14
Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124 111 ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER FREQUENCY PADA GENERATOR 153,75 MVA UNIT GAS TURBINE 3.1 DI PLTGU GRESIK Budi Eko Prasetyo 1 , Sigi Syah Wibowo 2 , Mega Juliastuti 3 , Mochammad Junus 4 , Muhammad Fahmi Hakim 5 1,2,3,4,5 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang Abstrak Generator unit GT 3.1 di PLTGU Gresik beroperasi paralel dengan Sub Sistem Krian Gresik mengalami kegagalan pada suplai bahan bakar tanggal 06 Oktober 2015 pukul 10:8 WIB sehingga proteksi reverse power bekerja. Gangguan tersebut mengakibatkan unit GT 3.1 berhenti beroperasi selama 2.21 jam. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana terjadinya gangguan dan setting relay reverse power pada unit GT 3.1 kemudian hubungan antara reverse power dengan under frequency dan penanggulangan agar gangguan reverse power pada unit GT 3.1 tidak terulang kembali. Pada setting manual book yang diterapkan, reverse power relay tipe 7RM3410 memiliki batasan setting trip sebesar 16% (16 MW). Sedangkan menurut standart IEEE nomor 242 tahun 2001 setting reverse power relay sebesar 50% dan pada generator unit GT 3.1 masih dalam kategori yang diizinkan. Ketika terjadi penurunan putaran sebesar 76.6% akibat terganggunya suplai bahan bakar, nilai tegangan terminal E A = 1735,9 31,98°V, dan arus terminal I A = 5750,26154,78° Ampere, maka tegangan terminal turun menjadi 1035,88V sedangkan tegangan sistem 10,5kV sehingga terjadi daya balik 17,2 MW. Daya tersebut melebihi setting yang diterapkan, oleh karena itu generator trip karena reverse power relay bekerja pada setting waktu 1 detik. Pada saat gangguan, nilai putaran sebesar 702 rpm dengan nilai frekuensi sebesar 11,7 Hz. Setting relay under frequency adalah 47,5 Hz jeda waktu 10 detik Kata-kata kunci: Proteksi Generator, Reverse Power, Under Frequency.

ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

111

ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER

DAN UNDER FREQUENCY PADA

GENERATOR 153,75 MVA UNIT GAS

TURBINE 3.1 DI PLTGU GRESIK

Budi Eko Prasetyo1, Sigi Syah Wibowo

2, Mega Juliastuti

3,

Mochammad Junus4, Muhammad Fahmi Hakim

5

1,2,3,4,5Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang

Abstrak

Generator unit GT 3.1 di PLTGU Gresik beroperasi paralel dengan Sub

Sistem Krian Gresik mengalami kegagalan pada suplai bahan bakar

tanggal 06 Oktober 2015 pukul 10:8 WIB sehingga proteksi reverse

power bekerja. Gangguan tersebut mengakibatkan unit GT 3.1 berhenti

beroperasi selama 2.21 jam. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui

bagaimana terjadinya gangguan dan setting relay reverse power pada

unit GT 3.1 kemudian hubungan antara reverse power dengan under

frequency dan penanggulangan agar gangguan reverse power pada unit

GT 3.1 tidak terulang kembali. Pada setting manual book yang

diterapkan, reverse power relay tipe 7RM3410 memiliki batasan setting

trip sebesar 16% (16 MW). Sedangkan menurut standart IEEE nomor

242 tahun 2001 setting reverse power relay sebesar 50% dan pada

generator unit GT 3.1 masih dalam kategori yang diizinkan. Ketika

terjadi penurunan putaran sebesar 76.6% akibat terganggunya suplai

bahan bakar, nilai tegangan terminal EA = 1735,9 ∠31,98°V, dan arus

terminal IA = 5750,26∠154,78° Ampere, maka tegangan terminal turun

menjadi 1035,88V sedangkan tegangan sistem 10,5kV sehingga terjadi

daya balik 17,2 MW. Daya tersebut melebihi setting yang diterapkan,

oleh karena itu generator trip karena reverse power relay bekerja pada

setting waktu 1 detik. Pada saat gangguan, nilai putaran sebesar 702 rpm

dengan nilai frekuensi sebesar 11,7 Hz. Setting relay under frequency

adalah 47,5 Hz jeda waktu 10 detik Kata-kata kunci: Proteksi Generator, Reverse Power, Under

Frequency.

Page 2: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

112

Abstract

Generator unit GT 3.1 at PLTGU Gresik which is operating in parallel

with Sub Krian Gresik System failed at fuel supply on 06 October 2015

at 10:08 pm so that reverse power protection worked. The disruption

resulted in the GT 3.1 unit stopped in operating for 2.21 hours. This

research was conducted to find out how the disturbance and setting of

reverse power relay in GT 3.1 unit and then the relationship between

reverse power with under frequency and counter measures so that the

reverse power interference on GT 3.1 unit does not happen again. In

manual book settings applied, reverse power relay type 7RM3410 has a

limit setting of 16% (16MW). Meanwhile, according to IEEE standard

number 242 of 2001 reverse power relay setting of ∠50% and on

generator unit GT 3.1 is still in the category allowed. When the 76.6%

decline occurs due to disruption of the fuel supply, the value of EA =

1735.9 ∠31.98 ° V, and IA = 5750.26∠154.78 ° Ampere, the terminal

voltage drops to 1035.88V while the system voltage is 10.5kV resulting

in a reverse 17.2 MW. The power exceeds the applied setting, therefore

the trip generator because reverse power relay work on setting time 1

second. At the time of interference, the rotation value of 702 rpm with a

frequency value of 11.7 Hz. Setting the relay under frequency is 47.5 Hz

lag time 10 seconds

Keywords: protection for generator, Reverse Power, Under Frequency.

1. PENDAHULUAN

Pada PLTGU Gresik memiliki tiga konfigurasi blok dengan

total daya mampu 1578 MW yakni blok I, II, dan III masing-

masing memiliki tiga unit gas turbine masing–masing dengan

kapasitas 112,45 MW, satu unit steam turbine berkapasitas

188,91 MW. Kemudian semua blok beroperasi pada sistem

jaringan 150 kV dan 500 kV Sub Sistem Krian Gresik.

Pokok utama dalam suatu pengadaan sistem tenaga listrik

adalah bagian dari pembangkitnya atau dalam hal ini adalah

generatornya. Karena generator merupakan komponen utama dan

penting dalam pembangkit listrik. Salah satu dari proteksi

generator terdapat proteksi terhadap mesin penggerak mula

(primemover). Gangguan yang dapat menyerang primeover yaitu

berubahnya fungsi generator menjadi motor (motoring). Ketika

primeover mengalami gangguan maka putaran dari suatu

Page 3: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

113

generator akan turun menyebabkan frekuensi pada generator juga

menurun. Untuk menghindari kerusakan pada generator, terdapat

Protection “Reverse Power Relay” yang berfungsi mendeteksi

aliran daya balik yang masuk pada generator dan apabila nilai

daya balik melampaui set point dari pengaman, maka Relay

Reverse Power akan bekerja dan beberapa saat kemudian

memerintahkan Circuit Breaker yang ter-interlock dengan

generator untuk membuka. Oleh karena itu, perlu dilakukan

analisa terhadap sistem proteksi generator yang terkait dengan

reverse power pada unit GT 3.1.

2. KAJIAN PUSTAKA

2.1 PROTEKSI REVERSE POWER UNIT GT 3.1

Proteksi reverse power yang terdapat pada generator unit GT

3.1 di PLTGU Gresik menggunakan relay Type SIEMENS

7RM3410. Reverse Power Relay yang terdiri dari elemen C yaitu

element current (arus), elemen P yaitu element power directional

(arah daya) dan elemen T yaitu element time delay (tunda waktu)

terdapat juga penguat yang menguatkan sinyal yang diperoleh

dari sensor CT (current transformer) untuk mendeteksi arus dan

VT (voltage transformer) untuk mendeteksi nilai daya [1].

Apabila terjadi gangguan pada penggerak mula yang

menyebabkan adanya daya balik pada generator maka elemen C

dan P akan trip namun generator circuit breaker tidak akan

bekerja apabila pick up time and power belum menyentuh pada

setting waktu dan daya yang tersetting pada elemen time delay.

Ketika elemen time delay sudah trip maka akan ada sinyal yang

diterima oleh VT, jika nilai P yang terukur pada alat ukur lebih

besar dari nilai setting maka reverse power relay bekerja sehingga

memerintahkan GCB (Genereator Circuit Breaker) untuk meng

off kan generator dimana hal ini berfungsi mengamankan system

yang terdapat pada generator dari kerusakan kerusakan akibat

adanya motoring pada penggerak mula, (lihat gambar 1). [2]

Page 4: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

114

Gambar 1. Rangkaian pengganti proteksi reverse power[2]

2.2 UNDER FREQUENCY RELAY UNIT GT 3.1

Proteksi under frequency yang terdapat pada generator unit

GT 3.1 di PLTGU Gresik menggunakan relay Type SIEMENS

7RP2310. Relay yang digunakan untuk gangguan penurunan

frekuensi ini berfungsi untuk mendeteksi adanya perubahan

frekuensi secara tiba-tiba dari nilai frekuensi nominal. Penurunan

frekuensi disebabkan oleh adanya kelebihan permintaan daya

aktif ke jaringan atau kerusakan regulator frekuensi. Frekuensi

yang turun mengakibatkan naiknya arus magnetisasi pada

generator yang akan menaikkan temperatur. Relay ini akan

mendeteksi hal tersebut yang kemudian mengoperasikan CB. [3]

3. METODE

Langkah-langkah penyelesaian permasalahan adalah sebagai

berikut. Langkah pertama adalah mengidentifikasi permasalahan

yang ada di PT. Pembangkit Jawa Bali Unit Pembangkitan Gresik

yaitu tentang adanya gangguan terhadap kinerja proteksi reverse

power pada unit GT 3.1 di PLTGU Gresik. Setelah itu dilakukan

perumusan masalah dan menentukan tujuan yang ingin dicapai di

penelitian yaitu untuk menganalisis gangguan dari proteksi

reverse power hubungan dengan under frequency dan

penanggulangan gangguan reverse power unit GT 3.1. Langkah

ke lima yaitu pengambilan data gangguan dengan wawancara

maupun observasi langsung di lapangan tentang data generator,

relay, data tegangan dan manual book generator. Data yang

Page 5: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

115

didapat kemudian dikumpulkan dan ditulis ulang di komputer.

Pengecekan kembali terhadap data–data yang diperlukan untuk

analisis lebih lanjut, jika ada data yang kurang lengkap maka

kembali ke langkah kelima. Setelah mendapatkan data yang

dibutuhkan, kemudian dilakukan pengolahan data sesuai dengan

manual book dan melakukan analisis terhadap gangguan. Tahap

kesembilan adalah menganalisis hal-hal yang dapat menyebabkan

gangguan reverse power dan melihat pengaruh gangguan reverse

power jika gangguan tersebut mengakibatkan unit GT 3.1 trip

terhadap sistem. Analisis sistem proteksi reverse power dan under

frequency yang merupakan proteksi yang berkaiatan dengan

putaran generator untuk memastikan proteksi bekerja sesuai

settingnya. Pada kondisi di lapangan gangguan berpusat di

penggerak utama yang disebabkan karena tidak terjadi proses

pembakaran di ruang bakar. Kinerja dari koordinasi Relay

Reverse Power dan Relay Under Frequency sudah tepat sesuai

setting atau peninjauan berupa analisa ulang. Setelah melakukan

analisa, apakah hasil analisis sesuai dengan tujuan yang ingin

dicapai? jika TIDAK kembali pada perhitungan dan identifikasi

terhadap gangguan jika YA dilanjutkan ke analisis

penanggulangan gangguan reverse power. Langkah berikutnya

yaitu menyimpulkan hasil analisis terhadap permasalahan

gangguan reverse power beserta penanggulangan gangguan

tersebut.

Page 6: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

116

Mulai ( 1 )

Identifikasi Masalah ( 2 )

Rumusan Masalah ( 3 )

Tujuan Yang Ingin Dicapai ( 4 )

Observasi dan

Pengambilan Data ( 5 )

Pengumpulan Data ( 6 )

Kelengkapan Data ( 7 )

1

1

Pengolahan Data dan Analisa Kinerja

Relay Reverse Power ( 8 )

Analisa Penyebab Gangguan

Reverse Power ( 9 )

Analisa Sistem Proteksi Reverse

Power & Under Frekuensi ( 10 )

Analisa Kondisi

Generator GT 3.1 ( 11 )

Sesuai Tujuan Analisa ( 13 )

Analisa Penanggulangan Gangguan

Reverse Power ( 14 )

Kesimpulan ( 15 )

Selesai ( 16 )

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Penentuan Setting untuk Koordinasi kerja

Relay Reverse Power dan Relay Under

Frekuensi (12)

Gambar 2. Diagram alir penelitian

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penanganan Gangguan Reverse Power Unit GT 3.1

Penanganan gangguan reverse power bersifat sementara saat

unit stop dengan melakukan purifier online control oil untuk

menjaga kondisi bahan bakar dari kenaikan kontaminan agar

tidak mengganggu kinerja dari servo valve dengan cara

melakukan drain sisa bahan bakar di posisi terbawah line Supply

dan Return untuk menjaga keandalan dari control oil. [4]

Berikut adalah nilai karakteristik tanpa beban, karakteristik

berbeban, dan karakteristik pada saat gangguan.

Page 7: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

117

A. Karakteristik Tanpa Beban (Belum Dibebani)

Dari data sheet generator terdapat nilai

n = 3000 rpm P = 2 pole N = 54

Dari data di atas untuk mencapai nilai frekuensi sinkron dapat

dihitung dengan cara

f =

=

= 50 Hz

kemudian menghitung fungsi arus eksitasi pada kecepatan

konstan

ΦF =

=

= 0.8758 Wb

Sehingga dapat diperoleh nilai tegangan terminal sebagai berikut,

VT = x x N x f x ΦF = x 3.14 x 54 x 50 x 0.8758

= 10500 ∠0° Volt = Ea

B. Karakteristik Berbeban Dari data terukur maka dapat diketahui daya semu (S) sebagai

berikut,

S = √ n = 2999 rpm

= N = 54

= 104.35 Mva

Dari data di atas untuk mencapai nilai frekuensi (f) sinkron dapat

dihitung dengan cara

f =

=

= 49.98 Hz (frekuensi masih pada standar)

kemudian menghitung fungsi arus eksitasi pada kecepatan

konstan

ΦF =

=

= 0.877 Wb

Untuk membuktikan bahwa terdapat fungsi IF yang

mempengaruhi V T maka,

VT = x x N x f x ΦF = x 3.14 x 54 x 49.98 x 0.877

= 10510 ∠0° Volt

Selanjutnya menghitung nilai arus armatur generator

IA =

=

= 5732.30 A

Power factor beban: 0.9 lagging, jadi IA = 5732.30 ∠-25,84° A

Page 8: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

118

C. Karakteristik Gangguan

Berdasarkan record data terukur.

n = 702 rpm IF = 481.113 Ampere

EA1 = 1735.9 ∠ VT = 1035.88 Volt

f = 11.7 Hz (frekuensi tidak diizinkan menurut standart)

Dari data di atas dapat dihitung nilai tegangan internal

generator, apabila nilai EA berkurang sebesar 76.6% maka nilai EA

pada kondisi saat ini adalah

EA2 = VT + IARx + IA jXs

= 1035.88 ∠0°+(5732.30 ∠ 5 84°A)( 594 Ω)+

(5732.30 ∠25.84°A)(j0.177 Ω) = 1735.9 ∠31.98°V

Selanjutnya untuk melihat perilaku generator, dan arah arus

pada kondisi ini adalah

IA =

=

∠ ∠

= 5750.26∠154.78°

Dengan demikian, perhitungan daya balik generator sebagai

berikut.

P = 3 x x 5750.26 x cos ∠154.78° = - 16 MW

Jadi, pada kondisi ini reverse power relay type 7RM3410

bekerja kemudian memerintahkan GCB (Genereator Circuit

Breaker) untuk meng-off-kan generator dari sistem interkoneksi

agar generator unit GT 3.1 tidak menjadi beban pada sub sistem

Krian-Gresik. Berikut adalah gambar vektor gangguan reverse

power.

4.2 Analisa Setting Proteksi Gangguan Reverse Power

Relay 7rm3410 Unit GT 3.1

Setting yang diterapkan pada relay 7RM3410 yakni sebesar

16% daya balik dengan nilai arus sebesar 5750,26∠154,78°

Ampere untuk trip, Pada saat terjadi gangguan reverse power arus

balik mencapai nilai yang sama yaitu 5750,26∠154,78° Ampere

sehingga relay 7RM3410 bekerja.

4.2.1 Analisa Perhitunggan Setting Relay Reverse Power

Unit GT 3.1

Untuk memperbaiki kehandalan sistem kinerja rele reverse

power yang terpasang di PLTGU, maka menggunakan metode

penambahan alarm, maka batas arus balik pada generator dipilih

nilai daya balik minimum yakni sebesar 8% untuk alarm dan

Page 9: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

119

daya balik maksimum sebesar 12% untuk trip, dapat dihitung dan

dibuktikan dengan perhitungannya dengan menggunakan

microsoft excel sebagai berikut,

Tabel 3. Hasil perhitungan gangguan reverse power unit GT 3.1 Penurunan

% Rpm Hz If VT Ea Arus P Status

100% 3000 50 267,285 10510 10985 5748.92<154.79 163% NONE

95,00% 2850 47,5 268,621 10034,5 10510 5733.7<154.69 155% NONE

80,00% 2400 40 320,742 8071,7 8557,7 5701.45<154.49 124% NONE

75% 2250 37,5 334,106 7389,86 7880,2 5750.0<154.79 147% NONE

70% 2100 35 347,471 6694,89 7190,4 5746.6<154.76 103% NONE

65,00% 1950 32,5 360,835 5994,66 6469,52 5746.9<154.77 93% NONE

60% 1800 30 374,199 5297,05 5806,8 5749.9<154.79 82% NONE

55,00% 1650 27,5 387,563 4609,96 5129,57 5747.73<154.78 63% NONE

50% 1500 25 400,928 3941,26 4473,3 5749.93<154.79 -1,10% NONE

45,00% 1350 22,5 414,292 3298,84 3846,8 5750.8<154.79 -2% NONE

40% 1200 20 427,656 2690,57 3259,45 5749.21<154.78 -6,40% NONE

35,00% 1050 17,5 441,02 2124,34 2720,96 5750.45<154.79 -8,20% NONE

25% 750 12,5 454,385 1116,9 2241,84 5749.92<154.8 -12,13%

NONE

23,40% 702 11,7 481,113 1035,88 1735,9 5750.26<154.78 -16% TRIP

10% 300 5 521,206 204,946 1121,26 5751.23<154 -18,20%

TRIP

4,00% 120 2 526,551 33,1276 1032,6 5751.15<154.7 -28,60%

TRIP

3,00% 90 1,5 529,224 18,7289 1026,16 5751.33<154.79 -29,06%

TRIP

2,00% 60 1 531,897 8,36598 1021,61 5751.36<154.36 -29,80%

TRIP

1,00% 30 0,5 534,57 2,10201 1018,9 5751.360<154.36 -32,61%

TRIP

Berdasarkan tabel hasil perhitungan di atas diketahui saat

nilai alarm reverse power sebesar 8% arus balik yang terdeteksi

oleh relay tersebut adalah sebesar 5750∠154,79° Ampere dan

nilai trip reverse power sebesar 12% arus balik yang terdeteksi

oleh relay adalah sebesar 5749,9∠154,8°Ampere. Setting tersebut

lebih rendah dari setting awalnya hal ini dikarenakan agar unit

gas turbin 3.1 mendeteksi arus balik sedini mungkin untuk

menghindari unit trip secara mendadak tanpa adanya alarm serta

menghindari dampak yang berbahaya pada generator akibat

gangguan reverse power.

Page 10: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

120

4.3 Analisa Hubungan Gangguan Reverse Power dan

Under Frekuensi Unit GT 3.1

4.3.1 Analisa Kondisi Under Frequency

Kondisi under frequency dapat diartikan bahwa adanya

penurunan putaran pada prime mover yang berada pada sisi

governor suatu generator.

Contoh pada kasus gangguan unit GT 3.1, ketika terjadi

gangguan reverse power generator masih berada pada putaran

yang dihasilkan sebesar 702 rpm,

f =

=

=11,78Hz

Setelah dianalisa dan diketahui bahwa nilai rpm dan Hz

saling berhubungan Oleh karena itu, hubungan antara putaran

(rpm) dengan frekuensi (Hz) dapat digambarkan pada grafik di

bawah ini (Gambar 3)

PUTARAN

3000 Rpm

FREKUENSI

50 Hz

Frekuensi

11.7 Hz

Putaran

702 Rpm

1 sec

SETTING TIME

10 secTrip Relay Reverse Power

Trip Relay Under Frekuensi

Gambar 3. Grafik kondisi putaran dan frekuensi terhadap time delay

Berdasarkan grafik dan perhitungan di atas dapat

disimpulkan bahwa besar nilai putaran yang dihasilkan oleh

prime mover berbanding lurus dengan nilai frekuensi. Namun,

walaupun penurunan frekuensi jauh dari batas yang diizinkan rele

yg bekerja untuk mentripkan CB pada kondisi ini adalah reverse

power relay dikarenakan setting time delay reverse power sebesar

1 detik dan under frekuensi sebesar 10 detik.

Page 11: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

121

4.3.2 Perhitungan Setting Under frekuency Unit GT 3.1

Berikut adalah data generator untuk perhitungan setting

proteksi under frequency unit GT 3.1 [3]

Tabel 5. Parameter setting under frequency relay

Data Generator dan Parameter Setting

UN 10,5 kV

fN 50 Hz

Dimana,

UN : Tegangan nominal Generator

fN : Frekuensi Nominal

Perhitungan Setting:

Under Frequency = 95% x fn = 95% x 50Hz = 47.5 Hz

4.4 Analisa Dampak Gangguan Reverse Power Terhadap

Generator Unit GT 3.1

4.4.1 Pemodelan Reverse Power Relay

Jika proteksi reverse power bekerja mengakibatkan unit trip

saat kondisi berbeban, kombinasi relay yang pasti dapat

digunakan untuk proteksi dari gangguan penurunan putaran

adalah under frequensi sebagai pendeteksi penurunan putaran

yang akan memberikan efek linier terhadap penurunan frekuensi

tegangan output terminal generator unit GT 3.1. Pada simulasi

yang digunakan pada aplikasi MATLAB. Berikut ini adalah

pemodelan elemen rangkaian simulasi pada Simulink. [7]

Gambar 4. Pemodelan directional element

Page 12: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

122

Gambar 5. Nilai frekuensi terhadap waktu

Dari Gambar 5. diketahui, apabila daya mekanikal berupa putaran

penggerak mula menurun menyebabkan nilai frekuensi akan

menurun karna sifat dari putaran dan frekuensi adalah berbanding

lurus. [8]

4.5 PENANGGULANGAN GANGGUAN REVERSE

POWER UNIT GT 3.1

4.5.1 Root Causes Failure Analysis (RCFA)

REVERSE POWER RELAY

GT 3.1 BEKERJA

SISTEM

PROTEKSI

ROOT CAUSES FAILURE ANALYSIS

PENGECEKAN

SETTING RELAY

NAIKNYA

KONTAMINAN PADA

RUANG BAHAN BAKAR

SISI

MECHANICAL

TIDAK TERJADI

PROSES PEMBAKARAN

SETTING RELAY

UNDER FREKUENSI

SETTING RELAY

REVERSE POWER

PERFORMANCE SERVO

VALVE TIDAK RESPONSIF

PEMBERSIHAN AREA

SUPPLY BAHAN BAKAR

MENDRAIN SISA BAHAN

BAKAR POSISI TERBAWAH

SETTING YANG DITERAPKAN 47.5

Hz DENGAN TIME DELAY 10 s

PENAMBAHAN SETTING

ALARM 8% (8MW)

PENURUNAN SETTING TRIP

MENJADI 12% (12MW)

Gambar 6. Penanggulangan gangguan dengan root cause failure analysis

Dengan menggunakan metode RCFA (Root Cause Failure

Analysis) sehingga dapat ditemukan analisa dan solusi untuk

menangani permasalahan tersebut. Penambahan setting alarm

relay reverse power 8% dan setting trip relay reverse power 12%,

Rekomendasi perbaikan setting relay reverse power, perbaikan

dan pembersihan area supply bahan bakar.

Page 13: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Budi Eko dkk, Analisis Gangguan Reverse Power, Hal 111-124

123

5. PENUTUP Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini:

1) Gangguan reverse power unit GT 3.1 pada putaran 702 rpm

daya balik sebesar 16% atau 16 MW, dengan EA = 1735,9

∠31,98°V, IA = 5750,26∠154,78° Ampere, generator trip pada

setting waktu 1s. Relay reverse power yang digunakan adalah

tipe 7RM3410 dengan batasan setting trip sebesar 16% dengan

nilai arus sebesar 481,11 Ampere. Untuk mengamankan

generator maka setting reverse power diturunkan menjadi 8%

atau 8 MW alarm dan 12% atau 12MW trip.

2) Pada saat terjadi gangguan reverse power terjadi penurunan

putaran sebesar 76,6% akibat terganggunya suplai bahan

bakar. Nilai putaran sebesar 702 rpm dengan frekuensi sebesar

11,7 Hz. Setting relay under frekuensi adalah 47,5 Hz jeda

waktu 10 detik. Oleh karena itu berdasarkan nilai setting time

relay under frequency terlambat untuk men-tripkan CB

generator pada saat terjadi gangguan, karena memiliki nilai

setting time lebih lama dari relay reverse power dengan nilai

pickup time 1 detik.

3) Dampak gangguan reverse power adalah terjadinya peristiwa

motoring generator unit GT 3.1 jika gangguan tersebut tidak

teratasi dan daya balik melebihi 50% (menurut standar IEEE).

Maka hal ini dapat mengakibatkan kerusakan fatal pada

penggerak mula atau turbin generator. Karena turbin yang

awalnya berfungsi sebagai penggerak akan berubah fungsi

menjadi digerakkan oleh generator sehingga dapat

mengakibatkan terjadinya perubahan torsi dan perbedaan

sudu-sudu pada turbin generator.

6. DAFTAR PUSTAKA

[1] Anonim. 2015. Siemens AG Manual Book Generator. Berlin:

Siemens AG.

[2] M. Titarenko and I. Noskov-Dukelsky. 2015. Protective

Relaying in Electric Power System. Moscow: Foreign

Languanges Publishing House

[3] Saputro, Teguh Dwi. 2015. Evaluasi Setting Relay Proteksi

Generator Pada Plan PT. Petrochina International Jabung

Page 14: ANALISIS GANGGUAN REVERSE POWER DAN UNDER …

Jurnal ELTEK, Vol 16 No 01, April 2018 ISSN 1693-4024

124

Ltd. Betara Complex Development Project Menggunakan

Simulasi Etap 12.6.0. Semarang: Jurnal Transient Vol. 4, No.

4, Desember 2015.

[4] Anonim. 2015. Laporan Gangguan Cause Code. Gresik. Unit

Bisnis Pembangkitan Gresik.

[5] Chapman, J.S. 2002. Electric Machinery and Power System

Fundamentals, New York: McGraw-Hill

[6] Kostenko, M. 1977. Electrical Machines. Moscow: Mirr

Publisher.

[7] Aman, M. 2012. Modeling and Simulation of Reverse Power

Relay for Generator Protection. IEEE 2012 International

Power Engineering and Optimization Conference

(PEOCO2012), Melaka, Malaysia: June 2012