Turbin Pelton

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

Nama: Juan Dimas Jaya Wardhana Kelas: TL-B

Nim: 2203311038

1. Turbin Pelton

Pada turbin impuls (pelton) energi potensial diubah menjadi energi kinetic pada nozle yang mempunyai kecepatan tinggi dan membentur suudu -sudu pada turbin.seteleah membentur pada sudu, arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impuls), akibatnya roda turbin berputar.

Prinsip Kerja

Turbin pelton memiliki cara kerja yang sederhana, yaitu energi potensial air dari penampung atas dialirkan melalui penstock. Kemudian, air menjadi bertekanan tinggi saat sampai di nozzle. Air yang keluar dari nozzle menjadi energi kinetik air, berupa semburan air

bertekanan. Selanjutnya, semburan air tepat mengenai dinding pemisah bucket (splitter) sehingga terpisah menjadi dua aliran. Perubahan momentum ini menciptakan impuls pada bilah turbin sehingga menghasilkan torsi dan putaran di turbin. Saat turbin berputar, energi mekanik turbin atau perputaran turbin dihubungkan ke generator. Kemudian, generator mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Komponen Utama

 Pipa nozzle fungsi : mengarahkan aliran air

 Sudu turbin fungsi : menangkap aliran air

 Kotak penutup fungsi : mengamankan nozzle dan runner

 Governor fungsi : mengatur kecepatan air yang akan diarahkan nozzle

 Ridge : membagi air kearah kiri dan kanan mangkok runner

 Deflector : membelokan pancaran air

 Rumah turbin : tempat kedudukan roda jalan dan penahan air yang keluar dari sudu sudu turbin .

2. Turbin Francis

Turbin Francis adalah jenis turbin air yang dikembangkan oleh James B. Francis. Ini adalah turbin reaksi yang menggabungkan aliran radial dan aksial konsep. Turbin Francis merupakan turbin air yang paling umum digunakan saat ini. Beroperasi dalam kisaran head 40 hingga 600 meter (130 hingga 2.000 kaki) untuk digunakan dalam produksi listrik.

Prinsip Kerja

Turbin Francis sering digunakan di pembangkit listrik tenaga air. Pada turbin francis, air bertekanan tinggi memasuki turbin melalui rumah turbin atau rumah siput. Ini berguna untuk menurunkan tekanan air, tetapi kecepatan aliran air dipertahankan. Setelah itu, air bergerak melalui sudu pengarah dan diarahkan menuju sudu gerak. Saat air melintasi sudu gerak yang melengkung khusus, air dibelokkan sedikit ke samping. Hal ini menyebabkan air kehilangan sebagian dari gerakan "putarannya". Air juga dibelokkan secara aksial, sehingga keluar dari draft tube menuju tail race. Gaya reaksi menyebabkan daya dipindahkan dari air ke poros turbin, mempertahankan putaran. Karena turbin bergerak akibat dari gaya reaksi.

3. Turbin Kaplan

Turbin kaplan adalah turbin dengan sudu-sudu berbentuk baling-baling yang dapat diatur untuk mendapat efisiensi maksimal sesuai dengan besar-kecilnya aliran dan level ketinggian air. Sejatinya, turbin kaplan merupakan pengembangan dari turbin francis,

pengembangannya dilakukan pada tahun 1913 oleh ilmuwan asal Austria yang bernama Viktor Kaplan. Turbin kaplan juga termasuk ke dalam jenis turbin reaksi. Keistimewaan lainnya, turbin kaplan dapat diaplikasikan pada head (tinggi jatuhnya air) yang rendah, yaitu bekisar 10 – 70 meter, tetapi dengan aliran air yang besar. Maka dari itu, turbin ini cocok digunakan dalam pembangkit listrik tenaga air sungai.

Prinsip Kerja

Alur aliran air pada turbin Kaplan sedikit berbeda dari turbin lainnya. Pada turbin kaplan, air dialirkan ke turbin secara radial dan masuk melalui samping (baling-baling pemandu). Baling- baling pemandu dengan cepat mengambil air melalui putaran 90° sehingga dapat mengenai sudu-sudu secara aksial. Air kemudian mengalir ke bawah sehingga air dapat memutar sudu- sudu turbin. Cara kerja seperti ini biasa disebut sebagai turbin reaksi. Setelah turbin

berputar, energi mekanik pun tercipta. Selanjutnya, putaran atau energi mekanik turbin ditransmisikan untuk memutar generator dan terciptalah energi listrik.

NAMEPLATE

1. Nameplate Generator

1. Baris Pertama bertuliskan M127843 memiliki arti Nomor Serial Manufaktur Stator serta 1998 menandakan tahun berapa generator tersebut dirakit.

2. Baris Kedua THDF* 115/67 merupakan type generator yang memiliki arti:

- T = Three phase

Generator menggunakan sistem 3 fasa

Beberapa referensi yang lain menjelaskan arti alfabet T adalah generator memiliki jenis Turbo-generator yang mengindikasikan generator memiliki kapasitas yang besar, ukuran dan massa yang besar, serta kecepatan putar yang tinggi

- H = Hidrogen

Generator memiliki sistem pendingin rotor yaitu Hidrogen.

- D = Direct Cooling

Proses disipasi panas pada generator langsung tersalurkan ke medium pendingin (air) pada stator tanpa adanya medium perantara

- F = Isolasi Stator dan Rotor bertipe F**

Isolasi memiliki ketahanan terhadap temperatur maksimal sebesar 155 derajat C Beberapa referensi lain menyebutkan bahwa huruf F mengindikasikan jenis konstruksi pendingin pada stator yang menyebutkan bahwa generator memiliki tipe kontruksi pendingin yaitu forced cooling

- Angka 115/67 merupakan informasi tentang ukuran rongga stator yaitu memiliki diameter sebesar 115 cm dan panjang inti rotor yang memiliki ukuran panjang sebesar 65 dm (6.5 meter)

- 50 s ¹ merupakan kecepatan ideal generator tersebut diputar yaitu 50 putaran⁻ per sekon atau sekitar 3000 rpm sedangkan kata RIGHT pada baris kedua menunjukkan arah putaran rotor generator dilihat dari sisi muka Generator

(sisi turbin)

3. Baris Ketiga

 Lambang ‘3~’ menunjukkan Generator menggunakan sistem 3 fasa

 Lambang ‘YY’ menunjukkan pada stator generator menggunakan hubungan Double Wye

 Lambang ‘U1V1W1’ menunjukkan output generator memiliki 1 output pada tiap fasanya

4. Baris Keempat

 21000 V ± 5%, 21692 A pada baris ke empat memberikan keterangan bahwa Generator memiliki tegangan rating sebesar 21 kV, dan arus rating sebesar 21692 A diukur dari No Load Test dan Short Circuit Test

 Plus minus 5% menunjukkan bahwa tegangan rating yang dihasilkan idelanya akan memiliki range naik turunnya tegangan sebesar 5% dari 21 kV (+1,05 kV dan -1,05kV)

5. Baris Kelima

 789000 kVA merupakan apparent power atau daya tampak dari Generator (S) yang sebesar 789 MVA

 0.85 merupakan power factor generator ketika dioperasikan pada kondisi ideal digunakan (Arus eksitasi, dan tegangan terminal generator dalam rattingnya, MVAR yang dihasilkan dalam rattingnya, dan Daya yan dikeluarkan juga dalam rattingnya)

6. Baris Keenam

 EXTERNAL EXCITATION memiliki arti bahwa generator menggunakan sistem penguatan secara terpisah, atau kumparan medan pada generator mendapatkan suplai arus dari luar sistem generator (menggunakan exciter)

 414 V, 5434 A merupakan data mengenai besar tegangan dan arus yang bisa diinputkan sebagai eksitasi generator yaitu tidak lebih dari 414 V dan 5434 A.

7. Baris Ketujuh

 CLASS. OF INSUL. MAT.:, adalah singkatan dari Class of Insulation Denominator yang merupakan kode yang menjelaskan tentang isolasi yang digunakan pada Generator yang antaralain:

 F memiliki arti isolasi yang digunakan pada rotor dan stator memiliki ketahanan temperatur maksimal 155 0 C

 IM1106 merupakan type berdasarkan standar internasional tentang konstruksi generator

 IP54 atau Index Protection 54 merupakan Indeks proteksi pada generator terhadap debu dan air. Angka 5 menandakan generator memiliki proteksi terhadap debu (namun dalam jumlah yang terbatas), dan 4 menandakan generator memiliki ketahanan terhadap semburan air dari beberapa arah, (namun dalam jumlah yang terbatas). 8. Baris Kedelapan

 H2 COOLING; 4.5 bar, merupakan data mengenai sistem pendingin yang idealnya digunakan pada generator yaitu Hidrogen dengan tekanan 4.5 bar

 COLD GAS TEMP.:MAX 400C, merupakan singkatan dari COLD GAS TEMPERATURE yang berarti temperatur gas pendingin yang memiliki temperatur maksimal sebesar 400 C

9. Baris Kesembilan dan Kesepuluh

 Stator Transport Weight: 316 Mg, merupakan data mengenai berat stator yang mencapai 316 Mega gram

 Rotor Transport Weight: 73 Mg, merupakan data mengenai berat rotor yang mencapai 73 Mega gram

 IEC, merupakan standar yang dipakai dalam generator yang berarti standar Internation Electrotechnical

2. Nameplate Trafo.

Berikut ini adalah minimal informasi yang harus dimuat dalam papan pengenal suatu produk berdasarkan standar internasional IEC60044-1.

 Nama Pabrikan atau tanda lainnya yang akan memudahkan untuk

mengidentifikasikan pabrikan dari trafo tersebut. Contoh : PT Esitas Pasific.

 Nomer seri atau tipe produk, akan lebih baik jika kedua informasi tersebut dimuat.

Pada contoh gambar1, nomer seri (B1) adalah : 2014/P14404 dan tipe produk (B2) adalah ATB 20-B. Bilangan 2014 menunjukan tahun pembuatan dari trafo arus.

 Frekuensi kerja (C). Pada contoh gambar, frekuensinya adalah 50Hz.

Hal yang perlu di ingat oleh pengguna, trafo arus yang memiliki frekuensi kerja lebih tinggi dari frekuensi sistem tidak bisa digunakan, karena akan berakibat nilai

kesalahan atau error yang besar dan trafo arus akan mudah mengalami kejenuhan.

Sebagai contoh, trafo arus dengan frekuensi kerja 60Hz tidak boleh digunakan pada jaringan atau sistem yang memiliki frekuensi kerja 50Hz.

 Kelas insulasinya (D) jika berbeda dengan kelas insulasi A. pada contoh, kelas insulasinya adalah E. Kelas insulasi terkait dengan kemampuan maksimum

dakenaikan suhunya. Insulasi kelas A mengandung arti bahwa trafo tersebut memiliki kemampuan maksimum kenaikan suhu hingga 75 derajat.

 Rating faktor (E) dari Trafo Arus. Pada contoh gambar2, nilai rating faktor adalah 1.2 Rating faktor adalah factor pengali dari kemampuan trafo arus untuk menyalurkan arus primer secara terus-menerus tanpa mengalami kenaikan suhu yang melebihi dari spesifikasi yang telah ditentukan. Pada contoh diatas, trafo arus tersebut mampu dialiri arus hingga 960Ampere (1.2 * 800A)secara terus-menerus.

 Arus Short circuit , Ith (F). Pada contoh, arus short circuit adalah 25kA/1sec.

Parameter ini menunjukan kemampuan dari trafo arus ketika dialiri arus yang besar selama kurun waktu tertentu.

 Arus dinamik, Idyn (G). Pada contoh, arus dinamiknya adalah 2.5Ith. Arus dinamik adalah arus puncak pada saat terjadinya gangguan sistem atau fault.

 Tegangan tertinggi dari produk, misal 12KV atau 24KV. Pada contoh diatas, tegangan tertinggi dari trafo arus adalah 24KV.

 Tingkat insulasi pengenal dari trafo arus. Pada contoh diatas, kelas insulasinya adalah 50/125. Nilai 50 adalah tegangan Uji ketahanan insulasi selama 1 menit, sedangkan angka 125 adalah nilai tegangan impuls.

Catatan: Parameter (h) dan (i) bisa digabung menjadi: 24/50/125KV

 Arus primer dan arus sekunder. Biasa dikenal sebagai rasio pengenal. Biasa ditulis “ rated primary/rated secondary”. Pada contoh, rasio pengenalnya adalah 400-800/1-1.

Bilangan 400-800 menyatakan arus primer pengenal dari trafo arus adalah 400 ampere atau 800 ampere.

Bilangan 1-1 menyatakan arus sekunder pengenal dari trafo arus adalah 1 ampere.

 Terminal marking dari kumparan sekunder.

 Arus Sekunder pengenal.

 Daya keluaran

 kelas ketelitian dari trafo arus. Pada contoh diatas, trafo arus terdiri dari dua buah inti atau core.

Inti/core pertama adalah trafo proteksi yang ditunjukan dengan 5P.

Inti/core yang kedua adalah trafo untuk pengukuran yang ditunjukan dengan 0.5

 Faktor keselamatan FS untuk trafo arus pengukuran atau Akurasi limit Faktor (ALF) untuk trafo arus proteksi.

Pada contoh diatas, ALF adalah 20 dan FS adalah 10.

Referensi:

Standar IEC60044-1 yang mengatur tentang trafo arus.