Laporan PKL
-
Upload
nabas-samosir -
Category
Documents
-
view
489 -
download
112
description
Transcript of Laporan PKL
LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN
PEMBEBANAN TRANSFORMATOR UNTUK PEMAKAIAN SENDIRI
PADA PLTU JERANJANG UNIT 1
OLEH :
HAMDAN MAKBUL
F1B012035
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MATARAM
2015
i
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala limpahan anugerah-Nya sehingga laporan Praktek Kerja Lapangan pada
PT. Barata Indonesia PLTU Jeranjang 2X25 MW dapat terselesaikan tentang:
“Pembebanan Transformator Untuk Pemakaian Sendiri pada PLTU jeranjang
UNIT 1” .
Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kepada Allah S.W.T yang telah memberikan kesehatan sehingga saya dapat
menyelesaikan laporan Praktek Kerja Lapangan (PKL) ini.
2. Yusron Saadi, ST.,MT.,Phd, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Mataram.
3. Sudi M. Al Sasongko,ST.,MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Mataram .
4. Agung Budi Muljono,ST.,MT selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan bimbingan, saran dan nasehat dalam menyelesaikan laporan
praktek kerja lapangan ini.
5. Ir. Setiyo Purnomo, selaku Site Manager PT Barata Indonesia (persero)
proyek PLTU 2 NTB 2x25 MW.
6. Khoirul Anam, ST., selaku pembimbing lapangan yang telah memberikan
bimbingan, saran dan nasehat dalam menyelesaikan laporan praktek kerja
lapangan ini. Terima kasih atas keramahan, kesabaran, kebaikan serta waktu
yang telah diluangkan untuk berbagi ilmu.
7. Bapak Teguh, bapak Wawan, seluruh staf dan karyawan PT Barata Indonesia
proyek PLTU 2 NTB 2x25 MW yang namanya tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu, terimakasih banyak atas kerja sama dan bantuannya.
8. Kedua orang tua, dan keluarga yang telah memberikan do’a dan dorongan
semangat serta bantuan baik materil dan moril, sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan praktek kerja lapangan ini.
9. Nurjannah & Rifky Irwan yang turut melaksanakan Praktek Kerja Lapangan
di PLTU Jeranjang, PT. Barata Indonesia (persero) proyek PLTU 2 NTB 2x25
iii
MW, terima kasih atas bantuan, support, saran, canda tawa, dan
kebersamaannya.
10. Lathifatun Muhibbah, atas cinta dan motivasi yang diberikan selama ini,
terima kasih telah menjadi salah satu motivasi terbesar dalam hidup.
11. Teman-teman dari Jurusan Teknik Elektro dan Angkatan 2012 yang telah
memberikan dorongan dan motifasi serta bantuannya selama ini.
12. Serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung yang telah
membantu menyelesaikan laporan praktek kerja lapangan ini.
Penulis sadar bahwa laporan kerja praktek ini masih memiliki banyak
kekurangan. Maka dari itu penulis memohon agar diberikan saran-saran dan kritik
yang membangun. Penulis berharap agar laporan kerja praktek ini dapat
memberikan manfaat kepada penulis pada khususnya dan kepada pembaca pada
umumnya. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi kemajuan
perkembangan ilmu pengetahuan terutama bagi mahasiswa S1 Teknik Elektro
Universitas Mataram. Amin.
Mataram, Oktober 2015.
Penulis
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................i
KATA PENGANTAR ........................................................................................ii
DAFTAR ISI.......................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................vii
DAFTAR TABEL...............................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................1
1.2. Tujuan .........................................................................................................2
1.3. Batasan Masalah ..........................................................................................3
1.4. Metode Penulisan.........................................................................................3
1.5. Sistematika Penulisan ..................................................................................3
BAB II TINJAUAN UMUM PT.BARATA INDONESIA ............................5
2.1. Sejarah Singkat ............................................................................................5
2.2. Struktur Organisasi .....................................................................................6
2.2.1 Visi dan Misi Perusahaan.....................................................................6
2.2.2 Struktur Organisasi ..............................................................................6
2.3. Job dan Deskripsi .........................................................................................7
2.4. Logo Perusahaan ..........................................................................................8
BAB III TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................9
3.1 Prinsip Kerja PLTU .....................................................................................9
3.2 Peralatan PLTU Jeranjang ...........................................................................12
3.2.1 Boiler ..................................................................................................12
3.2.2 Precipitator Stack...............................................................................16
3.2.3 Turbin .................................................................................................17
v
3.2.4 Generator ............................................................................................17
3.2.5 Kondensator........................................................................................18
3.2.6 Substation, Transformer, Transmission lines .....................................18
3.3 Sistem Pengoperasian PLTU sektor Jeranjang ............................................19
3.3.1 Sistem Pengolahan Air .......................................................................19
3.3.2 Sistem Bahan Bakar ...........................................................................23
3.3.3 Sistem Sirkulasi Air dan Uap .............................................................25
3.3.4 Sistem Udara dan Gas Buang .............................................................26
3.4 Transformator ..............................................................................................27
3.4.1 Pengertian Transformator ...................................................................28
3.4.2 Cara Kerja dan Fungsi Tiap-tiap Bagian Transformator ....................28
3.4.3 Jenis-jenis Transformator ...................................................................32
3.4.4 Rangkaian Magnetisasi Transformator...............................................34
3.4.5 Rangkaian Ekivalen Transformator....................................................35
3.4.6 Rugi-rugi Pada Transformator............................................................36
BAB IV PEMBEBANAN TRANSFORMATOR UNTUK PEMAKAIAN
SENDIRI ....................................................................................................38
4.1 Proses Transfer Daya Dari GI Pembangkit ke Beban-beban Pemakaian
Sendiri ..........................................................................................................38
4.1.1.Proses Pembebanan Transformator 150 kV/6,3 kV. ..........................39
4.1.2.Reactor................................................................................................41
4.1.3.Auxilarry Transformaer 6,3 kV/400 V...............................................42
4.2 Syarat-syarat Transformator Beroperasi ......................................................44
4.3 Urutan Pengoperasian Transformator ..........................................................44
4.4 Pengelompokan Beban Untuk Pemakaian Sendiri………………………..45
4.4.1.Beban Dengan Tegangan Sistem 6,3 kV............................................46
4.4.2.Beban Dengan Tegangan Sistem 480 V dan 220 V ...........................47
4.4.3.Common Bus section 380 V dan 220 V .............................................52
4.5 Data Harian Pembebanan Transformator.....................................................54
BAB V PENUTUP ............................................................................................60
vi
5.1 Kesimpulan ...................................................................................................60
5.2 Saran............................................................................................................61
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur Organisasi PT Barata Indonesia ...........................................6
Gambar 2.2. Detail Struktur Organisasi Keuangan dan SDM ................................7
Gambar 2.3. Logo PT. Barata Indonesia .................................................................8
Gambar 3.1. Siklus PLTU .......................................................................................9
Gambar 3.2. Proses konversi energi pada PLTU ....................................................9
Gambar 3.3. Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU ........................................10
Gambar 3.4. Diagram T – s Siklus PLTU .............................................................10
Gambar 3.5. Boiler system PLTU jeranjang.........................................................13
Gambar 3.6. Turbin system PLTU jeranjang .........................................................17
Gambar 3.7. Generator system PLTU jeranjang ...................................................18
Gambar 3.8. Condensor system PLTU jeranjang...................................................18
Gambar 3.9. Transformator system PLTU jeranjang ...........................................18
Gambar 3.10 WTP (water treathment plant) system PLTU jeranjang ..................20
Gambar 3.11 Coal Handling system PLTU jeranjang ..........................................25
Gambar 3.12. Siklus uap dan air pada PLTU .......................................................26
Gambar 3.13. ESP system PLTU jeranjang ..........................................................27
Gambar 3.14. Transformator Tiga Phasa ..............................................................27
Gambar 3.15. Komponen Transformator ..............................................................28
Gambar 3.16. Step Up Transformator ...................................................................32
Gambar 3.17. Step Down transformer ..................................................................32
Gambar 3.18. Autotransformator variable ............................................................33
Gambar 3.19. Rangkaian Magnetisasi transformator ............................................34
Gambar 3.20. Diagram Vektor Tegangan dan Arus .............................................35
Gambar 3.21. Rangkaian elektrik transformator ...................................................35
Gambar 3.22. Rangkaian ekivalen transformator .................................................35
viii
Gambar 4.1. Single line diagram transfer daya sistem 6.3 kV...............................38
Gambar 4.2. Single line diagram Power Back feeding 150 kV/ 6.3 kV ...............39
Gambar 4.3. Name Plate Main Transformer 150 kV/6,3 kV ................................41
Gambar 4.4. Reactor .............................................................................................41
Gambar 4.5. Diagram Flow Back Feeding PLTU Jeranjang Unit 1 ......................42
Gambar 4.6. Dry Type Transformer - 6,3 kV/400 V ............................................43
Gambar 4.7. Oil Type Transformer - 6,3 kV/400 V .............................................43
Gambar 4.8. Oil Type Transformer - 6,3 kV/400 V .............................................44
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Data Perusahaan .................................................................................. 5
Tabel 3.1. Data Spesifikasi Boiler PLTU Jeranjang ..........................................16
Tabel 3.2. Spesifikasi Turbin di PLTU Jeranjang ..............................................17
Tabel 4.1. Data teknis Main Transformer PLTU jeranjang ..............................40
Tabel 4.2. Tabel Data Teknis Reactor PLTU Jeranjang .....................................42
Tabel 4.3. Data sfesifikasi Dry Transformer ......................................................43
Tabel 4.4. Data sfesifikasi Oil Transformer .......................................................43
Tabel 4.5. Data sfesifikasi Oil Transformer .......................................................44
Tabel 4.6. Beban dengan teganagan sistem 6,3 kV ............................................46
Tabel 4.7. Beban dengan tegangan sistem 380 V dan 220 V .............................47
Tabel 4.8. Common bus section dengan tegangan sistem 380 V dan 220 V......52
Tabel 4.9. Data pembebanan transformator hari ke-1 ........................................54
Tabel 4.10. Data pembebanan transformator hari ke-2 ........................................55
Tabel 4.11. Data pembebanan transformator hari ke-3 ........................................56
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Listrik adalah bentuk energi sekunder yang paling praktis penggunaannya
oleh manusia, dimana listrik dihasilkan dari proses konversi sumber energi primer
seperti, potensial air, energi angin, minyak bumi, gas dan batubara.
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan yang penting bagi
kehidupan manusia. Kebutuhan akan energi listrik cenderung meningkat setiap
tahunnya. Hal ini disebabkan karena semakin banyaknya penduduk dan semakin
bertambahnya kebutuhan. Menyadari arti pentingnya listrik untuk menunjang
kehidupan sehari-hari, maka PT. PLN (Persero) sektor Jeranjang memiliki 3 unit
pembangkit dengan daya setiap unit 25 MW yang merupakan salah satu
pensuplay energi listrik di NTB yang proses pembangkitannya menggunakan
energi uap.
PLTU Jeranjang mempunyai 3 buah unit main transformer, masing-
masing unit memiliki kapasitas 34.500 kVA. Selain untuk melayani beban-beban
konsumen pembangkit juga membutuhkan daya listrik untuk pemakaian sendiri,
yang disalurkan dari generator melalui reactor (dalam keadaan operasi) dan dari
gardu induk pembangkit menggunakan main transformer melalui reactor (dalam
keadaan maintenance).
Tegangan sistem pada beban pembangkit berbeda-beda, yaitu 220 V, 380
V, dan 6 kV. Agar daya dapat tersalurkan dengan benar ke seluruh beban maka
transformator sangat dibutuhkan untuk menyesuaikan tegangan sistem beban-
beban tersebut.
Karena terjadi gangguan pada salah satu bagian dari PLTU jeranjang yaitu
pada boiler maka beban-beban yang sebelumnya disuplay oleh generator kini
disuplay dari GI pembangkit. Main Transformator yang sebelumnya digunakan
untuk meyalurkan daya dari pembangkit ke GI pembangkit berubah fungsi
menjadi penarik daya dari GI pembangkit ke beban-beban pembangkit. Begitupun
dengan prosedur untuk melakukan pengamanan terhadap proteksi sistem dan
transformator ketika sedang beroperasi dengan ketika terjadi maintenance
(perbaikan) berbeda.
2
1.2. Tujuan
Kerja praktek ini merupakan salah satu mata kuliah wajib yang ada pada
kurikulum akademik Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Mataram. Maksud dan tujuan pelaksanaan kerja praktek ini yaitu:
Tujuan Umum
1. Bagi Mahasiswa
a. Untuk memperoleh pengalaman secara langsung tentang penerapan ilmu
pengetahuan dan teknologi yang didapat dalam dunia pendidikan pada dunia
industri.
b. Untuk menambah wawasan tentang dunia kerja sehingga nantinya ketika
terjun ke dunia kerja dapat menyesuaikan diri dengan cepat.
2. Bagi Institusi Pendidikan
a. Menjalin kerjasama antara perguruan tinggi dengan dunia industri.
b. Mendapatkan bahan masukan tentang sistem pengajaran yang lebih sesuai
dengan lingkungan kerja.
c. Untuk meningkatkan kualitas dan pengalaman lulusan yang dihasilkan.
3. Bagi Perusahaan
a. Membina hubungan baik dengan pihak institusi perguruan tinggi dan
mahasiswa.
b. Untuk merealisasikan partisipasi dunia usaha terhadap pengembangan
dunia pendidikan.
Tujuan Khusus
Tujuan khusus yang ingin dicapai dari pelaksanaan kerja praktek ini adalah:
a. Mengetahui prinsip-prinsip kerja tansformator.
b. Mengetahui proses transfer daya dari Gardu Induk pembangkit ke beban-
beban pemakaian sendiri.
c. Mengetahui urutan pengoperasian transformator.
d. Mengetahui jeni-jenis trafo yang digunakan pada PLTU jeranjang unit 1.
e. Mengetahui jenis-jenis beban pada PLTU jeranjang unit 1.
3
1.3. Batasan Masalah
Untuk menghindari meluasnya permasalahan dalam penyusunan dan
penulisan laporan Praktek Kerja Lapangan (PKL) ini, maka penulis hanya dapat
membahas masalah mengenai pembebanan transformator untuk pemakaian sendiri
pada PLTU Jeranjang Unit 1.
Karena keterbatasan waktu dan keadaan maka penulis hanya membahas
mengenai pembebanan transformator untuk pemakaian sendiri ketika sedang
terjadinya maintenance.
1.4. Metode Penulisan
Adapun metode penulisan yang digunakan dalam mengumpulkan data
untuk pembuatan laporan ini adalah sebagai berikut:
1. Observasi:
Yaitu melakukan penelitian langsung kelapangan untuk memperoleh data-
data yang berhubungan dengan permasalahan.
2. Wawancara dan diskusi:
Yaitu melakukan tanya jawab dengan sumber-sumber yang memahami
permasalahan.
3. Study Literatur
Yaitu mendapatkan data-data yang berhubungan dengan permasalahan
melalui sumber pada tempat PKL, buku referensi, dan internet.
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan dalam pembahasan penulisan laporan kerja praktek
ini disusun menurut sistematika yang dibagi menjadi lima BAB, yaitu:
BAB I : PENDAHULUAN
Berisikan tentang Latar Belakang, Materi Praktek Kerja Lapangan,
Maksud dan Tujuan, Batasan Masalah, Metode Pengumpulan Data, dan
Sistematika Laporan.
4
BAB II : TINJAUAN UMUM PT. BARATA INDONESIA
Berisikan tentang Sejarah Berdirinya PT. Barata Indonesia PLTU
Jeranjang 2x25 MW, Struktur Organisasi, serta logo perusahaan.
BAB III: TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan tentang prinsip kerja PLTU, Peralatan PLTU sektor
Jeranjang, sistem pengoperasian PLTU Jeranjang, dan transformator
(pengertian transformator, prinsip kerja, bagian-bagian, peralatan
proteksi dan jenis jenis transformator, rangkaian magnetisasi dan
rangkaian ekivalen transformator.)
BAB IV: PEMBEBANAN TRANSFORMATOR UNTUK PEMAKAIAN
SENDIRI
Berisikan tentang proses transfer daya dari gardu induk pembangkit ke
beban-beban pemakaian sendiri, jenis-jenis transformator yang
digunakan pada PLTU jeranjang UNIT 1, syarat transformator operasi,
urutan pengoperasian transformator, pengelompokan beban
transformator untuk pemakaian sendiri, serta data pembebanan harian.
BAB V: PENUTUP
Berisikan kesimpulan seluruh isi laporan dan saran.
5
BAB II
TINJAUAN UMUM PT. BARATA INDONESIA
2.1 Sejarah Singkat
PT BARATA INDONESIA (Persero) idirikan pada tahun 1971 dengan
nama PT. BARATA METALWORKS & ENGINEERING yang merupakan
merger dari :
1. PN. BARATA dahulu NV. BRAAT Machinefabriek, didirikan pada tahun
1901 untuk memberikan jasa pemugaran kepada pabrik - pabrik gula,
manufaktur jembatan, dan konstruksi baja lainnya
2. PN. SABANG MERAUKE dahulu Machinefabriek & Scheeepswerf NV.
MOLENVLIET, didirikan pada tahun 1920 untuk memberikan jasa
pemugaran pada industri budidaya gunung dan perkapalan pantai.
3. PN. PEPRIDA, yaitu perusahaan milik pemerintah yang didirikan pada tahu
1962 untuk melaksanakan pembangunan proyek-proyek industri dasar.
Pada awal berdirinya, PT BARATA INDONESIA berpusat di Surabaya
menempati area seluas 6.7 Ha di jalan Ngagel No. 109 yang dalam
perkembangannya dari waktu ke waktu telah menjadi wilayah pusat kota yang
padat penduduk. Dengan pertimbangan untuk pengembangan ke depan, dimana
dibutuhkan ketersediaan lahan yang lebih luas, maka PT. BARATA INDONESIA
( Persero ) melakukan relokasi kantor dan pabrik ke Gresik di Jl. Veteran No 241
pada tahun 2005 dengan menempati lahan seluas 22 Ha.
Tabel 2.1. Data Perusahaan
Nama Perusahaan : PT. BARATA INDONESIA (Persero)Alamat : Jl. Veteran No, 241 Gresik 61123Telepon/ Fax Telepon: 031 3990 555 Fax : 031 3990 666Berdiri : 19 Mei 1971Bidang Usaha : 1. Engineering Procurement & Construction
2. Manufacturing3. Foundry
Unit Bisnis : - SBU Gresik- SBU Tegal- SBU Cilegon- SBU Bandung & Sukabumi- SBU Medan- SBU Makassar
6
2.2 Struktur Organisasi
2.2.1. Visi dan Misi Perusahaan
Visi :
PT BARATA INDONESIA ( Persero ) menjadi perusahaan Foundry,
Metalworks dan Engineering, Procurement & Construction ( EPC ) yang
tangguh.
Misi :
1. Melakukan kegiatan usaha Foundry dan Metal Works Peralatan Industri
dan komponen untuk bidang Agro, Oil & Gas, Power Plant dan Pengairan
dengan mengoptimalisasikan sumber daya, sehingga memberikan nilai
tambah bagi karyawan, pemesan, Pemegang Saham dan Stake Holder
lainnya.
2. Melakukan kegiatan usaha Engineering, Procurement & Construction
untuk bidang Industri Agro, Industri Migas (Tankage) dan Industri
Pembangkit Tenaga Listrik.
2.2.2 Struktur Organisasi
Gambar 2. 1 Struktur Organisasi PT. Barata Indonesia (Persero)
Sumber: PT. Barata Indonesia (Persero)
7
Gambar 2. 2 Detail Struktur Organisasi Keuangan dan SDM
2.3 Job Deskripsi
PT. BARATA INDONESIA (PERSERO) memiliki beberapa divisi,
dimana setiap divisi tersebut memiliki job deskripsi masing-masing. Adapun tugas
pokok divisi-divisi yang ada pada PT. Barata Indonesia (Persero) sesuai SK
Direksi PT Barata Indonesia (Persero) No K 13 005 02 Januari 2013, yaitu:
1. Divisi Produksi Pengecoran
Mengkoordinasikan dan mengendalikan seluruh kegiatan produksi dan
pendukung produksi antar Divisi Produksi guna memperlancar dan mempercepat
proses produksi dalam rangka pencapaian target, tujuan, dan sasaran sebagaimana
ditetapkan dalam Rencana Kerja dan Anggaran Perusahaan (RKAP).
2. Divisi Produksi Peralatan Jalan
Merencanakan, mengkoordinasikan, melaksanakan, dan mengendalikan
proses produksi Divisi Produksi Peralatan Jalan dalam rangka pencapaian target
sebagaimana ditetapkan dalam Rencana Kerja dan Anggaran Perusahaan (RKAP).
3. Divisi Produksi Peralatan Industri Proses
Merencanakan, mengkoordinasikan, melaksanakan dan mengendalikan
proses produksi Divisi Produksi Peralatan Indusri Proses dalam rangka
pencapaian target sebagaimana ditetapkan dalam Rencana Kerja dan Anggaran
Perusahaan (RKAP).
4. Divisi Produksi Peralatan Industri Agro
8
Merencanakan, mengkoordinasikan, melaksanakan dan mengendalikan
proses produksi Divisi Produksi Peralatan Indusri Agro dalam rangka pencapaian
target sebagaimana ditetapkan dalam Rencana Kerja dan Anggaran Perusahaan
(RKAP).
5. Divisi Pengadaan Barang dan Jasa
Merencanakan, mengkoordinasikan, melaksanakan, dan mengendalikan
pemenuhan kebutuhan barang dan jasa, melaksanakan pengadaannya dalam
rangka mendukung divisi produksi untuk memenuhi kebutuhan material sesuai
spesifikasi guna memperlancar proses produksi.
6. Divisi Engineering Procurement and Construction
Merencanakan, mengkoordinasikan, melaksanakan dan mengendalikan
seluruh kegiatan Divisi Engineering Procurement and Construction dalam rangka
pencapaian target sebagaimana ditetapkan dalam Rencana Kerja dan Anggaran
Perusahaan (RKAP) untuk menjamin kelangsungan bisnis dan kepercayaan
pelanggan.
7. Departemen HRD
Merencanakan, mengkoordinasikan, melaksanakan, dan mengendalikan
seluruh kegiatan Sumber Daya Manusia dan Administrasi Personalia serta
memberikan dukungan umum untuk kelancaran kegiatan perusahaan dalam
rangka pencapaian tujuan dan sasaran perusahaan.
2.4 Logo Perusahaan
Berikut adalah desain logo pada PT. BARATA INDONESIA
(PERSERO), seperti Gambar 2.3:
Gambar 2.3 Logo PT. Barata Indonesia (Persero)
9
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Prinsip kerja PLTU
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak
digunakan, karena efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang
ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang mengubah energi kimia
dalam bahan bakar menjadi energi listrik.
Gambar 3.1 siklus PLTU(sumber: Bahan ajar Pembangkit Tenaga Lisrik FT UNRAM)
Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu :
Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam
bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.
Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk
putaran.
Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
Gambar 3.2 Proses konversi energi pada PLTU
(sumber: ajar Universitas Mercubuana)
PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup.
Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang.
Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut :
9
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Prinsip kerja PLTU
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak
digunakan, karena efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang
ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang mengubah energi kimia
dalam bahan bakar menjadi energi listrik.
Gambar 3.1 siklus PLTU(sumber: Bahan ajar Pembangkit Tenaga Lisrik FT UNRAM)
Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu :
Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam
bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.
Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk
putaran.
Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
Gambar 3.2 Proses konversi energi pada PLTU
(sumber: ajar Universitas Mercubuana)
PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup.
Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang.
Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut :
9
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Prinsip kerja PLTU
PLTU adalah jenis pembangkit listrik tenaga termal yang banyak
digunakan, karena efisiensinya tinggi sehingga menghasilkan energi listrik yang
ekonomis. PLTU merupakan mesin konversi energi yang mengubah energi kimia
dalam bahan bakar menjadi energi listrik.
Gambar 3.1 siklus PLTU(sumber: Bahan ajar Pembangkit Tenaga Lisrik FT UNRAM)
Proses konversi energi pada PLTU berlangsung melalui 3 tahapan, yaitu :
Pertama, energi kimia dalam bahan bakar diubah menjadi energi panas dalam
bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi.
Kedua, energi panas (uap) diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk
putaran.
Ketiga, energi mekanik diubah menjadi energi listrik.
Gambar 3.2 Proses konversi energi pada PLTU
(sumber: ajar Universitas Mercubuana)
PLTU menggunakan fluida kerja air uap yang bersirkulasi secara tertutup.
Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang.
Urutan sirkulasinya secara singkat adalah sebagai berikut :
10
Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan
pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil
pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.
Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu
diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik
berupa putaran.
Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar
menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet
dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari
terminal output generator
Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan
dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air
kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi
sebagai air pengisi boiler.
Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang.
Gambar 3.3 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU
Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan
dengan diagram T – s (Temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus
rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :
Gambar 3.4 Diagram T – s Siklus PLTU
10
Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan
pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil
pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.
Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu
diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik
berupa putaran.
Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar
menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet
dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari
terminal output generator
Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan
dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air
kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi
sebagai air pengisi boiler.
Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang.
Gambar 3.3 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU
Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan
dengan diagram T – s (Temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus
rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :
Gambar 3.4 Diagram T – s Siklus PLTU
10
Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi penuh seluruh luas permukaan
pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil
pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap.
Kedua, uap hasil produksi boiler dengan tekanan dan temperatur tertentu
diarahkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan daya mekanik
berupa putaran.
Ketiga, generator yang dikopel langsung dengan turbin berputar
menghasilkan energi listrik sebagai hasil dari perputaran medan magnet
dalam kumparan, sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari
terminal output generator
Keempat, Uap bekas keluar turbin masuk ke kondensor untuk didinginkan
dengan air pendingin agar berubah kembali menjadi air yang disebut air
kondensat. Air kondensat hasil kondensasi uap kemudian digunakan lagi
sebagai air pengisi boiler.
Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang.
Gambar 3.3 Siklus fluida kerja sederhana pada PLTU
Siklus kerja PLTU yang merupakan siklus tertutup dapat digambarkan
dengan diagram T – s (Temperatur – entropi). Siklus ini adalah penerapan siklus
rankine ideal. Adapun urutan langkahnya adalah sebagai berikut :
Gambar 3.4 Diagram T – s Siklus PLTU
11
Proses yang terjadi dalam siklus Rankine pada ke empat komponen PLTU:
1 – 2 : proses adiabatic dapat balik (isentropis) berupa proses kompresi
(pemompaan) yang terjadi didalam pompa.
2 – 3 : proses penambahan panas isobaric yang terjadi di dalam ketel (generator
uap)
3 – 4 : proses ekspansi adiabatic di dalam turbin uap
4 – 1 : proses pembuangan panas isobaric di dalam condenser.
Jika keseimbangan energi terjadi ditiap komponen, maka persamaan energi
aliran-tetap (dengan mengabaikan perubahan energi potensial dan energi kinetic)
adalah:= ∆ℎ + .................................................................................................... (1)
Dengan: q = perpindahan panas di dalam komponen (kJ/kg)
∆h = perubahan entalpi melalui komponen (kJ/kg)
w = panas ekivalen dari kerja yang dilakukan di tiap komponen
(kJ/kg).
Karena proses di dalam Ketel dan Kondenser bersifat isobaric, maka kerja ideal
dari komponen-komponen tersebut adalah sebesar nol, sehingga persamaan energi
dalam persamaan (1) akan berubah menjadi := ∆ℎ ................................................................................................................. (2)
Karena kompresi dan ekspansi fluida di dalam pompa dan turbin bersifat adibatik
(q = 0) maka persamaan (1) akan menjadi:= −∆ℎ .............................................................................................................. (3)
Jika perubahan energi kinetic dan potensial dalam komponen aliran tetap
dapat diabaikan, maka kerja dapat-balik yang dihasilkan oleh komponen-
komponen diatas adalah = −∫ , karena fluida dari pompa bersifat tidak
dapat ditekan (incompressible), maka kerja pompa ideal adalah:
12
= −∆ℎ = ℎ − ℎ = −∫ = − ∫ = − ( − ) ................... (4)
Dengan: v = volume fluida (m3)
P = tekanan fluida (bar)
∆h= h2 –h1
Harga negative pada persamaan (4) untuk kerja pompa ideal menunjukkan
kerja diberikan kepada fluida kerja oleh pompa (bukan dihasilkan pompa).
Berdasarkan persamaan (3), maka kerja turbin dapat dinyatakan dengan:= −∆ℎ = −(ℎ − ℎ ) = ℎ − ℎ ) ................................................................. (5)
Untuk keseluruhan siklus Rankine ideal jumlah kerja yang dilakukan
adalah kerja yang terjadi pada pompa dan turbin adalah:= + = ℎ − ℎ + ℎ − ℎ = ℎ − ℎ − ( − ) .................... (6)
Efisiensi thermis untuk siklus Rankine ideal,
= = = 1 − .............................................................. (7)
Dengan: Qadd = jumlah kalor/panas yang ditambahkan ke ketel yaitu pada proses 2
– 3, maka:= ℎ − ℎ ....................................................................................................... (8)
3.2. Peralatan PLTU Jeranjang
PLTU Jeranjang mempunyai peralatan-peralatan yang digunakan untuk
dapat membangkitkan tenaga listrik serta menunjang kinerja pembangkitan
sehingga medapatkan efissiensi terbaik. Peralatan-peralatan PLTU jeranjang
yaitu:
3.2.1 Boiler
Boiler adalah station untuk melakukan proses pemanasan yang akan
merubah air menjadi uap.
13
Gambar 3.5 Boiler system PLTU jeranjang
(Sumber: PT.Barata Indonesia)
Boiler memiliki beberapa peralatan bantu, yaitu :
1. Economizer
Economizer berfungsi untuk meningkatkan temperatur air ( pemanasan
awal) sebelum masuk ke boiler untuk selanjutnya di alirkan ke steam drum,
komponen ini berada dalam boiler yang terdiri dari rangkaian pipa-pipa (tubes)
yang menerima air dari inlet.
Sumber panas yang diperlukan oleh alat tersebut berasal dari gas buang
dalam boiler. Air mengalir dalam pipa–pipa, sementara di luar mengalir gas panas
yang berasal dari hasil p embakaran boiler. Selanjutnya steam panas tersebut
dimanfaatkan untuk memanaskan air sehingga temperaturnya meningkat.
2. Boiler Drum
Berfungsi untuk menyimpan air dalam volume yang besar dan untuk
memisahkan uap dari air setelah proses pemanasan yang terjadi dalam Boiler.
Secara umum, ada empat jenis pipa sambungan dasar yang berhubungan
dengan Steam Drum, yaitu:
a. Feed Water Pipe
Berfungsi mengalirkan air dari Economizer ke Distribution Pipe yang
panjangnya sama persis dengan Steam Drum. Distribute Pipe berfungsi
mengalirkan air dari Economizer secara merata keseluruh bagian Steam Drum.
b. Downcomer atau Pipa turun
Ditempatkan disepanjang bagian dasar Steam Drum dengan jarak yang
sama antara yang satu dengan yang lainnya. Pipa-pipa ini mengalirkan air
dari Steam Drum menuju Boiler Circulating Pump. Boiler Water Circulating
Pump (BWCP) digunakan untuk memompa air dari Downcomer dan
14
mensirkulasikannya menuju Waterwall yang kemudian air tersebut dipanaskan
oleh pembakaran di Boiler dan dikirim kembali ke Steam Drum.
c. Waterwall Pipe
Terletak dikedua sisi Steam Drum dan merupakan pipa-pipa kecil yang
berderet vertikal dalam Boiler, setiap pipa disambung satu sama lain agar
membentuk selubung yang kontinu dalam Boiler. Konstruksi seperti ini disebut
konstruksi membran. Waterwallbertugas menerima dan mengalirkan air
dari Boiler Circulating Pump kemudian dipanaskan dalam Boiler dan dialirkan
ke Steam Drum.
d. Steam Outlet Pipe
Merupakan sambungan terakhir, diletakkan dibagian atas Steam
Drum untuk memungkinkan Saturated Steam keluar dari Steam
Drum menuju Superheater.
Dalam Steam Drum, Saturated Steam akan dipisahkan dan diteruskan
untuk pemanasan lebih lanjut di Superheater, sedangkan airnya tetap berada dalam
Steam drum dan dialirkan ke Down Comer, dari sini proses akan dimulai lagi.
Selain pipa tersebut, juga terdapat Blowdown Pipa yang letaknya dibagian
bawah Steam Drum, tepat dibawah permukaan air. Saat air berubah menjadi uap,
kotoran-kotoran air akan tetap tinggal di air dalam Steam Drum. Jika konsentrasi
kotoran tersebut menjadi tinggi, kemurnian steam yang keluar dari Steam
Drum akan terpengaruh dan akan terbawa ke Super Heater ataupun ke
Turbin. Pipa Blowdown akan menghilangkan sebagian kotoran air Boiler dari
permukaan Steam Drum, dan mengalirkannya sehingga dapat mengurangi
konsentrasi kotoran dalam air Boiler, dan pada akhirnya dapat menjaga Super
Heater dan Turbin tetap bersih.
3. Down Comer
Down Comer berupa pipa berukuran besar, yang menghubungkan bagian
bawah boiler drum dengan Lower Header.
Down comer berfungsi untuk mengalirkan air turun dari boiler
drum menuju lower header. Dari lower header air akan masuk ke tube wall (riser)
untuk diubah menjadi uap dan kembali ke boiler drum.
4. Tube Wall
15
Panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran di dalam furnace sebagian
diberikan kepada air yang ada di dalam tube wall sehingga air berubah menjadi
uap. Selain berfungsi untuk merubah air menjadi uap tube wall juga mencegah
penyebaran panas dalam furnace ke udara luar.
5. Heater
a. Superheater
Superheater merupakan kumpulan pipa Boiler yang terletak dijalan aliran
gas panas hasil pembakaran. Panas dari gas ini dipindahkan ke Saturated
Steam yang ada dalam pipaSuperheater, sehingga berubah menjadi Super Heated
Steam.
Superheater ini ada dua bagian, yaitu Primary Superheater dan Secondary
Superheater. Primary Superheater merupakan pemanas pertama yang dilewati
olehSaturate Steam setelah keluar dari Steam drum, setelah itu baru
melewati Secondary Superheater dan menjadi Super Heated Steam. SH
Steam akan dialirkan untuk memutarHigh Presure Turbin, dan kemudian tekanan
dan temperaturnya akan turun.
a) Low Temperature Super Heater (LTSH)
b) High Temperatur super Heater (HTSH)
b. Re-Heater
Setelah tekanan dan temperatur SH Steam turun maka SH Steam tersebut
akan dikembalikan ke Boiler untuk pemanasan ulang. Pemanasan ulang ini
berlangsung di bagian Boiler yang disebut Re-Heater yang merupakan kumpulan
pipa Boiler yang diberi panas dari gas pembakaran seperti Superheater. Jadi Re-
Heater berfungsi untuk menaikkan temperatur SH Steam tanpa mempengaruhi
tekanannya. Di bagian Re Heater, SH Steamakan dikembalikan untuk
memutar Intermediate Presure Turbine(IP) dan Low Presure Turbine (LP).
c. Air Pre-Heater
Air Pre-Heater adalah instrument yang sistem kerjanya berputar dengan
putaran rendah dan berfungsi untuk memanasi udara pembakaran sebelum dikirim
ke Furnace. Pemanas Udara pembakaran tersebut diambil dari gas buang hasil
pembakaran dariFurnace yang dialirkan melalui Air Pre-Heater sebelum dibuang
ke Chimney.
16
6. Desuperheater
Desuper Heater terletak diantara Low temperatur super heater dan high
temperature super heater yang berfungsi untuk mengendalikan temperature uap
dengan cara memancarkan air dari pemanas tekanan tinggi ke dalam uap.
Untuk pengoperasian boiler ini ada beberapa sistem pendukung utama
yang terdiri dari :
a) Sistem bahan bakar
b) Sirkulasi air dalam boiler
c) Sistem udara bahan bakar
d) Sistem gas buang
Data Spesifikasi Boiler PLTU Jeranjang sebagai berikut:
Tabel 3.1. Data Spesifikasi Boiler PLTU Jeranjang
Type : YG-130/9.8-M (CFB Boiler)Kapasitas Produksi Uap : 130 Ton/jamTekanan uap superheat : 9,81 MpaTemperatur uap superheat : 5400CEfisiensi thermal : 86,54%Temperatur air pengisi boiler : 2150CTemperatur udara primer : 1500CTemperatur udara sekunder : 1500CTemperatur gas buang : 1500CBahan bakar : Batu baraUkuran bahan bakar : <1,3mmUkuran batu kapur : <2mmDimensi Boiler : -Lebar : 3,8 mPanjang : 2,5 mTinggi : 4,5 m
3.2.2 Precipitator Stack
Batubara yang dibakar akan menghasilkan Burning
carbon dioxide (CO2), sulphur dioxide (SO2) dan nitrogen oxides (NOx).Gas –
gas ini dikeluarkan dari Boiler. Bottom ash atau abu yang lebih tebal / berat yang
terbuat dari serpihan coarse dijatuhkan ke bawah Boiler dan masuk ke silo untuk
dibuang. Fly ash atau abu yang sangat ringan terbawa oleh gas panas di dalam
Boiler. Fly Ash ini dtangkap oleh electrostatic precipitator ( ESP ) sebelum gas
buang terbang ke udara melalui cerobong asap ( Stack / Chimney ). ESP berfungsi
sebagai filter udara yang menyaring atau menangkap 99.4% fly ash.
17
3.2.3 Turbin
Turbin uap pada PLTU berfungsi untuk memutar shaft yang terkopel
Generator listrik dengan cara mengubah energi panas yang terkandung dalam uap
menjadi energi mekanik berupa putaran. Turbin adalah alat yang berfungsi untuk
merubah energi kinetik menjadi energi mekanik. Pada PLTU Jeranjang yang
digunakan adalah turbin uap (steam turbin), memiliki sudu-sudu 20 tingkat. Sudu-
sudu pada turbin ini terdiri dari sudu tetap dan sudu gerak. Turbin uap ini juga
dilengkapi dengan 2 Main Stop Valve dan 4 Governor Valve.
Gambar 3.6 Turbin system PLTU jeranjang
Spesifikasi Turbin di PLTU Jeranjang adalah sebagai berikut :
Tabel 3.2. Spesifikasi Turbin di PLTU Jeranjang
Tipe : Putaran 3000 rpm dan dikopel dengangenerator putaran 3000 rpm. 3 phase, 3 wire,6,3 kV ± 10 %, 0,8 PF, 50 Hz
Tekanan & Temperaturmasuk turbin
: 90 kg/cm2
(A), 535oC
Normal ContinousRating (NCR)
: 30 MW
Tipe Condensor : Condensor dengan pendingin air lautTemperatur air pendingin : 30
oC
Tipe Governoor : Digital electric Hidraulic, Merk : Woodward505
Blades : 18 Stage
3.2.4 Generator
Generator merupakan peralatan yang dapat mengubah energi mekanik
menjadi energi elektrik. Pada PLTU Jeranjang ini generator yang digunakan
adalah generator sinkron yang mempunyai 2 buah kutub.
18
Gambar 3.7 Generator system PLTU jeranjang
3.2.5 Kondensator (Condensers)
Air pendingin dialirkan ke dalam pembangkit dan disirkulasikan melalui
pipa – pipa di dalam kondensor, yang digunakan untuk mendinginkan uap yang
berasal dari turbin. Air pendingin yang bisa diambil dari air laut akan
mendinginkan uap panas sehingga berubah menjadi air murni kembali dan
disirkulasikan kembali ke Boiler untuk dipanaskan menjadi uap dan memutar
turbin. Air pendingin yang diambil dari laut sekarang menjadi hangat karena
adanya pertukaran panas di dalam kondensor, dibuang kembali ke sungai.
Gambar 3.8 condensor system PLTU jeranjang
3.2.6 Substation, Transformer, Transmission Lines
Gambar 3.9 Transformator system PLTU jeranjang
19
Listrik yang dihasilkan oleh generator biasanya mempunyai tegangan
6,000 Volt atau 11,000 Volt akan dinaikan tegangannya menjadi 150,000 Volt
(150 kV) atau 500,000 Volt (500 kV) melalui transformer sesuai system
kelistrikan di Indonesia dan dialirkan ke Gardu Induk ( substation ) untuk
didistribusikan. Kenaikan tegangan tersebut diperlukan untuk keperluan
pendistribusian hingga ratusan kilometer ke wilayah lain melalui jaringan
transmisi.
Untuk penggunaan sehari – hari ataupun industri, tegangan tinggi tersebut
akan diturunkan kembali melalui transformer menjadi 380 Volt ( phasa ke phasa )
atau lebih dikenal 220 Volt ( phasa ke netral ).
3.3. Sistem Pengoperasian PLTU Sektor Jeranjang
PLTU berbeda dengan PLTA yang hanya memiliki system lebih sederhana
berupa pengolahan air saja, PLTU memiliki semua teknologi yang dibutuhkan
mulai dari pengolahan air, pengolahan bahan bakar batu bara serta diesel (High
Speed Diesel), teknologi pengolahan pembuangan limbah (asap dan debu hasil
pembakaran batu bara), teknologi transportasi batu bara, teknologi pendinginan
dengan menara pendingin dan masih banyak lagi teknologi-teknologi sederhana
yang membentuk PLTU Jeranjang ini menjadi system terbesar pembangkit tenaga.
Sistem-sistem itu secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi :
1. Sistem Pengolahan Air
2. Sistem Bahan Bakar (batu bara dan HSD)
3. Sistem Air dan Uap
4. Sistem Udara dan Gas Buang
3.3.1 Sistem Pengolahan Air
Air merupakan salah satu komponen yang penting untuk memenuhi
kebutuhan PLTU Ombilin dalam pembangkitan energi listrik dengan tenaga uap.
Air yang digunakan diambil dari sungai Ombilin setelah memelalui beberapa
tahap pengolahan.
Sistem pengolahan air dibedakan atas dua bagian yaitu :
1. Sistem eksternal
2. Sistem internal
20
A. Sistem eksternal
Sistem eksternal dilakukan di Pretreament Plant dan Water Treatment
Plant. Pengolahan air bertujuan untuk mengolah bahan mentah air (air sungai)
menjadi air murni yang siap untuk diubah menjadi uap sehingga dapat
membangkitkan energi listrik.
Gambar 3.10 WTP (water treathment plant) system PLTU jeranjang
1. Air Laut Jeranjang
Air laut dipompakan dengan menggunakan River Water Pump (RWP). Di
PLTU Ombilin ada tiga buah RWP yang pengoperasiannya ditentukan dengan
kebutuhannya. Jika kebutuhan air 580 ton maka pompa yang digunakan dua buah
RWP. Sedangkan satunya lagi dalam keadaan stand by. Sistem pengaturannya
diatur secara otomatis.
Sebelum air menuju clarifier terlebih dahulu masuk kedalam mixer. Mixer
merupakan tempat pengadukan zat-zat kimia seperti :
Alum/Tawas, yaitu untuk membuat flok dan koagulan dan untuk
mempermudah pengendapan kotoran.
Polyelektrolit, yaitu untuk mempercepat proses pengendapan, yaitu dengan
mengikat partikel-partikel zat terlarut yang terdapat dalam air sehingga
dijadikan butiran-butiran yang melayang-layang di dalam air menjadi berat
dan mengendap di dalam air.
Sodium Hypocloride, yaitu untuk menghambat pertumbuhan lumut dan
membunuh mikroorganisme.
Kapur, yaitu untuk menaikkan pH air.
Setelah melalui mixer kemudian diteruskan ke clarifier yang terlebih
dahulu air tersebut disaring ke Bar Screen yang gunanya untuk menyaring benda-
benda yang berukuran besar,kemudian air dipompakan ke Bak Clarifier.
21
a. Bak Clarifier
Clarifier ini merupakan bak pengendapan dimana pada bak ini dilengkpai
dengan pulsator. Pulsatorberfungsi untuk menyalurkan atau mendistrikbusikan air
bersih yang akan menuju Storage Basin.
b. Storage Basin (Bak Penampungan)
Storage Basin berfungsi sebagai bak penampungan air dari clafifier.
2. Water Service (Pelayanan Air)
Water service merupakan air umpan Sand Filter (Saringan Pasir) dan
untuk Service water yaitu air yang digunakan untuk air minum dan sanitasi
(kesehatan) di PLTU Ombilin yang diinjeksikan denganSodium Hypoclorid.
Pengolahan air yang dilakukan pada Water Treatment Plan (WTP) adalah
sebagai berikut:
a. Sand Filter (penyaringan pasir)
Umpan Sand filter ini merupkan tempat penyaringan awal yang kemudian
air tersebut di pompakn melalui Sand filter yang beriksi pasir berutujuan untuk
menyaring kotoran-kotoran yang masih terbawa dari Storage Basin.
b. Clear Well (Penampungan air bersih)
Berfungsi untuk menampung air bersih yang dipompakan dari Sand Filter dan
dimasukkan ke saringan karbon.
c. Aktivated Carbon Filter (Saringan Karbon Aktif)
Berfungsi untuk menghilangkan warna, bau, rasa dan sebagai pengikat zat-zat
organik yang ada pada air laut.
d. Cation Exchanger (Penukar Kation)
Berfungsi untuk melepas H+ dan mengikat zat-zat yang terlarut pada air
tersebut. Setelah beroperasi lebih kurang 18 jam Cation Exchanger akan menjadi
jenuh diregenerasi (diinjeksikan) dengan Hcl selama kurang lebih 30 menit.
e. Anion Exchanger (Penukaran Ion)
Berfungsi untuk melepaskan OH, seperti halnya pada Cation
Excharger setelah beroperasi lebih kurang 18 jam maka anion exchanger akan
jenuh sehingga perlu diinjeksikan NaOH selama lebih kurang 30 menit.
f. Mixed Bed (Bak Pencampur)
22
Merupakan alat pencampur yang akan menangkap zat-zat yang lolos
dari cation exchanger sehingga air yang keluar dari mixed bed adalah air yang
bebaas mineral.
g. Demineralizer Tank (bak penampungan air mineral)
Merupakan penampungan air bebas mineral dan dipompkan dengan make
up pump untuk sistem internal unit
3. Make up cooling Tower (menara penampungan air dingin)
Make up cooling tower berguna untuk air penampungan pada cooling
tower. Air cooling tower ini digunakan untuk mendinginkan uap bekas pada
condenser. Air untukcooling tower ini dipompkan dari storage basin dengan
menggunkan cooling tower make up pump dan diinjeksikan dengan beberapa zat
yaitu :
a. sodium hypoclorid
b. cooper corrotion inhibitor
c. Asam Clorid
4. Diesel Fire Fighting (Pemadam kebakaran)
Merupakan seperangkat alat yang digunakan untuk memadamkan
kebakaran apabila terjadi kebakaran.
B. Sistem Internal
Sistem internal dimulai dari Hot well, air demineralizer tank dipompakan
denganmake up ke Hot well, begitu air condensat yang berasal dari condensor
ke Hot well. Air dari Hot well dipompakan ke Low Presure Heather yang terdiri
dari 2 buah yaitu :
a. LPH1 dengan temperature sekitar 49°C - 72°C dan pressure antara 0,5 bar –
0,9 bar.
b. LPH 2 dengan temperature sekitar 56°C - 110°C dan pressure antara 0,9 bar –
1,5 bar.
Adapun Hydrazine, digunakan utnuk mengikat oksigen yang terlarut
dalam air, sedangkan Amoniak, digunakan utnuk menstabilkan derajat keasaman (
PH ) air supaya netral (PH 6,2-7,8).
Di LPH temperatur akan naik karena uap ekstrasi dari turbin.tersebut Air
dari LPH masuk ke dearator untuk membuang gas-gas yang terlarut dalam
23
temperatur air dimana pemanasan terjadi dengan menggunakan uap ekstrasi dari
turbin yang bercampur langsung dengan air. Selanjutnya air masuk ke feed water
tank dengan menggunakan boiler feed pump air dialiri ke high presure
Heater (HPH) dengan tekanan antara 7 bar – 14 bar. Di HPH temperatur air akan
bertambah karena adanya pemanasan uap ekstrasi dari turbine sebesar 200°C -
304°C.
Air dari HPH masuk ke economizer, pada economizer terjadi pemanasan
oleh aliran gas buang dari sisa pembakaran. Dari economizer air masuk
ke drum boiler. Uap yang dihasilkan di boiler drum masuk ke Superheater dan
temperaturnya telah mencapai kurang lebih 5050C kemudian masuk
ke Desuperheaternya yang menghasilkan uap air dengan
menginjeksikan hidrazine. Pada dearator ini juga terjadi kenaikan kering dengan
temperatur 5100C, uap kering inilah yang siap menutar turbin akan masuk ke
condenser yang kemudian didinginkan atau di embunkan dengan menggunkan air
pendingan daricooling tower, air dari hasil pengembunan akan ditampung
di Hot Wall.
Adapun Hydrazine, digunakan untuk mengikat oksigen yang terlarut
dalam air, sedangkan amoniak digunakan untuk menstabilkan derajat keasaman
(PH) air supaya netral (PH 6,2 - 7,2).
3.3.2 Sistem Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan pada PLTU jeranjang adalah sebagai
berikut:
1. High Speed Diesel (HSD)
Bahan bakar solar digunakan untuk pembakaran awal yaitu disaat unit batu
bara dioperasikan hingga beban sekitar 35 MW dan pada saat terjadi trip. Bahan
bakar solar yang diterima dari Pertamina Padang terlebih dahulu ditampung pada
tangki HSD yang telah disiapkan . Di PLTU Ombilin terdapat 2 buah tangki HSD
yaitu :
a. Satu tangki untuk Storage Tank dengan kapasitas 620 kl
b. Satu tangki untuk Daily Tank dengan kapasitas 220 kl.
Selanjutnya minyak diesel HSD tersebut dikabutkan di burner dan dinyalakan
dengan busi listrik (ignitor).
24
2. Batu Bara
Peralatan utama pada system bahan bakar batu bara adalah :
a. Coal bunker
b. Coal Feeder
c. Coal Mill
d. Sealing Air Fan
e. Primary Air Fan
Peralatan coal bunker digunakan sebagai tempat penampungan batu bara
sebelum batu bara tersebut digiling di dalam coal mill. Sebelum ditampung
pada coal bunker , batu bara tersebut telah melalui Reclaim Hooper, Crush House,
Transfer Tower dengan menggunakan belt conveyor yang dilengkapi
dengan Magnetik Separator dan Metal Detector.
Pada crusher house ini batu bara akan dipecah sehingga ukurannya sekitar
40 mm. Setiap unit boiler mempunyai empat buah coal bunker dan setiap coal
bunker bertugas menyuplai satu buah coal mill. Kapasitas masing-masing coal
bunker dalah 160 ton. Dari coal bunker batu bara ditransfer ke coal mill dengan
menggunakan bantuan coal feeder.Coal feeder berfungsi untuk menyuplai batu
bara ke dalam mill sesuai dengan kebutuhannya. Volume batu bara yang disuplai
ke dalam mill pada akhirnya akan menentukan banyaknya uap yang akan
diproduksi oleh boiler.
Coal mill adalah alat untuk menggiling batu bara menjadi serbuk yang
sangat halus. Batu bara yang halus ini dapat membantu proses pembakaran
menjadi sempurna dan cepat. Untuk satu unit terdapat empat coal mill dan
satu coal mill mempunyai empat keluaran.masing-masing keluaran menuju setiap
sudut (corner) pada boiler. Serbuk batu bara yang dihembuskan ke ruang bkar
boiler dibantu dengan bantuan udara dari Primary Air Fan (PAF). Primary air
fan ini juga membantu proses pembakaran pada boiler, karena sebelumnya sudah
ada nyala api (burner) maka serbuk batu bara tersebut terbakar. Setelah aapi batu
bara sudah normal selanjutnya burner solar dimatikan.
Seperti sudah dijelaskan di atas bahwa untuk penyalaan awal di ruang
bakar boilerbahan bakar adalah HSD. HSD dipakai sampai daya yang
dibangkitkan generator untuk setiap unit sampai maksimal + 35 MW. Kemudian
25
dari 35 MW 60 MW bahan bakar boileradalah batu bara yang diambil dari dua
buah silo (coal bunker ). Dari 60 MW sampai beban maksimum (100 MW) batu
bara di tambah satu silo lagi. Sedangkan dari 25 MW sampai 35 MW adalah masa
transisi dari bahan bakar HSD ke bahan bakar batu bara.
Gambar 3.11 Coal Handling system PLTU jeranjang
3.3.3 Sistem Sirkulasi Air dan Uap
Air dipompakan ke dalam boiler dengan menggunakan pompa air pengisi
(Boiler Feed Pump/BFP), melalui katup pengatur. Sebelum masuk ke dalam boiler
drum air dipanaskan terlebih dahulu di low pressure heater juga dipanasi di high
pressure heaterdengan menggunakaan uap ekstrasi dari turbin dan kemudian
dipanaskan di economizerdengan menggunakan panas sisa pembakaran
pada boiler, sehingga temperatur air mendekati titik didihnya.
Dari ecomonizer air disalurkan ke boiler drum. Dari boiler
drum bersirkulasi melalui down comer berupa pipa berukuran besar yang
menghubungkan bagian bawahboiler drum dengan lower header. Dari lower
header air akan masuk ke tube wall(riser)berupa didnding segi empat (berupa
pipa-pipa) yang mengitari ruang bakar. Panas yang dihasilkan dri proses
pembakaran di dalam ruang bakar sebagian diberikan pada air yang berada
dalam tube wall sehingga air berubah menjadi uap basah. Uap hasil penguapan
daritube wall terkumpul dalam boiler drum. Uap akan mengalir ke dalam
puncak boiler drummelewati steam separator (pemisah uap) dan screen
dryer (pengering uap), lalu keluar dari drum dalam keadaan kering
menuju superheater yang terdiri dari low temperatue superheater dan high
temperature superheater yang berfungsi sebagai pemanasan lanjut.uap panas
dari superheater disalurkan melelui desuperheater yang bertujuan untuk mengatur
26
temperatur uap menuju turbin.butir-butir air yang terpisah dari uap boiler
drumakan jatuh bersirkulasi kembali bersama air masuk.
Sebagian uap bekas dari turbin ditampung di condensor.
Pada condensor tejadi pengembunan dengan bantuan air pendingin dari cooling
tower. Air hasil pengembunan akan ditampung pada hot well. Air tersebut akan
dipompakan menuju low pressure heater(LPH) dengan bantuan condensate pump.
Air dari LPH akan disalurkan pada deaeratordan terjadi pula pemanasan di
dalam deaerator dengan menggunakan uap ekstrasi dari turbin, dimana
pada deaerator tersebut air condensate bercampur dengan langsung dengan uap
pemanasan dari turbin. Fungsi dari deaerator ini adalah untuk mengurangi
kandungan gas dalam air pengisi (water condensate). Air dari deaerator tersebut
ditampung pada feed water tank dan dipompakan dengan menggunakan boiler
feed pump menuju high pressure heater.
Gambar 3.12 Siklus uap dan air pada PLTU
3.3.4 Sistem Udara dan Gas Buang
1. Sistem Udara
Proses pembakaran pada furnace udara diambil dari luar dengan
menggunakanforce draft fan yang merupakan kipas udara yang menghisap uadar
luar dengan menghembuskan ke ruang bakar melalui tubular air heater.
Pada tubular air heater udara dipanaskan sehingga temperatur udara
pembakaran +300oC guna menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna.
Sebagian daari udara panas setelah melalui tubular air heater, dihisap dan
dinaikkan tekanannya oleh primary air fansebagi udara primer. udara ini
digunakan untuk mengeringkan batu bara di dalam coal millserta menghembuskan
sebuk batu bara ke dalam ruang bakar melalui coal burner.
26
temperatur uap menuju turbin.butir-butir air yang terpisah dari uap boiler
drumakan jatuh bersirkulasi kembali bersama air masuk.
Sebagian uap bekas dari turbin ditampung di condensor.
Pada condensor tejadi pengembunan dengan bantuan air pendingin dari cooling
tower. Air hasil pengembunan akan ditampung pada hot well. Air tersebut akan
dipompakan menuju low pressure heater(LPH) dengan bantuan condensate pump.
Air dari LPH akan disalurkan pada deaeratordan terjadi pula pemanasan di
dalam deaerator dengan menggunakan uap ekstrasi dari turbin, dimana
pada deaerator tersebut air condensate bercampur dengan langsung dengan uap
pemanasan dari turbin. Fungsi dari deaerator ini adalah untuk mengurangi
kandungan gas dalam air pengisi (water condensate). Air dari deaerator tersebut
ditampung pada feed water tank dan dipompakan dengan menggunakan boiler
feed pump menuju high pressure heater.
Gambar 3.12 Siklus uap dan air pada PLTU
3.3.4 Sistem Udara dan Gas Buang
1. Sistem Udara
Proses pembakaran pada furnace udara diambil dari luar dengan
menggunakanforce draft fan yang merupakan kipas udara yang menghisap uadar
luar dengan menghembuskan ke ruang bakar melalui tubular air heater.
Pada tubular air heater udara dipanaskan sehingga temperatur udara
pembakaran +300oC guna menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna.
Sebagian daari udara panas setelah melalui tubular air heater, dihisap dan
dinaikkan tekanannya oleh primary air fansebagi udara primer. udara ini
digunakan untuk mengeringkan batu bara di dalam coal millserta menghembuskan
sebuk batu bara ke dalam ruang bakar melalui coal burner.
26
temperatur uap menuju turbin.butir-butir air yang terpisah dari uap boiler
drumakan jatuh bersirkulasi kembali bersama air masuk.
Sebagian uap bekas dari turbin ditampung di condensor.
Pada condensor tejadi pengembunan dengan bantuan air pendingin dari cooling
tower. Air hasil pengembunan akan ditampung pada hot well. Air tersebut akan
dipompakan menuju low pressure heater(LPH) dengan bantuan condensate pump.
Air dari LPH akan disalurkan pada deaeratordan terjadi pula pemanasan di
dalam deaerator dengan menggunakan uap ekstrasi dari turbin, dimana
pada deaerator tersebut air condensate bercampur dengan langsung dengan uap
pemanasan dari turbin. Fungsi dari deaerator ini adalah untuk mengurangi
kandungan gas dalam air pengisi (water condensate). Air dari deaerator tersebut
ditampung pada feed water tank dan dipompakan dengan menggunakan boiler
feed pump menuju high pressure heater.
Gambar 3.12 Siklus uap dan air pada PLTU
3.3.4 Sistem Udara dan Gas Buang
1. Sistem Udara
Proses pembakaran pada furnace udara diambil dari luar dengan
menggunakanforce draft fan yang merupakan kipas udara yang menghisap uadar
luar dengan menghembuskan ke ruang bakar melalui tubular air heater.
Pada tubular air heater udara dipanaskan sehingga temperatur udara
pembakaran +300oC guna menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna.
Sebagian daari udara panas setelah melalui tubular air heater, dihisap dan
dinaikkan tekanannya oleh primary air fansebagi udara primer. udara ini
digunakan untuk mengeringkan batu bara di dalam coal millserta menghembuskan
sebuk batu bara ke dalam ruang bakar melalui coal burner.
27
2. Sistem Gas Buang
Percampuran udara dan bahan bakar bereaksi dalam proses pembakaran
yang menghasilkan panas dan gas buang, abu (bottom ash) dan debu (fly ash).
Gas buang ini mengalir dari ruang bakaar di dalaam saluran gas buang (flue gas
duct) menuju cerobong (stack). Panas dari gas buang ini sebelum menuju
cerobong dimanfaatkan untuk memanaskan superheater dan economizer dan
kemudian gas buang dialirkan ke tubular air heater dan dimanfaatkan untuk
memanaskan udara. Dari tubular air heater gas buang tersebut masuk
ke electrostatic precipitator. Pada electrostatic precipator ini terjadi penangkapan
debu-debu yang keluar bersama gas buang.
Debu-debu yang menempel pada electrostatic precipitator ditampung di
dalam ash hooper yang kemudian di tampung pada ash silo untuk dibuang ke
tampat pembuangan. Sedangkan gas bersih keluar dari electrostatic
precipitator dibuang ke cerobong melaluiinduce draft fan (IDF) yang merupakan
kipas hisap yang menghisap gas buang dari dalam ruang bakar dan melalui
cerobong.
Gambar 3.13 ESP system PLTU jeranjang
3.4. TRANSFORMATOR
Gambar 3.14 Transformator Tiga Phasa
28
3.4.1. Pengertian Transformator
Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau
menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen
pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan
kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk
memperkuat medan magnet yang dihasilkan.
Gambar 3.15 Komponen Transformator
(sumber: www.wordpress.com)
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.
Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks
magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-
balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna,
semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.
3.4.2. Cara Kerja dan Fungsi Tiap-tiap Bagian Transformator
Suatu transformator terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi
masing-masing:
a. Bagian Utama
a) Inti besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan
oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi
tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang
ditimbulkan oleh “Eddy Current”.
b) Kumparan trafo
Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan
tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan
isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain.
29
Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila
kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada
kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan, bila pada
rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada
kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
c) Kumparan tertier
Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau
untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu
dihubungkan delta. Kumparan tertier sering dipergunakan juga untuk
penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt
dan reactor shunt, namun demikian tidak semua trafo daya mempunyai kumparan
tertier.
d) Minyak trafo
Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya direndam
dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena
minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan
bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi
sebagai media pendingin dan isolasi.
Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
Kekuatan isolasi tinggi
Penyalur panas yang baikberat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel
dalam minyak dapat mengendap dengan cepat
Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan
pendinginan menjadi lebih baik
Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan
Tidak merusak bahan isolasi padat
Sifat kimia yang stabil.
e) Bushing
Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah busing
yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi
sebagai penyekat antara konduktor tersebut denga tangki trafo.
f) Tangki dan Konservator
30
Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo
berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo,
tangki dilengkapi dengan konservator.
b. Peralatan Bantu
a. Pendingin
Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi
besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu
yang berlebihan, akan merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangi
kenaikan suhu yang berlebihan tersebut trafo perlu dilengkapi dengan sistem
pendingin untuk menyalurkan panas keluar trafo.
Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas,
minyak dan air. Pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara :
Alamiah (natural)
Tekanan/paksaan (forced).
Macam-macam dan sistem pendingin trafo berdasarkan media dan cara
pengalirannya dapat diklasifikasikan seperti berikut :
1) Tap Changer (perubah tap)
Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator untuk
mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan
jaringan/primer yang berubah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam
keadaan berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load),
tergantung jenisnya.
2) Alat pernapasan
Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka
suhu minyakpun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu
minyak ztinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan
minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak
menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki.
proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaan minyak trafo akan
selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus
minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung
udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis.
31
3) Indikator
Untuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanya indicator
pada trafo sebagai berikut:
- indikator suhu minyak
- indikator permukaan minyak
- indikator sistem pendingin
- indikator kedudukan tap
b. Peralatan Proteksi
1) Rele Bucholz
Rele Bucholz adalah rele alat/rele untuk mendeteksi dan mengamankan
terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Gas yang timbul
diakibatkan oleh:
- Hubung singkat antar lilitan pada/dalam phasa
- Hubung singkat antar phasa
- Hubung singkat antar phasa ke tanah
- Busur api listrik antar laminasi
- Busur api listrik karena kontak yang kurang baik.
2) Pengaman tekanan lebih
Alat ini berupa membran yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga atau
katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki trafo terhadap kenaikan tekan
gas yang timbul di dalam tangki yang akan pecah pada tekanan tertentu dan
kekuatannya lebih rendah dari kakuatan tangi trafo.
3) Rele tekanan lebih
Rele ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni mengamankan
terhadap gangguan di dalam trafo. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan
tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung mentripkan P.M.T.
4) Rele diferensial
Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafo antara lain
flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau
belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan.
5) Rele arus lebih
32
Befungsi mengamankan trafo arus yang melebihi dari arus yang
diperkenankan lewat dari trafo terseut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena
beban lebih atau gangguan hubung singkat.
6) Rele tangki tanah
Berfungsi untuk mengamankan trafo bila ada hubung singkat antara
bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada trafo.
7) Rele hubung tanah
Berfungsi untuk mengamankan trafo apabila terjadi gangguan hubungan
singkat satu phasa ke tanah.
8) Rele termis
Berfungsi untuk mencegah/mengamankan trafo dari kerusakan isolasi
kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran
yang diukur di dalam rele ini adalah kenaikan temperatur.
3.4.3. Jenis-jenis Transformator
1. Trafo Step-Up
Gambar 3.16 Step Up Transformator
Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder
lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.
Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik
tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan
dalam transmisi jarak jauh.
2. Trafo Step-Down
Gambar 3.17 Step Down transformer
33
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis
ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
3. Autotransformator
Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara
listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer
juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu
berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan
sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator
biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan
kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis
ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan
sekunder.
Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik
tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).
4. AutoTransformator Variabel
Gambar 3.18 Autotransformator variable
Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa
yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan
primer-sekunder yang berubah-ubah.
5. Transformatror Isolasi
Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama
dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer.
Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk
33
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis
ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
3. Autotransformator
Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara
listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer
juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu
berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan
sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator
biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan
kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis
ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan
sekunder.
Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik
tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).
4. AutoTransformator Variabel
Gambar 3.18 Autotransformator variable
Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa
yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan
primer-sekunder yang berubah-ubah.
5. Transformatror Isolasi
Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama
dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer.
Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk
33
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis
ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
3. Autotransformator
Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara
listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer
juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu
berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan
sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator
biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan
kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis
ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan
sekunder.
Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik
tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).
4. AutoTransformator Variabel
Gambar 3.18 Autotransformator variable
Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa
yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan
primer-sekunder yang berubah-ubah.
5. Transformatror Isolasi
Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama
dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer.
Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk
34
mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi
antara dua kalang. Untuk penerapan audio transformator jenis ini telah banyak
digantikan oleh kopling kapasitor.
6. Transformator Pulsa
Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk
memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan
material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu,
fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya
terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan
keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.
3.4.4. Rangkaian Magnetisasi Transformator
Pada keadaan tanpa beban, mengalir arus kecil I0 untuk mensuplai
magnetomotive force yang menimbulkan flux magnet disekitar inti magnetik, arus
ini tertinggal (lagging) terhadap tegangan primer sebesar 900. Arus ini dibatasi
oleh resistansi efektif (Rc) dan reaktansi (Xc) yang disebut rangkaian magnetisasi.
Besar arus ini sekitar 2-5 % dari arus beban penuh (full load) dengan power factor
0.1-0.2.
Gambar 3.19 Rangkaian Magnetisasi transformator
Ketika transformator dibebani, terjadi tegangan jatuh karena resistansi
belitan primer dan sekunder. Tegangan jatuh ini sefasa dengan tegangan pada
belitan dan tegangan jatuh karenareaktansi (X1dan X2) tertinggal sebesar 900 .
Penurunan tegangan output ketika transformator berbeban dikenal sebagai
regulasi. Tegangan jatuh karena komponen resistif lebih kecil daripada tegangan
jatuh yang disebabkan oleh komponen reaktif. Sehingga impedansi dominan dari
tranformator adalah reaktansi.
35
Diagram vektor tegangan dan arus rangkaian ekivalen transformator diatas
ketika berbeban dengan sudut daya Φ adalah sebagai berikut:
Gambar 3.20 Diagram Vektor Tegangan dan Arus
3.4.5. Rangkaian Ekivalen Trafo
Pada kenyataannya, daya masukkan transformator tidak pernah sama
dengan daya keluarannya. Terdapat rugi-rugi yang terjadi di inti besi dan lilitan.
Rugi-rugi tersebut terjadi akibat histerisis, arus eddy, resistansi belitan dan fluks
bocor. Dari pengetahuan tersebut, transformator dapat dimodelkan dengan
rangkaian elektrik seperti di bawah ini:
Gambar 3.21 Rangkaian elektrik transformator
Disederhanakan menjadi:
Gambar 3.22 Rangkaian ekivalen transformator
36
Dimana:
Req = Rp + (Np/Ns)^2 . Rs
Xeq = Xp + (Np/Ns)^2 . Xs
3.4.6. Rugi-rugi Pada Transformator
Pada dasarnya ada terjadi beberapa kerugian pada transformator yaitu:
Kerugian tembaga.
Kerugian dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan
arus listrik mengalirinya.
Kerugian kopling.
Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna,
sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong
lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan
secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.
Kerugian kapasitas liar.
Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan
transformator. Kerugian ini sangat mempengaruhi efisiensi transformator
untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung
lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding).
Kerugian histeresis.
Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan
karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan
seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti
reluktansi rendah.
Kerugian efek kulit.
Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung
untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian
kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat
dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari
beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan
kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.
37
Kerugian arus eddy (arus olak).
Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus
dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang
membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah,
terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang
kalau digunakan inti berlapis-lapisan.
38
BAB IV
PEMBEBANAN TRANSFORMATOR UNTUK PEMAKAIAN SENDIRI
4.1 Proses transfer daya dari GI pembangkit ke beban-beban pemakaian
sendiri.
Gambar 4.1. Single line diagram transfer daya sistem 6.3 kV(Sumber: PT. Barata Indonesia)
Pada saat melakukan praktek kerja lapangan, PLTU Jeranjang dalam
keadaan off (tidak beroperasi) dimana sedang terjadi perbaikan pada salah satu
bagian utamanya yaitu pada bagian boiler sehingga seluruh bagian inti PLTU
tidak bekerja, karena kondisi tersebut main transformer yang sebelumnya
berfungsi sebagai penaik tegangan dari 6.3 kV menjadi 150kV menuju gardu
induk PLN berubah fungsi menjadi transformator penurun tegangan (150kV ke
6.3 kV), dan daya diambil dari Gardu induk PLN untuk ditransfer ke beban-beban
PLTU Jeranjang UNIT 1 atau biasa disebut Back feeding.
39
4.1.1. Proses pembebanan transformator 150 kv/6.3 kV
Gambar 4.2. Single line diagram Power Back feeding 150kV/ 6.3 kV
Gambar diatas merupakan single line diagram pada sistem tegangan tinggi
PLTU Jeranjang unit 1. Pada saat unit tidak beroperasi (shutdown) power untuk
auxiliary load diperoleh dari gardu induk ke arah pembangkit, disebut dengan
back feeding. Sedangkan saat unit beroperasi maka power dari generator di
transfer ke beban melalui Main Transformerke arah gardu induk melalui
transmision line 150kV. Kemudian untuk proses pembebanan ke unit pembangkit
dari tegangan 6,3kV (secondary transformator) dihubungkanke reactor
(Inductance komponen). Reactor ini berfungsi sebagai peredam start motor 6,3kV,
untuk mengurangi arus hubung singkat pada saat terjadi gangguan, dll.
Berikut ini merupakan syarat Interlock Energize Main Transformer yaitu
sebagai berikut:
40
Ketika suatu aliran listrik ingin disambung /Energize Main Tranformer,
maka pastikan terlebih dahulu kalau ES tertutup, Breaker150 kV dan
Breaker 6,3kV terbuka dan DS terbuka. Awalnya ES dibuka terlebih
dahulu, lalu DS ditutup dan Breaker 150kV ditutup. Dengan proses ini,
maka tidak akan timbul busur api pada breaker. Kemudian baru proses
pembebanan di pembangkit dilakukan dengan energize breaker 6,3 kV.
Sedangkan jika di Main Transformer dilakukan proses maintenance maka
prosedure yang dilakukan sebagai berikut:
Ketika suatu aliran listrik ingin diputus, maka pastikan terlebih dahulu kalau
DS (Disconnecting Switch)tertutup, Breaker 150kV dan breaker sisi 6,3kV
tertutup dan ES (Earting Switch)terbuka. Awalnya Breaker150kV dibuka
terlebih dahulu. lalu DS dibuka dan ES ditutup. Dengan ditutupnya ES,
maka transformator yang dilindungi sudah digrounding, sehingga aman
untuk melakukanmaintenance.
Berdasarkan pengamatan langsung di lapangan dan dari PT. Barata
Indonesia didapatkan data teknis Main Transformer 150kV/6,3kV digunakan pada
PLTU Jeranjang Unit 1:
Tabel 4.1. Data teknis Main Transformer PLTU jeranjang.
Manufacture by : Wolong Electric Yinchuan Transformer Co,Ltd
Jenis : Main Transformer Onload Tap Changer
Type : SFZ10-34500/168
No seri : 1 YCB.710.2531
Daya : 34500 kVA
Tegangan : 150 kV/6.3kV
Hubungan Belitan : YNd1
Impedansi Hubung Singkat : 13,03%
Kebutuhan Minyak : 27000 kg
41
Gambar 4.3. Name Plate Main Transformer 150kV/6,3kV
4.1.2. Reactor
Pada sistem PLTU Jeranjang unit 1 dan unit 2 pada sistem pembebanan
pembangkit (Load Power Plant) di sisi 6,3kV menggunakan peralatan Reactor
(foto dibawah). Pemasangan reactor dipasang secara seri pada tegangan 6,3kV
terhadap beban.
Adapun Reactor tersebut berfungsi sebagai :
1. Mengkompensasi VAR pada sistem jaringan, sehingga memperbaiki
factor daya (cos phi).
2. Meningkatkan keandalan / reability sistem jaringan beban.
3. Berfungsi sebagai buck start untuk motor besar, sehingga sistem tetap
dalam batas aman .
Gambar 4.4. Reactor
42
Tabel 4.2. Tabel Data Teknis Reactor PLTU Jeranjang.
Manufacture by : CEEG - China Electric Equipment GmupReactor Division
Type / Seri : Current-limiting Reactor / XKSGK-6-1200-6
Rated Capacity : 249.4 kVAr
Rated Voltage : 6.3kV
Rated Current : 1200 A
Reactance Ratio: 6 %
Cooling Type : AN
Working condition : Indoor
Gambar 4.5. Diagram Flow Back Feeding PLTU Jeranjang Unit 1
4.1.3.Auxilarry Transformer 6.3 kV/400 V
Jenis transformator yang digunakan untuk untuk melayani kebutuhan
untuk menjalakan plant pendukung (Balance of Plant) PLTU Jeranjang unit 1 dan
2 menggunakan 2 jenis Transformer yaitu:
a. Dry Type Transformer - 6,3kV/400V
b. Oil Type Transformer - 6,3kV/400V
Dimana daya diambil dari main transformator (150kV/6.3kV) kemudian
diturunkan ke 400 Vuntuk melayani beban-beban berkapasitas kecil baik itu
43
beban 380 V (tiga phasa) maupun 220 V (phasa) misalnya power supply pada
ruang control, condensate pump dan sebagainya.
Data-data Transformator lainnya dapat dilihat pada tabel berikut:
Transformator 6,3 kV/400V
Tabel 4.3. Data sfesifikasi Dry Transformer
Type : SCB10.1250/6,3No seri : IFBG.719.010.2Daya : 1250 kVATegangan : 6.300 V/400VHubungan Belitan : DYN11Impedansi Hubung Singkat : 6,13%Kebutuhan Minyak : 0 (dry transformer)
Gambar 4.6. Dry Type Transformer - 6,3kV/400V
Transformator step down 6,3 kV/400V
Tabel 4.4. Data sfesifikasi Oil Transformer
Type S11-M-1250/6.3No seri 1YCB.710.9181Daya 1250kVATegangan 6300kV/400VHubungan Belitan Dyn11Impedansi Hubung Singkat -Kebutuhan Minyak 720 kg
Gambar 4.7. Oil Type Transformer - 6,3kV/400V
44
Transformator step down 6,3 kV/400V
Tabel 4.5. Data sfesifikasi Oil Transformer
Type S11-M-1600/6.3No seri 1YCB.710.9191Daya 1600kVATegangan 6300 kV/400VHubungan Belitan Dyn11Impedansi Hubung Singkat -Kebutuhan Minyak 895kg
Gambar 4.8. Oil Type Transformer - 6,3kV/400V
4.2 Syarat Transformator Beroprasi
Untuk mengoperasikan transformator maka transformator tersebut harus
memenuhi beberapa syarat, adapun syarat syarat pengoperasian Transformator
150/6,3 kV adalah sebagai berikut:
a. Pemeriksaan Visual harus sesuai dengan gambar.
b. Tahanan isolasi maximum.
c. Lulus AC tes sesuai tegangan kerja.
d. Pengaman transformator harus sesuai dengan ketentuan.
4.3 Urutan Pengoperasian Transformator
Untuk menghindari adanya kesalahan maka transformator harus
dioperasikan sesuai dengan urutan yang berlaku, adapun urutan pengopearasian
transformator adalah:
a. Pemeriksaan urutan phasa
b. Pengukuran tegangan:
45
Phasa-phasa
Phasa-netral
c. Pemeriksaan semua rangkaian
d. Visual:
DS (disconnecting switch) harus masuk (ON)
Grounding Switch harus dilepas
e. Pemasukan DS harus secara bersamaan (3 phasa)
f. Pemasukan CB harus secara bersamaan (3 phasa)
4.4 Pengelompokan Beban Untuk Pemakaian sendiri
Menurut tegangan sistemnya, beban-beban yang ada pada
pembangkit dapat dikelompokkan menjadi:
a. Beban dengan tegangan sistem 6,3 kV
b. Beban dengan tegangan sistem 380 V
c. Beban dengan tegangan sistem 220 V
46
4.4.1. Beban dengan tegangan sistem 6,3 kV
Tabel 4.6. Beban dengan teganagan sistem 6,3 kV
6.3 kV Plant Electrical Auxiliary Load Calculate List
No Nama
generator 1 common bus sectionKapasitas
(kW) Terpasang TerpakaiKapasitassirkulasi Terpasang Terpakai
Kapasitassirkulasi
1 Electric feed water pump 1000 2 1 10002 Circulating pump 315 2 2 6303 Induced draft fan 355 2 2 7104 Primary air fan 400 2 2 8005 secondary air fan 280 2 2 560
6Main power building LVauxiliaryransformer capacity P3 1250 2 2 1250
7Coal handling LV auxiliarytransformer capacity P4 1 1 1117.2
8Dust and ash removal LVauxiliarytransformer capacityP5 1 1 635
Jumlah 3600 12 11 4950 2 2 1752.2
Tabel diatas menunjukkan beban transformator 150kV/6,3kV (pada generator 1) baik yang terpakai maupun terpasang, dengan
jumlah beban yang terpasang sebanyak 12 unit dan terpakai sebanyak 11 unit, ini menunjukkan bahwa salah satu beban transformator
yaitu electric feed water pump mempunyai cadangan yang terpasang, sehingga apabila tejadi gangguan pada electric feed water pump
maka alat yang terpasang bisa menjadi alternatif untuk menggantikan yang lainnya, Dengan kapasitas sirkulasi sebesar 4.950, Sedangkan
47
untuk common bus section yang terdiri dari Coal handling LV auxiliary transformer capacity P4 dan Dust and ash removal LV auxiliary
transformer capacity P5 masing masing mempunyai 1 unit dengan total kapasitas sirkulasi sebesar 1752.2
4.4.2. Beban dengan tegangan sistem 380 V dan 220 V
Tabel 4.7. Beban dengan tegangan sistem 380 V dan 220 V.
No Nama Ratedcapaci
ty(kW)
Wiring
number
Workingnumber
Generator boiler and common 400 V/230V distribution load RemarkGenerator boiler and common 400
V/230V distribution sectionGenerator boiler and common 400
V/230V distribution sectionWirin
gnumb
er
Working
number
Calculation
power
Location
support
Wiring
number
Working
number
Calculation
power
Location
support
Repeated
loading
main power buildingload
1 steam seal cooler 0,75 1 1 1 1 0,75 103DP 1 1 0,75 203DP
2high preasure AC oil
pump 160 1 11 1 102DP
3 condensate pump 75 2 1 1 1 75 102DP 1 1 75 202DP 75
4power supply of fire
warning system 5 1 11 1 5 10DP
5 vacum pump 37 2 1 1 1 37 103DP 1 1 37 202DP 37
6main oil tank
ventilate pump 3 1 11 1 103DP
7motor bridge driven
haist 115,5 1 11 1 105DP
48
8multi-use oil filter
machine 6,55 1 11 1 105DP
9 drain pump 22 1 1 1 1 22 102DP10 low water pump 2 1 1 1 1 2 102DP11 ammonia fitting 9 1 1 1 1 9 203DP12 motor hoist 3,4 1 1 1 1 107DP
13steam-watersampling equipment 4,53 1 1
1 1 4,53 105DP
14 three-way valve 1,5 1 1 1,5 104DP 1 1 1,5 203DP
15desalted water cooler
machine 22 1 11 1 22 106DP
16 dregs coolre motor 1,5 2 2 1 1 1,5 104DP 1 1 1,5 203DP
17rubber washing
machine 11 1 11 1 5,5 104DP
starttime
18 underwater pump 9 1 1 1 1 106DP
19closed cooling water
pump 45 2 11 1 45 103DP 1 1 45 204DP 45
20 control box 7,89 1 1 1 1 7,89 105DP21 fire smoke fan 2,2 1 1 1 1 203DP22 air-condotion 8 2 2 1 1 8 103DP
23control box of roof
fan 30 1 11 1 30 204DP
24weighing type cool
feeder 3 2 22 2 6 106DP
25electrohydrauliccontrol plate gate 3 4 2
2 2 3102DP103DP
2 2 3202DPi203DP
49
26electrohydrauliccontrol plate gate 22 1 1
1 1 2,2 104DP
271~2#lighting box ofmain power building 13,2 1 1
1 1 13,2 202DP
283#lighting box of
main power building 7,2 1 11 1 7,2 206DP
294~5#lighting box ofmain power building 14,4 1 1
1 1 14,4 206DP
30 maintenance box 21 2 22 2
104DPi106DP
31 screw conveyer 7,5 1 1 1 1 7,5 204DP
underwater pump 9 11 1 106DP
(subtotal) 279,85 244,05 157
S1=0,8(kVA) 223,88 195,24 126
32power supply ofoffice building 80 1 1
1 1 80 207DP
33
power supply ofelectrical heating
switch box 12 1 11 1 206DP
34 1#system ups 15 1 1 1 1 15 106DP
35 3# system ups 30 1 11 1 106DP
36
power supply of 1#generator exication
system 1 1 11 1 1 106DP 1 1 1 203DP
50
37
power supply of 1#main transformer for
cooler 5 1 11 1 5 206DP
38
power supply of 2#main transformer for
cooler 5 1 11 1 5 206DP
39
power supply of 1#unit control AC
power box 16 1 11 1 16 107DP 1 1 16 207DP
~230V
40
power supply of 1#unit boiler local fire
control box 3 1 11 1 3 107DP 1 1 3 207DP
41
power supply of 1#unit boiler soat
blower 15 1 11 1 15 107DP
42
ppower supply forindustrial television
power box 10 1 11 1 10 204DP
~230V
43
load of 1# unitemergensy bus
section 213 1 1
1 1 213 207DP
44power supply of
CEMS room 12 1 11 1 12 204DP
~230V
45
power supply of6KV working Line
switch box 1 11 1 104DP
51
46power supply of 1#main transformer 1 1
1 1 107DP
47
power supply of 1#generator room
switch box1 1 206DP
48power supply of
bottom ash handling 15 1 11 1 15 107DP
49main building coal
handling load 117 1 11 1 117 107DP
50boiler acid-cleaningwaste water pond 113 1 1
1 1 11,3 105DP
51power supply ofbooster station 40 1 1
1 1 40 202DP
281 385Subtotal (kVA) 504,9 580,2 126
(total) kVA) 504,9+580,2-126=959(capacity choose)
(kVA)1250
Tabel diatas menunjukkan perincian beban untuk tegangan sistem 220 V dan 380 V, dan dari tabel diatas dapat dilihat bahwa total
kpasitas beban yang terpasang untuk generator unit 1 yaitu 1250 kVA. Beberapa beban mempunyai cadangan terpasng diantaranya
electrohydraulic control plate gate, closed cooling water pump, vacum pump, dan condensate pump.
52
4.4.3. Common Bus Section 380 V dan 220 V
Tabel 4.8. Common bus section dengan tegangan sistem 380 V dan 220 V
No. Namerated
capacity(kW)
wiringnumber
(set)
workingnumber
(set)
essential bus section 1#1 generator essential load
wiringnumber
workingnumber
calculationpower location supply
main power building essential load1 AC grease-oil pump 15 2 2 1 1 15 B1202DP2 barring motor 11 2 2 1 1 11 B1202DP3 1#system DC power supply 80 2 1 1 1 80 B1202DP
4 2#system DC power supply 80 2 1 1 1 B1202DP5 3#system DC power supply 80 2 1 1 1 B1202DP6 1#unit electrical valve distribution panel 50 2 1 1 1 10 B1202DP7 2#unit electrical valve distribution panel 50 2 1 1 1 B1202DP
8emergency lighting of main powerbuilding 12 2 2 1 1 12 B1202DP
9 Elevator 10 1 110 lighting of chimney 1 1 1 1 1 1 B1202DP11 1#system UPS 15 1 1 1 1 15 B1202DP12 2#system UPS 15 1 113 3#system UPS 30 1 1 1 1 B1202DP14 fan of diesel machine 0,37 2 1 1 1 0,37 B1202DP15 body load of diesel machine 0,5 2 1 1 1 0,5 B1202DP
53
16 power supply of communication 1 2 1 1 1 1 B1202DP17 power supply 1#DCS power box 15 15 B1202DP18 power supply 1#DCS power box 15
160,87(kVA) 128,7
(kVA) 128+129.5=252.2rated capacity of diesel-engine Choose(kVA)
Tabel diatas menunjukkan perincian beban untuk sistem 380 V dan 220 V untuk bus section sebesar 128.7 kVA. Ada beberapa
beban yang mepunyai cadangan terpasang dan beberapa beban tidak mempunyai cadangan terpasang, sebagai alternatif jika terjadi
gangguan pada beban pembangkit tersebut sehingga jika terjadi gangguan pada salah satu beban maka tidak berpengaruh ke beban lainnya.
54
4.5 Data Harian Pembebanan Transformator
Untuk dapat menganalisa keseimbangan daya, tegangan, arus, frekuensi,
serta cosphi beban untuk pemakaian sendiri, maka dilakukan pengamatan untuk
pembebanan harian transformator yang diamati pada saat PLTU beroperasi (beban
penuh untuk pemakaian sendiri) selama tiga hari, adapun data pembebanan
transformator dengan jangka pengamatan tiga hari tersebut adalah:
Tabel 4.9. Data pembebanan transformator hari ke-1
Pembebanan Transformator Pemakaian Sendiri Pada Saat Beban Penuh
No TanggalJam
(WITA) P(kW) Q(kVAr) Vbc(kV) Ib(A) F(Hz)CosPhi
1 2/4/2015 0:00 3456 2304 6.33 372 50.05 0.822 1:00 3600 2592 6.34 396 50.01 0.803 2:00 3528 2520 6.35 396 50.04 0.814 3:00 3384 2304 6.35 372 50.03 0.825 4:00 3384 2304 6.34 372 50.04 0.826 5:00 3384 2520 6.31 396 50.08 0.817 6:00 3312 2304 6.31 372 50.05 0.828 7:00 3456 2304 6.31 372 50.11 0.829 8:00 3384 2304 6.32 372 50.05 0.8210 9:00 3384 2304 6.30 372 49.90 0.8211 10:00 3384 2304 6.30 372 50.04 0.8212 11:00 3600 2592 6.31 408 49.68 0.8113 12:00 3600 2376 6.31 408 50.02 0.8314 13:00 3528 2376 6.30 396 49.94 0.8315 14:00 3528 2376 6.30 396 49.87 0.8316 15:00 3528 2376 6.30 396 49.97 0.8317 16:00 3600 2376 6.30 396 50.07 0.8318 17:00 3672 2592 639 408 49.78 0.8119 18:00 3600 2376 6.31 396 50.08 0.8320 19:00 3672 2376 6.30 396 49.99 0.8321 20:00 3528 2376 6.33 396 49.85 0.8322 21:00 3744 2592 6.33 420 50.17 0.8123 22:00 3672 2448 6.34 408 50.19 0.8324 23:00 3672 2448 6.33 396 50.10 0.82
55
Tabel 4.10. Data pembebanan transformator hari ke-2
Pembebanan Transformator Pemakaian Sendiri Pada Saat Beban Penuh
No TanggalJam
(WITA)P
(kW)Q
(kVAr)Vbc(kV)
Ib(A)
F(Hz)
CosPhi
1 3/4/2015 0:00 3672 2592 6.34 420 50.15 0.812 1:00 3600 2520 6.35 396 50.10 0.823 2:00 3600 2376 6.34 396 50.09 0.834 3:00 3600 2376 6.33 396 50.10 0.835 4:00 3744 2376 6.33 396 50.06 0.836 5:00 3672 2592 6.34 420 49.93 0.817 6:00 3816 2592 6.33 420 49.89 0.818 7:00 3816 2376 6.34 396 50.05 0.839 8:00 3672 2376 6.33 396 49.94 0.83
10 9:00 3888 2448 6.32 408 50.05 0.8311 10:00 3672 2448 6.36 408 49.81 0.8312 11:00 3816 2664 6.36 420 49.92 0.8113 12:00 3816 2664 6.35 420 50.02 0.8114 13:00 3672 2448 6.35 408 50.04 0.8315 14:00 3888 2664 6.35 420 50.00 0.8116 15:00 3672 2448 6.35 396 50.02 0.8317 16:00 3672 2448 6.35 396 49.94 0.8318 17:00 3816 2664 6.35 420 50.06 0.8119 18:00 3600 2952 6.35 408 49.82 0.8120 19:00 3600 2376 6.35 396 49.99 0.8321 20:00 3528 2376 6.36 384 49.80 0.8222 21:00 3744 2664 6.36 420 50.05 0.8223 22:00 3744 2664 6.36 420 49.98 0.8124 23:00 3642 2520 6.37 420 49.98 0.81
56
Tabel 4.11. Data pembebanan transformator ari ke-3
Pembebanan Transformator Pemakaian Sendiri Pada Saat Beban Penuh
NO Tanggal
Jam(WITA)
P(kW)
Q(kVAr)
Vbc(kV)
Ib(A)
F(Hz)
CosPhi
1 4/4/2015 0:00 3744 2448 6.36 396 50.08 0.832 1:00 3744 2448 6.35 408 50.14 0.833 2:00 3600 2376 6.36 396 50.03 0.834 3:00 3672 2448 6.36 396 49.95 0.835 4:00 3744 2664 6.36 408 50.03 0.816 5:00 4032 2880 6.35 444 50.02 0.807 6:00 3816 2664 6.36 420 49.85 0.818 7:00 3672 2448 6.36 408 50.05 0.839 8:00 3816 2448 6.36 408 50.08 0.83
10 9:00 3744 2520 6.36 408 49.94 0.8311 10:00 3744 2448 6.34 408 50.11 0.8312 11:00 3744 2664 6.36 420 50.01 0.8113 12:00 3744 2664 6.34 420 49.87 0.8114 13:00 3816 2664 6.36 420 49.99 0.8315 14:00 3672 2448 6.35 396 49.91 0.8316 15:00 3744 2448 6.36 408 50.16 0.8317 16:00 3888 2664 6.35 420 49.97 0.8318 17:00 3672 2664 6.36 408 49.87 0.8119 18:00 3672 2448 6.36 396 50.16 0.8320 19:00 3600 2376 6.36 396 50.01 0.8321 20:00 3744 2664 6.36 408 49.85 0.8122 21:00 3816 2664 6.35 420 50.01 0.8223 22:00 3600 2376 6.35 396 50.03 0.8324 23:00 3672 2376 6.36 396 50.09 0.83
Dari data pembebanan transformator dalam jangka waktu pengamatan 3
hari tersebut didapat daya aktif, daya reaktif, tegangan, arus, frekuensi serta
cosphi yang berbeda-beda ini dapat dilihat dari grafik dibawah:
57
Grafik 4.1. Perbandingan daya aktif beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa daya aktif beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana daya aktif beban tertinggi tejadi pada
hari ketiga yaitu pada jam 5:00 dan beban aktif terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 06:00.
Grafik 4.2. Perbandingan daya reaktif beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa daya reaktif beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana daya reaktif beban tertinggi tejadi pada
hari ke-2 yaitu pada jam 18:00 dan beban aktif terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 06:00, 07:00, 08:00 dan 09:00 .
010002000300040005000
Daya
akt
if (k
W)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Daya
reak
tif (k
Var)
57
Grafik 4.1. Perbandingan daya aktif beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa daya aktif beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana daya aktif beban tertinggi tejadi pada
hari ketiga yaitu pada jam 5:00 dan beban aktif terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 06:00.
Grafik 4.2. Perbandingan daya reaktif beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa daya reaktif beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana daya reaktif beban tertinggi tejadi pada
hari ke-2 yaitu pada jam 18:00 dan beban aktif terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 06:00, 07:00, 08:00 dan 09:00 .
Waktu (Jam)
Daya aktif
Waktu (Jam
Daya reaktif beban
57
Grafik 4.1. Perbandingan daya aktif beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa daya aktif beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana daya aktif beban tertinggi tejadi pada
hari ketiga yaitu pada jam 5:00 dan beban aktif terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 06:00.
Grafik 4.2. Perbandingan daya reaktif beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa daya reaktif beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana daya reaktif beban tertinggi tejadi pada
hari ke-2 yaitu pada jam 18:00 dan beban aktif terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 06:00, 07:00, 08:00 dan 09:00 .
Hari 1
Hari 2
Hari 3
Hari 1
Hari 2
Hari 3
58
Grafik 4.3. Perbandingan tegangan beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa tegangan beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana tegangan beban tertinggi tejadi pada
hari ke-1 yaitu pada jam 17:00 dan tegangan beban terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 09:00, 10:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00.
Grafik 4.4. Perbandingan arus beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa arus beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana arus beban tertinggi tejadi pada hari
ketiga yaitu pada jam 5:00 dan arus beban terendah terjadi pada hari ke-1 yaitu
pada jam 00:00, 03:00, 04:00, 06:00, 07:00, 08:00, 09:00 dan 10:00.
6.25
6.3
6.35
6.4
Tega
ngan
(kV)
300
350
400
450
Arus
(A)
58
Grafik 4.3. Perbandingan tegangan beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa tegangan beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana tegangan beban tertinggi tejadi pada
hari ke-1 yaitu pada jam 17:00 dan tegangan beban terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 09:00, 10:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00.
Grafik 4.4. Perbandingan arus beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa arus beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana arus beban tertinggi tejadi pada hari
ketiga yaitu pada jam 5:00 dan arus beban terendah terjadi pada hari ke-1 yaitu
pada jam 00:00, 03:00, 04:00, 06:00, 07:00, 08:00, 09:00 dan 10:00.
Waktu (Jam)
Tegangan Beban
Waktu Jam
Arus Beban
58
Grafik 4.3. Perbandingan tegangan beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa tegangan beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana tegangan beban tertinggi tejadi pada
hari ke-1 yaitu pada jam 17:00 dan tegangan beban terendah terjadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 09:00, 10:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00.
Grafik 4.4. Perbandingan arus beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa arus beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana arus beban tertinggi tejadi pada hari
ketiga yaitu pada jam 5:00 dan arus beban terendah terjadi pada hari ke-1 yaitu
pada jam 00:00, 03:00, 04:00, 06:00, 07:00, 08:00, 09:00 dan 10:00.
Hari 1
Hari 2
Hari 3
Hari 1
Hari 2
Hari 3
59
Grafik 4.5. Perbandingan frekuensi beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa frekuensi beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana frekuensi tertinggi tejadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 22:00 dan frekuensi beban terendah terjadi pada hari ke-1 yaitu
pada jam 11:00.
Grafik 4.6. Perbandingan faktor daya beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa faktor daya beban selama 3 hari
pengamatan didapat cosphi yang berfluktuasi, dimana cos phi tertinggi tejadi pada
hari ke-1 yaitu pada jam 12:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00, 18:00, 19:00, 20:00
dan 22:00. Sedangkan pada hari ke-2 cos phi beban tertinggi terjadi pada jam
49.4
49.6
49.8
50
50.2
Frek
uens
i (Hz
)
0.78
0.79
0.8
0.81
0.82
0.83
0.84
cos p
hi (H
z)
59
Grafik 4.5. Perbandingan frekuensi beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa frekuensi beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana frekuensi tertinggi tejadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 22:00 dan frekuensi beban terendah terjadi pada hari ke-1 yaitu
pada jam 11:00.
Grafik 4.6. Perbandingan faktor daya beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa faktor daya beban selama 3 hari
pengamatan didapat cosphi yang berfluktuasi, dimana cos phi tertinggi tejadi pada
hari ke-1 yaitu pada jam 12:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00, 18:00, 19:00, 20:00
dan 22:00. Sedangkan pada hari ke-2 cos phi beban tertinggi terjadi pada jam
Waktu (Jam)
Frekuensi beban
Waktu (Jam)
Faktor daya beban
59
Grafik 4.5. Perbandingan frekuensi beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa frekuensi beban selama 3 hari
pengamatan mengalami fluktuasi, dimana frekuensi tertinggi tejadi pada hari ke-1
yaitu pada jam 22:00 dan frekuensi beban terendah terjadi pada hari ke-1 yaitu
pada jam 11:00.
Grafik 4.6. Perbandingan faktor daya beban terhadap waktu
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa faktor daya beban selama 3 hari
pengamatan didapat cosphi yang berfluktuasi, dimana cos phi tertinggi tejadi pada
hari ke-1 yaitu pada jam 12:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00, 18:00, 19:00, 20:00
dan 22:00. Sedangkan pada hari ke-2 cos phi beban tertinggi terjadi pada jam
Hari 1Hari 2Hari 3
Hari 1Hari 2Hari 3
60
02:00, 02:00, 04:00, 07:00, 08:00, 09:00, 10:00, 12:00, 13:00, 15:00, 16:00, dan
19:00.dan sedangkan pada hari ke-3 didapat cos phi tertinggi pada semua jam
yaitu: 00:00, 01:00, 02:00, 03:00, 04:00, 07:00, 08:00, 09:00, 10:00, 13:00, 14:00,
15:00, 16:00, 18:00, 19:00, 22:00, dan 23:00.
61
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
1. Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau
menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3
komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai
input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi
yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.
2. Reactor adalah alat yang berfungsi untuk:
a. Mengkompensasi VAR pada sistem jaringan, sehingga memperbaiki
factor daya (cos phi).
b. Meningkatkan keandalan / reability sistem jaringan beban.
c. Berfungsi sebagai buck start untuk motor besar, sehingga sistem tetap
dalam batas aman .
3. Jenis-jenis transformator yang digunakan:
a. Dry Type Transformer - 6,3kV/400V
b. Oil Type Transformer - 6,3kV/400V
4. Kapasitas dan fungsi ransformator pada PLTU jeranjang UNIT 1:
a. Main Transformer (34.500 kVA)
Digunakan untuk menurunkan tegangan yang disuplay dari Gardu Induk
Pembangkit dan digunakan untuk melayani beban-beban dengan tegangan
sistem 6,3 kV.
b. Auxilarry Transformer(1.250 KVA)
Digunakan untuk menurunkan tegangan yang disuplay dari main trafo
untuk disalurkan ke beban-beban pembangkit dengan tegangan sistem 380
V dan 220 V.
5. Jenis tegangan sistem yang digunakan pada beban-beban pembangkit jeranjang
UNIT 1 yaitu:
a. Tegangan sistem 6,3 kV
b. Tegangan sistem 380 V dan 220 V.
62
6. Dari hasil pengamatan data didapat Tegangan, dan frekuensi yang relatif
konstan, sedangkan daya aktif, daya reaktif, arus, dan faktor daya beban yang
didapat berfluktuasi.
5.2. Saran
Kerja sama antara PT. PLN (persero) dan PT. Barata Indonesia terus
berlanjut sehingga dapat saling berbagi ilmu serta dapat memberikan kesempatan
lebih banyak kepada civitas akademik untuk penelitian maupun melakukan
Praktek Kerja Lapangan.
Study tentang pembebanan transformator tidak hanya dilakukan pada saat
dilakukan maintenance saja tetapi juga pada saat pembangkit sedang beroperasi,
sehingga dapat mengetahui perbedaan beban ketika beroperasi dan ketika
dilakukan maintenance.
DAFTAR PUSTAKA
Citarsa, I.B. Fery. 2012. Buku Ajar Mata Kuliah Mesin Listrik I. Mataram:Universitas Mataram.
Marsudi, Djiteg, (2005), Pembangkit Energi Listrik. Penerbit Erlangga: Jakarta.
PT. PLN(Persero).2014.Buku Pedoman Operasional Dan Maintenance TrafoTenaga. Jakarta: PT. PLN(Persero).
Supriyatna, (2013), Buku Ajar Sistem Distribusi Tenaga Listrik. Bidang Keahlian
Sistem Tenaga Listrik. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas
Mataram: Mataram.
Turan Gonen, Electric Power Distribution System Engineering, University of
missouri at columbia.