli 2014 pukul 09:58:40 dengan indikasi pertama adalah Tripnya UAT LV Branch B overcurrent yang menandakan a
trafo UAT, dan diikuti tripnya peralatan peralatan utama pembangkit lainya,dikarenakan hilangnya tegangan supplay pada peralatan, sehingga menyebabkan unit #1 PLTU banten 3 lontar trip dan lepas dari j
Jawa Bali.
Gambar 3.1 Sequence of Event (SOE) saat terjadinya trip unit #1
menunjukan SOE (sequence of Event) saat terjadinya Trip unit #1 diakibatkan oleh short circuit pada swicthgear Belt Conveyor 01A pada tanggal 20 Juli 2014 pukul 09:58:40 dengan indikasi pertama adalah Tripnya UAT LV Branch B overcurrent yang menandakan adanya overcurrent pada sisi low voltage busbar B sisi trafo UAT, dan diikuti tripnya peralatan peralatan utama pembangkit lainya,dikarenakan hilangnya tegangan supplay pada peralatan, sehingga menyebabkan unit #1 PLTU banten 3 lontar trip dan lepas dari jaringan interkoneksi
Gambar 3.1 Sequence of Event (SOE) saat terjadinya trip unit #1
saat terjadinya Trip unit #1 diakibatkan oleh short circuit pada swicthgear Belt Conveyor 01A pada tanggal 20 Juli 2014 pukul 09:58:40 dengan indikasi pertama adalah Tripnya UAT LV Branch B danya overcurrent pada sisi low voltage busbar B sisi trafo UAT, dan diikuti tripnya peralatan peralatan utama pembangkit lainya,dikarenakan hilangnya tegangan supplay pada peralatan, sehingga aringan interkoneksi
Gambar 3.2 Daerah proteksi station section
Seperti ditunjukkan gambar 2 pembagian proteksi pada 6kV station section yaitu terbagi menjadi 2 bagian section A dan section B yang masing masing memiliki sumber tegangan dari 6kV unit section A dan 6kV unit section B./ Sedangkan Unit section sendiri mendapat sumber tegangan dari trafo UAT serta memiliki standby power supplay dari trafo SSTsebagai power supplay cadangan, serta digunakan saat unit belum beroperasi.
Setiap motor pada PLTU banten 3 lontar dioperasikan dengan sebuah switchgear 6kV yang dilengkapi dengan sistem proteksi berbasis mikrokontroler yang terintegrasi dengan DCS. Switchgear ini memiliki rating short circuit 40kA, dan dilengkapi dengan sistem proteksi
yang lengkap untuk memproteksi motor maupun transformer. Gambar 3.2 Daerah proteksi station section
Seperti ditunjukkan gambar 2 pembagian proteksi pada 6kV station section yaitu terbagi menjadi 2 bagian section A dan section B yang masing masing memiliki ari 6kV unit section A dan 6kV unit section B./ Sedangkan Unit section sendiri mendapat sumber tegangan dari trafo UAT serta memiliki standby power supplay dari trafo SSTsebagai power supplay cadangan, serta digunakan saat
motor pada PLTU banten 3 lontar dioperasikan dengan sebuah switchgear 6kV yang dilengkapi dengan sistem proteksi berbasis mikrokontroler yang terintegrasi dengan DCS. Switchgear ini memiliki rating short circuit 40kA, dan dilengkapi dengan sistem proteksi WDZ430EX dari wiscom.ltd yang memiliki fitur yang lengkap untuk memproteksi motor maupun transformer.
Seperti ditunjukkan gambar 2 pembagian proteksi pada 6kV station section yaitu terbagi menjadi 2 bagian section A dan section B yang masing masing memiliki ari 6kV unit section A dan 6kV unit section B./ Sedangkan Unit section sendiri mendapat sumber tegangan dari trafo UAT serta memiliki standby power supplay dari trafo SSTsebagai power supplay cadangan, serta digunakan saat
motor pada PLTU banten 3 lontar dioperasikan dengan sebuah switchgear 6kV yang dilengkapi dengan sistem proteksi berbasis mikrokontroler yang terintegrasi dengan DCS. Switchgear ini memiliki rating short circuit 40kA, dan WDZ430EX dari wiscom.ltd yang memiliki fitur
Gambar 3.3 Switchgear 6.3 kV PLTU Lontar
Gb 3.4 . Trending ampere saat terjadi gangguan BC Short circuit Gambar 3.3 Switchgear 6.3 kV PLTU Lontar
Gb 3.4 . Trending ampere saat terjadi gangguan BC Short circuit Gb 3.4 . Trending ampere saat terjadi gangguan BC Short circuit
Dari trending ampere saat terjadinya short circuit, terlihat bahwa ampere tertinggi yang mampu terbaca adalah branch A LV UAT sebesar 1.468 ampere. Arus short circuit ini sebenarnya bukan ampere real saat short circuit melainkan harga tertinggi yang mampu dibaca oleh DCS dengan transmitter 4-20mA. Arus arus lain yangterlihat pada gambar ialah Arus Generator 641A, outgoing unit section to station section 1035A, dan Incoming to staion section 1245A. Semua pembacaan arus short circuit ini hanya untuk menunjukan seberapa besar perbandingan arus saat terjadinya gangguan, bukan untuk mengukur arus nyata gangguan, karena transmitter/CT yang digunakan tidak disetting/ didesign untuk mengukur arus gangguan, melainkan hanya untuk pembacaan saat peralatan beroperasi normal. Arus gangguan short circuit yang terjadi harus dihitung manual ataupun bisa dengan mensimulasikan gangguan pada sebuah software ETAP yang sudah digambar suatu sistem sesuai kondisi real dilapangan
3.3. Gangguan short circuit pada Belt Conveyor #6 HYD
Pada tanggal 20 Mei 2015 terjadi kembali trip unit #2 dari overcurrent LV Branch B UAT #2, setela diusut penyebab terjadinya overcurrent pada sisi LV B UAT adalah masih tergroundingnya breaker 6 kV motor belt conveyor HYD, hal ini diperkuat dengan adanya idikasi closed pada indicator earting switch. Namun sesaat setelah yrip unit trafo SST langsung dapat memback up beban beban yang kehilangan power dari tripnya LV UAT B, dikarenakan breaker belt conveyor #6 HYD sudah trip dari under frekuensi, dengan ditandainya drop voltage pada jaringan 150kV yang saat itu ganya berada pada level 124 kV setelah unit trip. Dengan adanya kejadian
yang kedua inilah maka, sudah sangat perlu dilakukan re-setting relay pada proteksi trafo UAT yang terdapat pada Generator Protection Nari Relay.
3.4 Dampak Gangguan
Dengan terjadinya gangguan short circuit yang sudah terulang kedua kalinya pada tanggal xx januari 2014 dan 20 juli 2014 menyebabkan berbagai macam dampak dilihat dari terjadinya trip unit.
3.4.1 Kehilangan production rate
Terjadinya short circuit pada breaker motor belt conveyor mengakibatkan tripnya unit #1 PLTU BANTEN 3 LONTAR, hal ini menyebabkan kehilangannya potensi memproduksi energi listrik yang sangat besar selama kegagalan itu belum diatasi, berikut adalah data yang di ambil dari pareto loss opportunity dari divisi Perencana & Pengendaian Operasi (RendalOp)
.
Tabel 3.2 Pareto loss trip #1
CAUSE CODE STATUS TANGGAL DURASI LAMA
GANGGUAN (jam) LOSSES MWH 3661 - CIRCUIT BREAKERS FD1 - OUTAGE 20 JULI 2014 10.01 - 17.27 7.43 2341.50 MWh
Berdasarkan pareto loss saat unit #1 trip dari short circuit dan lama nya watu penanganan gangguan, dapat dihitung besarnya kerugian yang ditanggung karena kehilangan kesempatan memproduksi listrik adalah sebagai berikut :
Produksi 1 unit PLTU BANTEN 3 LONTAR = 315MW = 315.000kW Harga pokok produksi komponen c tiap 1 K
jadi kerugian produksi per unit tiap jamnya adalah = 315.000 x Rp. 458,-
= Rp.144.270.000 / jam
Durasi gangguan & penanganan sampai unit beroperasi norm jadi total kerugiannya :
= 7,43 x Rp.144.270.000/jam = 1.071.926.100,- (Satu enam ribu seratus rupiah)
Gambar 3.5 Data Pareto loss Output Agustus 2014 1 unit PLTU BANTEN 3 LONTAR = 315MW = 315.000kW kok produksi komponen c tiap 1 Kwh = Rp. 458,-
jadi kerugian produksi per unit tiap jamnya adalah
gangguan & penanganan sampai unit beroperasi normal 7.43 jam
= 7,43 x Rp.144.270.000/jam
Satu miliyar tujuh puluh satu juta sembilan ratus dua puluh enam ribu seratus rupiah)
Gambar 3.5 Data Pareto loss Output Agustus 2014 al 7.43 jam
3.4.2 Kepuasan pelanggan berkurang.
Apabila unit pembangkit sering mengalami gangguan melebihi batas yang diijinkan oleh dispatcher / P3B, maka akan mengurangi kepuasan / kepercayaan terhadap unit pembangkit dalam hal penyediaan sumber energy listrik yang seharusnya dapat memenuhi kebutuhan masyarakat. Sehingga pihak dispatcher akan lebih sering melakukan pemadaman pada beberapa beban yang seharusnya tetap terjaga ketersediaan energi listrik dalam area nya.
3.4.3 Kehandalan unit berkurang
Dengan seringnya unit mengalami gangguan, maka akan menurunkan tingkat kehandalan / reability unit pembangkit tersebut. Dalam hal ini seharusnya unit pembangkit tidak harus mengalami trip karena gangguan short circuit pada bus station section, bila reley proteksi bekerja lebih selective melokalisir hanya pada area yang mengalami gangguan.
3.4.4 Biaya start up unit
Kejadian unit 1 trip akan mengakibatkan start up ulang unit pembangkit. dengan asumsi kebutuhan HSD untuk start adalah 100.000 liter
harga 1 liter HSD industrial adalah Rp 13.000,-
jadi kerugian untuk biaya start up unit pembangkit adalah = 100.000 liter x Rp.13.000,-
3.4.5 Biaya Pemakaian sendiri
Disaat unit pembangkit tidak memproduksi listrik, maka unit pembangkit akan menggunakan energi listrik dari jaringan maka ini adalah juga kerugian karena unit embangkit tidak dapat memasok energi listrik sendiri untuk beroperasi, berikut biaya pemakaian sendiri yang harus ditanggung disaat unit berhenti beroperasi
3.5 Data system 6 kv auxiliary PLTU BANTEN 3 LONTAR
Berdasarkan data peralatan sistem kelistrikan yang terpasang di PLTU banten 3 lontar, maka akan dilakukan studi untuk menentukan setting yang tepat yang akan diterapkan pada kordinasi sistem proteksi PLTU BANTEN 3 LONTAR guna meningkatkan selektifitas sistem proteksi dalam menghadapi gangguan.
Berdasarkan data peralatan maka dapat dilakukan studi perhitungan arus short sirkuit saat gangguan dengan menggunakan software ETAP 12.6 dan hasil perhitungan program akan digunakan untuk menganalisis koordinasi sistem dan menentukan setting proteksi yang lebih optimal.
3.5.1 Sumber Data
Data Peralatan yang dimasukkan pada program ETAP diambil langsung pada single line diagram yang terlampir pada file lampiran, serta nilai arus pada lump load diambil dengan cara mencatat di lapangan saat unit beroperasi full load pada beban 315MW. Nilai X/R power grid Teluk Naga dan New Tangerang diambil dari data yang diberikan dari Dispatcher P3B. Beberapa data yang seperti tipe relay proteksi yangn tdak terdapat pada library ETAP 12.6 dipilih relay pada library yang sesuai dengan kondisi aktual relay yang terpasang pada peralatan PLTU BANTEN 3 LONTAR.
