Pembangkit Listrik Tenaga Gas PLTG Ujung (1)

(1)

Program Studi Teknik Elektro Universitas Atma Jaya Makassar

Disusun Oleh:

Jeremias Leda, ST., M.Sc.

Makassar, Oktober 2010

(2)

Program Studi Teknik Elektro | Universitas Atma Jaya Makassar 1

HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Penelitian : Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Ujung Pandang

2. Bidang Penelitian : Teknik Elektro

3. Peneliti

a. Nama Lengkap : Jeremias Leda, S.T., M.Sc.

b. Jenis Kelamin : L

c. NIP / NIDN : - / 09 14 05 72 03 d. Disiplin Ilmu : Teknik Elektro

e. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tkt.I / III c f. Jabatan Fungsional : Lektor

g. Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Elektro

h. Alamat : Jln. Tj.Alang 23, Makassar 90244 i. Telp/Fax : 0411 871038 / 0411 870294

j. Alamat Rumah : Jln. Baji Ateka II/21, Makassar 90134 k. Telp/Fax/email : +62 8194104009/0411 870294/

j.leda@ymail.com

Makassar, 23 Oktober 2010

Mengetahui,

D e k a n Fakultas Teknik, Peneliti,

N. Tri S. Saptadi, SKom. MT. MM. Jeremias Leda, S.T., M.Sc.

NIDN: 09 07 06 75 02 NIDN: 09 14 05 72 03

Kepala Perpustakaan, Ketua LPPM,

(3)

KATA PENGANTAR

Dalam penyusunan karya tulis ilmiah ini, penulis mendapatkan bantuan dari berbagai pihak dan oleh karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tulus kepada:

1. Bapak Purnomo, S.T., S.E. selaku Manager PT. PLN (Persero) Sektor Tello yang telah memberikan ijin pengumpulan data lapangan serta memberikan pengesahannya terhadap karya tulis ini.

2. Bapak Hamzah, selaku Manager Unit PLTG/U PT. PLN (Persero) Sektor Tello yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam proses penyusunan karya tulis ini serta saat pengumpulan data.

3. Bapak Kamaluddin Husain, selaku SPU Harliskon PLTG/U PT. PLN (Persero) Sektor Tello yang telah menyediakan waktunya untuk menerangkan berbagai informasi terkait, sehubungan dengan penyusunan karya tulis ini dan juga telah menyediakan data yang sangat diperlukan.

4. Terima kasih juga kami sampaikan kepada rekan-rekan seprofesi, teman serta semua pihak yang langsung ataupun tidak langsung memberikan dukungan dan saran namun tidak dapat kami sebutkan satu per satu.

Seperti kata pepatah, tiada gading yang tak retak, maka penulis sadar bahwa karya tulis ini pun masih banyak kekurangan. Untuk itu, segala kritik, saran serta koreksi terhadap penyempurnaannya sangatlah diharapkan.

Akhir kata semoga karya tulis ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.

Makassar, 23 Oktober 2010

(4)

DAFTAR ISI

Halaman COVER

PENGESAHAN 1

KATA PENGANTAR 2

DAFTAR ISI 3

ABSTRAK 4

BAB I PENDAHULUAN 5

1.1 Peranan Sistem Ketenagalistrikan 5

1.2 PLTG Ujung Pandang dan Sistem Interkoneksi 7 Sulawesi Selatan

1.3 Batasan Bahasan 7

BAB II LANDASAN TEORITIS 8

2.1 Minyak dan Gas Alam Indonesia 8

2.2 Prinsip Kerja PLTG 8

2.3 Operasi PLTG 9

2.4 Pendinginan 10

2.5 Keunggulan dan Kelemahan PLTG 10

2.6 Perencanaan Teknik PLTG 11

2.7 Bagian-bagian Utama 11

BAB III DATA TEKNIS 18

3.1 Data Lapangan 18

3.2 Operasi Kelistrikan PLTG General Electric

BAB IV PELAKSANAAN PEMBANGUNAN 38

4.1 Analisis Mengenai Dampak Lingkungan 38 4.2 Pekerjaan Persiapan, Pelaksanaan dan Komisioning 43 4.3 Pengoperasian dan Syarat-syarat Teknis 47

4.4 Kendala-Kendala 48

BAB V INFORMASI DALAM GAMBAR 49

BAB VI KESIMPULAN 54

6.1 Kesimpulan 54

6.2 Saran-Saran 54

(5)

ABSTRAK

Pembangkit Listrik Tenaga Gas atau PLTG tergolong unit yang masa startnya singkat yaitu sekitar 15-30 menit yang mana umumnya distart tanpa pasokan daya dari luar karena menggunakan mesin diesel sebagai penggerak awalnya. PLTG didesain untuk memikul beban puncak atau peak load karena dapat dibebani lebih tinggi 10% dari ratingnya selama kurang lebih dua jam.

PLTG yang ada pada PT. PLN Sektor Tello Makassar, salah satunya adalah PLTG General Electric, dengan kapasitas 2 × 45.400 kVA yang mulai beroperasi sejak tahun 1997. Pembangkit ini menggunakan diesel start engine dengan speed-tronic mark

5 sebagai pengendali kecepatan. Turbin gas dikopel melalui gear-box dengan generator sinkron 11,5 kV dan daya output disalurkan ke switchyard 150 kV melalui kabel tanah setelah melewati trafo step-up 11,5 kV / 150 kV.

Untuk melayani keperluan peralatan bantu, PLTG General Electric mempunyai trafo pemakaian sendiri dengan daya 1.600 kVA, tegangan 11,5kV/380V. Sisi tegangan tinggi trafo pemakaian sendiri dihubungkan ke switchgear 11,5 kV melalui kabel berisolasi. Titik bintang sisi tegangan rendah dari tiap unit trafo pemakaian sendiri ditanahkan langsung. AC power supply untuk start pada kondisi normal dan pada saat operasi, supply daya untuk start alat-alat bantu diperoleh dari trafo pemakaian sendiri tersebut. Supply daya diperoleh dari tap trafo tenaga di sisi 11,5 kV dan diturunkan tegangannya melalui trafo pemakaian sendiri. Pada saat black start/stop, supply daya AC untuk kontrol alat bantu diperoleh dari busbar 150 kV yang diturunkan tegangannya melalui trafo daya dan kemudian diturunkan lagi melalui trafo pemakaian sendiri.

(6)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Peranan Sistem Ketenagalistrikan

Sistem ketenagalistrikan dapatlah dipergunakan sebagai indikator pertumbuhan ekonomi. Produk Domestik Bruto (PDB) sebagai indikator pertumbuhan ekonomi pada dasarnya berkaitan erat dengan penyediaan tenaga listrik, sedangkan konsumsi listrik dalam kWh per kapita menyatakan tingkat industrialisasi yang telah dicapai.

Kondisi ketenagalistrikan di Indonesia ditandai oleh dua hal pokok yang sangat menonjol yaitu pertama, konsumsi tenaga listrik per kapita masih rendah. Pada tahun 1990/1991 konsumsi tenaga listrik baru mencapai 260 kWh per kapita, dibandingkan dengan Malaysia 1.067 kWh per kapita, Thailand 514 kWh per kapita dan Jepang 3.500 kWh per kapita. Kedua, pertumbuhan permintaan yang relatif tinggi. Hal ini dapat diketahui melalui pertumbuhan daya terpasang dan produksi tenaga listrik PLN yang rata-rata mencapai 14,5% per tahun. Kedua hal pokok tersebut menyebabkan besarnya kebutuhan akan dana investasi untuk pembangunan ketenagalistrikan di Indonesia.

Seirama dengan perkembangan kebutuhan tenaga listrik oleh pelanggan, sistem tenaga listrik di Indonesia berkembang pula mengikuti irama perkembangan pemakaian tenaga listrik yang dilayaninya. Tenaga listrik dibangkitkan oleh pusat-pusat listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP dan PLTD, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan yang ada di pusat-pusat listrik.

Saluran transmisi tegangan tinggi di Indonesia, umumnya mempunyai tegangan 66 kV, 150 kV dan 500 kV. Khusus 500 kV, dalam praktek saat ini disebut tegangan ekstra tinggi. Masih ada beberapa saluran transmisi tegangan 30 kV, namun sudah tidak dikembangkan lagi oleh PLN. Karena saluran udara harganya lebih murah dibandingkan dengan kabel tanah maka saluran transmisi PLN kebanyakan berupa saluran udara. Namun, kerugian saluran udara adalah mudah terganggu misalnya terkena sambaran petir, pohon tumbang dan lain-lain.

Setelah disalurkan melalui saluran transmisi maka sampailah tenaga listrik ke Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan, menjadi tegangan menengah atau yang disebut tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 kV, 12 kV dan 6 kV. Saat ini tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 kV. Jaringan setelah keluar dari GI disebut jaringan distribusi sedangkan jaringan antara pusat listrik dan GI biasa disebut jaringan transmisi.

Tenaga listrik yang disalurkan setelah melewati jaringan distribusi primer maka kemudian diturunkan lagi tegangannya dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt untuk disalurkan melalui jaringan tegangan rendah untuk kemudian disalurkan ke rumah pelanggan, sebagaimana ditunjukkan pada gambar-1 pada halaman berikut.

(7)

Selain rumah tinggal, pelanggan PLN juga adalah pabrik, kantor, institusi, lembaga dan lain sebagainya. Nampak bahwa besar kecilnya konsumsi tenaga listrik ditentukan sepenuhnya oleh pelanggan, yaitu tergantung bagaimana pelanggan menggunakan alat-alat listriknya. PLN kemudian harus menyesuaikan daya listrik yang dibangkitkan dari waktu ke waktu.

Gambar-1. Proses Penyediaan Tenaga Listrik

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa sistem tenaga listrik adalah sekumpulan pusat pembangkit listrik dan gardu induk atau pusat beban yang satu sama lainnya saling dihubungkan oleh jaringan transmisi sehingga merupakan suatu kesatuan interkoneksi sebagaimana tampak pada gambar-2.

Gambar-2. Interkoneksi Sistem Tenaga Listrik

(8)

1.2 PLTG - Ujung Pandang Dan Sistem Interkoneksi Sulawesi Selatan

Sistem kelistrikan Sulawesi Selatan saat ini merupakan sistem ring, yang terdiri beberapa pusat pembangkit, gardu induk dan jaringan transmisi yang saling berhubungan dengan tegangan kerja 30 kV, 70 kV dan 150 kV. PT PLN Sulawesi Selatan memiliki beberapa pembangkit yang beroperasi untuk menyuplai tersedianya pasokan daya listri bagi konsumen.

Adapun topologi pembangkit utama sistem Sulawesi Selatan tersebut terdiri dari milik PLN yaitu PLTA Bakaru dengan daya 2 × 63 MW, Tello (D/U/G) 132 MW dan PLTA Bilibili 20 MW, serta milik swasta yaitu PLTGU Sengkang 3 × 65 MW, PLTD Suppa 62 MW, PLTD sewa Tello 10 MW, sebagaimana nampak pada gambar berikut:

Gambar-3. Topologi Sistem Interkoneksi Sulawesi Selatan

1.3 Batasan Bahasan

PLTG Ujung Pandang terdiri dari beberapa unit yaitu PLTG WestCan dengan kapasitas 14.5 kVA, Alsthom1 berkapasitas 26.7 kVA dan Alsthom2 dengan kapasitas 25.125 kVA serta GE berkapasitas 2×45.400 kVA. Makalah ini menguraikan detail PLTG GE (General Electric) berikut kontrol dan proteksinya.

(9)

BAB II

LANDASAN TEORITIS

2.1 Minyak dan Gas Alam Indonesia

Energi minyak masih merupakan sumber daya utama yang dipergunakan oleh pusat pembangkit, terutama sebagai bahan bakar pada pembangkit listrik tenaga uap, tenaga diesel dan tenaga gas. Ketergantungan pada bahan bakar minyak juga disebabkan antara lain oleh struktur geografis Indonesia yang terdiri dari banyak pulau.

Sementara itu, potensi gas alam Indonesia sekitar 38,2 triliun CF dan sebagian besar terletak di Kalimantan. Disamping batubara dan minyak bumi, gas alam merupakan sumber energi primer yang sangat berperan pada waktu-waktu mendatang.

Tabel 1. Potensi Gas Alam Indonesia (Diambil dari; Zuhal, Ketenagalistrikan Indonesia, 1995)

2.1.1 Mata rantai industri energi berbasis minyak bumi.

Industri energi berbasis minyak bumi meliputi semua aktivitas industri yang terkait dengan penambangan minyak bumi dan pengolahannya menjadi berbagai macam produk baik yang terkait bahan bakar maupun non bahan bakar.

Industri hulu dalam hal ini meliputi semua aktivitas industri yang terkait dengan eksplorasi dan penambangan minyak bumi yang menghasilkan minyah mentah. Industri menengah meliputi semua aktivitas yang terkait dengan pengolahan minyak mentah menjadi berbagai produk final baik bahan bakar maupun non bahan bakar. Sedangkan industri hilir meliputi semua aktivitas yang mempersiapkan produk dalam bentuk final sehingga siap dikonsumsi penggunanya (misalnya SPBU, industri pengisian tabung gas LPG dan sebagainya). Sementara itu, industri pendukung meliputi aktivitas transportasi atau distribusi dan aktivitas-aktivitas terkait pembangunan sarana dan prasarana serta jasa-jasa yang diperlukan dalam rangka membentuk mata rantai industri terkait.

Gambar-4 memperlihatkan mata rantai industri energi berbasis minyak bumi dari hulu hingga hilir, yang memperlihatkan dua jalur (line) industri energi berbasis minyak bumi. Yang pertama adalah jalur sekarang (existing line) sedangkan yang kedua adalah jalur lanjut (advanced line). Jalur sekarang dimulai dari eksplorasi dan penambangan minyak dengan cara yang telah dilakukan sekarang (metode penambangan konvensional dengan pengeboran biasa maupun dibantu dengan pemompaan). Jalur ini dilanjutkan ke semua jalur industri menengah dan hilir yang terdapat pada gambar tersebut.

(10)

untuk mengambil sisa-sisa cadangan minyak bumi yang tidak terambil dengan cara penambangan konvensional.

Teknologi penambangan minyak lanjut meliputi berbagai cara seperti injeksi uap, injeksi surfaktan, penggunaan gelombang suara ultrasonik atau kombinasi dari berbagai metode ini. Injeksi uap membutuhkan energi kalor untuk menghasilkan uap bertekatan tinggi yang akan diinjeksikan ke revervoar. Disamping itu diperlukan energi listrik untuk menggerakkan peralatan mekanik dan elektrik terkait proses ini. Energi kalor dan listrik ini bisa diperoleh dari reaksi nuklir, konversi sumber daya energi terbarukan menjadi kalor maupun pembakaran bahan bakar konvensional.

Pada proses injeksi surfaktan, disamping diperlukan material surfaktan juga diperlukas energi terkait dengan proses injeksinya. Penggunaan gelombang suara ultrsonik membutuhkan energi untuk mengoperasikan pembangkit gelombang suara.

Dengan demikian jalur lanjut (advanced line) adalah berupa penambangan dengan metode lanjut (enhanced oil recovery). Jalur berikutnya terkait dengan jalur industri menengah dan hilir tidak berbeda dengan pada metode penambangan konvensional.

Industri Hulu Industri menengah Industri Hilir

INDUSTRI

CAIR Pengolahan _{untuk non} bahan bakar

RESIDU ANEKA PRODUK RESIDU

PRODUK

GAS Industri bahan

bakar gas PRODUK BAHAN BAKAR GAS

Gambar-4. Mata rantai industri energi berbasis minyak bumi.

2.1.2 Mata rantai industri energi berbasis gas alam

Industri energi berbasis gas alam meliputi semua aktivitas industri yang terkait dengan penambangan gas alam dan pengolahannya menjadi berbagai macam produk baik yang terkait bahan bakar (energi) maupun non bahan bakar (non energi).

(11)

maupun non bahan bakar. Sedangkan industri hilir meliputi semua aktivitas yang mempersiapkan produk dalam bentuk final sehingga siap dikonsumsi penggunanya. Sementara itu, industri pendukung meliputi aktivitas transportasi atau distribusi dan aktivitas-aktivitas terkait pembangunan sarana dan prasarana serta jasa-jasa yang diperlukan dalam rangka membentuk mata rantai industri terkait.

Gambar-5 memperlihatkan mata rantai industri energi berbasis gas alam dari hulu hingga hilir.

Industri Hulu Industri menengah Industri Hilir

INDUSTRI

Gambar-5. Mata rantai industri energi berbasis gas bumi

Jalur yang telah ada sekarang (existing line) pada mata rantai industri energi berbasis gas alam tidak melibatkan penggunaan gas untuk menghasilkan bahan bakar cair. Pengolahan gas menjadi bahan bakar cair merupakan alternatif bagi pengembangan ke depan untuk memberikan solusi jangka pendek bagi kelangkaan bahan bakar hidrokarbon cair yang dihasilkan dari industri energi berbasis minyak bumi. Penggunaan bahan bakar yang berasal dari gas alam sebagai pengganti minyak bumi cukup prospektif karena rentang waktu ketersediaan cadangan gas alam lebih panjang daripada rentang waktu ketersediaan cadangan minyak bumi. Pengolahan gas alam (sebagian besar terdiri dari CH4) menjadi senyawa hidrokarbon cair dilakukan dengan polimerisasi.

2.2 Prinsip Kerja PLTG

(12)

turbin gas merupakan pembangkit sederhana yang terdiri atas empat komponen utama yaitu kompresor, ruang bakar, turbin gas dan generator.

Seperti juga PLTD, PLTG atau turbin gas merupakan mesin dengan proses pengoperasian dalam (internal combustion). Bahan bakar berupa minyak atau gas alam dibakar di dalam ruang pembakaran (combustor). Udara yang memasuki kompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan bakar disemprotkan ke ruang pembakaran untuk melakukan proses pembakaran. Gas panas ini berfungsi sebagai fluida kerja yang memutar roda turbin bersudu yang terkopel dengan generator sinkron kemudian mengubah energi mekanis menjadi energi listrik (Lihat Gambar-3).

PLTG merupakan mesin bebas getaran, tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi (bolak-balik). Temperatur turbin gas (900 - 1.300 °C) jauh lebih tinggi dari pada jenis turbin yang lain. Efesiensi konversi thermalnya mencapai 20%-30%. PLTG berfungsi memikul beban puncak karena membutuhkan bahan bakar yang sangat besar dengan biaya mahal ( biaya investasi rendah tapi biaya operasi tinggi).

Pada gambar-3 berikut, diperlihatkan konsep dasar pembangkitan dengan sistem PLTG. Udara masuk ke dalam kompressor untuk dinaikkan tekanannya menjadi kurang lebih 13 kg/cm2 kemudian udara tekan tersebut dialirkan menuju ruang bakar. Apabila digunakan BBG (Bahan Bakar Gas) maka gas dapat langsung dicampur dengan udara tekan tadi untuk dibakar. Tetapi bila digunakan BBM (Bahan Bakar Minyak), maka BBM tersebut harus dijadikan kabut terlebih dahulu baru dicampur dengan udara tekan untuk selanjutnya dibakar. Teknik mencampur bahan bakar dengan udara dalam ruang bakar sangat berpengaruh pada efisiensi pembakaran.

Gambar-6 Prinsip Kerja PLTG

(13)

2.3 Operasi PLTG

Secara garis besar urutan kerja dari proses operasi PLTG adalah sebagai berikut: 1. Proses starting

Pada proses start awal untuk memutar turbin menggunakan mesin diesel sampai putaran poros turbine/compressor mencapai putaran 3.400 rpm maka secara otomatis diesel dilepas dan akan berhenti.

2. Proses kompressi

Udara dari luar kemudian dihisap melalui air inlet oleh kompresor dan masuk ke ruang bakar dengan cara dikabutkan bersama bahan bakar lewat nozzle secara terus menerus dengan kecepatan tinggi.

3. Transformasi energi thermis ke mekanik

Kemudian udara dan bahan bakar dikabutkan ke dalam ruang bakar diberi pengapian (ignition) oleh busi (spark plug) pada saat permulaan pembakaran. Pembakaran seterusnya terjadi terus menerus dan hasil pembakarannya berupa gas bertemperatur dan bertekanan tinggi dialirkan ke dalam cakram melalui sudu-sudu yang kemudian diubah menjadi tenaga mekanis pada perputaran porosnya.

4. Transformasi energi mekanik ke energi listrik.

Poros turbin berputar hingga 5.100 rpm, yang sekaligus memutar poros generator sehingga menghasilkan tenaga listrik. Putaran turbin 5.100 rpm diturunkan oleh load gear menjadi 3.000 rpm, dan kecepatan putaran turbin ini digunakan untuk memutar generator.

5. Udara luar yang dihisap masuk compressor, kemudian dimanfaatkan hingga pada sisi keluarannya menghasilkan tekanan yang cukup tinggi. Bersama dengan udara yang yang bertekanan tinggi, bahan bakar dikabutkan secara terus menerus dan hasil dari pembakaran tersebut dengan suatu kecepatan yang tinggi mengalir dengan perantaraan transition piece menuju nozzle dan sudu - sudu turbin dan pada akhirnya keluar melalui exhaust dan dibuang ke udara bebas.

2.4 Pendinginan

Ketika men-design turbin gas yang bekerja pada suhu diatas 6500C, akan sangat baik dan kadang-kadang memang diperlukan untuk menyediakan pendinginan buatan bagi bagian-bagian mesin yang panas (sudu-sudu bergerak, piringan dan casing). Ada beberapa metode pendinginan permukaan sudu-sudu turbin yaitu:

 Internal liquid cooling

 Pendinginan dengan menolak panas yang menuju piringan

 Pendinginan udara

Sistem pendinginan pada sudu-sudu turbin dan porosnya dilakukan dengan udara yang diambil dari kompressor. Untuk keperluan ini ada lubang pendingin pada sudu-sudu turbin dan poros yang dalam pembuatannya memerlukan teknologi canggih. Sedangkan pendinginan dengan minyak pelumas dilakukan dengan system heat exchanger konvensional.

(14)

2.5 Keunggulan Dan Kelemahan PLTG

Dari segi operasi, unit PLTG tergolong unit yang masa startnya singkat yaitu sekitar 15 ~ 30 menit dan umumnya dapat distart tanpa pasokan daya listrik dari luar, karena menggunakan mesin diesel sebagai penggerak awalnya. (Diesel engine motor

start). Dari segi pemeliharaan, unit PLTG mempunyai selang waktu pemeliharaan (time

between overhaul) yang pendek yaitu sekitar 4000 ~ 5000 jam operasi. Selain ukuran jam operasi juga dapat dipakai jumlah start-stop sebagai acuan dalam penentuan waktu

overhaul. Jadi walaupun belum mencapai 5000 jam operasi tetapi telah mencapai 300 kali start-stop maka unit PLTG tersebut sudah harus di-inspeksi untuk pemeliharaan. Dalam proses inspeksi, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah bagian-bagian yang terkena aliran gas hasil pembakaran yang suhunya bisa mencapai 1.300 oC seperti ruang bakar, saluran gas panas (hot-gas-path) dan juga sudu-sudu turbin. Bagian-bagian ini umumnya mengalami kerusakan (retak) sehingga perlu dilas atau diganti bila perlu.

Proses start-stop akan mempercepat proses kerusakan (keretakan) karena proses start-stop menyebabkan proses pemuaian dan pengerutan yang tidak kecil pada bagian-bagian yang disebutkan di atas. Hal ini disebabkan sewaktu unit PLTG dingin suhunya sama dengan suhu ruangan yaitu sekitar 30 oC namun pada saat beroperasi suhunya dapat mencapai hingga 1.300 oC, demikian pula sebaliknya. Pada saat unit PLTG shut-down, porosnya harus tetap diputar secara perlahan untuk menghindari terjadinya pembengkokan pada poros hingga suhunya dianggap cukup aman untuk itu.

Dengan memperhatikan buku petunjuk dari pabrik, ada unit PLTG boleh dibebani lebih tinggi 10% dari ratingnya untuk waktu 2 jam yang diistilahkan sebagai

Peak Operation. Pengoperasian dalam kondisi seperti ini perlu diperhitungkan sebagai proses pemendekan selang waktu inspeksi dan pemeliharaan karena peak operation ini menambah keausan yang terjadi pada turbin sebagai akibat kenaikan suhu operasi.

Dari segi aspek lingkungan, yang perlu mendapat perhatian adalah masalah kebisingan, jangan sampai melebihi ambang batas yang diizinkan. Masalah lainnya adalah masalah kebocoran instalasi bahan bakar yang perlu mendapat perhatian khususnya dari bahaya kebakaran.

Unit PLTG umumnya merupakan unit pembangkit dengan efisiensi yang paling rendah, yaitu sekitar 15 ~ 25 % saja. Sementara ini sedang dikembangkan penggunaan

Aero Derivative Gas Turbine yaitu turbin gas pesawat terbang yang dimodifikasi menjadi turbin penggerak generator. Hal ini dilakukan karena untuk daya output yang sama diperoleh dimensi yang lebih kecil.

2.6 Perencanaan Teknik PLTG

Perencanaan Teknik PLTG lebih banyak mengikut pada standard produk dari pabrik dibanding dengan Perencanaan Teknik pembangkit lainnya, karena umumnya unit PLTG berbentuk compactsystem dengan ukuran standard dari 1 MW hingga 120 MW. Namun demikian masih ada beberapa hal yang perlu direncanakan antara lain :

1. Bahan bakar yang akan digunakan apakah gas atau minyak, bagaimana supply dan transportasinya.

2. Instalasi penyimpanan bahan bakar, khususnya dalam hal kebocoran dan kebakaran. 3. Pondasi unit pembangkit.

(15)

2.7 Bagian-bagian Utama 2.7.1 Turbin Gas

Komponen-komponen utama pada suatu turbin gas meliputi: Saluran udara masuk, Compressor, Ruang bakar, Turbin, Saluran gas buang dan Bantalan.

Saluran Udara Masuk

Udara pada pembakaran turbine gas diambil dari udara luar (ambient), sebelum udara dihisap dan masuk, compressor haruslah dijaga kelembaban dan kebersihan udaranya dari debu-debu. Sebab kelembaban yang tinggi memungkinkan udara menjadi basah, sehingga mengandung bintik-bintik air yang akan menimbulkan korosi pada permukaan sudu- sudu compressor. Untuk menghindari hal-hal tersebut maka pada saluran udara masuk dilengkapi dengan saringan- saringan penangkap bintik-bintik air dan debu.

Kompressor

Kompressor adalah alat yang digunakan untuk mengkompresikan udara dengan jumlah yang besar untuk keperluan pembakaran, pendinginan dan lain-lain. Compressor yang digunakan adalah jenis aksial dengan 17 tingkat yang seporos dengan turbine. Untuk melakukan proses kompresi, kompresor memerlukan tenaga yang sangat besar. Tenaga untuk memutar compressor adalah sekitar ¾ dari gaya yang dihasilkan oleh turbine. Karena pembebanan pada PLTG bervariasi maka jumlah udara yang masuk melalui filter diatur oleh inlet guide vane.

Ruang Bakar

Bagian-bagian yang menunjang proses pembakaran pada ruang bakar antara lain sistem penyalaan, flame detector dan cross fire tube. Dari hasil pembakaran bahan bakar, gas panas yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan turbin.

Turbin

Turbin adalah bagian yang terpenting dari perangkat PLTG, turbin merupakan perangkat yang mengkonversikan energi panas dari hasil pembakaran di ruang bakar yang bertemperatur dan bertekanan tinggi ke suatu energi yang baru yaitu energi mekanik. Kecepatan aliran gas panas yang melalui sudu tetap dan sudu gerak adalah momentum gaya aksial kecepatan mendorong sudu yang disatukan dengan rotor menimbulkan energi baru yaitu energi mekanik gerak putar poros.

Saluran gas buang

Saluran gas buang adalah suatu bagian dari sistem turbine, dimana gas yang telah dipergunakan untuk memutar poros turbin dan kemudian dibuang pada atmosfer udara. Rangka saluran gas buang dipasang pada bagian turbine shell dan diperkuat dengan baut. Pada rangka ini terdapat silinder - silinder luar dan dalam. Pada bagian luar dan dalam terdapat diffuser, dimana aliran gas bekas menjadi radial.

Bantalan

Unit turbin gas menggunakan dua bantalan :

- Journal bearing

- Thrust bearing

(16)

2.7.2 Siklus Turbin Gas

Sesuai dengan teori, bahwa turbine gas mengikuti siklus Brayton,. Pada siklus yang sederhana, proses pembakaran atau proses pembuangan gas bekas terjadi pada tekanan konstan sedangkan proses kompresi dan expansi terjadi secara kontinyu. Gambar pada halaman berikut menunjukkan proses secara sistematis dan berlangsung kontinue.

Gambar 7. Bagian-bagian Utama Sebuah Turbin Gas

Dari siklus Brayton dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut :

(17)

Gambar-8. Siklus Turbin Gas

2.7.3 Generator 2.7.3.1 Prinsip Kerja

Prinsip kerja generator serempak berdasarkan induksi elektromagnetik. Setelah rotor digerakan pengerak mula maka kutub-kutub pada rotor akan berputar. Jika kumparan kutub diberi arus searah maka pada permukaan kutub akan timbul medan magnet searah yang berputar dan kecepatannya sama dengan putaran kutub.

Garis-garis gaya yang berputar akan memotong kumparan jangkar tersebut sehingga timbul EMF atau GGL atau tegangan induksi. Frekuensi EMF (ggl) mengikuti persamaan:

Hz n P f

120 .



Dimana:

P = jumlah kutub

n = kecepatan putaran (rpm)

Besarnya tegangan induksi yang ditimbulkan pada kumparan jangkar yang ada pada stator akan mengikuti persamaan :

E = C.n. Ø

Dimana:

C = konstanta mesin Ø = fluks medan (weber)

n = kecepatan putaran (rpm)

2.7.3.2 Konstruksi Generator

Konstruksi generator sinkron terdiri dari :

(18)

Konstruksi stator terdiri dari :

1. Kerangka atau gandar dari besi tuang untuk menyangga inti jangkar. 2. Inti jangkar dari besi lunak/baja silikon.

3. Alur/parit/slot dan gigi tempat meletakkan belitan (kumparan) berbentuk alur terbuka dan setengah tertutup.

4. Belitan jangkar terbuat dari tembaga yang diletakkan pada alur.

Konstruksi rotor terdiri dari dua jenis :

1. Jenis kutub menonjol (salient pole) untuk generator dengan kecepatan rendah dan medium. Kutub menonjol terdiri dari inti kutub, badan kutub dan sepatu kutub. Belitan medan dililitkan pada badan kutub juga dipasang belitan peredam (damper winding). Belitan kutub dari tembaga, badan kutub dan sepatu kutub dari besi lunak.

2. Jenis kutub silinder untuk generator dengan kecepatan tinggi, terdiri dari alur-alur yang dipasang kumparan medan juga ada gigi alur-alur dan gigi tersebut terbagi atas pasangan kutub.

Kumparan kutub dari dua macam kutub tersebut dihubungkan dengan cincin geser untuk memberikan tegangan arus searah sebagai penguat medan, tegangan arus searah tersebut dari sumbernya melalui sikat dan diberikan ke cincin geser.

Gambar 9. Bagian-bagian Utama Generator

2.7.3.3 Sistem Penguatan/Eksitasi

Secara umum exciter Generator AC ada beberapa jenis yaitu:

Direct Couple Exciter

(19)

Sistem ini termasuk sistem penguatan poros, di mana arus penguatan rotor didapat dari generator arus searah yang dikopel seporos dengan rotor generator. Biasa dipakai generator shunt. Dengan mengatur arus eksitasinya maka tegangan stator arus bolak-balik bisa diatur. Bila arus eksitasi naik maka tegangan generator naik dan sebolak-baliknya.

Reduction Gear Excitation

Gambar 11. Model Reduction Gear Excitation

Sistem penguatan ini termasuk sistem penguatan sendiri, dimana arus penguatan rotor sendiri di dapat dari generator DC uang dikopel ke poros dengan reduction gear. Dengan mengatur arus eksitasi maka tegangan stator arus bolak-balik bisa diatur.

Motor Generator Excitation

Gambar 12. Model Motor Generator Excitation

(20)

AC Excitation

Gambar 13. Model AC Ecitation

Sistem penguatan ini termasuk sistem penguatan sendiri dimana arus penguatan rotor generator didapat dari generator AC yang dikopel seporos rotor generator dan disearahkan melalui rectifier dan langsung dialirkan ke rotor generator melalui sikat. Permanen magnet generator merupakan generaotr 3 fasa dengan kutub luar. Bila kutub magnet diputar maka di kumparan stator akan timbul ggl induksi. GGL induksi ini dimasukkan ke AVR dan disearahkan ke kutub-kutub AC exciter untuk penguatan itu sendiri. Bila kutub rotor AC exciter diputar maka pada ujung-ujung belitan rotor akan keluar ggl induksi. AC exciter ini merupakan generator dengan kutub luar. Jadi rotornya mengeluarkan ggl induksi. GGL induksi ini dialirkan ke rotating reactifier untuk disearahkan dengan cara berputar dan langsung dialirkan ke rotor generator untuk penguatan rotor generator itu sendiri. Bila rotor generator itu diputar oleh turbin maka di stator generator akan timbul ggl induksi bolak-balik . Bila arus excitasi dinaikkan maka tegangan bolak-balik di stator akan naik juga, tetapi tegangan di stator diatur supaya tetap oleh AVR. Dengan mengambil setting tegangan stator yang disalurkannya maka tegangan yang keluar dari generator bisa diatur secara otomatis.

2.7.3.4 Pengaturan Tegangan

Pada umumnya beban generator tidak konstan. Hal ini menyebabkan tegangan pembangkit juga berubah besarnya. Agar tegangan pada pembangkit mengikuti perubahan beban luar maka tegangan generator harus diatur. Pengaturan tersebut pada prinsipnya dengan mengatur besar kecilnya arus penguat generator. Untuk mengatur tegangan generator (dengan arus penguat) secara otomatis dapat dilakukan dengan pengatur tegangan otomatis.

(21)

vibrasi menggunakan kontaktor untuk mengatur tegangan pada harga rata-rata yang konstan dengan menghubungkan atau memutuskan (on-off operation) sebagian atau seluruh tahanan yang terhubung pada rangkaian medan.

2.7.3.5. Pengaturan Frekuensi

Tujuan pengaturan frekuensi adalah untuk mempertahankan agar pembangkitan daya aktif selalu sama dengan beban. Untuk mempertahankan frekuensi dalam batas toleransi yang diperbolehkan, penyediaan/pembangkitan daya aktif dalam sistem harus sesuai dengan kebutuhan pelanggan atas daya aktif, harus selalu sesuai dengan beban daya aktif. Pengaturan ini dilakukan dengan menambah atau mengurangi jumlah energi primer (bahan bakar), dan dilakukan pada governor. Alat yang mengontrol kondisi ini adalah LFC (Load Frekuensi Control). Kekurangan alat ini adalah tidak dapat mengembalikan frekuensi ke kondisi normalnya, hanya membuatnya stabil pada frekuensi tertentu. Untuk itu digunakan AGC (Automatic Generation Control). Alat ini terdapat pada MARK V, dalam bentuk logic.

2.7.3.6 Pengaturan Daya Reaktif (VAR)

Tujuan dari pengaturan daya reaktif adalah untuk memenuhi kebutuhan akan daya reaktif dari sistem. Daya reaktif diperlukan guna memperbaiki cos Ø dari sistem serta mengurangi loses dari sistem. Pengaturan daya reaktif diatur melalui arus eksitasi dengan menaikkan tegangan sumber eksitasi.

2.7.3.7 Paralel Generator

Tujuan paralel generator adalah untuk melayani beban yang berkembang (memperbesar kapasitas daya yang dibangkitkan) dan menjaga kontinuitas pelayanan apabila ada mesin (generator) yang harus dihentikan (misal untuk reparasi).

Syarat paralel generator:

 Tegangan sama

 Frekuensi sama

 Phasa sama

 Urutan phasa sama

Untuk sinkronisasi dipasang peralatan:

 Lampu test sinkronisasi peralatan

 Voltmeter Differensial

 Sinkronoskop

 Frekuensimeter Differential

(22)

BAB III DATA TEKNIS 3.1 Data Lapangan

(23)

Pabrik pembuat Alsthom Atlantique Alsthom Atlantique Type/Model TURCO 181/PG 5341 P TURCO 119/ PG 5341 P

Serial number 12VA62292 12VA43945

(24)

Rating/Rpm 710HP/2300 710HP/2300

Jumlah silinder 8V 8V

Buatan William Detroit William Detroit

Diesel Allison Diesel Allison

Model - -

Motor starter Techno starter Techno starter

(25)

(26)

(27)

Spesifikasi teknis trafo pemakaian sendiri adalah:

Daya output : 1600 kVA

Spesifikasi teknis trafo daya PLTG GE adalah:

Daya output : 46 MVA

Temperatur ijin belitan : 50°C Temperatur ijin minyak : 55ºC

Pabrikan : TAKAOKA

Spesifikasi teknis Circuit Breaker 150 kV:

Type designation : S1-170 F1

Rated Voltage : 170 kV

Rated lightning impulse withstand : 750 kV

Frequency : 50 Hz

Rated normal current : 3150 A Rated duration of short circuit : 3 Sec. Rated SC of breaking current : 40 kA First pole to clear factor : 1.5

SF6 pressure : 0,68 MPa

Closing and Opening devices : 110 Vdc

Temperature class : -30 0C …. +40 0C.

(28)

Spesifikasi teknis Disconnecting Switch 150 kV:

Type : THR5 LG

Pabrikan : TAKAOKA Electric MF6 Co.LTD.

3.2. Operasi Kelistrikan PLTG General Electric

3.2.1 Umum

Pembangkit Listrik Tenaga Gas General Electric terdiri dari dua unit yaitu GE 1 dan GE2. Mesin PLTG dikopel langsung dengan generator sinkron 3 phasa berkutub dua salient. Daya output generator sinkron adalah 2 × 45,4 MVA, tegangan 11,5 kV. Titik bintang generator dihubungkan ke sistem pentanahan neutral resistance. Daya output generator tersebut dihubungkan dengan kabel berisolasi ke switchgear 11,5 kV yang terdiri dari CB generator dan trafo pemakaian sendiri.

Untuk mensuplai daya ke switch yard 150 kV outdoor, switchgear 11,5 kV dihubungkan dengan kabel tanah ke trafo step up tegangan 11,5/150 kV. Sisi tegangan tinggi dari trafo step up tersebut dihubungkan dengan switch yard 150 kV outdoor

melalui saluran kabel tanah berisolasi. Titik bintang sisi tegangan tinggi dihubungkan ke tanah langsung.

Untuk keperluan peralatan bantu, PLTG GE mempunyai trafo pemakaian sendiri dengan daya 1.600 kVA, tegangan 11,5kV/380V. Sisi tegangan tinggi trafo pemakaian sendiri dihubungkan ke switchgear 11,5 kV melalui kabel berisolasi. Titik bintang sisi tegangan rendah dari tiap unit trafo pemakaian sendiri ditanahkan langsung. AC power supply untuk start pada kondisi normal dan pada saat operasi, supply daya untuk start alat-alat bantu diperoleh dari trafo pemakaian sendiri. Supply daya tersebut diperoleh dari tap trafo tenaga di sisi 11,5 kV dan diturunkan tegangannya melalui trafo pemakaian sendiri.

Pada saat stop/start, supply daya AC untuk control alat Bantu diperoleh dari busbar 150 kV yang diturunkan tegangannya melalui trafo daya dan kemudian diturunkan lagi melalui trafo pemakaian sendiri 1600 kVA.

3.2.2 Standard Operating Procedure (SOP)

Persiapan Sebelum Start

1. Periksa bahan bakar Diesel start. 2. Periksa L.O diesel start.

3. Periksa L.O Reservoir tangki. 4. Perikasa Level air radiator.

(29)

b. Untuk memposisikan unit pada signal Ready to Start, arahkan kursor pada: Main Display (click)

Posisikan Auto pada Master Select, arahkan kursor pada Auto (click).

Tampilkan kembali Start Up Permissives untuk memastikan siap untuk start (ready to start), caranya lakukan pada uraian nomor satu di atas.

c. Apabila signal telah siap untuk start (ready to start), arahkan kursor pada : Main Display (click)

Posisi start pada Master Control, arahkan kursor pada : Start (click)-Execute Command (click).

Proses pembangkitan

Pada saat perintah start dieksekusi maka pada awal mulanya mesin diesel start bekerja dimana mesin diesel ini seporos dengan turbin generator dan putaran turbin akan mengikuti putaran mesin diesel start. Hal ini dilakukan, karena jika tidak turbin akan membutuhkan gaya tekan yang sangat besar dan membutuhkan bahan bakar yang lebih besar pada awal start. Pada saat yang bersamaan bahan bakar disemprotkan melalui

Nozzle ke dalam ruang bakar dalam bentuk kabut bersama dengan udara, dibakar (diberi

pengapian) oleh busi untuk menghasilkan gas yang bertekanan untuk memutar turbin. Berputarnya turbin berarti rotor generator juga berputar. Karena rotor berputar, maka generator mulai menghasilkan output (tegangan dan frekunsi) melalui proses induksi elektromagnetik.

Ketika putaran turbin melebihi putaran diesel start maka diesel start akan lepas secara otomatis. Putaran turbin akan terus dinaikkan dengan penambahan bahan bakar yang diatur secara otomatis, Rotor generator yang seporos dengan turbin akan terus berputar hingga mencapai putaran ideal untuk menghasilkan tegangan dan frekuensi yang diinginkan atau siap untuk melakukan sinkronisasi.

Proses sinkronisasi

Untuk pengaturan sinkronisasi, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan auto dan manual. Untuk dapat menampilkan prosedur sinkronisasi arahkan kursor pada:

EXIT (click)

SYNCHHRONIZING DISPLAY (click)

Akan tampak pada layar sinkronisasi. Sinkronisasi secara AUTO

 Posisikan auto sync. Pada sync. Mode, caranya arahkan kursor : AUTO SYNC (click)

 EXECUTE COMMAND (click). Bila telah dilaksanakan maka proses sinkronisasi akan berjalan secara auto, ditandai dengan masuknya CB generator (breaker close) antara jam 11.55-12.05.

(30)

 Atur tegangan, power factor (cos Ø), daya reaktif (MVAR), sesuai dengan batas yang ditetapkan.

 Untuk pengaturan beban dan tegangan dilakukan pada MANUAL MODE atau pada SPEED / LOAD CONTROL, dengan mengarahkan kursor pada pengaturan RAISE atau LOWER. Caranya arahkan kursor pada RAISE (click) untuk menaikkan beban atau LOWER (click) untuk menurunkan beban.

 Bila sinkronisasi dan pengaturan beban telah selesai, posisikan kembali SYNC. MODE pada posisi OFF. Caranya arahkan kursor pada SYNC. OFF (click) - EXECUTE COMMAND (click)

 Untuk dapat memantau lebih jelas kondisi system pembangkitan tampilkan kembali layar pada posisi MAIN DISPLAY (click).

Sinkronisasi secara MANUAL

Sinkronisasi secara manual dapat dilaksanakan pada dua tempat, yakni pada Remote Control dan pada Panel Generator (local).

Prosedur stop unit

Untuk prosedur penyetopan unit langkah yang dilakukan dengan menurunkan beban secara bertahap sampai pada beban minimal (0,5 MW) diikuti dengan pelepasan Circuit Breaker (Breaker Trip), bila telah tercapai penyetopan dapat dilaksanakan, dengan memberikan sinyal stop pada turbin.

Pelaksanaannya adalah :

1. Arahkan kursor pada EXIT (click)

2. SYNCHRONIZING DISPLAY (click). Bila telah dilaksanakan maka akan tampak sarana penurunan beban hingga pelepasan Circuit Breaker ( Breaker Trip)

3. Untuk penurunan beban lakukan pada Manual Mode, pilih sarana LOWER LOAD, caranya arahkan kursor pada : LOWER(click) lakukan hingga beban mencapai beban minimal (0,5 MW), bila telah tercapai lepaskan circuit breaker (breaker trip), caranya adalah : arahkan kursor pada BREAKER TRIP di MANUAL MODE. 4. BREAKER TRIP (click). Perhatikan signal pada breaker, bila penunjukan breaker

telah terbuka (open) maka proses pelepasan breaker telah selesai, selanjutnya penyetopan turbin bisa dilaksanakan, bila breaker open tunggu 5 menit untuk meyetop unit. Caranya :

Arahkan kursor pada :

MAIN DISPLAY (click)

Posisikan stop pada MASTER SELECT, arahkan kursor pada :

STOP (click)-EXECUTE COMMAND (click)

Maka proses penyetopan unit telah tercapai, periksa kembali keadaan pembangkitan hingga kondisi dalam keadaan aman.

Normal load operation (pembebanan)

Pembebanan generator setelah synchronizing dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : 1. Pembebanan secara Manual (Manual Loading)

(31)

kanan, dan sebaliknya untuk menurunkan beban dilakukan dengan memutar switch ke kiri.

Pengaturan beban dengan menggunakan governor control switch ( 70R4/ CS), untuk menaikan beban lebih besar dari 25 % full load tidak dapat dilakukan dalam satu menit.

2. Pembebanan secara AUTO ( Automatic Loading )

Pada awal start jika tidak ada pilihan pembebanan, unit akan dibebani dengan SPINNING RESERVE load point. Dimana SPINNING RESERVE load point adalah sedikit lebih besar dari tidak ada beban,yaitu 8 % dari beban dasar.

Pada intermediate load point, PRE-SELECTED load, dan temperatur control load point BASE dan PEAK dapat dipilih setiap saat setelah sinyal start diberikan. Pemilihan akan ditampilkan pada <I> CRT. Pembebanan unit sesuai dengan pilihan pembebanan yang telah dipilih.

PRESELECTED LOAD adalah titik beban yang lebih besar dari SPINNING RESERVE dan kurang dari BASE, sekitar 50 %.

Pengoperasian secara remote ( remote operation )

Untuk memindahkan control turbin dari control compartemen ke lokasi peralatan remote. Pilih REMOTE pada <I>CRT Main Display. Dengan kondisi ini, start turbin; automatially synhronized, dan pembebanan dapat dilakukan secara remote.

Jika dilakukan synchronisasi secara manual dari remote control, maka selector switch ( 43 S ) pada panel generator control harus diposisikan pada OFF/REMOTE.

Shutdown and cool down 1. Normal Shutdown

Normal Shutdown dapat dilakukan dengan memilih STOP pada <I>CRT Main Display. Prosedur shutdown akan mengikuti secara automatic melalui pengurangan beban generator, perubahan kecepatan turbin, penutupan bahan bakar pada bagian-bagian kecepatan dan initial dari pada cooldown sequence yang pada akhirnya mesin stop.

2. Emergency shutdown

Emergency dilakukan dengan menekan tombol Emergency Stop. Emergency shutdown dapat dilakukan dengan cara mekanik yaitu dengan mendorong / menekan manual emergency trip valve yang terletak pada gauge cabinet assembly, atau manual trip button pada overspeed trip mekanik yang terletak di samping accessory gear.

3. Cooldown

Setelah dilakukan shutdown, maka rotor harus tetap berputar selama masa pendinginan. Perputaran rotor turbin diperlukan gunanya adalah untuk mencegah lendutan rotor, resultant rubbing dan imbalance dan dihubungkan dengan kerusakan lain yang mungkin terjadi jika peralatan bantu start tanpa berhenti tanpa pendinginan terlebih dahulu. Turbin dapat dioperasikan dan dibebani setiap saat selama siklus pendinginan.

(32)

Peralatan yang diperlukan untuk putaran selama cooling down pada MS 5000 dan MS 6001 adalah hydraulic ratchet yang dihubungkan dengan peralatan torque converter. Ratchet berputar sekali setiap 3 menit dan memutar rotor 47 derajat. Waktu minimum yang diperlukan untuk pendinginan turbine tergantung pada ambient temperature turbine. Faktor lain seperti udara langsung dan kelembaban udara di luar dan air drafts di dalam instalasi, dapat juga mempengaruhi waktu yang diperlukan untuk coolingdown.

Rotor harus tetap berputar selama 24 jam sejak shutdown, untuk meyakinkan keamanan minimum dari rubs dan unbalance pada kondisi subsequent starting. GE Company, merekomendasikan bahwa pengoperasian putaran rotor terus menerus selama 48 jam setelah shutdown untuk memperoleh pendinginan rotor yang merata. 4. Black Start Operation

PLTG GE mempunyai fasilitas black start yang dapat dioperasikan dalam kondisi blackout atau tidak ada sumber tegangan AC dari luar.

Supply tegangan untuk peralatan control diperoleh dari sumber tegangan DC battery.

Ignition atau pengapian dan internal AC control, diperoleh dari tegangan DC yang dikonversi menjadi tegangan AC oleh inverter

Ketika turbine distart, DC Emergency Lub Oil beroperasi untuk mensupply pelumasan hingga Accessory gear mendrive main oil lub pump. Pompa emergency jalan terus sampai accelerating speed signal (14HA) menyala, yaitu pada kecepatan putaran 95%. Pompa emergency kemudian akan shutdown jika lube oil pressure switgh (63QL) menunjukkan tekanan yang cukup.

Dalam pengoperasian black start juga dibutuhkan tambahan 88HR DC hydraulic ratghet pump assembly. Bagian ini diperlukan untuk mengontrol tekanan oli dalam menjalankan clutch dan rathet assembly.

Untuk bahan bakar mesin, tekanan yang disupply ke turbine didrive oleh fuel oil pump diperoleh dari fuel forwading pump AC/DC.

Motor DC akan menjalankan pompa sampai tegangan AC diperoleh untuk menjalankan motor AC. Kebutuhan tekanan bahan bakar yang tinggi dapat dicukupi oleh nomalnya accessory gear driven fuel pump.

3.2.3 SISTEM PROTEKSI PLTG GE

Filosofi dasar dari sistem proteksi adalah bagaimana melindungi sistem tenaga listrik dari ekses gangguan yang terjadi pada sistem dengan cara memisahkan gangguan tersebut dari sistem lainnya dengan cepat dan tepat. Kualitas sistem proteksi yang diinginkan adalah yang cepat,sensitif,selektif dan andal. Cepat berarti, reaksi sistem proteksi tersebut harus secepat mungkin memisahkan daerah yang terganggu dari sistem lainnya, tanpa menimbulkan hal-hal lain yang menimbulkan bentuk gangguan baru pada sistem. Sensitif berarti, sistem proteksi tersebut bereaksi terhadap gangguan yang bagaimanapun kecilnya selama gangguan tersebut termasuk dalam tugasnya. Selektif

berarti, sistem proteksi tersebut harus bereaksi dengan tepat, sehingga yang dipisahkan dari sistem hanya bagian yang terganggu, tanpa menyebabkan bagian lain yang tidak seharusnya terpisah dari sistem turut dipisahkan dari sistem.

Andal berarti, sistem proteksi tersebut akan bekerja sesuai apa yang diharapkan, dimana

keandalan dapat mengacu pada konsep”security”atau”dependability”.

Keandalan dengan konsep security berarti, suatu kepastian bahwa sistem proteksi

(33)

gangguan yang bukan diperuntukkan kepadanya bagaimanapun besarnya gangguan tersebut, sedangkan keandalan dengan konsep dependability berarti suatu kepastian bahwa sistem proteksi pasti bereaksi untuk kondisi yang dirasakan sebagai kondisi gangguan.

Dalam banyak sistem kedua hal di atas tidak mungkin kedua duanya dipenuhi 100%, sehingga banyak sistem yang merupakan sistem kompromi antar keduannya.

Kesederhanaan, dimana digunakan peralatan dan rangkaian yang sederhana akan

tetapi tujuan tercapai. Ekonomis, dimana dengan biaya yang minimum dapat dicapai fungsi proteksi yang maksimum

3.2.3.1 Alat Sensor

Alat sensor berfungsi untuk mendeteksi perubahan parameter pada sistem dari peralatan yang diproteksi. Alat sensor ini berupa VT (voltage transformer) dan CT (current transformer).

3.2.3.2 Relay Proteksi

Pada PLTG GE relay proteksi yang digunakan adalah relay numeric yang mana dikendalikan oleh sebuah microprocessor. Relay numeric atau relay digital yang digunakan adalah DGP System. DGP system adalah sebuah mikroprosesor yang dikombinasikan dengan relay digital di mana menggunakan sampling bentuk gelombang dari arus dan tegangan input untuk keperluan proteksi, control, dan memonitor generator. Sampling tadi digunakan untuk menghitung arus dan phasa tegangan yang mana digunakan untuk fungsi alogaritma proteksi. DGP System menggunakan interface MMI (Man Machine Interface) dan DGP LINK software komunikasi yang sesuai dengan GE digital relay system.

Di bawah ini beberapa fungsi proteksi yang ada pada DGP System : 1. Stator Differential (87G)

2. Current Unbalance (46) 3. Loss of Exicitation (40) 4. Antimotoring (32-1)

5. Time overcurrent with voltage restraint (51V) 6. Stator Ground (64G1)

7. Ground Overcurrent ( 51 GN) 8. Over exicitation (24)

9. Overvoltage (59) 10.Undervoltager (27)

11.Over and Undefrequency (81)

12.Voltage Transformer Fuse Failure (VTFF)

Stator Differential

(34)

ditanahkan. Sebuah bagian kecil dari belitan sampai titik netral tidak dapat diproteksi, jumlah gangguan sangat ditentukan dari tegangan yang dapat menyebabkan arus pick-up minimum yang mengalir sampai titik netral dan impedansi pentanahan. Peralatan pembatas arus pada rangkaian netral tanah akan meningkatkan impedansi netral dan akan menurunkan fungsi proteksi gangguan tanah.

Current Unbalance

Di sini ada beberapa kondisi tidak normal pada generator, kondisi tidak normal ini dapat berupa ketidakseimbangan beban, gangguan pada sistem dan rangkaian terbuka. Komponen urutan negative (I2) dari arus stator berhubungan langsung dengan kondisi tidak normal ini dan pengaturan jumlah putaran fluks medan pada mesin. Kekurangan ini akan menyebabkan pemanasan pada inti rotor. Kemampuan dari mesin untuk bertahan dari pemanasan yang disebabkan oleh arus yang tidak terbatas (unbalance current). Proteksi current unbalance dari DGP sistem menyediakan karakteristik waktu operasi yang cepat sesuai I2² T = K. Sebuah karakteristik linear yang dibuat kira-kira untuk pendinginan mesin sementara pada kondisi arus yang tidak terbatas ( unbalance current ). Didalamya ditambahkan 46T, DGP sistem juga memasukkan sebuah alarm unbalance current (46A) yang mana dioperasikan oleh komponen urutan negative (I2) disesuaikan dengan pick-up dan time delay.

Loss of Excitation

Fungsi ini digunakan untuk mendeteksi kekurangan eksitasi pada mesin sinkron. DGP sistem memasukkan dua karakteristik mho, untuk mendeteksi mesin, tiap bagian disesuaikan jangkauan, waktu mati dan pewaktuan. Logika disediakan dalam DGP system untuk memblok fungsi ini dari adanya tegangan urutan negative ( dideteksi oleh sebuah Voltage transformer fuse failure condition) dan sebuah eksternal VTFF Digital input DI6. Eksitasi dapat hilang karena tripnya field breaker, rangkaian terbuka atau hubung singkat pada belitan medan, kerusakan pada regulator, atau hilangnya sumber untuk meyupplai belitan medan. Ketika sebuah generator sinkron kehilangan eksitasi, ini cenderung membuatnya menjadi sebuah generator induksi. Jika ini berlangsung pada kecepatan normal, beroperasi dengan daya yang berkurang, dan penerimaan daya reaktif (VARS) dari sistem. Impedansi ini dilihat oleh relay, relay melihat generator bukan sebagai gangguan tetapi merupakan karakteristik mesin. Aliran daya sebelumnya berkurang akibat eksitasi. Studi mengindikasi bahwa fungsi dari zona mho dapat diset untuk mendeteksi kasus kegagalan eksitasi dalam waktu yang singkat. Dan zona kedua dapat mendeteksi semua kasus kegagalan eksitasi. Setting waktu yang lama dibutuhkan oleh second zone (40-2) untuk keamanan selama kondisi ayunan daya untuk sistem stabil.

Anti Motoring

(35)

Tabel 2. Nilai Daya Penggerak Berdasarkan Penggerak mulanya

Jenis penggerak mula Penggerak daya dalam percent dari unit rating

DGP system menyediakan sebuah fungsi untuk reverse power (32-1) dan disesuaikan dengan time delay.

Time overcurrent with voltage restraint (51V)

Sebuah sistem harus dapat dilindungi dari gangguan, untuk itu time overcurrent with voltage restraint yang terdapat pada DGP sistem berfungsi untuk sebagai back up protection.

Stator Ground (64G1)

Fungsi ini untuk mendeteksi adanya gangguan stator ground fault dengan sebuah impedansi ground yang tinggi pada generator. Pada keadaan normal netral dari belitan stator mempunyai potensial tertutup terhadap ground.

Ground Overcurrent ( 51 GN)

Fungsi ini untuk mengatasi adanya arus lebih yang terjadi akibat adanya hubung singkat pada generator. Prinsip kerja dari Ground over current sama dengan prinsip kerja overcurrent relay.

Over exicitation (24)

Fungsi ini untuk mengatasi arus eksitasi yang berlebih pada rotor, eksitasi yang lebih pada generator dapat menaikkan temperatur pada belitan stator akibat arus yang besar sehingga dapat merusak belitan rotor.

Over Voltage

Fungsi ini untuk mengatasi adanya tegangan lebih pada generator. Tegangan yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yang diijinkan dapat menyebabkan kerusakan isolasi dari belitan stator dan berakibat pada hubung singkat antara belitan. Selain itu overvoltage dapat mengakibatkan terjadinya overspeed dan merusak pengatur tegangan otomatis (AVR).

Under Voltage

(36)

Over and Under Frequency

Fungsi ini untuk mendeteksi frekuensi generator, under frequensi dapat meyebabkan membukanya CB sehingga perlu dideteksi, untuk mengatasinya dengan dilakukan dengan menyeimbangkan beban dengan daya yang dibangkitkan. Over frequency dapat meyebabkan over speed, overvoltage sehingga dapat membahayakan generator.

Voltage Transformer Fuse Failure (VTFF)

Fungsi ini dapat operate untuk semua Partial loss dari tegangan AC yang disebabkan satu atau lebih blown fuses, jika tegangan AC hilang negative squence voltage detektor akan pickup dan positive squence detector akan akan drop out.

3.2.3.3 Circuit Breaker (CB)

Circuit breaker berfungsi sebagai switch atau saklar yang memutuskan dan menghubungkan peralatan yang diproteksi dari sistem. Circuit breaker bekerja berdasarkan perintah dari relay.

3.2.3.4. Sumber DC

Sumber DC yang digunakan pada sistem proteksi Generator PLTG GE berasal dari sebuah batterai dengan tegangan 125 volt.

3.2.3.5 Gangguan pada Generator

Gangguan pada generator dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Gangguan Listrik (electric fault)

2. Gangguan Mekanis/Panas (mechanical thermal fault) 3. Gangguan Sistem (system fault)

Gangguan Listrik (electrical fault)

Jenis gangguan ini adalah gangguan yang timbul dan terjadi akibat gangguan pada bagian listrik dari generator. Gangguan ini meliputi :

a. Hubung singkat tiga fasa b. Hubung singkat dua fasa

c. Hubung singkat belitan stator ke tanah ( Stator ground fault )

Kerusakan pada gangguan dua fasa dapat diperbaiki dengan menyambung (laping) atau mengganti sebagian dari konduktor, tetapi kerusakan akibat gangguan satu fasa ketanah yang bunga api dan merusak isolasi serta inti besi. Kerusakan ini sangat fatal dan memerlukan perbaikan total.

d. Hubung singkat belitan rotor hubung tanah (rotor ground fault)

Jika terjadi hubungsingkat satu titik ketanah belum memberikan pengaruh terhadap roror, namun jika hubung singkat ketanah terjadi pada dua titik maka akan seolah-olah hubung sinkat antara dua belitan. Pengaruh dari hubung singkat dua titik adalah :

 Gaya tarik rotor menjadi tidak seimbang sehingga putarannya menjadi berayun

 Mempercepat kerusakan bantalan.

(37)

e. Kehilangan arus eksitasi (loss excitation)

Hilangnya arus eksitasi dapat menyebabkan putaran mesin menjadi naik dan mengubah fungsi generator sinkron menjadi generator induksi. Kondisi ini akan menyebabkan pemanasan lebih pada rotor akibat arus induksi yang bersirkulasi pada rotor.

f. Tegangan lebih (overvoltage)

Tegangan yang berlebih yang melampaui dari batas maksimum yang diijinkan dapat menyebabkan kerusakan isolasi sari belitan stator dan berakibat pada hubung singkat antara belitan. Selain itu overvoltage dapat mengakibatkan terjadinya overspeed dan merusak pengatur tegangan otomatis (AVR).

Gangguan mekanis/panas (mechanical or thermal fault)

Jenis-jenis gangguan mekanis atau panas adalah : a. Generator berfungsi sebagai motor

Motoring adalah peristiwa berubahnya fungsi generator menjadi motor akibat adanya daya balik (reverse power)

Daya balik (reverse power) terjadi akibat turunnya daya masukan dari penggerak utama (prime mover). Sehingga torka listrik lebih besar dari torka mekanik, hal ini mengakibatkan terjadi perubahan bentuk dari sudu turbin (kavitasi sudu-sudu turbin).

b. Pemanasan lebih pada stator

Pemanasan lebih pada stator meyebabkan :

 Kerusakan laminasi

 Kendornya bagian-bagian tertentu pada generator seperti pasak-pasak stator (stator wedges), terminal /ujung belitan dan sebagainya.

c. Kesalahan paralel

Kesalahan dalam memparalelkan generator karena syarat-syarat paralel tidak terpenuhi mengakibatkan kerusakan pada bagian poros dan kopling generator dan penggerak utama karena terjadinya momen puntir.

d. Gangguan pada pendingin stator

Gangguan pada pendingin stator (pendingin dengan media udara, hydrogen atau air) menyebabkan kenaikan suhu belitan stator dan berakibat pada isolasi belitan.

Gangguan sistem (system fault)

Gangguan pada system yang berakibat pada generator yaitu : a. Terjadinya pelepasan beban secara mendadak ;

Terjadinya gangguan hubung singkat baik itu tiga fasa, dua fasa, dua fasa ketanah, satu fasa ketanah dan open circuit menyebabkan bekerjanya relay proteksi dan berakibat pada pelepasan beban. Pelepasan beban mengakibatkan daya yang dibangkitkan lebih besar dari daya yang beban, akibatnya torka mekanik lebih besar dari torka listrik sehingga frekuensi dan tegangan generator menjadi naik.

b. Lepas sinkron (loss of syncronization)

(38)

BAB IV

PELAKSANAAN PEMBANGUNAN

4.1. Analisis Mengenai Dampak Lingkungan

AMDAL atau Analisis Mengenai Dampak Lingkungan adalah kajian mengenai dampak besar dan penting suatu usaha dan/atau kegiatan yang direncanakan pada lingkungan hidup yang diperlukan bagi proses pengambilan keputusan tentang penyelenggaraan suatu usaha dan/atau kegiatan.

Gambar-16. Setiap Pembangunan Harus Memiliki Amdal

Tujuan dan sasaran AMDAL adalah untuk menjamin suatu usaha dan kegiatan pembangunan atau proyek agar dapat berjalan secara sinambung tanpa merusak lingkungan hidup. Kegiatan AMDAL ini dibuat saat mulai perencanaan proyek, yakni sebelum pembangunan fisik (bangunan gedung, bendungan, saluran irigasi dan sebagainya) dilaksanakan. Kegiatan yang akan dilaksanakan ini diperkirakan dapat memberikan pengaruh terhadap lingkungan hidup di sekitarnya.

Pengaruh terhadap lingkungan hidup yang dimaksudkan di sini adalah pengaruh dari aspek fisik, kimia, ekologi, sosial ekonomi, social budaya dan kesehatan masyarakat. Kegiatan AMDAL ini mengacu pada Peraturan Pemerintah Nomor 27

Tahun 1999 tentang Analisis Mengenai Dampak Lingkungan Hidup. Secara umum,

kegunaan AMDAL sebagai berikut :

1. Bahan bagi perencanaan pembangunan wilayah

2. Membantu proses pengambilan keputusan tentang kelayakan lingkungan hidup dari rencana usaha dan/ atau kegiatan.

3. Memberi masukan untuk penyusun desain rinci teknis dari rencana usaha dan/atau kegiatan.

4. Memberi masukan untuk penyusunan rencana pengelolaan dan pemantauan lingkungan hidup.

(39)

Kegiatan AMDAL merupakan prasyarat yang harus dipenuhi dalam mengembangkan usaha yang berdampak luas pada masyarakat. Dengan demikian AMDAL bagi pemerintah daerah dimanfaatkan untuk bahan perencanaan pembangunan wilayah. Lewat kegiatan AMDAL maka pemerintah daerah memiliki bahan yang cukup dalam membantu masyarakat dalam rangka memutuskan rencana usaha dan menjamin keberlanjutan usaha yang akan dikembangkan.

Kegiatan AMDAL melibatkan 4 dokumen, yakni :

a. Dokumen Kerangka Acuan Analisis Dampak Lingkungan Hidup ( KA-ANDAL)

b. Dokumen Analisis Dampak Lingkungan Hidup (ANDAL) c. Dokumen Rencana Pengelolaan Lingkungan Hidup (RKL) d. Dokumen Rencana Pemantauan Lingkungan Hidup ( RPL)

Keempat dokumen inilah yang nantinya akan dinilai layak atau tidaknya suatu proyek dilaksanakan. Tujuan akhir dari kegiatan AMDAL ini adalah memberikan alternatif solusi dalam mengurangi dampak negatif dari lingkungan. Dengan demikian lewat kegiatan AMDAL pemerintah daerah dan pusat memiliki cukup sumber informasi dalam mengambil keputusan boleh tidaknya dikembangkan usaha atau proyek di tempat itu.

Dokumen analisis mengenai dampak lingkungan di atas dibuat sebelum kegiatan proyek dimulai, sehingga tekanannya pada aspek perencanaan. Butir-butir perencanaan memuat aspek yang sifatnya preventif, yakni analisis mengenai dampak lingkungan dari segi konsep. Sebagai gambaran misalnya apabila dalam suatu lokasi akan didirikan suatu industri yang menggunakan mesin-mesin besar sehingga dimungkinkan menghasilkan polusi kebisingan bunyi. Dari segi perencanaan perlu dilakukan analisis, meliputi pemakaian teknologi yang dapat mengurangi gejala polusi kebisingan yang mengganggu dan membahayakan masyarakat di sekitar lokasi tersebut.

Dalam pelaksanaannya, terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu:

Penentuan kriteria wajib AMDAL, saat ini, Indonesia menggunakan/menerapkan penapisan 1 langkah dengan menggunakan daftar kegiatan wajib AMDAL (one step scoping by pre request list). Daftar kegiatan wajib AMDAL dapat dilihat di Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 11 Tahun 2006

Apabila kegiatan tidak tercantum dalam peraturan tersebut, maka wajib menyusun UKL-UPL, sesuai dengan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 86 Tahun 2002. Upaya Pengelolaan Lingkungan Hidup (UKL) dan Upaya Pemantauan Lingkungan Hidup (UPL) adalah upaya yang dilakukan dalam pengelolaan dan pemantauan lingkungan hidup oleh penanggung jawab dan atau kegiatan yang tidak wajib melakukan AMDAL (Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 86 tahun 2002 tentang Pedoman Pelaksanaan Upaya Pengelolaan Lingkungan Hidup dan Upaya Pemantauan Lingkungan Hidup).

Proses dan prosedur UKL-UPL tidak dilakukan seperti AMDAL tetapi dengan menggunakan formulir isian yang berisi :

a. Identitas pemrakarsa

b. Rencana Usaha dan/atau kegiatan c. Dampak Lingkungan yang akan terjadi

(40)

Penyusunan AMDAL menggunakan Pedoman Penyusunan AMDAL sesuai dengan Permen LH NO. 08/2006.

Kewenangan Penilaian didasarkan oleh Permen LH no. 05/2008.

DAFTAR KEGIATAN WAJIB AMDAL Bidang Pertambangan dan Energi

1. Luas wilayah pertambangan umum tahap exploitasi Produksi 2. Batubara

3. Bijih Primer 4. Bijih Sekunder

5. Bahan galian bukan logam atau bahan galian golongan C Bahan galian 6. radioakif, termasuk pengolahan, penambangan dan pemurnian

7. Transmisi

8. PLTD/PLTG/PLTU/PLTGU

9. PLTA semua jenis dan ukuran kecuali PLTM den jenis aliran langsung 10.PLTP

11.Pusat Listrik dari jenis lain 12.Eksploitasi Minyak/Gas Bumi 13.Pengolahan (Kilang)

14.Transmisi Minyak/Gas Bumi >= 200 ha dan atau >= 200.000 ton/tahun

2. Rumah sakit yang setara dengan kelas A atau kelas 1 Rumah sakit 3. Rumah sakit dengan peiayanan spesialisasi lengkap/menyeluruh

4. lndustri Farmasi yang membuat bahan baku obat dengan proses penuh 5. >= 400 kamar

Bidang Pekerjaan Umum

1. Pembangunan Bendung atau Waduk 2. Pengembangan Daerah lrigasi

3. Pengembangan Daerah Rawa Pasang Surut/Lebak Pengamanan pantai, dikota besar

4. Perbaikan sungai. dikota besar 5. Kanalisasi/Kanal Banjir dikota besar

6. Kanalisasi selain no.6 (pantai, rawa, atau lainnya) Pernbangunaan jalan tol dan jalan layang

(41)

8. Pembangunan dan peningkatan jalan dengan pelebaran di luar daerah milik jalan kota besar dan metropolitan yang berfungsi arteri atau kolektor 9. Pengolahan sampah dengan incinerator

10.Pembuangan sampah dengan sistem control landfill dan sanitary landfill

11.Pembuangan sampah dengan sistem open dumping Pembuangan sistem drainase dengan saluran di saluran primer kota metropolitan den besar

12.Air Limbah:

13.Pembangunan IPAL untuk pemukimanPembangunan sistem sewerage 14.Pengambilan air dari danau, sungai, mata air, atau sumber air lainnya 15.Pembangunan perumahan den pemukiman umum Peremajaan kota

16.Gedung bertingkat/apartemen tinggi >= 15 m atau luas genangan >= 100 ha luas yang di airi

2. Pencetakan sawah, pada kawasan hutan 3. Usaha perkebunan tanaman tahunan

4. Usaha pertanian tanaman semusim luas >= 50 ha 5. luas >= 1.000 ha

4. Kawasan Pariwisata >= 200 kamar atau luas >= 5 ha >= 100 ha