Bismillah Pembangkit Tenaga Listrik

8/10/2019 Bismillah Pembangkit Tenaga Listrik

1/51


2/51

Tipe Pembangkit

Pembangkit

DenganGenerator

Tanpa

Generator


3/51

Macam-macam Pembangkitdengan Generator

Macam macam pembangkit listrik dengan generator terbagi menjadi 2, yaitu :1) Pembangkit listrik dengan generator yang menggunakan turbin sebagai

prime over (penggerak mula), antara lain :PLTP ( Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi )

PLTU ( Pembangkit Listrik Tenaga Uap )PLTG ( Pembangkit Listrik Tenaga Gas )PLTGU ( Pembangkit Listrik Tenaga Gas-Uap )PLTA ( Pembangkit Listrik Tenaga Air )PLTB ( Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/Angin )

PLTN ( Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir )

2) Pembangkit listrik dengan generator tetapi non turbin, antara lain :PLTD ( Pembangkit Listrik Tenaga Diesel )


4/51


5/51

Generator Listrik


6/51

Output Generator


7/51

Kecepatan Putar Generator


8/51

Sumber NamePlateGenerator :PLTMG Bintan di Riau


9/51

Nameplate Generator


10/51


11/51

KARAKTERISTIK PEMBEBANAN

KarakteristikBeban

Beban Dasar

BebanMenengah

BebanPuncak


12/51


13/51

Biaya Pembangkitan Listrikdi Pulau Jawa


14/51

Korelasi Biaya Pembangkitandenga Karakterisitik Pembebanan

Dari Grafik dapat diketahui bahwa pada faktor beban yang diatas 0,4, maka biayapembangkitan PLTU Batubara lebih murah dari PLTGU ( Combined Cycle ), PLTG, danPLTP. Biaya pembangkitan PLTG akan lebih rendah dari PLTGU pada faktor bebanlebih kecil dari 0,4, sedangkan pada faktor beban lebih dari 0,4 biayapembangkitan PLTGU akan lebih rendah.

Kondisi diatas menunjukkan juga bahwa PLTG dan PLTA akan lebih ekonomis kalaudioperasikan pada beban puncak saja. PLTD dianggap tepat untuk dioperasikansebagai pembangkit listrik beban puncak, walaupun biaya pembangkitan dieseldengan kapasitas beban rendah lebih mahal dibanding dengan PLTG maupunPLTGU, tetapi PLTD lebih fleksibel didalam pembebanan, mudah didalamperawatan dan mempunyai berbagai kapasitas dari kecil sampai besar.

Sedangkan PLTU Batubara karena kurang fleksible dalam pengaturan daya akanlebih menguntungkan kalau dioperasikan sebagai pembangkit beban dasar. Padafaktor beban yang rendah biaya pembangkitan PLTU batubara akan sangat tinggi,tetapi faktor pembebanan diatas 0,7 biaya pembangkitannya akan lebih rendah.


15/51


16/51

Generator Berbeban dan tidak Berbeban1. Generator Tanpa Beban

2. Generator BerbebanAdanya pembebanan yang berubah-ubah menyebabkan terjadinya perubahanpada tegangan beban dan faktor daya. Hal ini disebabkan adanya kerugiantegangan pada :a. Resistansi Jangkar Rab. Reaktansi Bocor Jangkarc. Reaksi Jangkar Xa


17/51


18/51

Vektor Diagram dari BebanGenerator


19/51

Sistem eksitasi merupakan sistem pemberian arus searah padakumparan medan yang terdapat pada rotor generator gunamenghasilkan tegangan induksi pada kumparan jangkar yangterdapat pada stator generator.

Gambar Generator dengan Exciter

dan Generator dengan MagnetPermanen


20/51

AVR

?


21/51

FAKTOR-FAKTOR YANG MENENTUKAN KEANDALANUNIT PEMBANGKIT

Faktor Beban

FaktorKetersediaan

Faktor Penggunaan(Utilitas)

Faktor Kapasitas(Capacity Factor, CF )

Forced Outage

Rate (FOR)

faktor beban = beban rata-rata/beban puncak

Faktor Ketersediaan = DayaTersedia / DayaTerpasang

Faktor Penggunaan = BebanPuncak / DayaTerpasang

Faktor Kapasitas = Produksi Energi MWh dalam satu tahun /DayaMampuMWx 8760 jam

FOR = jumlah jam gangguan unit pembangkit/

(jumlah jam operasi+Jumlah jam gangguan Unit pembangkit)


22/51

TABEL FAKTOR-FAKTOR PEMBANDINGAN ANTAR UNIT PEMBANGKIT


23/51

POLA STARTINGPEMBANGKIT (PLTU)

Cold Starting , Warm Starting, Hot Starting

Apabila temperatur first stage metal 120 C. Temperatur first stage metal < 120C ini tercapai ketika turbin telah stop (shutdown) lebih dari 72 jam atau 3 hari.Start dingin memerlukan total waktu start yang paling lama. Hal ini disebabkankarena temperatur metal dari seluruh komponen masih dalam keadaan dinginsehingga memerlukan waktu yang cukup lama guna mencapai pemerataan

panas (heat soak). Faktor lain yang juga perlu diperhatikan pada termal stressakibat perbedaan temperatur. Yakinkan bahwa perbedaan temperatur darisetiap komponen tidak melebihi batas yang diizinkan oleh pabrik.

Cold Starting


24/51

Warm Starting

Start unit diklasifikasikan menjadi start hangat apabila temperatur firststage metal turbin berada diantara 120 0C s.d 350 C. Temperatur ini

terjadi apabila turbin telah stop selama sekitar 30 jam. Karenatemperatur metal turbin masih cukup tinggi, maka lama start menjadilebih singkat dibanding start dingin. Hal yang perlu dipertimbangkanpada start hangat diantaranya adalah pengaturan temperaturtemperatur uap sesudah proses throtling pada stop valve sesuai

dengan


25/51

Hot Starting

Start panas merupakan jenis start yang membutuhkan waktu start palingcepat dibanding jenis start yang lain. Start panas dilakukan apabila ketikaturbin baru shut down sebentar, yaitu sekitar 12 jam. Hal yang perludipertimbangkan pada start hangat juga berlaku untuk start panas. Berbagidan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan


26/51

SISTEMINTERKONEKSI

Operasi pusat-pusat listrik dalam sistem interkoneksi saling mempengaruhisatu sama lain, maka perlu koordinasi operasi. Koordinasi operasi inidilakkukan oleh ousat pengatur beban. Koordinasi terutama meliputi:

a. Koordinasi pemeliharaan.b. Pembagian beban yang ekonomis.c. Pengaturan frekuensi.d. Pengaturan tegangan.e. Prosedur mengatasi gangguan.


27/51

PARALEL GENERATORUntuk menjamin kotinyuitas ketersediaan daya listrik.

METODE :

SINKRONOSKOP LAMPU GELAP

SINKRONOSKOP LAMPU TERANG

SYARAT UNTUKMEMPARALELGENERATOR

Polaritas generator harus sama satu sama lain

Nilai efektif tegangan harus sama

Tegangan dan frekuensi antar generator harussama

Frekuensi generator dengan jala-jala harus sama

Urutan fasa antar generator harus sama


28/51


29/51

Gambar Skema sinkronoskop Lampu Terang

Gambar Beda tegangan antara fasa pada sinkronoskop lampu terang

G P d G


30/51

Suhu tinggi karena pembebanan lebih yang terlalu lama, aliran pelumas kurang baik, u ntuk mengamankan, dipakai relay suhu yang

pada tahap pertama membunyikan alarm dan pada tahap berikutnyamen trip CB Generator.

Motoring karena adanya gangguan pada prime mover sehinggaterjadi daya balik, dampak kerusakan akibat peristiwa motoring lebihkepada prime mover itu sendiri, maka digunakan relay daya balik yang

akan mentrip CB generator Penguat hilang menyebabkan gaya mekanik pada kumparan arus

searah rotor hilang, selanjutnya rotor mengalami panas berlebihan.Kemudian relay under eksitasi akan bekerja dan mentripkan PMTgenerator

Loss of synhcron akibat perubahan beban mendadak, hubungsingkat, yang cukup lama dan melampaui batas ketidakstabilangenerator, mengakibatkan generator akan kehilangan kondisi paralel.Pada kondisi ini generator harus dilepas dari sistem.

Gangguan Pada Generator

PENGAMAN DIFFERENSIAL


31/51

PENGAMAN DIFFERENSIALGENERATOR

GEN. CB

DIFERENSIALGENERATOR

SET

GANGGUAN PADA BELITAN GENERATOR

KERUSAKAN ISOLASI BELITAN GENERATOR

PENGAMAN: DIFFRENTIAL RELAY (87 G).

PENYEBAB:

AKIBAT:


32/51

PENGAMAN BEBEAN LEBIH(OVER LOAD RELAY)

BUS GEN.

OLR

CTCB

GEN.

BEBAN

Arus beban melebihi nominal dan bertahan lama

DEVICE NUMBER OVER LOAD RELAY : 49

PENYEBAB:

AKIBAT:

Memanaskan belitan generator. merusak konduktor dan isolasi belitan

PENGAMAN :


33/51

Penentuan Duty Type

Dalam menentukan duty type dapat menggunakansalah satu dari berikut ini :a) Sesuai nomornya, dimana beban tidak bervariasi

dan dimana bervariasi pada saat yang diketahuib) Berdasarkan kurva waktu dari variabel beban

yang berubah

c) Dengan memilih salah satu dari Duty type S1sampai S10 yang kemampuannya tidak kurangdari beban yang diharapkan


34/51


35/51


36/51


37/51

Power Quality

Peralatan yang digunakan

untuk menjaga V dan f agartetap konstan

AVR

Governor

Power quality yang dimaksud adalah untuk menjagakestabilan sistem secara keseluruhan terhadap adanya

variasi beban atau gangguan pada sistem.


38/51

AVR

?


39/51

AVR (AUTOMATIC VOLTAGEREGULATOR)

Berdasarkan SPLN 47-4 1984 Bag B, Pasal Tiga, Kontrol dan PengamanBagian Elektris

Kontrol tegangan generator dilakukan secara otomatis oleh Pengatur

Tegangan Otomatis (AVR = Automatic Voltage Regulator) dimaksudkanuntuk mempertahankan tegangan generator tetap

PENGATURAN TEGANGAN


40/51

PENGATURAN TEGANGAN

Berdasarkan Faktor Daya


41/51


42/51

T e g a n g a n t a n p a

b e

b a n

Eo V

B

O

Tanpa beban

Arus Medan I(A)A

A r u

s H u

b u n g s i n g

k a t I h

s

METODE AMPERE LILIT

OA = Arus medan yang diperlukan untuk mendapatkan tegangan nominalOC = Arus medan yang diperlukan untuk mendapatkan arus beban penuh

pada hubung singkatAB = Karakteristik bebanOB = Total arus medan yang dibutuhkan untuk mendapatkan tegangan Eo

dari Karakteristik beban nol.

OB =


43/51

PENGATURAN FREKUENSI PADA PEMBANGKIT

Macam cara mengubah frekuensi generator :

1. Mengubah kecepatan putaran turbin2. Menggunakan pengubah frekuensi (frequency changer)3. Menggunakan variable speed genset

Rumus mencari frekuensi :

n = f = = PLTA / PLTMH Dengan meningkatkan volume air menuju

turbin melalui katup pengatur aliran air PLTD / PLTU / PLTG / PLTPB Dengan meningkatkan kecepatan

turbin Kontrol frekuensi dimaksudkan untuk menjaga agar besarnya

frekuensi generator tetap 50 Hz

(SPLN 47-4_1984 bag B 4.1.5) CONTOH KASUS

KEANDALAN suatu unit pembangkit


44/51

KEANDALAN suatu unit pembangkitKonsep umum keandalan

Probabilitas unit-unit pembangkit

Parameter Penilaian1. EAF ( Equivalent Availability Factor )

EAF adalah faktor kesiapan unit pembangkit

Plant Hour

Plant OutageDereating

2. Nilai Efisiensi PembangkitUkuran untuk mengetahui seberapa efisienkah Unit Pembangkittersebut dalam menghasilkan energi.

LOLP = p x t


45/51

Xd " adalah reaktansi subtransient dan reaktansi yangdigunakan (bersama dengan tegangan ) untukmenghitung beberapa siklus pertama dari hubunganpendek arus ( memiliki beberapa DC offset) .

Xd ' adalah reaktansi transien dan digunakan untukmenghitung beberapa siklus berikutnya arus hubungsingkat ( masih memiliki beberapa DC offset, meskipuntidak sebanyak beberapa siklus pertama ) .

Xd digunakan dalam perhitungan steady state saat ini .


46/51

Overcurrent Protection : dipasang untuk mengamankan generator dan di setel pada harga

tertinggi beban lebih yang masih dapat di tanggung.

Negative Squence Protection : Proteksi yang digunakan untuk mendeteksi beban tak seimbang

pada generator besar. Untuk generator kecil dipasang Overload

Protection .

Sensitive Earth Fault

Protection : untuk mendeteksi gangguan fase ke tanah. Proteksi gangguan

stator hubung tanah kebanyakan di tentukan oleh jenis

pentanahan titik netral. Besaran yang di gunakan untuk

mendeteksi ganggaun adalah arus atau tegangan urutan nol.


47/51

Interturn Fault Protection

/ Stator Earth Fault Protection : proteksi yang di gunakan untuk

gangguan antar belitan Stator.

Rotor Earth Fault Protection : alat untuk mendeteksi gangguan belitan

medan. Ini digunakan yaitu pada generatorbesar dan rotor temperature indikator untuk

mendeteksi overheating karena beban tak

seimbang.

Field Failure Protection

atau Loss of Field Protection : alat proteksi untuk mengatasi kehilangan

eksitasi (loss of field).


48/51

Unit Pemikul

Beban Dasar

(Base Load)75%-10% PLTU, PLTGU,

PLTN dan PLTA

BebanMenengah

(Medium Load)20%-75% PLTA dan PLTU

Beban Puncak(Peak Load) 0%-20%

PLTG, PLTD, danPLTA


49/51

Perbandingan Starting PembangkitPLTU PLTG

Waktu start-up 6-8 jam Waktu startup pendek (15-30 menit)

Menurut SPLN 62-1_1986 yaitu:Dalam pengoperasian maka unit PLTUtidak selalu beban penuh .

SPLN 80_1989 ayat 8 ,8.2. PLTG hanya dioperasikan padapola operaso dengan posisi saklar pemilih(selector switch) pada kemampuan dasar.Pengoperasian PLTG pada tingkat diataskemampuan dasar akan mengakibatkancepatnya kerusakan pada bagian-bagianlaluan gas panas.


50/51


51/51

Documents

Bismillah Pembangkit Tenaga Listrik