BAB 3. KEGIATAN MAGANG
KERJA INDUSTRI DI PT PLN (PERSERO) WILAYAH NTB SEKTOR PEMBANGKITAN LOMBOK
(PLTMH SANTONG KABUPATEN LOMBOK UTARA)
3.1
Definisi PLTMH
Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLTMH) merupakan salah satu jenis pembangkit listrik yang
memanfaatkan air sebagai sumber energi penggeraknya. Mikrohidro berasal dari
kata Micro yang berarti kecil dan Hydro
yang berarti air yang secara sederhana dapat diartikan sebagai suatu pembangkit
listrik skala kecil yang memanfaatkan energi potensial dan energi kinetik air
sebagai tenaga penggeraknya, seperti saluran irigasi, sungai maupun air terjun dengan
memanfaatkan tinggi terjunan (head)
atau pun kecepatan alir (volume debit) air (Umar, dkk., 2011).
Secara teknis, PLTMH
memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan
generator. Mikrohidro juga dikenal dengan sebutan white resources (energi putih) dikatakan demikian karena instalasi
pembangkit listrik seperti ini menggunakan sumber daya yang telah disediakan
oleh alam dan ramah lingkungan (Subandono, 2012).
Sebuah instalasi mikrohidro
dapat dibangun dengan memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar,
dengan tinggi jatuh (head) air 2,5 m
dapat menghasilkan 400 watt. Berdasakan output yang dapat dihasilkan,
Pembangkit listrik tenaga air dapat dibedakan menjadi:
Tabel 3.1
Klasifikasi pembangkit listrik tenaga air
|
Large-hydro
|
lebih dari 100 MW
|
|
Medium-hydro
|
antara 15 – 100
MW
|
|
Small-hydro
|
antara 1 – 15
MW
|
|
Mini-hydro
|
lebih dari 100
kW, kurang dari 1 MW
|
|
Micro-hydro
|
antara 5 kW –
100 kW
|
|
Pico-hydro
|
kurang dari
|
(Sumber: O.F. Patty, 2006)
3.1.1
Keunggulan PLTMH
a. Teknologi PLTMH
menggunakan sumber daya terbarukan
b. Biaya operasi
pemeliharaannya lebih rendah dibandingkan dengan mesin diesel yang menggunakan energi
fosil (BBM)
c. Penerapannya relatif
mudah dan ramah lingkungan, tidak menimbulkan polusi udara dan suara
d. Efisiensi tinggi
e. Produk air keluaran
dapat dimanfaatkan untuk keperluan irigasi.
3.1.2
Kelemahan PLTMH
a. Biaya investasi
untuk teknologi masih tinggi
b. Dipangaruhi oleh
iklim dimana musim akan mempengaruhi debit air yang digunakan untuk menggerakan
tubrin
c. Pembangunan akan
merusak ekosistem
d. Perlunya
sosialisasi mengenai dampak positif penerapan mikrohidro terhadap pembangunan
kegiatan sosial ekonomi masyarakat pedesaan seperti industri kecil, pertanian,
peternakan dll
3.2
Komponen PLTMH Santong
Beberapa
komponen yang digunakan pada PLTMH Santong antara lain:
a.
Dam/bendungan
pengalih (intake). Dam berfungsi
untuk mengalirkan air melalui sebuah pembuka dibagian sisi sungai ke dalam bak
pengendap melalui saluran/waterway. Hal demikian dilakukan
untuk menghindari volume aliran air yang dapat merusaknya. Untuk menjaga
keamanan dan kehandalan intake maka pada bagian intake dilengkapi
dengan pintu air, saringan sampah dan saluran pelimpah. Dimensi intake
pada PLTMH Santong memiliki panjang 40 m dengan lebar 20 m.
Gambar 3.1 intake
b.
Clamp
Shell. Digunakan
untuk mengangkut sampah daun dan batang pohon maupun akar-akaran yang menumpuk
pada saringan dam/intake. Clamp Shell ini digerakkan oleh sebuah
motor listrik AC yang
dihubungkan dengan kawat. Penggaruk sampah dipasang pada sebuah rel yang dapat
naik dan turun dengan memanfaatkan sistem hidrolik yang diatur dengan motor
listrik AC.
c.
Desand
basin/kantong
lumpur. Kantong lumpur digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari
air. Fungsi dari bak pengendap sangat penting untuk melindungi
komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.
d.
Waterway/headrace/saluran pembawa. Saluran pembawa dibuat dengan memotong pinggiran
bukit agar diperoleh ketinggian yang optimal yaitu 82,42 m.
Saluran pembawa ini menyalurkan air dari dam ke head tank sejauh 1750 m.
Gambar 3.2 waterway
e.
Pipa pesat (penstok). Pipa pesat berfungsi untuk mengalirkan
air dari bak penenang (head tank) menuju roda air atau turbin pada
sebuah rumah pembangkit dimana pipa pesat ini dipasang dengan kondisi miring. Panjang pipa penstock yang digunakan pada PLTMH Santong ialah sejauh 232,384 m,
dengan diameter pipa 0,90 m.
Pipa pesat (penstok). Pipa pesat berfungsi untuk mengalirkan
air dari bak penenang (head tank) menuju roda air atau turbin pada
sebuah rumah pembangkit dimana pipa pesat ini dipasang dengan kondisi miring. Panjang pipa penstock yang digunakan pada PLTMH Santong ialah sejauh 232,384 m,
dengan diameter pipa 0,90 m.
Gambar 3.3 pipa pesat
f.
Saluran
limpasan/Spillway. Saluran limpasan pada PLTMH Santong berada pada tiga
bagian yaitu bagian dam, desand basin dan pada head tank. Spill
way berfungsi untuk menyalurkan air
apabila debit yang ada berlebih atau ketika terjadi trip maupun ketika sedang dilakukan perawatan pada
komponen-komponen di power house.
Gambar 3.4 Saluran limpasan
g.
Main
valve inlet/katup utama
masukan. Berfungsi untuk membuka dan menutup aliran air dari pipa pesat menuju
ke rumah keong/turbin. Katup inlet masukkan utama
pada PLTMH Santong menggunakan sistem katup bypass
otomatis.
Gambar 3.5 Main
valve inlet
h.
Tail
race/saluran
buangan. Saluran buangan berfungsi untuk mengalirkan air yang telah melewati
turbin untuk dialirkan kembali ke sungai.
3.3
Mekanisme Kerja PLTMH
Prinsip dasar mikrohidro
adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air dengan
tinggi jatuh (ketinggian) tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik.
Untuk menghasilkan tenaga, mikrohidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan
tinggi terjunan (head). Tinggi terjun
dan aliran (energi potensial) dikonversikan ke dalam bentuk energi mekanik
kemudian menjadi energi listrik. Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan
(Pnet) ditambah dengan
faktor kehilangan energi (losses)
dalam bentuk gesekan, suara atau panas. Sedangkan daya yang dihasilkan
merupakan perkalian dari daya yang masuk (Pgross)
dengan efisiensi konversi (Eo) (Subandono, 2012)
Pgross = Pnet
+ Losses
atau
Pnet = Pgross
x Eo kW............................................................................... (3.1)
Daya kotor merupakan head kotor (Hgross) dikali dengan debit air (Q) dikali dengan
percepatan gravitasi (g=9,81), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik
dapat dituliskan sebagai berikut:
Pnet = g x Hgross
x Q x Eo kW................................................................. (3.2)
dimana,
Eo = Ekontruksi
sipil x Epenstock x Eturbin x Egenerator x
Esistem kontrol x Ejaringan x Etrafo
g = 9,81 m/s2
H = head (m)
Q = debit (m/s3)
|
Ekonstruksi sipil
|
: 1.0 – (panjang saluran × 0.002 ~
0.005)/ Hgross
|
|
Epenstock
|
: 0.90 ~ 0.95 (tergantung pada
panjangnya)
|
|
Eturbin
|
: 0.70 ~ 0.85 (tergantung pada
tipe turbin)
|
|
Egenerator
|
: 0.80 ~ 0.95 (tergantung pada
kapasistas generator)
|
|
Esistem kontrol
|
: 0.97
|
|
Ejaringan
|
: 0.90 ~ 0.98 (tergantung pada
panjang jaringan)
|
|
Etrafo
|
: 0.98
|
3.4
Aspek
Mekanikal - Elektrikal
3.4.1
Turbin
Turbin merupakan komponen PLTMH yang mengubah energi
potensial air menjadi energi mekanis. Energi mekanis tersebut akan diubah oleh
generator menjadi tenaga listrik.
a.
Macam-macam Turbin
Turbin air berdasarkan cara turbin merubah energi air
menjadi energi puntir diklasifikasikan ke dalam dua klasifikasi, yaitu:
·
Turbin Impuls
Yang dimaksud dengan turbin impuls ialah
turbin air yang merubah seluruh energi (energi potensial, tekanan dan
kecepatan) air manjadi kinetik untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi
puntir. Contoh dari turbin jenis ini ialah turbin pelton, crossflow dan turgo.
·
Tubin Reaksi
Turbin reaksi merupakan turbin yang cara
kerjanya merubah seluruh energi air langsung menjadi energi mekanis berupa gaya
putar (energi puntir). Suduh pada turbin reaksi memiliki bentuk yang khusus
sehingga menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu.
Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Runner turbin reaksi sepenuhnya tercelup
dalam air. Turbin francis, kaplan dan propeller merupakan contoh dari jenis
turbin reaksi.
b.
Turbin Francis
Turbin francis diletakkan diantara sumber air bertekanan tinggi di
bagian masuk dan air bertekanan rendah pada bagian keluar. Turbin francis
menggunakan guide vane (sudu
pengarah). Fungsi dari sudu pengarah adalah untuk mengarahkan air yang masuk
secara tangensial. Guide vane ini
dapat berupa sudu pengarah tetap maupun sudu yang dapat disesuaikan sudutnya.
Pada PLTMH yang menggunakan sumber air yang riskan mengalami perubahan debit
yang cukup besar sudu yang dapat disesuaikan merupakan pilihan yang tepat
digunakan, karena debit air yang masuk ke dalam turbin dapat disesuaikan dengan
kondisi debit yang ada.
Turbin yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalam
air. Air yang masuk ke dalam turbin dialirkan melalui pipa pengisian air
(saluran pipa pesat) ke turbin yang kemudian masuk dan berputar ke dalam rumah
keong (spiral). Semua runner bekerja secara kontinyu sedangkan
daya yang dihasilkan oleh turbin diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan guide vane baik secara manual maupun
secara otomatis (governor), dengan demikian kapasitas air (debit) yang masuk ke
dalam runner turbin dapat diperbesar
atau diperkecil.
Gambar 3.6 Turbin Francis
Daya turbin dapat diketahui dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut:
N = ɳt 
............................................................................................. (3.3)
............................................................................................. (3.3)
Dimana,
N = tenaga air
(HP) Q = debit
air (m3/s)
λ = berat jenis air =
1000 (kg/m3) H = tinggi
jatuh air (m)
3.4.2
Governor
Governor bertugas untuk mengatur jumlah air yang masuk
ke dalam runner seimbang dengan
jumlah pemakaian beban listrik. Governor terdiri dari beberapa komponen,
diantaranya:
a.
Puli pada poros runner
b.
Puli pada poros perantara
c.
Belt transmisi, ketiga elemen ini merupakan komponen sistem
transmisi daya dan putaran dari poros runner
ke poros governor
d.
Roda gigi payung pada poros perantara
e.
Roda gigi payung poros governor,
berfungsi meneruskan transmisi daya dan putaran dari poros perantara
f.
Poros governor, berfungsi
sebagai rel tempat naik turunnya bantalan jalan, pada poros ini pula bantalan
diam tertumpu
g.
Bantalan jalan, berfungsi sebagai pengait dan pembawa tuas-tuas yang
berhubungan dengan katup
h.
Tuas-tuas, berfungsi sebagai penghubung gerak langkah bantalan jalan ke
posisi katup
i.
Lengan-lengan governor,
berfungsi sebagai penerus gerak langkah bantalan jalan dan sebagai penentu
posisi bandul
j.
Bandul, berfungsi untuk menstabilkan putaran dan untuk mendapat jarak
langkah yang diinginkan, hal ini sangat berhubungan dengan gaya sentrifugal
yang terjadi
k.
Pegas, berfungsi memberikan gaya reaksi terhadap bantalan jalan sehingga
timbul keseimbangan aksi-reaksi yang menjadikan sistem beroperasi secara
otomatis mekanis
l.
Bantalan diam, berfungsi untuk menumpu ujung poros governor pada posisi yang tetap sehingga governor dapat bekerja stabil
3.4.3
Elektronic Load Kontrol (ELC)
Jika daya air yang masuk ke turbin dibuat selalu tetap
sehingga daya penggerak turbin selalu tetap, maka frekuensi dan respon
generator akan menjadi fungsi dari beban. Agar frekuensi yang dihasilkan oleh
generator besarnya selalu tetap, maka besar beban dari generator harus selalu
tetap. Untuk itu diperlukan beban tiruan yang besar bebannya dapat diatur
sesuai dengan pengurangan beban dari PLTMH. Beban tiruan ini disebut beban
komplemen (ballast load).
Oleh karena daya yang masuk ke turbin dibuat tetap dan
beban yang dirasakan oleh generator juga selalu tetap, maka putaran generator
senantiasa tetap juga. Dengan kata lain, jika debit air konstan maka generator
harus dibebani dengan daya konstan agar putaran generator selalu tetap. Oleh
karena beban konsumen tidak selalu konstan, maka untuk menjaga kestabilan
putaran turbin generator diperlukan beban komplemen yang besarnya diatur oleh
ELC sedemikian sehingga.
Kapasitas nominal generator = beban konsumen + beban
komplemen
Gambar 3.7 Sistem Kontrol beban
Pada prinsipnya pengontrolan menggunakan ELC bertujuan
agar besar daya yang dibangkitkan oleh generator selalu sama dengan daya yang
diserap oleh konsumen ditambah dengan daya yang dibuang ke ballast load dengan demikian akan diperoleh frekuensi yang stabil.
3.4.4
Ballast Load
Ballast load adalah salah satu bagian dari ELC, yang
merupakan beban resistif yang digunakan untuk membuang kelebihan beban untuk
menjaga kestabilan frekuensi yang dihasilkan oleh generator. Dipasang secara
parallel untuk masing-masing fasa. Terdapat dua macam tipe ballast load yaitu ballast
load tipe pemanas air dan ballast
load tipe pemanas udara.
3.4.5
Generator
Generator merupakan satu komponen yang paling penting
pada sebuah pabrik penghasil listrik semisal PLTMH. Energi potensial dan kinetik
air diubah oleh turbin menjadi energi mekanis yang selanjutnya akan diubah
menjadi energi listrik oleh generator. Generator listrik menggunakan prinsip
dasar dari Hukum Faraday dimana apabila sebuah konduktor listrik dilewatkan ke
sebuah medan magnet, maka akan timbul tegangan listrik yang terinduksi pada
konduktor tersebut.
Bila sebatang logam panjang berada di dalam medan
listrik, maka akan menyebabkan elektron bebas akan bergerak ke kiri yang
akhirnya akan menimbulkan medan listrik induksi yang sama kuat dengan medan
listrik sehingga kuat medan total menjadi nol. Dalam hal ini potensial kedua
ujung logam menjadi sama besar dan aliran elektron akan berhenti, maka kedua
ujung logam terdapat muatan induksi agar aliran elektron bebas berjalan terus
maka arus muatan induksi ini terus diambil, sehingga pada logam tidak timbul
medan listrik induksi. Sumber ggl (misal baterei) yang dapat membuat beda
potensial kedua ujung logam harganya tetap, sehingga aliran elektron tetap
berjalan.
Secara umum generator terbagi ke dalam dua jenis,
yaitu generator DC dan generator AC. Generator DC membangkitkan arus listrik
searah dengan menggunakan komponen utama berupa komutator, yaitu sebuah
komponen berupa lilitan kawat untuk membangkitkan listrik searah. Generator DC cocok
untuk membangkitkan tenaga listrik kecil, karena untuk memenuhi kebutuhan
listrik yang tinggi dibutuhkan generator DC yang ukurannya sangat besar
mengalahkan ukuran generator AC untuk menghasilkan daya yang sama.
Nilai dari ɳgen = 
............................................................................. (3.4)
............................................................................. (3.4)
dimana,
f = frekuensi (50 Hertz)
p = jumlah pasang kutub generator
a. Generator sinkron
Generator sinkron merupakan mesin listrik arus bolak-balik yang mengubah
energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik. Energi mekanik
diperoleh dari penggerak mula (turbin) yang dikopel dengan rotor generator,
sedangkan energi listrik diperoleh dari proses induksi elektromagnetik yang
melibatkan kumparan rotor dan kumparan stator. Generator sinkron secara umum
dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk rotornya, yaitu generator turbo atau cylindrical-rotor generator dan salient pole generator.
Pada generator sinkron, arus searah dialirkan pada kumparan rotor yang
kemudian menghasilkan medan magnet rotor. Rotor dari generator akan diputar
oleh prime mover menghasilkan medan
magnet putar didalam mesin. Pada stator generator juga terdapat kumparan.
b. Komponen generator
sinkron
Secara umum ada dua
komponen utama penyusun generator sinkron yaitu stator dan rotor. Stator
meupakan bagian generator sinkron yang tidak bergerak tempat dimana tegangan
induksi diabngkitkan. Sedangkan rotor merupakan bagian dari generator sinkron
yang bergerak dan dialiri arus searah pada kumparannya.
Pada stator terdapat
beberapa komponen utama, yaitu:
·
Rangka stator
Rangka luar yang biasanya terbuat dari baja berfungsi untuk menyokong
struktur stator dan mempunyai kaki-kaki yang dipasang pada bagian pondasi.
Rangka stator ini dibuat kokoh untuk mengatasi perubahan beban secara tiba-tiba
atau hubung singkat tiga fasa.
·
Inti stator
Inti stator menyediakan jalur permeabilitas yang tinggi untuk proses
magnetisasi. Inti stator dibuat berlaminasi untuk mengurangi rugi-rugi.
·
Slot
Slot merupakan tempat untuk meletakkan kumparan stator yang dibentuk
dengan sistem berbuku-buku.
·
Kumparan stator
Kumparan stator merupakan tempat terbentuknya tegangan induksi pada
generator dan didesain untuk menghasilkan kutub-kutub elektromagnetik stator
yang sinkron dengan kutub magnet rotor.
Sedangkan bagian rotor
terdiri dari:
·
Collecting ring atau slip ring
Collecting ring merupakan cincin logam
yang melingkari poros rotor, tetapi dipisahkan oleh isolasi. Bagian ini
merupakan bagian yang terhubung dengan sumber arus searah yang untuk
selanjutnya dialirkan menuju kumparan rotor.
·
Kumparan rotor
Kumparan rotor merupakan bagian yang dialiri arus searah sebagai sumber
medan magnet melaui sistem eksitasi.
·
Poros
Poros merupakan tempat untuk meletakkan kumparan rotor dan merupakan
bagian yang terkopel dengan diputar oleh prime
mover.
Tabel 3.2 Putaran
generator sinkron
|
Jumlah pole (kutub)
|
Frekuensi, 50 Hz
|
|
2
|
3000
|
|
4
|
1500
|
|
6
|
1000
|
|
8
|
750
|
|
10
|
600
|
|
12
|
500
|
(Sumber: Sucipto, 2014)
3.4.6
Transmisi
Mekanik
Transmisi mekanik merupakan upaya untuk menyalurkan
gerak putar dari turbin ke generator, beberapa jenis transmisi mekanik yang
umum digunakan pada PLTMH ialah:
a.
Roda gigi
Digunakan bila jarak antara poros turbin
air dan poros generator tidak terlalu jauh atau kecil. Pemilihan roda gigi juga
berfungsi untuk memperbesar ataupun memperkecil putaran yang ditransmisikan
dari turbin ke generator.
Gambar 3.8 Roda gigi
b.
Rantai
Digunakan apabila jarak kedua poros terlalu
besar untuk menggunakan roda gigi dan terlalu kecil untuk menggunakan sabuk
karet.
Gambar 3.9 Rantai
c.
Belt (sabuk karet)
Digunakan bila jarak kedua poros terlalu
besar untuk menggunakan gigi dan telalu besar untuk memakai rantai.
Gambar 3.10 Belt
Selain menggunakan roda gigi, rantai dan sabuk karet.
Transmisi gerak dari turbin ke generator juga dapat dilakukan dengan menggukan
satu poros lurus (kopel) dengan terlebih dahulu melewati roda gila.
3.4.7
Trafo Eksitasi
Trafo eksitasi merupakan salah satu komponen PLTMH
yang befungsi untuk mengatur tegangan eksitasi yang berasal dari sumber listrik
seperti baterai maupun jaringan listrik PLN.
3.4.8
Trafo Step-Up
Daya yang telah dibangkitkan oleh generator (instalasi
PLTMH) yang bersistem on-grid
memerlukan trafo step-up untuk
menaikan tegangan yang sudah dihasilkan agar sesuai dengan tegangan jaringan.
3.4.9
Transmisi Distribusi
Daya yang
dihasilkan akan disalurkan melalui sistem transmisi. Sistem transmisi daya
terdiri dari beberapa komponen utama, antara lain trafo step-up, tiang dan lain sebagainya. Jaringan distribusi merupakan
jaringan yang berfungsi dalam mendistribusikan daya ke rumah-rumah atau konsumen
yang dilengkapi dengan sebuah KWh meter, instalasi rumah dan lain-lain.
3.5
Sistem Kontrol dan Proteksi
Sistem kontrol merupakan
bagian PLTMH yang digunakan untuk mengatur beban sehingga jumlah output daya generator selalu sama dengan
beban. Apabila terjadi penurunan beban di konsumen, maka beban tersebut akan
dialihkan ke sistem pemanas udara (air
heater ballast load) atau (water
heater ballast load) yang dikenal dengan nama ballast load (elektronic load
kontroller) atau dummy load.
3.6
Fungi Peralatan pada Unit PLTMH Santong
a. 
Energi
storing knob “ ON/OFF “ berfungsi untuk memberikan power pada spring
di PMT circuit breaker pada cubicle untuk open dan close.
Energi
storing knob “ ON/OFF “ berfungsi untuk memberikan power pada spring
di PMT circuit breaker pada cubicle untuk open dan close.
Gambar 3.11 Energi
storing knob
b. 
Humadity kontroller
berfungsi untuk mengetahui kadar udara dan kelembaban yang ada di dalam BUSBAR,
apabila terjadi kelembaban di dalam BUSBAR humadity kontroller akan
berfungsi secara otomatis untuk mengirim sinyal
agar heater bekerja menaikan maupun menurunkan temperature heater
yang akan dikondisikan ke dalam keadaan di cubicle.
Humadity kontroller
berfungsi untuk mengetahui kadar udara dan kelembaban yang ada di dalam BUSBAR,
apabila terjadi kelembaban di dalam BUSBAR humadity kontroller akan
berfungsi secara otomatis untuk mengirim sinyal
agar heater bekerja menaikan maupun menurunkan temperature heater
yang akan dikondisikan ke dalam keadaan di cubicle.
Gambar 3.12 Humadity
kontroller
c. Alat
ukur untuk suplai udara pada governor ada 2, untuk kedua parameter tersebut
diatur dengan ketinggian level (level high) pada level 15, untuk
proteksi pertama diseting di level 10. Apabia jarum sudah di posisi 10 motor
untuk suplai udara (hidrolik) akan bekerja secara otomatis (start) untuk
mengisi suplai udara dan untuk seting proteksi kedua diseting pada level 5.
Motor akan otomatis operasi untuk mengisi kembali suplai udara apabila seting
pertama tercapai, setelah motor mengisi udara suplai sampai pada level 15 motor
akan otomatis berhenti.
Gambar 3.13 Alat ukur untuk suplai udara pada
governor
d. Alat
ukur pada oli bearing
berfungsi untuk mengetahui level oli untuk bearing di generator, apabila
level oli sudah low signal akan dikirim bahwa level low dan kemungkinan dapat mempengaharuhi kerja dari generator
dan salah satu proteksi untuk turbin.
Gambar 3.14 Alat ukur oli bearing
e. Trafo
Excitasi berfungsi untuk memberikan
tegangan ke cubicle excitasi, tegangan akan disuplai apabila turbin running
(tegangan yang
dihasilkan oleh generator 6.3 kV masuk ke cubicle
1GG, dan diteruskan dari cubicle 1GG ke trafo eksitasi untuk diturunkan
tegangannya menjadi 75 volt untuk suplai cubicle excitasi).
Gambar 3.15 Trafo eksitasi
f. Rotor
ground relay berfungsi untuk switch open,
antara generator dan LCU atau untuk mengirim signal ke PLC agar trip
dan LCU juga trip sehingga
memerintahkan generator
otomatis stop.
Gambar 3.16 Rotor ground relay
g. Tombol
fault alarm test/reset dan accident alarm test/reset berfungsi
untuk mengetes kerja dari alarm dalam membaca indikasi gangguan/me-reset
alarm dalam membaca indikasi pada peralatan yang ada pada power house.
Gambar 3.17 Tombol fault alarm
test/reset dan accident alarm test/reset
h. DC
Power Suplai/panel 4KP berfungsi untuk mem-backup tegangan untuk
mengoperasikan peralatan-peralatan pada power house apabila tegangan
dari jaringan tidak ada.
Gambar 3.18 DC Power Suplai/panel
4KP
i. Panel
kontrol valve berfungsi untuk mengoperasikan bypass valve, main valve,
serta mengetahui indikasi untuk valve mana yang terjadi gangguan.
Gambar 3.19 Kontrol valve
j. 
Parameter
tekanan air berfungsi untuk mengetahui tekanan yang ada di dalam pipa penstock,
parameter ini juga berfungsi sebagai proteksi atau indikasi untuk mengopersikan
unit. Apabila dioperasikan dengan cara automatis sedangkan tekanan tidak
tercapai pada posisi 8 bar maka unit akan mengindikasikan bahwa terjadi
gangguan untuk tekanan pada pipa penstock, untuk cara mengatur agar
tekanan air terbaca dengan normal dapat dilakukan dengan mengatur jarum
maksimal tekanan diangka 8.
Parameter
tekanan air berfungsi untuk mengetahui tekanan yang ada di dalam pipa penstock,
parameter ini juga berfungsi sebagai proteksi atau indikasi untuk mengopersikan
unit. Apabila dioperasikan dengan cara automatis sedangkan tekanan tidak
tercapai pada posisi 8 bar maka unit akan mengindikasikan bahwa terjadi
gangguan untuk tekanan pada pipa penstock, untuk cara mengatur agar
tekanan air terbaca dengan normal dapat dilakukan dengan mengatur jarum
maksimal tekanan diangka 8.
Gambar 3.20 Parameter tekanan air
k. 
Brake/Rem
berfungsi untuk menghentikan putaran roda penyeimbang atau putaran rotor, brake
dioperasikan pada saat ingin melakukan stop unit dan putaran yang terbaca pada digital
metering-nya harus diposisi 35% ini dimaksudkan agar mempercepat proses
pemberhentian unit dan mengurangi kerja dari brake agar tidak terlalu
berat. Apabila putaran sudah terbaca diposisi 11% maka bisa dilakukan untuk
menekan tombol reset brake, ini dimaksudkan untuk melepas brake/rem
terhadap roda gila.
Brake/Rem
berfungsi untuk menghentikan putaran roda penyeimbang atau putaran rotor, brake
dioperasikan pada saat ingin melakukan stop unit dan putaran yang terbaca pada digital
metering-nya harus diposisi 35% ini dimaksudkan agar mempercepat proses
pemberhentian unit dan mengurangi kerja dari brake agar tidak terlalu
berat. Apabila putaran sudah terbaca diposisi 11% maka bisa dilakukan untuk
menekan tombol reset brake, ini dimaksudkan untuk melepas brake/rem
terhadap roda gila.
Gambar 3. 21 Brake/rem
l. Panel
kontrol pompa oli governor berfungsi untuk mengoperasikan pompa atau motor agar
dapat memberikan suplai udara untuk menggerakan oli agar dapat mengoperasikan
hidrolik yang dikopel bersama dengan guide vane governor, atau untuk
mengoperasikan open/close pada guide vane governor. Pengoperasian
pompa/motor untuk suplai udara bisa dilakukan secara auto atau manual.
Jika dipilih cara auto maka motor akan
bekerja secara otomatis untuk mengisi persedian atau suplai udara untuk
governor, dan jika dipilih cara manual untuk pengoperasian motornya maka pada
saat suplai udara kurang operator harus mengoperasikan motor untuk suplai
udaranya.
Gambar 3.22 Panel
kontrol pompa oli governor
m. Switch
input/output unit oil pump berfungsi untuk
mengoperasikan pompa oli untuk bearing, untuk mensuplai pelumasan awal
pada bearing. Switch ini dioperasikan (INPUT) selama 1 menit
sebelum unit siap untuk beroperasi, apabila sudah diopersikan selama 1 menit
pindahkan switch ke posisi awal (OUTPUT).
Gambar 3.23 Switch input/output
unit oil pump
n. Locking
swith berfungsi untuk memposisikan switch
diposisi siap operasi.
Gambar 3.24 Locking swith
o. Switch
generator start/stop berfungsi untuk
mengoperasikan start/stop unit secara manual, jadi apabila pengecekan untuk
peralatan sudah dilakukan atau unit sudah posisi siap operasi maka bisa
dilakukan melalui switch tersebut. Jadi prinsip kerja dari switch
ini adalah operator tidak perlu mengatur lagi bukaan dipanel kontrol governor
untuk start awal yaitu 12%, unit akan beroperasi sampai tahap bukaan digovernor
12% dan putaran mencapai 100 % (dengan
catatan switch dipanel governor diposisi auto).
Gambar 3.25 Switch generator start/stop
p. Lampu
indikator yang terdapat dipanel 1KP berfungsi untuk mengetahui indikasi untuk cubicle
3GG, jadi apabila PMT CB sudah masuk/sinkron lampu akan mengindikasikan warna
merah (CLOSE) dan apabila lampu berwarna hijau berarti mengindikasikan PMT CB
posisi (OPEN).
Gambar 3.26 Lampu indikator panel 1KP
q. Switch
generator speed increase/decrease berfungsi untuk
mengatur beban pada unit atau berfungsi untuk mengatur open/close governor.
Jadi operator tidak perlu mengopersikan open/close governor dipanel kontrol
governor, switch ini digunakan pada saat ingin sinkron secara manual
yang bertujuan untuk mengatur frekuensi dan apabila unit sudah sinkron switch
ini berfungsi untuk mengatur beban yang diinginkan.
Gambar
3.27 Switch generator speed increase/decrease
r. Switch
generator synchronizing berfungsi untuk
memilih cara yang akan dipakai untuk melakukan sinkron antara unit dengan
sistem, yaitu cara automatis dan cara manual.
Gambar 3.28 Switch generator synchronizing
s. Switch
generator excitation increase/decrease
berfungsi untuk mengatur tegangan pada generator eksitasi “Kvar”, switch
ini digunakan pada saat ingin melakukan sinkron. Pada saat sinkron switch
ini digunakan untuk mengatur daya reaktif pada generator eksitasi.
Gambar 3.26 Switch generator excitation
increase/decrease
t. Switch
transformers HV side breaker open/close
berfungsi untuk mengoperasikan PMT CB open/cose pada cubicle 3GG atau
pada saat ingin sinkron secara manual.
Gambar
3.27 Switch transformers HV
side breaker open/close
u. Switch
field breaker “open/close” excitation berfungsi untuk
mengoperasikan PMT CB pada panel eksitasi yang bertujuan untuk memberikan
injeksi power DC terhadap generator eksitasi agar tegangan pada eksitasi
terbangkitkan dan diubah menjadi power AC.
Gambar
3.28 Switch field breaker
“open/close” excitation
Catatan:
Switch field breaker excitasi tidak boleh dioperasikan OPEN apabila
kondisi unit atau generator masih kondisi running, hal ini dilakukan
agar tidak terjadi ledakan pada relay-relay omron untuk eksitasi.
v. Tombol
start excitasi pada panel eksitasi berfungsi untuk memberikan tegangan
pada generator eksitasi.
Gambar 3.29 Tombol start excitasi
w. Tombol
inversion excitasi pada panel eksitasi berfungsi untuk melepas tegangan
atau daya pada generator eksitasi.
Gambar 3.30 Tombol inversion excitasi
x. Excitasi
voltage/parameter tegangan eksitasi berfungsi untuk
melihat tegangan yang terdapat pada eksitasi.
Gambar 3.31 Excitasi voltage/parameter
y. Ampere
meter/parameter ampere berfungsi untuk
melihat ampere yang terdapat pada eksitasi.
Gambar 3.32 Ampere meter/parameter ampere
z. Generator voltage/parameter
tegangan generator yang terdapat pada panel eksitasi berfungsi untuk melihat
tegangan yang terdapat pada generator.
Gambar 3.33 Generator
voltage
aa. Lampu
indikasi yang terdapat pada panel 1KP berfungsi untuk mengetahui status circuit
breaker pada cubicle 3GG apakah posisi OPEN dengan indikasi lampu
menyala hijau dan posisi CLOSE dengan indikasi lampu menyala merah.
Gambar 3.34 Lampu indikasi 1KP
bb. Switch
generator start/stop berfungsi untuk
melakukan pengoperasian pada unit dengan cara semi auto, yaitu apabila sudah
dilakukan pengecekan untuk syarat operasi“ pengecekan suplai power untuk AC
maupun DC pada tiap panel dan cubicle maupun pada panel kontrol, dan status
atau posisi pada main valve, bypass valve dan posisi brake
atau rem pada roda penyeimbang apakah sudah pada posisi aman dan siap running.
Untuk start/stop maka
pengoperasian bisa dilakukan melalui ruang operator.
Gambar 3.35 Switch generator start/stop
cc. Switch
generator speed increase/decrease berfungsi untuk
mengoperasikan open/close pada governor secara manual dari ruang operator, yang
bertujuan untuk menaikan atau menurunkan beban (KW) pada unit.
Gambar 3.36 Switch generator speed increase/decrease
dd. Switch
generator synchronizing manual/auto berfungsi untuk
melakukan proses sinkron yang akan dilakukan, yaitu ingin dilakukan secara
manual atau automatis.
Gambar 3.37 Switch generator synchronizing
manual/auto
ee. Switch
generator excitasi increase/decrease berfungsi untuk
mengatur tegangan reaktif atau Kvar pada generator eksitasi untuk melakukan
sinkron secara manual.
Gambar 3.38 Switch generator excitasi
increase/decrease
ff. Switch
transformer HV side breaker OPEN/CLOSE
berfungsi untuk melakukan pengoperasian OPEN/CLOSE circuit breaker pada cubicle
1GG pada saat melakukan sinkron secara manual.
Gambar 3.39 Switch transformer HV side breaker
OPEN/CLOSE
gg. Combined
type synchronoscope berfungsi untuk parameter manual
untuk mengetahui tegangan dan frekuensi yang diatur untuk melakukan proses
sinkron secara manual, apabila jarum untuk menunjukan tegangan dan frekuensi
sudah berada pada posisi yang sama atau pada garis tengah, maka jarum yang
tengah atau jarum sinkron akan berputar secara perlahan dan mendekati garis
tengah yang diatas dan pada saat jarum sudah benar-benar diposisi garis
tersebut maka bisa dilakukan sinkron secara manual.
3.7
Komponen Mekanikal – Elektrikal PLTMH Santong
a. Turbin
Turbin yang digunakan merupakan turbin tipe
reaksi (turbin francis) dengan head 82,42
m.
b. Transmisi mekanik
Gerak putaran yang berasal dari turbin
langsung diteruskan melalui sebuah poros ke sistem bearing kemudian diteruskan kembali ke generator, sistem bearing kembali dilanjutkan dengan roda
gila dan terakhir generator pembantu (generator eksitasi).
c. Governor
d. Generator
PLTMH Santong menggunakan generator sinkron
sebagai sistem pengkonversi energinya.
e. LCU (Load Control Unit)
Load Control Unit
(LCU)/Electroic Load Control (ELC) pada PLTMH
Santong terdiri dari beberapa bagian yang semuanya terintegrasi dalam satu
panel LCU. LCU yang digunakan merupakan buatan Zhuzhou Sunny Electric Equipment
Corporation, perusahaan asal China yang membidangi sektor elektrikal pada
PLTMH.
f. Trafo Eksitasi
g. Trafo Step-up
3.8
Prosedur Pengoperasian Unit pada PLTMH Santong
Pengoperasian
unit PLTMH Santong dibagi menjadi dua cara yaitu sesecara manual dan secara
otomatis.
3.8.1
Prosedur
Manual Start Running
a.
Cek
masukan power DC dan AC pada semua kubikel dan pastikan semua kubikel
beroperasi normal.
b.
Cek
katup utama apakan diposisi terbuka penuh. Jika katup utama berada diposisi
terbuka penuh maka buka katup bypass
terlebih dahulu. Periksa tekanan pada rumah keong turbin usahakan tekanan pada
rumah keong mencapai 8 mpa. Pengaturan tekanan dapat dilakukan dengan membuka
katup utama bypass hingga terbuka
penuh, jika sudah dicapai tekanan 8 mpa tutup katup bypass dan biarkan katup
utama tetap terbuka.
Cek
katup utama apakan diposisi terbuka penuh. Jika katup utama berada diposisi
terbuka penuh maka buka katup bypass
terlebih dahulu. Periksa tekanan pada rumah keong turbin usahakan tekanan pada
rumah keong mencapai 8 mpa. Pengaturan tekanan dapat dilakukan dengan membuka
katup utama bypass hingga terbuka
penuh, jika sudah dicapai tekanan 8 mpa tutup katup bypass dan biarkan katup
utama tetap terbuka.
|
|
||||
Gambar 3.40A Panel Governor, 3.40B Presure Gauge Rumah Keong
c.
Periksa
kondisi unit sistem pengereman, jika rem masih dalam status input (bekerja)
maka tekan tombol reset pada panel LCU
Gambar 3.41 Tombol Reset pada
Kubikel LCU
d.
Periksa
tekanan oli pada pompa oli digovernor, jika tidak dalam kondisi normal maka
tambahkan oli baik secara manual maupun secara otomatis dengan menggunakan
kotak control dari pompa oli povernor. Jika unit dioperasikan secara manual,
ketika tekanan oli mencapai 15 mpa maka unit harus dihentikan (stop).
Gambar 3.42 Presure Gauge pada Pompa Oli Governor
e.
Putar
switch dari unit pompa oli ke status
input pada panel 1 KP, setelah 1 menit putar kembali switch ke posisi output.
Gambar 3.43 Switch input Pompa Oli
f.
Periksa
air pendinginan, pastikan air pendinginan dalam kondisi terbuka (air pendingin bearing). Cek pula kondisi indikator
aliran air, pastika dalam posisi on.
Gambar 3.44 Flow Mater Air Pendingin
g.
Posisikan
switch kontrol bok dari governor pada
posisi E-manual, tekan tombol increase
speed dengan cepat secara manual agar guide
vane pada posisi 12% terbuka, tunggu hingga kecepatan/bukaan guide vane mencapai 100%. Jika
bukaan/kecepatan guide vane lebih
dari 100% maka tekan tombol decrease
speed.
Gambar 3.45 Switch E-Manual/automatic
Atau posisikan switch pada kontrol bok di governor pada
posisi auto lalu tekan tombol start generator pada panel 1 KP kemudian tunggu
hingga kecepatan mencapai 100 %.
Gambar 3.46 Tombol Start Generator
h.
Pastikan
field breaker pada panel eksitasi
dalam posisi close ketika kecepatan
unit mencapai 100 % kemudian tekan tombol start untuk eksitasi. Cek apakah
tegangan unit mencapai tegangan rata-rata atau tidak.
Gambar 3.47 Indikator Tegangan
Eksitasi
i.
Putar
synchro switch ke posisi manual pada panel 1 KP, kemudian periksa synchro meter, pengukur tegangan dan
pengukur frekuensi. Jika tegangan unit tinggi atau rendah maka putar switch increase/decrease eksitasi secara
manual hingga tegangan unit sama dengan tegangan yang masuk dari jaringan. Jika
frekuensi unit tinggi atau rendah maka putar switch increase/decrease speed
secara manual sampai diperoleh frekuensi unit yang sesuai.
Gambar 3.48 Switch Synchronizing
Ketika jarum
indikator tegangan, frekuensi dan combine
synchronizing meter pada posisi tengah maka barulah posisikan breaker switch pada posisi on.
Gambar 3.49 Combine Synchronizing
Meter
j.
Setelah
unit running maka untuk pengaturan
beban dilakukan dengan memutar switch
increase excitation dan increase
speed atau decrease excitation dan
decrease speed untuk menambah atau
menurunkan beban (menambah atau mengurangi daya aktif dan reaktif) secara
manual. Pengaturan beban juga dapat dilakukan dengan cara otomatis, yaitu
dengan memasukan nilai set daya aktif dan daya reaktif pada panel LCU.
Gambar 3.40 Load Regulation
3.8.2
Prosedur
pengereman secara manual
a.
Putar
switch decrease excitation dan decrease speed, pastika beban berada
pada P = 0 – 80 kw (daya aktif) dan Q = 0 – 50 Kvar (daya atif)
b.
Switch off transformer HV untuk penghentian pada panel 1 KP
c.
Tekan
tombol pembalik (inversion button)
pada panel eksitasi
d.
Tekan
tombol decrease speed pada governor
untuk memposisikan guide vane berada
pada posisi 0 %
e.
Ketika
kecepetan putar berkurang hingga 35 % pada panel LCU tekan tombol brake input. Setelah unit berhenti,
tekan tombol reset brake
Gambar 3.41 Tombol Start Brake Valve dan Breke Reset
3.8.3
Porsedur
auto start running
a.
Cek
masukan power DC dan AC pada semua kubikel dan pastikan semua kubikel
beroperasi normal.
b.
Putar
switch remote position. Jika tekanan
berada pada 0 mpa, buka terlebih dahulu katup bypass. Periksa apakah tekanan pada rumah keong sudah mencapai 8
mpa atau belum.
Gambar 3.42 Switch Remote
Position
c.
Periksa
kondisi unit sistem pengereman, jika rem masih dalam status input (bekerja)
maka tekan tombol reset pada panel LCU.
d.
Periksan
tekanan oli pada pompa oli di governor, pastikan tekanan berada pada 15 mpa.
e.
Putar
switch pompa oli pada panel 1 KP
posisikan input on, setelah 30 – 60 detik putar kembali switch ke status output on
f.
Buka
pendingin air (pendingin bearing)
g.
Putar
switch ke auto pada panel governor
(lihat gambar )
h.
Putar
switch ke auto pada panel 1 KP untuk
sinkronisasi generator (lihat gambar )
i.
Untuk
pengaturan kecepatan dan beban selanjutnya dilakukan pada panel LCU, adapun
prosedurnya ialah sebagai berikut:
·
Pilih
start unit untuk sinkronisasi pada prosedur start, kemudian klik tombol start
Gambar 3.43 Interface Unit Start Process LCU
·
Setelah
proses sinkronisasi selesai, masukkan pengaturan pada menu beban, klik increase atau decrease eksitasi dan tombol speed
jika diperlukan.
Gambar 3.44 Load Regulation
3.8.4
Prosedur
auto stop running
Klik
tombol shutdown pada shutdown procedure, hingga unit otomatis
berhenti.
Gambar 3.45 Tombol Auto Stop Running
3.9
Pemeliharaan
dan Perawatan
3.9.1
Bendungan/intake
Pada bagian bendungan
dilakukan pemeliharaan dan perawatan dengan membersihkan bagian pintu air dan screner (saringan) pintu air dari sampah
daun, ranting dan akar-akaran dengan menggunakan clampshell setiap hari. Lakukan pelumasan pintu air seminggu sekali.
Pada bagian bendungan juga dilakukan pemeriksaan rutin setiap hari apakah ada
kebocoran air pada dam dan pintu, volume sedimentasi dan ada tidaknya deformasi
serta keretakan pada struktur bendungan. Pengangkutan volume sedimentasi
dilakukan sekali dalam setahun terutama setelah atau ketika musim hujan.
Dilakukan pula pengecatan pada pintu air dan screner bendungan setahun sekali.
3.9.2
Saluran Pembawa/Waterway
Pada bagian saluran pembawa
dilakukan pemeriksaan terhadap volume sedimentasi, ada tidaknya kebocoran,
deformasi dan keretakan struktur dari waterway,
dan material/bahan-bahan lainnya yang dapat mengganggu aliran air pada saluran
pembawa. Apabila terdapat rumput atau alang-alang dan batu (akibat longsoran)
pada saluran pembawa maka dilakukan pembersihan.
3.9.3
Headtank
Pemeliharaan dan perawatan
pada bagian ini dilakukan dengan membersihkan sampah daun dan akar-akaran yang
menumpuk pada screner headtank dengan
menggukan penggaruk. Dilakukan pengecatan pada bagian screner headtank sekali dalam setahun. Pada bagian headtank pun diperiksa apakah terdapat
kebocoran, sedimentasi yang berlebih, degormasi dan keretakan struktur headtank. Pembersihan sedimentasi
dilakukan dua kali dalam setahun atau sesuai dengan kondisi sedimentasi di headtank.
3.9.4
Saluran Pelimpah/spillway
Pada bagian saluran pelimpah
diperiksa apakah ada sedimentasi, deformasi dan keretakan struktur. Tidak ada
pemiliharaan berkala pada bagian saluran pelimpah kecuali pemeriksaan seperti
yang disebut di atas.
3.9.5
Pipa Pesat/penstock
Pemeliharaan pada bagian
pipa pesat dilakukan dengan membersihkan bagian screner, memeriksa apakah terdapat kebocoran air, deformasi dan
keretakan pada struktur pipa pesat. Untuk pemeliharaan dilakukan pengecatan
pipa pesat setiap satu tahun sekali. Sedimentasi yang masuk ke dalam pipa pesat
dibersihkan dengan cara menguras pipa pesat, pengurasan sedimentasi dilakukan
setahun dua kali dimana waktu yang diperlukan untuk sekali pengurasan berkisar
antara 3 s/d 5 jam.
3.9.6
Saluran pembuangan/tailrace
Pada bagian ini dilakukan
pemeriksaan berkala mulai dari harian, mingguan dan bulanan untuk memeriksa
volume sedimentasi, ada tidaknya kebocoran air, deformasi dan keretakan pada
struktur. Pada bagian tailrace jarang
terjadi volume sedimentasi yang besar.
3.9.7
Turbin
Pemeliharaan pada bagian
turbin dilakukan dengan memeriksa apakah terdapat kebocoran air pada packing turbin, level minyak pelumas
pada bearing, filter (saringan) air
pendingin bearing, tekanan air pada
turbin dan suhu pada bearing. Apabila
level minyak pelumas pada bearing
kurang maka ditambah. Suhu pada bagian pendingin bearing akan naik apabila pada bagian bearing terdapat banyak endapan pasir atau kerikil dan akan
mengirimkan sinyal/alarm pada bagian communal
synchronization matering panel menyala/berbunyi maka perlu dilakukan
perbaikan bagian pendingin bearing
dimana perbaikan ini dapat dilakukan saat unit beroperasi. Tekanan air pada
turbin dijaga pada posisi 0.8 mPa apabila tekanannya lebih dari itu maka dibuka
keran angin untuk menurunkan tekanan di dalam turbin.
3.9.8
Governor
Yang perlu diperiksa pada
bagian governor ialah level minyak hidraulik, tekanan minyak hidraulik,
pendingin minyak hidraulik dan kondisi motor pompa hidraulik. Pengecekan
dilakukan setiap hari, minyak yang digunakan ialah pelumas turbin keluaran
pertamina dengan soe 46.
3.9.9
Pengereman/Brake
Rem merupakan bagian yang
sangat penting untuk mengentikan atau memperlambat laju putan turbin agar tidak
overspeed. Hal yang perlu
diperhatikan dari sistem pengereman ialah kondisi kanvas rem. Kanvas rem harus
dalam kondisi baik agar dapat melakukan proses pengereman dengan baik.
3.9.10 Generator
Pemeliharaan generator
dilakukan dengan cara menjaga level minyak pelumas generator, temperatur bearing yang bersatu dengan bagian
turbin dan temperatur winding.
3.9.11 Trafo EB dan
trafo step up
Pada bagian trafo dilakukan
pemeriksaan level minyak trafo, tempertaur minyak trafo, terdapat kebocoran
atau tidak pada bagian penampung minyak dan keamanan dari daerah sekitar trafo.
