Blade turbin sisi Low Pressure (LP) dan kondensor dirancang untuk beroperasi pada temperatur uap yang relatif rendah. Bila vakum kondensor turun maka temperatur uap akan naik sehingga hal ini dapat menimbulkan resiko kerusakan pada sudu-sudu LP dan pipa kondensor. Untuk mencegah terjadinya hal ini turbin dilengkapi dengan Low Vacuum Unloader Gear yang akan bekerja mengurangi aliran uap, bila vakum turun mencapai harga tertentu. Beban pembangkit akan turun sampai nilai tertentu agar terjadi perbaikan nilai vakum. Namun bila perbaikan nilai vakum ini gagal dan vakum kondensor turun terus, maka pada harga vakum tertentu peralatan trip vakum rendah akan bekerja untuk mentripkan turbin.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 51 Gambar 37 Atmospheric relief diaphragm (bursting / rupture disc)
Sebagai pengaman tambahan untuk mencegah kerusakan turbin dan kondensor juga dilengkapi dengan ‘diapragma’ pembebas tekanan kondensor yang dipasang pada silinder Low Pressure (LP) turbin. Apabila tekanan kondensor naik terus sampai melebihi tekanan atmosfir, maka diapragma (bursting/rupture disc) ini akan pecah sehingga uap akan terbuang ke atmosfir.
2.3.6. Thrust Bearing Oil
Posisi thrust bearing pada turbin merupakan titik referensi terhadap gerakan relatif antara poros dengan casing. Bila terjadi pergeseran posisi rotor turbin yang berlebihan dalam arah aksial, dapat mengakibatkan pergesekan antara rotor dengan stator turbin. Untuk mendeteksi pergerakan relatif poros terhadap casing dipergunakan tekanan minyak yang disebut tekanan minyak thrust bearing.
Apabila terjadi pergeseran relatif rotor terhadap stator, maka tekanan minyak thrust bearing akan naik. Seandainya pergeseran ini cukup besar, maka kenaikan tekanan minyak akan cukup tinggi dan pada suatu harga tertentu yang telah ditetapkan, turbin akan trip.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 52 Gambar 38 Lube oil supply sistem bearing turbin dan generator
2.3.7. Bearing Oil Pressure Low
Sebagaimana diketahui bahwa minyak pelumas turbin digunakan untuk beberapa kebutuhan, yaitu sebagai minyak pelumas, pendingin bantalan, minyak untuk pengatur beban dan minyak untuk pengaman. Tekanan yang kurang akan mengakibatkan jumlah minyak pendingin ke bantalan kurang. Bantalan akan menjadi panas dan filter minyak pelumas menjadi kurang berfungsi, akibatnya keausan bantalan bertambah parah.
Temperatur bantalan yang tinggi dapat juga disebabkan oleh gangguan mekanik, impurity pada minyak pelumas atau gangguan sistem sirkulasi minyak.
Apabila tekanan pelumas bantalan turbin turun hingga mencapai suatu harga yang cukup rendah, maka dapat mengakibatkan kerusakkan yang fatal akibat hilangnya kemampuan minyak pelumas memberi lapisan film baik pada bantalan maupun poros turbin. Untuk mencegah hal ini, maka turbin dilengkapi dengan proteksi terhadap tekanan pelumas bantalan rendah. Sistem proteksi ini akan bekerja dan mentrip turbin bila tekanan pelumas bantalan turun hingga mencapai suatu harga tertentu yang telah ditetapkan.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 53 Gambar 39 Contoh display lube oil system PLTU Gresik
Penurunan tekanan minyak pelumas hingga sangat rendah dapat diakibatkan oleh tersumbatnya filter. Aliran minyak pelumas ke bearing sangat penting sehingga sistem pelumas dilengkapi dengan beberapa pompa yang akan bekerja saling mem-backup. Dan juga dilengkapi beberapa alarm seperti differensial pressure filter high dan alarm pressure oil low sebelum mencapai setting tripnya.
Contoh Batasan Operasi:
a. Normal : 1,0 – 1,8 kg/cm2 b. Alarm : 0,75 kg/cm2 c. Trip : 0,5 kg/cm2 Alasan :
a. Untuk mempertahankan flow oil yang cukup ke journal dan thrust bearing
b. Untuk mempertahankan temperatur dan kekentalan oil yang cukup ke lapisan film di dalam bearing.
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 54 Beberapa pompa minyak pelumas digunakan untuk menanggulangi masalah tersebut yang bekerja secara seri jika tekanan minyak pelumas terus turun. Mulai dari MOP, TOP hingga EOP. Mengingat pentingnya keandalan system pelumasan maka secara rutin dilakukan pengujian Auto Start Untuk Oil Pump : Setting tekanan untuk auto start pompa minyak pelumas adalah sebagai berikut :
a. Aux Oil Pump ( AOP) : < 7,5 + 0.2 Kg/cm2g b. Turning Oil Pump (TOP) : < 0.85 + 0.05 Kg/cm2g c. Emergency Oil Pump (EOP) : < 0.65 + 0.05 Kg/cm2g Tindakan operator jika terjadi tekanan minyak pelumas tiba – tiba rendah adalah
a. Cek kebocoran system pelumas turbin dan jika terjadi kebocoran yang sulit diatasi segera lakukan emergency trip turbin.
b. Yakinkan system back up pelumas turbin berjalan dengan baik.
c. Cek DP Filter minyak pelumas di Main Oil Tank.
2.3.8. Turbin Runback
Untuk proteksi operasi, turbin dilengkapi dengan peralatan yang akan memerintahkan turbin runback bila terjadi ganguan. Runback turbin berarti turbin akan mengurangi pembukaan governor (supply steam) menyesuaikan dengan kemampuan turbin tersebut. Turbin akan runback bila terjadi gangguan vakum, drop pressure mainsteam dan overspeed. Terdapat selector untuk pengoperasian alat ini, artinya dia dapat difungsikan (IN) atau tidak difungsikan (OUT). Berikut peralatan yang memerintahkan turbin untuk runback :
Initial Presure Regulator (IPR)
Peralatan ini berfungsi untuk mencegah kerusakan turbin oleh aliran uap basah (carry over) akibat gangguan pada boiler sehingga tekanan uap utama masuk turbin turun.
IPR bekerja dengan cara mengontrol GV untuk menurunkan beban turbin bila tekanan uap drop hingga mencapai settingnya (lihat gambar 38).
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 55 Gambar 40. Kurva Kerja IPR
Pada tekanan uap 90%, IPR akan menurunkan beban secara automatis sampai mencapai harga limitnya yaitu pada tekanan uap 80% dan beban 20%. Dengan demikian bila terjadi gangguan diluar rentang dari IPR maka. Operator harus mengambil tindakan. IPR dapat diposisikan in (masuk) atau Out (keluar) dari panel Turbomaster di Control Room sesuai kebutuhan dengan mempertimbangkan kondisi Unit.
Vacuum Unloader
Peralatan ini berfungsi untuk mencegah kerusakan sudu turbin karena overheating akibat terjadinya vacuum kondensor turun (tekanan absolutnya naik). Vacum Unloader juga bekerja dengan cara mengontrol GV untuk menurunkan beban turbin bila terjadi tekanan absolut kondensornya naik (lihat gambar 39),
Gambar 41. Kurva Vacuum Unloader
Pada tekanan kondensor 125 mmHg absolut (635 mmHg), vacuum unloader akan menurukan beban secara automatic sampai mencapai harga limitnya yaitu pada
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 56 tekanan 140 mmHg absolut (620 mmHG) dan beban 20%. Pada kejadian diluar rentang kerja vacuum unloader, maka harus diambil alih oleh Operator.
Seperti halnya IPR, Vacuum Unloader`ini juga bisa di posisi “ in” atau “out” dari panel Turbomaster di Control Room sesuai kebutuhan dengan mempertimbangkan kondisi Unit.
Over Speed Protection Controller (OPC).
5. Proteksi Generator
Generator adalah peralatan utama pembangkit yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik (IEV 151-13-35). Dalam operasinya generator harus dilindungi dari berbagai macam gangguan yang mungkin terjadi pada operasi generator. proteksi generator diperlukan dala melindungi generator dari berbagai macam gangguan. Adapun alasan diperlukan proteksi generator pada peralatan generator diantaranya :
a. untuk mendeteksi gangguan pada generator dan memproteksi generator dari gangguan tersebut
b. untuk memproteksi generator dari keadaan tidak normal pada power sistem, dan c. untuk mengisolir generator dari gangguan sistem yang tidak bisa diisolir oleh proteksi
sistem transmisi
Proteksi generator maupun proteksi transmisi diharapkan mampu untuk memfasilitasi keadaan pada kondisi abnormal di sistem transmisi tidak akan menyebabkan kerusakan pada peralatan pembangkit demikian juga sebaliknya kondisi abnormal di sistem pembangkit tidak akan menyebabkan gangguan maupun kerusakan di sistem transmisi.
Secara umum sistem Proteksi generator berfungsi untuk melindungi generator dari adanya gangguan, baik gangguan luar maupun gangguan yang berasal dari dalam, sehingga generator dapat terhindar dari kerusakan. Adapun jenis-jenis proteksi yang biasa terpasang diperlihatkan pada gambar 42 dibawah ini
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 57 Gambar 42. Sistem Proteksi Generator
Tipikal proteksi generator dapat diperlihatkan pada gambar diatas merupakan proteksi elektrikal dari peralatan generator, dimana secara umum bahwa generator dibagi menjadi 3 kelompok bagian dari generator yang diproteksi diantaranya:
a. Proteksi Stator Generator b. Proteksi Rotor Generator dan c. Proteksi Prime Mover Generator
Rotor earth – fault protection
Over Excitation
Prot. Against loss of Excitation (asynchrounous running)
Protection of Rotor
Protection of Prime mover Reverse Power Protection
Over-voltage Protection
Over-cur ent Protection
Over-load Protection
Differential Protection
Negative Sequence Protection Protection against intertrun
faults
Earth - faultProtection Stator Protection
Simple Inspiring PerformIing Phenomenal 58 dimana relai-relai pada bagian generator tersebut mempunyai fungsi dan spesifikasi masing- masing dan berkerja berdasarkan daerah kerja masing –masing (zone of protection). Selain dari proteksi elektrik dari peralatan generator, maka generator juga dilengkapi proteksi mekanik (vibrasi) dan temperatur winding pada peralatan utama generator serta generator juga dilengkapi proteksi untuk peralatan-peralatan pendukungnya seperti proteksi pada sistem pendingin dan sistem perapat generator.
Relay proteksi utama yang digunakan pada generator yang ada di pembangkit, antara lain adalah :
Tabel 3 Relai Proteksi pada Bagian Generator Bagian yang diproteksi Relay Proteksi
Stator A. Over voltage protection
B. Over current protection