Studi Distribusi Energi Listrik di Pabrik Pupuk
PT. Petrokimia Gresik, Jawa Timur
Syifaul Fuada*, Moh. Irfan Rusdianto, Jamah Sunarko
S1 Prodi Pendidikan Teknik Elektro 2010, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang, Jawa Timur, Indonesia
Setiap pabrik di Indonesia ini mempunyai karakteristik yang berbeda-beda dalam hal sistem distribusi listrik. Listrik digunakan sebagai sumber energi untuk menggerakkan alat-alat produksi pabrik. PT Petrokimia Gresik merupakan perusahaan milik negara yang didirikan untuk mendukung program Pemerintah meningkatkan produksi pertanian nasional. Perusahaan ini mendapatkan tambahan pasokan listrik dari PLN sebesar 15 MW. Perusahaan ini juga memiliki 2 unit pembangkit tenaga listrik sendiri yang membutuhkan sumber bahan bakar dan kapasitas daya yang berbeda yaitu Gas turbine Generator (GTG) dengan kapasitas 33 MW dan Steam Turbine Generator (STG) dengan kapasitas 20 MW. Tujuan dari penulisan Artikel Ilmiah ini adalah untuk mendeskripsikan tentang sistem kelistrikan di Pabrik I PT. Petrokimia Gresik, batasan pada penulisan ini adalah Deskripsi Sistem Distribusi Listrik dan Jenis Distribusi. Laporan Praktek Industri terbagi menjadi dua bagian, bagian pertama adalah kajian umum secara deskriptif, sedangkan laporan II adalah tugas khusus. Artikel ini merupakan laporan I yang merupakan hasil dari Praktek Industri di pabrik I PT. Petrokimia Gresik yang telah dilakukan selama 3 bulan, yakni mulai 4 Juli – 31 Juli 2012. Metode yang digunakan dalam penulisan atikel ini adalah kajian pustaka.
@Copyright Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang, 2012
1. PENDAHULUAN
Energi listrik di PT. Petrokimia Gresik dihasilkan oleh pasokan PLN dan dua pembangkit tenaga listrik sendiri yakni Gas turbine Generator (GTG) dengan kapasitas 33 MW dan Steam Turbine Generator (STG) dengan kapasitas 20 MW. Energi ini disalurkan melalui saluran- saluran tranmisi dan distribusi sehingga sampai pada instalasi pemakai yang merupakan unsur utilisasi.
Jenis sistem yang digunakan oleh PT. Petrokimia Gresik adalah sistem arus bolak-balik, terdiri atas sistem satu fase, sistem dua fase, dan sistem tiga fase. Sedangkan Distribusinya terbagi atas Distribusi Primer dan Distribusi Sekunder.
2. TENTANG PERUSAHAAN
PT. Petrokimia Gresik merupakan produsen pupuk terlengkap di Indonesia yang saat ini telah memiliki berbagai bidang usaha dan fasilitas pabrik terpadu. Pabrik ini memiliki 3 (tiga) unit produksi yaitu: (a) Unit Unit Produksi I (Pabrik Pupuk nitrogen), Terdiri dari 2 (dua) pabrik ZA dan 1 (satu) Pabrik Urea; (b) Unit Produksi II (Pabrik Pupuk Fosfat), Terdiri dari 2 (dua) pabrik ZA dan 1 (satu) Pabrik Urea; dan (c) Unit Produksi III (Pabrik Asam Fosfat), Terdiri dari 4 pabrik.
Gambar 1. Logo PT. Petrokimia Gresik
Pabrik ini terletak di di kabupaten Gresik Provinsi Jawa Timur dengan lahan komplek seluas 450Ha berlokasi Area tanah yang ditempati berada di 3 kecamatan yang meliputi 10 desa, yaitu: (a) Kecamatan Gresik, meliputi : Ngipik, Karangturi, Sukorame, Tlogopojok; (b) Kecamatan Kebomas, meliputi : Kebomas, Tlogopatut, Randu Agung; (c) Kecamatan Manyar, meliputi : Rumo Meduran, Tepen, Pojok Pesisir.
3. METODE
Metode yang digunakan dalam penulisan Artikel Ilmiah ini menggunakan kajian pustaka, yakni menelaah kembali hasil laporan Praktek Industri/magang di PT. Petromia Gresik pada tanggal 04 Juni – 31 Juli 2012. Dari laporan yang berjudul “Sistem Kelistrikan pabrik I PT. Petrokimia Gresik” diambil sebagian untuk pokok bahasan, yakni Distribusi dan jenis distribusi pabrik I PT. Petrokimia Gresik.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Gas Turbine Generator (GTG)
kemudian masuk kedalam turbin gas. Turbin gas tersebut berputar dan menggerakkan generator.
System turbin gas paling sederhana terdiri dari tiga yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin gas. Berikut peralatan Utama turbin Gas: (a) Filter Udara; (b) Kompresor aksial; (c) Ruang Bakar; (d) Turbin Aksial; (e) Exhaust System; (f) Beban / Generator; dan (g) Sistem Kontrol/ Speedtronic.
Adapun bagian-bagian GTG (Ardhianto, 2010), (Mashita, 2009), (Sugiarto, 2012) adalah sebagai berikut: (a) Stator: Bagian komponen yang tak berputar yang mempunyai bagian terdiri dari rangka stator yang merupakan salah satu bagian utama dari generator. Terbuat dari besi tuang, stator merupakan rumah dari semua bagian-bagian dari generator. (b) Rotor: Bagian yang berputrar, pada bagian ini terdapat kutub magnet dengan lilitannya. (c) Rotor Winding:
Berfungsi untuk mengalirkan arus DC yang untuk menghasilkan medan magnet rotor. (d) Stator Winding: Bagian stator yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di dalam slot-slot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan untuk mendapatkan tegangan induksi. (e) Bearing: penahan shaft generator. (f) Shaft:Tempat untuk meletakkan kumparan motor dan merupakan bagian yang terkopel yang di putar oleh prime mover. (f) Housing, Cooling duets: Merupakan casing dari generator
Sedangkan prinsip kerja GTG secara singkat adalah: (1) Pemampatan (compression) kompressor meghisap udara (O2) disaring, kemudian udara itu dimampatkan sehingga naik tekanannya, panas berasal dari busi, bahan bakar berupa gas alam. (2) Pembakaran (Combustion), bahan bakar disemprotkan bersama air dan kemudian dibakar. (3) Pemuaian (expansion), dari ruang pembakaran itulah nantinya akan menghasilkan gas dan dimanfaatkan untuk menggerakkan nozzel. Dan (4) Pembuangan Gas (Exhaust), Panas suhu mencapai 645°C, suhu setinggi tersebut dimanfaatkan PT Petrokimia Gresik untuk pembakaran boiller.
Spesifikasi turbin dan generator yang dipergunakan oleh PT. Petrokimia Gresik ditunjukkan pada Tabel 1 dan 2.
Tabel 1. Spesifikasi Turbin di PT. Petrokimia Gresik Spesifikasi dari Turbin
Tabel 2. Spesifikasi Generator di PT. Petrokimia Gresik Spesifikasi dari Generator
I eksitasi/ V eksitasi 732 A/125 Vdc
Faktor Daya 0,85
4.2 Distribusi Listrik di PT Petrokimia Gresik
Dari Gas Turbine Generator (GTG) tersebut listrik didistribusi ke Gardu Induk melalui saluran transmisi bawah tanah (Underground), yakni menyalurkan listrik melalui kabel-kabel bawah tanah. Didalam GI terdapat transformator utama untuk menaikkan tegangan. Dari Transformator tersebut didistribusikan keberbagai peralatan produksi. Berikut merupakan sistem Distribusi listrik di pabrik petrokimia gresik, yang dijelaskan secara Gambar 2
Gambar 2. Overall System (Djohan, 2012)
Menurut Tingkat Distribusinya ,dibedakan menjadi tiga macam yaitu: 1)
Distribusi Tingkat I, yaitu 11,5 KV, 2) Distribusi tingkat II, yaitu 11,5 KV menjadi 6 KV, 3) Distribusi tingkat III, yaitu dari 6KV menjadi 380/220V AC. Distribusi secara rinci dijelaskan pada Gambar 3 dan 4.
Gambar 4. Diagram distribusi Listrik kelistrikan di PT. Petrokimia Gresik (Haidar, 2012)
4.3 Distribusi tingkat I
Pada tingkat ini distribusi berasal langsung dari pembangkit generator dengan tegangan 11.5 KV, yang termasuk dalam tingkat ini adalah power station atau PS 2280. PS 2280 merupakan station utama yang nanitnya akan mendistribusikan ke semua beban. Kapasitas daya PS 2280 sama dengan kapasitas GTG. Hanya saja pemakaian daya dibatasi tidak sampai pada kapasitas maksimum generator. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kerusakan generator itu sendiri. Biasanya daya yang digunakan sekitar lebih besar atau sama dengan 0,8 kapasitas maksimum generator, yang berarti 24MW. Berikut ini spesifikasi tranformator yang digunakan:
Tabel 2. Spesifikasi Transformator Utama Kapasitas trafo TR 2281 25 MVA
Type 3 Fasa
Arus Hubung Singkat 30 KA (SYS RMS)
Tenaga listrik pada PS 2280 tidak langsung digunakan untuk mengoperasikan peralatan pabrik, tetapi didistribusikan melelui saluran antara lain: 1) Saluran untuk mensuply pabrik (pabrik TSP); 2) Saluran 2 dan 3 untuk mensupply PS 2281 (A/B) atau kelompok beban subtation 2 (SS2); dan 3) Saluran untuk mensupply MCC GTG. Untuk saluran ke PS 2281 A dan B diturunkan dari 11,5 KV menjadi 6KV, sedangkan untuk saluran ke MCC GTG tegangan diturunkan dari 11,5 KV menjadi 380/220V melalui transformator TR 2280. Spesifikasi transformator TR 2280 adalah sebagai berikut:
Tabel 3. Spesifikasi Transformator Step Down (11,5KV – 380.220V)
Kapasitas Trafo 25 MVA
Frekuensi 50 Hz
Merk / Type Pendinginan B & D-1 EC 76/ DIALA B
Cors type Outdoor
4.4 Distribusi Tingkat II (6KV)
Pada tingkat ini supply listrik berasal dari distribusi tingkat 1 (PS 2280) dengan supply tegangan 11,5 KV. Sebelum tegangan didistribusikan ke PS 2281 atau SS-2, diturunkan terlebih dahulu dari 11,5 menjadi 6 KV melalui transformator TR 2281 (A/B). Spesifikasi transformator yang digunakan pada tingkat ini adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Tenaga listrik pada PS 2281 (SS-2) digunakan motor 6 KV dan didistribusikan ke kelompok-kelompok beban pada tingkat 3 adalah ditunjukkan pada Tabel 5 dan 6.
Tabel 4. Spesifikasi Transformator Step Down (11,5KV – 6KV) Arus hubung singkat 30 KA (SYM RMS)
Teg primer 6 KV
Teg sek 380 V
Tabel 5. Beban I No Nama Beban yang ditanggung oleh PS 2281 A
1
Motor-motor 6 KV terdidri dari: - Motor untuk pompa air pendingin
- Motor untuk pompa Boiler Feed Water (BFW pump) - Motor untuk pompa pemadam kebakaran
2 Supply ke SS-5
3 Pabrik ammonia PM 2282 A 4 Pabrik urea PM 2282 C
Tabel 6. Beban II No Nama Beban yang ditanggung oleh PS 2281 B
1
Motor-motor 6 KV terdidri dari: - Motor untuk pompa air pendingin
- Motor untuk pompa Boiler Feed Water (BFW pump) 2 Kelompok beban SS-0 yaitu system utilitas dan ZA I/III 3 Pabrik amoniak PM 2282 A/B
4 Pabrik urea PM 2282 C/D dan Service Unit (SU) PM 2282 E
3.5 Distribusi tingkat 3
Distribusi tingkat 3 mempunyai tegangan 380/220V. Pada tingkat ini listrik, digunakan untuk motor-motor induksi yang di konveyor ke pompa-pompa, termasuk untuk penerangan area pabrik. Tenaga ini di distribusikan ke beban-beban sebagai berikut:
1. Pabrik amoniak
Distribusi ke pabrik amoniak terdiri dari dua busbar yaitu PM 2281 A/B disuppy dari PS2282 A melalui transformator TR 2282A, sedangkan PM 2281B disupply dari PS 2282B melalui TR 2282B. Tenaga listrik dipabrik amoniak digunakan untuk menggerakkan berbagai jenis macam pompa, system injeksi, valve dengan penggerak motor, alat pemanas, filter udara, kompressor, penerangan dan peralatan-peralatan lainnya.
2. Pabrik Urea
listrik dipabrik urea digunakan untuk menggerakkan berbagai jenis macam pompa, fan, konveyor, pemanas dan untuk penerangan.
3. Service Unit
PS 2281B mensupply mensupply listrik untuk service Unit (SU) melalui TR 2282E. listrik PM 2282E. digunakan terutama untuk fan pada tower, pompa, kompressor, penerangan dan peralatan-peralatan lainnya.
3.6 Jenis Distribusi
Sedangkan Menurut Jenis Distribusinya, dibedakan menjadi dua macam yaitu Distribusi Primer & Sekunder. Dalam hal ini terbagi menjadi lima Subtitution (SS) yaitu. SS 0 untuk Distribusi bagian Utilitas ditunjukkan pada Gambar 5; SS 1 untuk Distribusi bagian Pabrik Amonia, Urea, Service ditunjukkan pada Gambar 6; SS 2 untuk Distribusi bagian Service ditunjukkan pada Gambar 7; SS 3 untuk Distribusi bagian ZA II & SS 5 ditunjukkan pada Gambar 8; SS 4 untuk Distribusi bagian LSU, Pump, Stasiun ditunjukkan pada Gambar 9; SS 5 untuk Distribusi bagian Perumahan, Kebun Percobaan, Graha Petrokimia Gresik & Sarana Olah Raga ditunjukkan pada Gambar 10;
Gambar 5. Kubikel dibagian SS0
Gambar 7. Kubikel dibagian SS2
Gambar 8. Kubikel dibagian SS 3
Gambar 9. Kubikel dibagian SS 4
Berikut skema distribusi listrik dari Gas Turbine Generator dan PLN men-supply SS 0, SS 1, SS 2, SS 3, SS 4 dan SS 5.
Gambar 11. Skema Distribusi Gas Turbin Generator (Djohan, 2012)
Gambar 12. GTG di PT. Petrokimia Gresik (Dokumen pribadi; Fuada, 2012)
3.7 UPS
Uninterruptible Power Supply atau UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input sehingga tegangan output yang digunakan oleh sistem komputer berupa tegangan yang stabil. UPS yang digunakan oleh PT Petrokimia Gresik menggunakan konfigurasi paralel. Jika UPS satu rusak, maka secara otomatis switch ON dan UPS dua aktif. Bila kedua-duanya rusak maka di back up dengan PLN (11,5KV). Jika PLN troublle maka ada bateray cadangan yang berupa Accu. UPS ini digunakan untuk supply controll system di pabrik Urea dan Amoniak, oleh karena itu UPS selalu standby.
4. KESIMPULAN
Dari pemaparan diatas, kesimpulan yang diperoleh pada Laporan I praktek industry ini adalah sebagai berikut:
- Distribusi Primer (6KV); Fase ini adalah distribusi antar SS: (a) Distribusi SS II ke SS I; (b) Distribusi SS II ke SS III; (c) Distribusi SS II ke SS 0; (c) Distribusi SS 0 ke SS IV; (d) Distribusi SS III baru ke SS V.
- Distribusi Sekunder (380V); Fase ini adalah distribusi Dari trafo ke masing-masing beban bertegangan dan panel switchgear yakni: Cubicle (enclosure), Busbar (Conductor), CB (power-switcing), Proteksi, Meteering, Motor Starter, ATS dan COS.
- UPS dipergunakan sebagai sistem untuk mensuply energi listrik sementara
ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama di PT. Petrokimia Gresik.
5. DAFTAR PUSTAKA
Arditantho. 2010. Laporan On The Job Training PT. Petrokimia Gresik. Program Studi D4 Teknik Otomasi Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya
Annastasia, Masitha. 2009. Laporan Kerja Praktek Di Departemen
Pemeliharaan I PT. Petrokimia Gresik. Program Studi Teknik Listrik POLINEMA
Arismunandar & Kuwahara. 1982. Teknik Tenaga Listrik : Saluran Transmisi. Jilid II. Jakarta: PT. Pertja. Hlm 1.
Bachtiar, Awang Djohan & Umar An-nas. 2012. Utilitas Pabrik (Power Supply),
Materi disampaikan pada kegiatan Class Room pada tanggal 5 Juni 2012 di Audiotorium Dept. Diklat PT. Petrokimia Gresik
Ismail, Haidar. 2012. Sistem Kelistrikan di Pabrik I. Materi disampaikan pada
kegiatan Class Room pada tanggal 5 Juni 2012 di Audiotorium Dept. Diklat PT. Petrokimia Gresik
Fuada, Syifaul. 2014. Utilization of Gas Turbine Generator Exhaust (GTGE) into DC Energy (A Survey). International Journal of Renewable Energy Research (IJRER), Vol. 14(1), pp. 204-209, February 2014.
Kadir, Abdul. 2006. Distribusi dan Utilisasi Tenaga Listrik. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia: UI-Press. Hlm 3 -14
Kadir, Abdul. 1996. Pembangkit Tenaga Listrik. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia: UI-Press. Hlm 31. (Edisi Revisi)
Sugiarto & Nizar Rizky R. 2012. Laporan Kerja Praktek Departemen
