Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat akademik untuk menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Hadirin sekalian, para dosen dan karyawan Fakultas Teknik yang telah senantiasa mendidik dan mengabdi kepada penulis selama mengikuti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar. Saudara-saudaraku dan mahasiswa teknik lainnya khususnya angkatan 2014 dan angkatan 2014 yang dengan persahabatan dan persaudaraannya banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
LATAR BELAKANG MASALAH
Apabila penyediaan energi listrik tidak sesuai dengan kebutuhan beban, artinya tidak seimbang dengan daya yang dibutuhkan beban, hal ini jelas dapat menghambat kegiatan atau operasional. Hal ini menunjukkan bahwa energi listrik merupakan kebutuhan primer sebagai penggerak perekonomian untuk mendorong pertumbuhan daerah-daerah berkembang sehingga dapat mencapai kesetaraan dengan daerah lain. Dalam memenuhi hal tersebut, hal paling mendasar yang selalu diperhatikan oleh pihak distribusi dalam hal ini PLN adalah bagaimana menghasilkan pasokan energi listrik yang maksimal bagi pelanggan.
RUMUSAN MASALAH
Sinjai memiliki sistem operasi yang cukup sederhana, namun ada pedoman yang harus diterapkan untuk memenuhi kualitas keandalan sistem yang digunakan, misalnya sistem sinkronisasi dan hubungan kerja paralel dengan sistem lain, dalam hal ini sistem PLN yang didistribusikan oleh Bone. daerah. Pengoperasian suatu mesin pembangkit energi dengan tujuan untuk diparalelkan dengan sistem lain harus dilakukan dengan memeriksa sistem yang sedang beroperasi, yaitu apakah kedua sistem paralel tersebut tetap sinkron atau memenuhi syarat sinkronisasi. Jika syarat sinkronisasi tidak terpenuhi, maka hubungan kerja paralel tidak dapat dilakukan, oleh karena itu proses sinkronisasi bergantung pada proses dalam pengoperasian sistem.
TUJUAN PENELITIAN
Dalam pengoperasian suatu generator pada umumnya semuanya hampir sama dalam pelaksanaannya tergantung dari sistem tenaga listrik yang digunakan oleh unit generator tersebut.
BATASAN MASALAH
METODE PENELITIAN
SISTEMATIKA PENULISAN
TINJAUAN PUSTAKA
JENIS PEMBANGKIT LISTRIK
Pembangkit listrik tenaga diesel merupakan pembangkit tenaga listrik yang menghasilkan tenaga diesel melalui bahan bakar solar yang digerakkan oleh mesin pembakaran dalam yang bahan bakarnya diubah menjadi tenaga mekanis yang dihasilkan melalui pembakaran. Pada mesin diesel, bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder atau piston yang berisi udara bertekanan tinggi. Konsumsi bahan bakar mesin diesel sekitar 25% lebih rendah dibandingkan mesin bensin dan harga bahan bakar bekas lebih murah.
GENERATOR
Rotor merupakan bagian generator yang berputar dan terdiri dari inti rotor, belitan rotor dan sikat pada slip ring. Rotor pada generator dibedakan menjadi dua jenis rotor yaitu rotor tipe salient pole dan rotor tipe silinder. Dengan jumlah kutub yang lebih banyak, rotor jenis ini banyak digunakan pada hidrogenerator yang beroperasi pada putaran yang relatif lebih rendah.
GENERATOR SINKRON
Untuk mengoperasikan generator terdapat dua jenis motor penggeraknya yaitu motor sinkron dan motor asinkron. Motor sinkron adalah motor yang putaran statornya sama dengan putaran rotor tanpa ada slip diantara keduanya. Sedangkan motor asinkron adalah motor yang berputar dimana terdapat selip antara putaran stator dan putaran rotor.
PRINSIP KERJA GENERATOR
Cara kerja suatu generator arus bolak-balik (AC) yang diparalelkan dengan generator lainnya adalah secara tidak langsung memperoleh tenaga mekanik dari motor penggeraknya kemudian secara bersamaan menyalurkan daya listrik ke beban dan rugi-rugi daya yang diperlukan oleh generator itu sendiri, kecuali untuk semua kebutuhan eksitasi. Dengan pengaturan yang tepat, generator kedua akan terus mengambil daya yang cukup dari sumber listrik dan sumber AC untuk mengkompensasi kehilangan tembaga. Selanjutnya, jika turbin dilepas seluruhnya dari generator yang dibebani, generator akan terus beroperasi pada kecepatan sinkronnya.
Dalam kondisi ini, generator lain akan menyuplai daya ke generator sinkron untuk menghindari gesekan, rugi-rugi tembaga, dan rugi-rugi pembangkitan lapangan. Untuk mengetahui penyebabnya maka rotor generator sinkron harus selalu berputar dengan kecepatan sinkron, karena pada prinsipnya rotor selalu berputar dengan kecepatan sinkron dengan kutub-kutub rotor tereksitasi. Selama beban generator pada generator sinkron tetap dan tidak terjadi gangguan listrik, maka generator akan berputar secara mutlak.
Namun, ketika beban berubah, terjadi perubahan sementara pada kecepatan ini karena sumbu kutub rotor disejajarkan dengan sumbu kutub stator. Selama periode penyesuaian yang singkat, generator tidak bekerja pada kecepatan sinkron yang benar. Oleh karena itu, ketika kecepatannya konstan, ini harus digunakan untuk menunjukkan kecepatan generator sinkron secara akurat. Ketika generator sinkron beroperasi secara paralel, frekuensi dan tegangan keluaran serta besar kecilnya arus eksitasi akan menentukan besar kecilnya arus keluaran generator untuk menjaga tegangan generator tetap konstan. Arus penguat harus dinaikkan seiring dengan kenaikan arus beban karena tanpa kenaikan arus penguat maka tegangan generator akan berkurang.
Untuk mencapai hasil yang maksimal dari penggunaan generator sinkron untuk mengoperasikan beban, ada satu hal yang memegang peranan penting yaitu pengoperasian mesin.
KERJA PARALEL GENERATOR
Salah satu indikator rangkaian fasa yang sering digunakan sebenarnya adalah motor tiga fasa yang berputar satu arah pada satu rangkaian fasa dan berputar berlawanan arah pada rangkaian fasa lainnya. Metode pengujian urutan fase dan hubungan sinkronisasi lainnya akan dijelaskan menggunakan diagram hubungan kerja yang ditunjukkan pada Gambar 2-6. Indikator urutan fasa dihubungkan sementara dengan trafo tegangan rel (sumber PLN) sistem pada titik a, b, c, setelah itu urutan fasa sistem dicatat pada indikator.
Kemudian sambungan indikator urutan fasa dipindahkan ke trafo generator, dibuat sambungan sementara pada titik a, b, c, dan dicatat urutan fasanya. Jika urutan fasa sistem sama dengan urutan fasa generator, maka generator siap untuk tahap penyambungan paralel berikutnya. Hal ini memastikan bahwa generator mengambil sejumlah kecil beban segera setelah pemutus arus ditutup, sehingga menghasilkan kerja stabil dari generator yang dihubungkan secara paralel.
Jika urutan fasa kedua tegangan sistem sama maka lampu LI, L2 dan L3 akan menyala bergantian dengan frekuensi siklus fl – fg. Dalam situasi ini, posisi seluruh fasa sistem tegangan busbar bertepatan dengan semua fasa sistem tegangan generator. Dengan cara ini, frekuensi sistem dapat dijaga konstan saat berpindah dari satu generator ke generator lainnya.
Tegangan sistem yang disuplai oleh beberapa generator secara paralel dapat dinaikkan atau diturunkan secara bersamaan dengan menambah atau mengurangi medan eksitasi semua generator.
PANEL KONTROL
Trafo Potensial (PT) atau trafo tegangan merupakan trafo satu fasa tipe step down yang mengubah tegangan sistem menjadi tegangan rendah yang cocok untuk alat penunjuk, alat ukur, relay dan alat sinkronisasi. Tegangan perangkat seperti indikator, meter dan relai dirancang sama dengan tegangan terminal sekunder transformator tegangan. Trafo tegangan yang salah satu terminalnya dibumikan disebut trafo tegangan kutub tunggal, sedangkan trafo tegangan yang kedua terminalnya diisolasi dari tanah disebut trafo tegangan dua kutub, seperti ditunjukkan pada Gambar 2-16.
Pada tipe pertama, badan aktif trafo tegangan dimasukkan ke dalam wadah baja dan dilengkapi dengan bushing untuk mengalirkan tegangan tinggi ke terminalnya (Gambar 2-17.b). Untuk tegangan pengenal lebih besar dari 110 kV, trafo pembagi tegangan kapasitif biasanya digunakan sebagai pengganti trafo tegangan induktif karena alasan ekonomis. Karena adanya pembagi kapasitif, maka konstruksi trafo tegangan kapasitif hanya dibuat dalam bentuk trafo kutub tunggal.
Transformator arus digunakan untuk mengukur arus ratusan ampere dan arus pada jaringan tegangan tinggi. Kisaran operasi trafo arus yang digunakan untuk pengukuran umumnya 0,05 hingga 1 atau 2 kali arus yang akan diukur. Trafo arus tipe gardu induk mempunyai kelebihan yaitu penyulang pada rangkaian primer lebih pendek dan digunakan untuk arus hubung singkat yang besar.
Konstruksi trafo arus dengan insulasi resin epoksi sering digunakan untuk pasangan luar sampai tegangan 110 kV.
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu Dan Tempat
Kami tidak akan membahas secara keseluruhan kapasitas relai proteksi yang digunakan di PLTD Sinjai, melainkan mengambil beberapa contoh relai proteksi untuk mengevaluasinya. Ketika arus bertambah menjadi 69 A atau saat arus yang mengalir pada sisi primer sebesar 6969 A, maka relai diferensial akan beroperasi. Untuk data pada generator 1 yang diparalel dengan generator 2 pada sisi tegangan tinggi, trafo tiga fasa di PLTD Sinjai mempunyai rating yang sama.
Sementara itu, data yang ada menunjukkan bahwa pemutus sirkuit (OCB) yang terpasang memiliki nilai arus kontinu sebesar 630 amp dan ketika arus meningkat melebihi arus pengenal (630 A), OCB akan membuat sistem trip. PLTD Kabupaten Sinjai termasuk dalam unit pembangkitan kecil karena hanya berfungsi untuk mengatasi pemadaman listrik dan tegangan akibat bertambahnya beban, sebaliknya pasokan listrik tidak mampu mengimbanginya, dimana sistem pengoperasiannya bergantung pada sistem distribusi yang ada dalam bekerja. Kawasan PLN Sinjai Ranting yang masih beroperasi normal menerima aliran listrik dari Kabupaten Bone. Untuk mengantisipasi hal tersebut, pembangunan pembangkit listrik di Kabupaten Sinjai merupakan cara yang sangat bermanfaat dalam hal pelayanan distribusi tenaga listrik.
Kondisi Unit Pembangkit PLTD Sinjai secara keseluruhan dapat dilihat melalui rencana tapak (layout) pada Gambar 3-1. Prinsip pengoperasian generator di PLTD Sinjai secara umum tidak berbeda dengan generator lainnya, yaitu menghasilkan tenaga listrik untuk memenuhi kebutuhan pasokan listrik yang kurang optimal dari sumber PLN (bus-bar) dan menutupi kebutuhan listrik akibat kegagalan sistem. Generator PLTD Sinjai yang mengeluarkan tegangan 6,3 kV dinaikkan menjadi tegangan 20 kV melalui trafo Step Up untuk pengoperasian paralel dengan sistem busbar.
Sistem proteksi yang digunakan pada PLTD Sinjai belum terlalu handal, hal ini dikarenakan masih terdapat gangguan yang proteksinya tidak menggunakan relai proteksi, melainkan menggunakan proteksi jenis mekanis yang bekerjanya lambat dan kurang presisi. Pada PLTD Sinjai tingkat perawatan yang dilakukan terhadap generator dan sistem proteksinya cukup baik, hal ini terlihat dari jarang terjadinya gangguan yang timbul karena tidak berfungsinya sistem proteksi dan pengoperasian generator. Hubungan kerja paralel antara pembangkit PLTD Sinjai dengan Incoming Bone bekerja secara interkoneksi yakni saling terhubung.
Blok Diagram Sistem
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
TINJAUAN UMUM PLTD SINJAI
SISTEM OPERASI PLTD SINJAI
PENUTUP
KESIMPULAN
Sinjai menggunakan sistem operasi yang sesuai dengan Standar Operasional Prosedur (SOP) yang lazim digunakan pada pembangkit listrik unit pembangkit kecil PLTD, yaitu pembangkit listrik dengan pembangkit mati 24 jam di bawah 10 MW. . Juga tiga buah generator yang berfungsi yang tugas utamanya membantu kekurangan daya yang dibutuhkan oleh beban.
SARAN-SARAN
Russel, 2017, The Art and Science Of Protective Relaying, John Wiley And Sons, inc., New York.
