TESIS MARSYA

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tesis marsya

Citation preview

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    1/50

    ABSTRAK

    Karakteristik petir berasal dari pengukuran yang dilakukan di daerah beriklim tropis yang mempunyai

    perbedaan karakteristik jika dibandingkan dengan pengukuran di daerah sub tropis. Kemudian digunakan

    sebagai data dsar untuk standar internasional proteksi petir.

    Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi sistem proteksi untuk memproteksi komponen turbin agnin

    melawan serangan petir tropis secara langsung pada struktur atau sudu sayp sebagau satu dari energi

    alternatif yang prospektif di Indonesia. Karakteristik struktur dan komponen dianalisa. Hantaran petir

    menghantar sudu sebagai struktur paling tinggi dari turbin dan arus petir terdistribusi melewati komponen

    dan tersebar ke sistem pentanahan. Akibat kenyataan dari daerah turbin angin terdapat pada daerah Nusa

    Penida Bali, karakteristik petir tropik berperan penting untuk menentukan sistem proteksi pada komponen dan

    struktur. Penelitian ini menganalisis sistem proteksi yang memungkinkan aliran arus ke sistem penanahan

    tanpa harus mengganggu konverter listrik, mekanik, kinerja elektronik pada turbin. Karakteristik petir lokal di

    daerah dan perancangan sistem proteksi berasal dari penelitian sesuai dengan kerangka standar IEC denganpenggunaan parameter petir tropik.

    Keywords: turbin angin, konverter, sudu, karakteristik petir, arrester petir, sistem proteksi petir.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    2/50

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1 Latar belakang

    Turbin angin adalah satu dari energi alternatif yang ramah lingkungan. Teknologi turbn angin telah

    dikembangkan secara signifikan pada sepuluh tahun terakhir. Isu pemanasan global mempercepat penelitian

    untuk mendapatkan energi bersih, seperti angin dan energi solar. Energi angin adalah energi yang relatif bersih

    dan ramah lingkungan karena tidak menghasilkan karbon dioksida (CO2) atau gas-gas lain yang berperan

    dalam pemanasan global, sulphur dioksida dan nitrogen oksida (jenis gas yang menyebabkan hujan asam).

    Energi ini pun tidak menghasilkan limbah yang berbahaya bagi lingkungan ataupun manusia. Meski demikian,

    harap diingat bahwa sekecil apapun semua bentuk produksi energi selalu memiliki akibat bagi lingkungan.

    Hanya saja efek turbin angin sangat rendah, bersifat lokal dan dapat dikelola. Energi angin sekarang menjadilebih efisien dan ekonomius dan menjadi sattu dari solusi dari sumbeer energi di masa depan.

    Turbin angin

    normalnya berlokasi di daerah terbuka dan terpapar dan sudu angin bisa lebih mudah menghantam serangan

    petir langsung. Struktur bisa didpatkan lebih dari ketinggian 100 meter. Arus petir dapat merusak komponen

    turbin angin didalam struktur, seperti alat mekanik dari sudu angin.kerusakan listrik serta komponen elektronik

    terjadi karena adanya amplitudo yang sangat tinggi dari arus petiryang melewati komponen dan menyebabkan

    pulsa elektronik menjadi sensitif dan kompoen dasar mikroposesor mengelilingi hal tersebut.

    Daerah Nusa Penida di Pulau Bali, indonesia mempunyai energi angin potensial. Beberapa dari turbin angin

    telah dibangun dan beroperasi didalam area ini untuk menyuplai energi listrik ke beban di bagian selatan Pulau

    Bali. Nusa Penida berlokasi di daerah tropik dan secara relatif mempunyai densitas petir tinggi yang mana lebih

    besar dibandingkan arus puncak lebih tinggi dibandingkan satu

    Proteksi dari struktur turbin angin dan komponen pada area ini melawan hantaran petir langsung dan tidak

    langsung perlu dievaluasi karena pada kenyataannya nanti banyak dan lebih banyak lagi sumber energi angin

    yang dapat dipasang di daerah tropik seperti Indonesia. Rancangan baru ditunjukan untuk sistem proteksi petir

    pada turbin angin yang berlokasi di daerah tropik yangmempunyai parameter petir berbeda dibandingkan

    penetapan parameter petir di standar internasional yang mana diukur di daerah subtropis seperti IEC

    63205/2006.

    I.2 Tujuan

    Secara umum tujuan dari studi ini adalah mengetahui kondisi turbin angin di daerah tropis sertamengevaluasinya, apakah dapat memberikan alternatif penningkatan sistem proteksi petir. Objek yang akan di

    evaluasi dalam hal ini berada di daerah nusa penida.

    I.3 Rumusan Masalah

    Turbin angin bukanlah teknologi yang berubah dengan cepat. Tapi pengembangan teknologi yang dilakukantelah mempercepat penyediaan energi bagi masyarakat lokal. Hal ini menunjukkan bahwa masih ada potensisumber daya alam yang belum dimanfaatkan yaitu angin.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    3/50

    Dengan peningkatan kemampuan teknis yang dimiliki, maka kita dapat mengembangkan serta memperbaiki

    permasalahan yang terdapat dalam sistem dan struktur dari turbin angin di daerah Nusa penida sehingga turbinyang sudah dibangun selama ini dapat dimaksimalkann penggunaannya oleh masyarakat setempat.Permasalahan yang muncul pada kondisi ini adalah :

    Seberapa besar potensi angin yang ada di Nusa penida?sejauh mana turbin angin berperan untuk masyarakat setempat?

    Bagaimana desain yang digunakan agar dapat disesuaikan dengan kondisi setempat?

    I.4 Batasan Masalah

    Dalam proses penyelesaian penelitian ini, digunakan beberapa batasan masalah

    dan asumsi perhitungan. Batasan masalah yang dipakai oleh penulis adalah:

    1. Evaluasi instalasi proteksi petir pada PLTB di Nusa Penida

    2. Sistem proteksi petir pada turbin angin di Nusa penida

    3. Tinjauan ulang proteksi petir eksternal yang digunakan pada turbin angin di Nusa penida

    5. Penentuan ruang proteksi dari penangkap petir.

    6. Perawatan dan pemeliharaan sistem proteksi penangkal petir

    7. Merancang sistem penangkal petir

    8. Usulan rancangan proteksi petir eksternal yang lebih aman untuk PLTB di Nusa penida.

    I.6 Sistematika Penulisan

    Sistematika pembahasan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

    Bab I PENDAHULUAN, bagian ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, perumusan

    masalah, batasan penelitian, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.

    Bab II TINJAUAN PUSTAKA, bagian ini berisi kajian literatur tentang angin, fenomena petir, kondisi turbin

    angin, karakeristik petir, kop

    Bab III KERUSAKAN YANG DIAKIBATKAN OLEH PETIR PADA PLTB DI NUSA PENIDA

    berisi tentang metode pengolahan data, cara

    Bab IV ALTERNATIF YANG DIAJUKAN SEBAGAI PROTEKSI PETIR TERHADAP PLTB

    Bagia ini berisi tentang free-standing mast,

    Bab V PENUTUPAN, bagian ini berisi rangkuman beberapa hal penting

    yang merupakan hasil penelitian serta mengemukakan beberapa

    saran yang dianggap penting sehubungan dengan penelitian yang

    dilakukan.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    4/50

    Metoda pelaksanaan studi dilakukan dengan sistematika sebagai berikut:

    Gambar 1.1 Metodologi Studi

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    5/50

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    II.1 Aplikasi Turbin angin di Indonesia

    Berkenaan dengan aplikasi turbin angin di Indonesia, berbagai hasil riset dan pengembangantelah dilakukan. Peta estimasi potensi angin (ketinggian standar 10 m), mengkategorikankecepatan angin rata-rata di Indonesia (0-4,4) m/s, (4,4-5,1) m/s dan (5,1-5,6) m/s. Data dari stasiunpengukuran BMG, menunjukkan 50 lebih lokasi memiliki kecepatan angin (3-5) m/s; sementara

    hasil pengukuran LAPAN menunjukkan 30 lebih lokasi memiliki kecepatan angin juga antara (3-5)m/s. Meskipun relatif terbatas, informasi potensi angin yang ada memberikan indikasi bahwaaplikasi turbin angin kecil dan menengah potensial. Kecepatan angin yang lebih tinggiuntuk turbin angin yang lebih besar dapat diperoleh dengan menambah ketinggian. Sebagaicontoh, penambahan ketinggian dari 10 hingga 24 m (untuk Desa Bungaiya, pulau Selayar),

    kecepatan angin rata-rata akan meningkat dari 3,8 menjadi 5,5 m/s atau sekitar 44 persen, dan daya angin

    meningkat sekitar 156 persen. Di desa Bulak Baru dan Kalianyar, Jepara, telah dioperasikan 40 unit lebih turbinangin (0,07 - 2,5 kW), dan di dusun Selayar, Lombok Timur sebanyak 7 unit turbin angin (1 kW). Selain itu, diTanglad, Nusa Penida, Bali telah diaplikasikanturbin angin (2x10 kW), yang digabung dengan fotovoltaik (2 x 9,7 kW) dan diesel (2 x 40 kW), beroperasisejak akhir November 1993 dengan produksi energi 200 kWh/hari. Di wilayah Sumbawa Timur, pulau Selayardan Buton. Barubaru juga telah diaplikasikan sejumlah turbin angin (0,1 dan 0,3 kW) secara mandiri di

    pedesaan.

    G u n a lebih meningkatkan hasil yang dicapai, beberapa masalah krusial memerlukan pemecahan lebih lanjut,seperti pemeliharaan, sarana pendukung, serta pemanfaatan teknologi yang handal. Informasi potensi anginyang diperoleh sampai arus, memberikan kemungkinan untuk aplikasi turbin angin besar. Penambahanketinggian menara turbin angin untuk meningkatkan kecepatan angin akan memperbesar kemungkinan itu, disamping mengembangkan turbin angin dengan kecepatan angin operasi yang relatif rendah. Pengembangan

    turbin angin untuk aplikasi skala besar yang terhubung jaringan utilitas itu memerlukan kajian yang lebihcermat dan lebih rinci.

    II.2 Karakteristik Struktur

    Nusa Penida berlokasi di daerah yang mempunyai koordinat 115 30 sampai 115 36 BT dan -8 40 ke -8 45 LS.

    Nusa Penida terdiri dari Nudsa Lembongan, nusa ceningan, dan pulau Nusa Besar. Pulau Nusa Penida bagian

    dari kota klungkung. Pada umumnya, topografi Nusa Penida termaasuk daerah yang miring dan berbukit. Nusa

    Penida berlokasi di daerah lepas pantai do sepanjang pantai utara dan daratan punya kemiringan 0-3% dan

    ketinggian dari 0-268 meter diatas garis laut. Pada bagian selatan dari area ini didalam Klumbu yang mana

    lebih miring sampai 500 meter diatas garis laut.

    Kecepatan angin di Nusa penida adalah 10-13 m/s. Kecepatan tertinggi terjadi pada bulan Desember sampai

    Januaridalam beberapa tahun seperti digambarkan pada gambar berikut.

    Dua turbin angin telah dipasang pada daerah ini dan memproduksi daya listrik sebesar 80 kW dan 100 kW.

    Instalasi dari beberapa tubin angin pada pulau Nusa Penida akan memberikan lebih banyak energi listrik yang

    bisa ,emyuplai ke beberapa bagian dari daerah bali dan mengurangi penggunaan minyak diesel selama hotel dan

    rumah membutuhkan listrik menggunakan pembangjit listrik tenaga diesel yang terisolasi. Masalah dari turbin

    angin adalah hantaran petir yang bisa merusak peralatan dan produksi disturbansi daya.

    Kajian Potensi Energi Angin sebagai Pembangkit Energi Listrik di Nusa Penida

    Hasil pengukuran kecepatan angin di tiga titik lokasi di Nusa Penida, ditampilkan tabel 1.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    6/50

    Tabel 2. Data Kecepatan Angin Harian

    Lokasi Kec. Angin (m/s) Arah anginCuaca

    Harian

    Batumadeg 5.93 Selatan Cerah

    Batumadeg 4.647 Selatan Cerah

    Batumadeg 3.26 Selatan Cerah

    Batumadeg 4.606 Selatan Cerah

    Batumadeg 4.525 Selatan Cerah

    Batumadeg 5.659 Selatan Cerah

    Batumadeg 5.233 Selatan Cerah

    Tanglad 5.75 Tenggara Mendung

    Tanglad 5.27 Tenggara Mendung

    Tanglad 5.65 Tenggara Berawan

    Tanglad 6.26 Tenggara Berawan

    Tanglad 7.76 Tenggara Cerah

    Tanglad 6.259 Tenggara Cerah

    Tanglad 5.119 Timur Mendung

    Mundi 7.917 Tenggara Berawan

    Mundi 8.023 Tenggara Berawan

    II. 3Dampak Lingkungan Pembangkit Listrik Tenaga Angin / Bayu (PLTB)

    Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) karena sifatnya yang terbarukan (renewable) sudah jelas akanmemberikan keuntungan karena angin tidak akan habis digunakan tidak seperti pada penggunaan bahan bakar

    fosil. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana penggunaannya tidak

    mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan. Kalau dicermati dari pembangkitan

    energi listrik dari data potensi kecepatan angin, energi maksimum yang bisa dibangkitkan 50 kW. Karena itu,

    untuk memenuhi kebutuhan energi listrik masyarakat Nusa Penida perlu dibangun lebih dari satu unit

    pembangkit. Pada gambar 1 diperlihatkan gambar pembangkit listrik tenaga angin sebagai ilustrasi yang

    menunjukkan pembangunan pembangkit lebih dari satu unit. Dengan demikian, pembangkit listrik tenaga

    angin ini tidak sepenuhnya ramah lingkungan, terdapat beberapa masalah yang terjadi akibat penggunaan

    sumber energi angin sebagai pembangkit listrik, di antaranya yaitu dampak visual , derau suara, beberapa

    masalah ekologi, dan keindahan.

    Dampak visual biasanya hal yang paling serius dikritik. Penggunaan ladang angin sebagai pembangkit listrik

    membutuhkan luas lahan yang tidak sedikit dan tidak mungkin untuk disembunyikan. Penempatan ladang angin

    pada lahan yang masih dapat digunakan untuk keperluan yang lain dapat menjadi persoalan tersendiri bagi

    penduduk setempat. Selain mengganggu pandangan akibat pemasangan barisan pembangkit angin, penggunaan

    lahan untuk pembangkit angin dapat mengurangi lahan pertanian serta pemukiman. Hal ini yang membuat

    pembangkitan tenaga angin di daratan menjadi terbatas. Beberapa aturan mengenai tinggi bangunan juga telah

    membuat pembangunan pembangkit listrik tenaga angin dapat terhambat.

    Penggunaan tiang yang tinggi untuk turbin angin juga dapat menyebabkan terganggunya cahaya matahari yang

    masuk ke rumah-rumah penduduk. Perputaran sudu-sudu menyebabkan cahaya matahari yang berkelap-kelipdan dapat mengganggu pandangan penduduk setempat.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    7/50

    Efek lain akibat penggunaan turbin angin yaitu terjadinya derau frekuensi rendah. Putaran dari sudu- sudu

    turbin angin dengan frekuensi konstan lebih mengganggu daripada suara angin pada ranting pohon. Selain

    derau dari sudu-sudu turbin, penggunaan gearbox serta generator dapat suara listrik. Derau mekanik yang

    terjadi disebabkan oleh operasi mekanis elemen-elemen yang berada dalam badan turbin atau rumah

    pembangkit listrik tenaga angin. Dalam keadaan tertentu turbin angin dapat juga menyebabkan interferensi

    elektromagnetik, mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk

    perkomunikasian.

    Penentuan ketinggian dari turbin angin dilakukan dengan menganalisis data turbulensi angin dan kekuatan

    angin. Derau aerodinamis merupakan fungsi dari banyak faktor seperti desain sudu, kecepatan perputaran,

    kecepatan angin, turbulensi aliran masuk. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu

    kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa penggunaan

    skala besar dari pembangkit listrik tenaga angin dapat merubah iklim lokal maupun global karena menggunakan

    energi kinetik angin dan mengubah turbulensi udara pada daerah atmosfir (Firman Sasongko,2009).

    Biaya investasinya memang cukup mahal. Harga satu unit kincir angin yang diberi nama EGRA(Energi Gratis)

    ini sekitar 60 juta rupiah. Biaya yang dubutuhkan tampak cukup besar, tetapi jika dihitung secara ekonomis,

    ternyata cukup menguntungkan. Karena memakai kincir angin, maka tidak ada pengeluaran untuk bahan

    bakar lagi. Biaya pemeliharaan relatif murah. Bandingkan jika memakai mesin diesel. Untuk biaya solar saja

    menghabiskan Rp.132.000 per hari, yang artinya Rp.132.000 x 365 = Rp. 48.180.000 per tahun. Belum

    termasuk biaya pemeliharaan mesin. Diprakirakan dalam waktu 2 tahun, manfaat dari kincir angin ini sudah

    terasa dan cukup menguntungkan .

    II.3 Karakteristik Petir Tropik

    Aspek yang paling penting harus dipertimbangkan adalah data petir lokal yang bisa mempengaruhi kinerja dari

    turbin angin. Kebanyakan komponen dari turbin angin diproduksi di kota sub tropik yang mempunyai standar

    dasar pada data petir subtopik. Data petir lokal pada daerah Nusa Penida terbagi atas National Lightning

    Detection System disebut JAPDEN direkam dari tahun 1995 sampai tahun 2002, pulau Nusa Penida adalah

    yang punya statistik arus puncak petir sekitar 15 kA (probabilitas 85%), yang mana hanya 8 kA pada daerah

    sub tropik.

    Beberapa polaritas negatif dari arus petir terekam pada daerah ini. macam-macam hantaran petir juga direkamyang mana secara normal terdiri dari satu hantaran utama dan dua atau lebih hantaran berikutnya. Kebanyakan

    dari hantaran petir pada daerah ini terjadi sekita pukul 9 pagi dan musim petir terjadi pada bulan Desember

    hingga Februari setiap tahunnya. Sayangnya hal ini juga merupakan periode produktif pada turbin angin untuk

    memproduksi listrik karena kecepatan angin pun tinggi. Hal ini merupakan alasan mengapa turbin angin

    tersebut memerlukansistem proteksi petir yang baik untuk memelihara suplai listrik tanpa terjadi padamnya

    daya.

    Probabilitas dari arus puncak petir ditunjukan pada gambar 4 sebesar 15 kA pada probabilistik 85% dan 50 kA

    pada probabilistik 50%. Hal tersebut terkam pada 34 kA untuk probabilistik 50% pada daerah sub tropik.

    Berdasarkan peta densitas petir berasal dari Japden (jaringan deteksi petir Indonesia) densitas petir di NusaPenida Bali antara 8-16 hantaran petir per km2 per tahun (yang mana hanya 4 hantaran/km2/tahun pada daerah

    subtropik dengan level isokronik 80-100 per tahun.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    8/50

    II.4 Karakteristik Turbin angin

    Struktur dari turbin angin terdiri dari sudu angin yang berada pada puncak tertinggi bekerja sebagai batang petir

    untuk menerima hantaran petir. Arus petir akan mengalir melalui komponen didalam turbin sebagai gelombang

    berjalandari pulsa elektromagnetik yang bisa merusak peralatan jika tidak dipasang sistem proteksi.

    Ketika petir menghantam sudu tanpa proteksi, hal tersebut akan merusak sudu dan arus akan terdistribusi ke

    dalam badan turbin melalui mekanik, elektri, dan peralatan elektronik. Kerusakan pada susdu bisa

    mengakibatkan runtuhnya menara dan arus petir mengalir melalui struktur bisa menginduksi kabel daya dan

    merusak sitem tegangan rendah. Hal tersebut akan menghasilkan elevasi tegangan pada sistem pentanahan yang

    memungkinkan terjadinya tegangan pindah dan menyentuh tegangan yang bisa membahayakan orang-orang di

    sekitar dan merusak banyaknya perlatan sensitif didalam struktur mlalui sistem pentanahan.

    Hantaran petir langsung pada sudu bisa menyebabkan arus petir mengalir melalui badan ke sistem pentanahan

    dan merusak semua komponen (tanpa proteksi) yang dilewati arus. Dengan memenuhi sudu menggunakan

    konduktir sebagai batang proteksi (reseptor) dan memasang sistem proteksi petir (arrester) pada komponen

    yang akan dilewati oleh arus petir yang mengalir ke sistem pentanahan secara aman tanpa menyebabkan

    kerusakan peralatan.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    9/50

    II.5 Data Petir

    Data petir diperoleh dari data historis Jaringan Deteksi Petir Nasional (JADPEN). Di laporan akan

    dipaparkan tentang karakteristik petir lokal dimana saluran yang diamati berada selama lebih kurang 5 tahun,

    dari tahun 1997 sampai 2001.

    II.5.1 Jaringan Deteksi Petir Nasional

    Pada Periode tahun 1995 hingga 2002 Indonesia memiliki sistem deteksi petir yang menggunakan teknologi

    Lightning Positioning and Tracking System (sistem penentu dan pelacak petir LPATS) dari Amerika. Sistem

    Deteksi Petir tersebut dinamakan dengan Jaringan Deteksi Petir Nasional (JADPEN). JADPEN adalah sistem

    yang mengumpulkan dan mengolah informasi petir di Indonesia.

    Gambar II.1 Konfigurasi JAPDEN

    JADPEN terdiri dari beberapa sensor penerima (Remote Receiver RR) yang tersebar di pulau Jawa dan

    Sumatra, sebuah pusat penganalisa (Central Analyzer CA) dan Alat Pemantau Petir di sisi pelanggan

    pengguna jasa ini. Sistem ini bekerja dengan satelit komunikasi dan satelit-satelit Global Positioning System

    (GPS) untuk korelasi posisi dan waktu. Untuk pengiriman data mentah dari RR ke CA dan penyebaran data jadi

    dari CA ke pelanggan, digunakan teknologi komunikasi data Very Small Arpeture Terminal(VSAT).

    Gambar II.2 Time of Arrival

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    10/50

    Dalam menentukan posisi sambaran petir, LPATS menggunakan teknik time of arrival (TOA). Sasaran utama

    dari pelacakan petir adalah mengetahui lokasi terjadinya sambaran petir dengan ketelitian tinggi, waktu

    terjadinya sambaran, jenis sambaran dan besarnya arus petir. Data-data tersebut selang beberapa detik setelah

    sambaran ini terjadi, sehingga diperoleh data waktu nyata.

    Fungsi dari CA adalah menerima laporan RR, memvalidasi laporan, melakukan perhitungan-perhitungan,

    menampilkan dan mengarsipkan hasil perhitungan. RR berfungsi merasakan adanya gelombang

    elektromagnetik yang dipancarkan oleh sambaran petir dan memberitahukannya ke CA. Hubungan keduanya

    dilakukan melalui satelit komunikasi.

    II.6 Kriteria Pengamatan Data Petir

    Pengamatan data petir dibagi menjadiu dua berdasarkan karakteristik petir lokal di tiap area. Adapun kriteria

    pengamatan data petir tersebut ada

    1) Waktu Pengamatan : 1 Januari 1997 tahun sampai dengan 31 Desember 2001 (5 tahun)

    2) Titik Tengah Pengamatan :

    - Nusa Penida : 8.54 S 115.45 E

    3) Luas Daerah Pengamatan: 50 KM x 50 KM

    II.6.1 Data Petir Nusa Penida

    II.6.1.1 Statistik Arus Puncak

    Statistik arus puncak menunjukan hubungan arus puncak petir (dalam kilo Ampere, kA) terhadap jumlahkejadian sambaran petir, sebaran atau distribusinya serta hubungan dengan probabilitas kejadiannya. Jumlah

    kejadian sambaran petir menunjukan jumlah sambaran pada range amplitudo (puncak) arus petir tertentu. Arus

    puncak yang diberikan adalah sambaran petir negatif dan positif. Berikut ini statistik arus puncak daerah sampai

    dengan 2001:

    Gambar II.3 Statistik Arus Puncak Petir di Nusa Penida

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    11/50

    Dari kurva diatas, arus puncak jenis negatif lebih dominan dari jenis positif. Untuk

    jenis negatif, sebaran dominan pada -31,6 kA sampai dengan -63,1 kA dan rata-rata maksimum pada -39.8 kA

    sampai dengan 50, 1 kA dengan jumlah kejadian sampai dengan 4500 sambaran. Untuk jenis positif, sebaran

    dominan pada 12.6 kA sampai dengan 31.6 kA dan rata-rata maksidmum pada 15,8 kA sampai dengan 25,1 kA

    dengan jumlah kejadian sampai dengan 300 sambaran.

    Di daerah Bali timur (50 km x 50 km), arus puncak minimum tercatat -5,8 kA dan maksimum -279.9 kA

    dengan rata-rata arus puncak negatif -47,9 kA. Arus puncak positif minimum tercatat 5.5 kA dan maksimum

    307.9 kA dengan rata-rata arus puncak positif adalah 29,3 kA. Probabilitas arus puncak adalah presentase yang

    menunjukkan kejadian sambaran petir dengan arus puncak lebih besar dari nilai tertentu (greater than value).

    Misal untuk arus x kA, probabilitasnya y %. Maksudnya : y % arus puncak petir adalah lebih besar dari x kA.

    Arus puncak yang diberikan adalah sambaran petir negatif dan positif, masing-masing sambaran pertama (1

    (subsequent). Dan sambaran susulannya (subquent). Berikut ini adalah grafik probilitas arus puncak petir lokal

    di Bali timur untuk sambaran positif dan negatif dan perbandingan dengan statistik dari CIGRE Working Group

    33.01,1:

    Gambar II.4 Probabilitas Arus Puncak Petir di Bali timur

    Statistik ini sangat berguna untuk perancang sistem proteksi baik eksternal maupun internal, karenamemberikan salah satu informasi parameter petir lokal yaitu arus puncak (amplitude). Aplikasinya digunakan

    dalam perhitungan perhitungan, seperti : konsep elektrogeometri, lightning performance saluran udara,koordinasi isolasi dan desain pembatas surja (arrester).

    II.6.1.2 Kerapatan Sambaran Petir dan Peta Sambaran

    Flash density atau kerapatan sambaran adalah peta yang menunjukkan jumlah sambaran petir per tahun.Perbedaan warna menunjukkan harga kerapatan sambaran yang berbeda. Kerapatan sambaran ditunjukkan

    sebagai jumlah sambaran per kilometer persegi per tahun. Dari data ini dapat diperoleh informasi berapa jumlah

    sambaran petir terjadi pada suatu daerah yang dipantau. Ada dua peta yang diberikan yaitu kerapatan sambaranuntuk semua jenis sambaran (positif, negati dan awan) dan kerapatan sambaran untuk sambaran petir ke tanah(positif dan negatif) yang dikenal dengan Ng (number flash to ground) atau GFD (ground flash density).Informasi ini sangat berharga untuk melakukan analisis keperluan proteksi petir, analisa resiko sambaran petir,

    lightning performance saluran udara dan sebagainya.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    12/50

    2.2 Kerapatan Sambaran Petir di Pulau Bali

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    13/50

    II.5 Kerapatan Sambaran Petir di Daerah Bali timur

    II.6.1.3 Variansi Bulanan dan Statistik Harian

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    14/50

    Variansi bulanan sambaran petir menunjukkan hubungan sebaran kejadian petir

    terhadap waktu (bulan). Dari hubungan ini dapat diperoleh informasi siklus kejadian petir bulanan, bulanan,

    bulan-bulan siklus petir maksimum dan minimum, atau kapan dimulainya siklus petir pada daerah yang

    dipantau.

    Gambar 2.5 memberikan gambaran aktivitas sambaran petir ke tanah dan petir awan

    setiap bulan. Dari jumlah kejadian sambaran secara keseluruhan, sambaran ke tanah lebih dominan

    dibandingkan sambaran awan. Sambaran petir ke tanah hampir merata terjadi sepanjang tahun dengan dua

    siklus semester. Semester kedua, Oktober sampai Januari mempunyai aktivitas sambaran sedikit leih banyak

    dibandingkan semester pertama, Februari sampai Juni. Puncak siklus masing-masing semester adalah di bulan

    April dan Mei serta pada bulan November dan Desember.

    Untuk sambaran awan semester pertama lebih dominan dibandingkan semester ke

    dua. Dapat dilihat petir pada bulan Januari juga cukup signifikan banyak, karena

    terjadi pada musim peralihan antara musim hujan dan musim panas.

    Gambar 2.5 Variansi Bulanan Kejadian Petir di Daerah Bali Timur

    Hampir sama dengan variansi bulanan, statistik frekuensi memberikan informasi siklus petir. harian. Denganmengetahui pola petir harian dapat diketahui pada waktu atau jam berapa biasanya petir terjadi pada daerah

    yang dipantau. Lebih lanjut hal ini dapat diaplikasikan untuk siaga personil, jam lembur dan persiapan

    antisipasi lainnya. Statistik harian diberikan dalam jamWaktu Indonesia Barat. Barat.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    15/50

    Gambar 2.6 Statistik Harian Kejadian Pewtir di Daerah Bali Timur

    Statistik harian dibuat untuk masing-masing daerah penyulang dari tahun 1997 sampai dengan 1999 yang terdiri

    dari statistik sambaran ke tanah (positif dan negatif) dan sambaran awan. Gambar 2.6 menunjukkan aktivitas

    sambaran petir harian di daerah Bali timur. Petir terjadi tengah hari sampai sore hari, yaitu dari jam 11.00

    sampai 19.00. Petir diluar jam itu juga sering terjadi dengan frekuensi yang lebih rendah. Puncak aktivitas petirterjadi pada jam 14.00 sampai 17.00 yang mencapai lebih dari 3500 sambaran ke tanah dan 800 sambaran

    awan.

    II.7 Data Gangguan

    Petir cukup memiliki porsi besar sebagai penyebab gangguan pada masing-masing penyulang. Penyebab tidak

    jelas atau lain-lain adalah porsi penyebab gangguan yang paling besar. Keputusan bahwa penyebab gangguan

    tersebut adalah petir didasarkan antara lain atas bukti-bukti yang ada seperti bekas flashover pada isolator,

    konduktor (pecah atau bekas terbakar) atau dari cuaca pada saat terjadi gangguan.

    Lightning performance saluran udara dapat diturunkan dari data gangguan. Lightningperformance didekati

    dengan jumlah gangguan karena petir per 100 km saluran per tahun. Perlu diingat lightningperformance disini

    adalah berdasarkan pengamatan di lapangan semata, dengan tingkat keakurasian yang tidak begitu baik.

    Berdasarkan data rekapitulasi gangguan, gangguan yang disebabkan oleh petir didekati dengan:

    1) Gangguan tersebut pasti disebabkan oleh petir (sure lightning): diputuskannya gangguan tersebut diakibatkan

    oleh petir berdasarkan bukti di lapangan, misalnya isolator pecah, terbakar atau kanduktor putus dan justifikasi

    petugas lapangan yang mengamati bahwa gangguan terjadi sesaat setelah terjadi sambaran petir atau terdengar

    guruh. Data ini menjadi lebih akurat apabila

    didukung dengan data dari peralatan deteksi sambaran petir.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    16/50

    2) Gangguan yang diasumsikan berkorelasi dengan sambaran petir atau merupakan dampak tidak langsung dari

    sambaran petir (lightning correlated): yaitu gangguan berdasarkan cuaca pada saat gangguan terjadi, (dalam hal

    ini cuaca buruk ; hujan, hujan lebat, hujan petir, berawan,

    gerimis, kabut), gangguan tidak jelas dan gangguan berdasarkan kerusakan pada peralatan di jaringan (trafo,

    arrester, isolator dan sebagainya). Diasumsikan 70% semua penyebab gangguan ini berkorelasi dengan

    sambaran petir. Rekapitulasi penyebab gangguan per bulan dapat dihubungkan dengan data sambaran petir

    bulanan (variansi bulanan). Dari data ini dapat dilihat bahwa aktivitas petir berkorelasi dengan jumlah

    gangguan. Pada bulan tinggi maka jumlah gangguan yang terjadi akan tinggi pula dan sebaliknya

    Jadi lightning performance dari data gangguan adalah:

    dimana : LP = lightning performance (gangguan/100 km/tahun), SR = jumlah gangguansure lightning. LC =

    jumlah gangguan karena cuaca + alat rusak + tidak jelas, L = panjang saluran [km]

    II.8 Parameter Petir

    II.8.1 Kerapatan Sambaran Petir ke Tanah

    Keandalan saluran udara di sistim distribusi tergantung dari ketahanannya terhadap petir. Untuk dapat

    menghitung ketahanan petir maka harus mengetahui angka kerapatan petir tahunan (GFD Ground Flash

    Density atau - Number flash to ground) pada suatu daerah pada suatu waktu. Kerapatan sambaran ke tanahini dapat diperkirakan dengan beberapa cara, yaitu:

    1) dapat diperkirakan dari data keraunic level yaitu: Dimana: adalah kerapatan sambaran ke tanag (sambaran//tahun, adalah jumlah hari guruh

    per tahun (nilai keraunic level)

    2) Perkiraan lain dari sebagai berikut :

    Dimana: adalah lama terjadinya guruh (jam)3) Perkiraan harga kerapatan sambaran juga dapat diperoleh secara langsung melalui data jaringan pendeteksi

    petir atau dari lightning counter.

    Penentuan kerapatan sambaran petir ke tanah dari point 1 dan 2 memiliki kelemahan karena keandalannya

    tergantung pada pengamatan dan cuaca, tidak dapat dibedakan guruh tersebut merupakan sambaran ke tanah

    atau sambaran awan. Penentuan GFD atau secara langsung (point 3) merupakan yang terbaik.Petir dan gangguannya memiliki variasi yang berbeda dari tahun ke tahun. Standar deviasi data historis untuk

    pengukuran aktifitas petir tahunan memiliki deviasi 20 % - 50 % dari nilai rata ratanya. Perkiraan nilai GFD

    untuk daerah yang kecil seperti 10 x 10 memiliki standar deviasi yang lebih besar, yaitu antara 30 % -50% nilai rata-ratanya.. Untuk region yang lebih besar seperti 500 x 500 memiliki standar deviasi yanglebih kecil yaitu antara 20 % - 25%. Untuk daerah dengan level aktivitas petir yang rendah, standar deviasi

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    17/50

    relatifnya lebih besar. Dengan standar deviasi yang besar, diperlukan data yang banyak untuk mendapatkan

    nilai rata rata yang mendekati nilai benarnya, khususnya data sambaran petir ke bumi (ground flash).

    Efek Petir pada Turbin anginPada turbin angin terdapat tempat-tempat yang paling sering terkena dampak dari serangan petir. Hal ini

    disebabkan tinggi, posisi, dan terkena bahan majemuk. Tergantung pada lokasi turbin angin, rata-rata tahunan

    jumlah serangan petir langsung ke turbin angin dapat diakses melalui:

    dengan sebagai rata-rata tahunan densitas cahaya , seperti persamaan daerah koleksi serangan petirlangsung untuk fasilitas dan ebagai faktor lingkungan. Rata-rata daerah koleksi untuk turbin anginditempatkan di sebuah tanah datar dihitung menurut iec tr 61400-24 sebagai daerah lingkaran dengan radius

    tiga kali dari total turbin tinggi. Salah satu yang paling sering digunakan metode untuk menentukan posisi

    untuk petir arresters adalah rolling bola model ( fig. 2 ). Metode ini adalah berdasarkan geometricelectric model

    dan sangat berguna untuk kompleks geometries. Mungkin beberapa digunakan dalam penempatan termina dantinggi dari udara. Teknik harus dikembangkan karena lebih tepat. Karena itu, diklasifikasikan pengukuran pada

    struktur nyata dapat membuktikan konsep-konsep baru.

    Tingkat perlindungan mendefinisikan parameter listrik, yang mana sistem proteksi petir dapat dialihkan tanpa

    menjadi rusak. Parameter listrik ini yang terdaftar di tabel.

    Pada saat petir mendekati saluran mendekati tanah, kuat medan listrik naik. Setelah kekuatan medan listrik

    meningkat selama kerusakan nilai, serangan balik akan timbul dari tanah ke arah mendekati atas. Minimnya

    jarak antara leader-tip dan titik awal kembali stroke adalah final kerusakan jarak. Diasumsikan bahwa bagian

    atas yang ditentukan hanya karen amurni keacakan kecuali untuk jarak final kerusakan. Dampak posisi akan

    didefinisikan dengan objek yang terdekat leader-tip 9. Final kerusakan akhir jarak r adalah setara dengan

    melinting bola radius dan karena itu diberikan:

    Untuk sudu di tempat lembab atau tercemar lingkungan, seperti pada offshore turbin angin, resiko petir tidakmencolok dan reseptor dianggap lebih tinggi karena sebagian lapisan permukaan konduktof. Petir mungkin

    bukan menerobos sudu, menciptakan busur antara lubang dan bawah konduktor. Tingginya temperatur dari

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    18/50

    busur mengakibatkan tiba-tiba tekanan meningkat di dalam sudu, yang sebagian besar diikuti oleh delaminasi

    sudu.

    Petir dan Turbin angin

    Berdasarkan database yang tersedia petir terhadap turbin angin relatif lebih sedikit dibandingkan dengan yang

    menara instrumen skala besar dan gedung. Literatur terdekat yang tersedia mengenai petir menyerang turbin

    angin dan tingkat arus tersebut telah tertutup.. Puncak arus positif sampai dengan + 40ka dan puncak negatif -

    34kA. Analisis tersebut dari petir menyerang tercatat pada turbin angin di jepang. Pengalaman Jepang sebuah

    fenomena unik yang dikenal sebagai musim dingin petir di mana rata-rata petir arus lebih tinggi daripada di

    seluruh dunia. Arus petir tingkat sampai dengan 180 ka terlihat pada transmisi baris di jepang.

    Temuan untuk puncak tinggi arus serangan petir di jepang membenarkan kebutuhan untuk pengujian sudu di

    puncak arus setinggi 200 kA, menurut iec 61400 - 24. Berikut juga sudah diamati di daerah rawan musim

    dingin petir:

    kejadian serangan petir struktur ke tinggi selama musim dingin lebih besar dibandingkan dengan yang

    selama musim panas.

    persentase serangan petir sampai dengan 98 % penyebaran upward (mencatat bahwa setiap secara

    signifikan tinggi struktur dalam setiap musim ini tampaknya akan menerima terutama penyebaran peti

    upwardr ). Bahkan di tanah datar dan untuk objek tinggi moderat, ada sejumlah besar upward serangan.

    Musim dingin petir secara bersamaan menyerang lebih dari satu menara dalam kilat. Kemungkinan terjadinya

    stroke simultan ini untuk beberapa poin hingga 20 persen dalam penelitian rinci dalam 22. Seperti disebutkan

    sebelumnya turbin angin dalam ukuran yang mengalami peningkatan terus-menerus. Kenaikan ukuran turbin

    angin akan mendatangkan kenaikan upward oleh petir. Dari sebelumnya bagian itu dapat melihat bahwa nilai

    rata-rata penyerangan downward yang dianalisi oleh berger 5 ( yang merupakan dasar bagi kebanyakan

    pengujian standar tingkat dalam perlindungan petir) lebih tinggi dibanding upward dimulai petir. Dengan

    adanya kenaikan petir, upward yang berarti sekarang ini dan arus akan mengalami penurunan, besarnya

    distribusi karena adanya arus lebih rendah menyerang.

    Klasifikasi dampak kerusakanpetir

    Yang disebabkan oleh petir sangat bisa diandalkan dari arus gelombang. Karena itu, pengukuran petir arusangin sudu turbin diperlukan untuk menentukan penilaian kerusakan berdasarkan petir parameter setelah petir

    menyerang turbin.

    Arus kilat sudah harus dilakukan melalui rotasi saluran penghubung tersebut seperti koneksi blade-hub, yang

    hub-badan turbin, dan hungan sistem badan turbin-tower, fitur sistem proteksi petir turbin angin diskontinuitas.

    Bahkan jika jarak antara sensor kepala serat optik petir sistem pendeteksi adalah dari faktor tiga hingga sepuluh

    dekat dibandingkan dengan pengukuran sistem arus petir di menara telekomunikasi, gelombang arus yang

    hilang harus diperhitungkan ketika sensor data yang menyatu untuk memperkirakan parameter arus nyata. Yang

    mencerminkan kurva arus serta atenuasi mendistorsi puncak nilai arus dari kilat dampak kurva. Jarak untuk

    pengukuran pertama sensor kepala dengan variabel ini penting. Simulasi menunjukkan menggambarkan efekdiukur kurva pada petir arus ( fig. 6 ).

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    19/50

    Hasil dari data fusi semua sensor-sensor yang ditempatkan dalam satu sudu memberikan sebuah kurva arus

    petir dan perkiraan dampak titik. Dari arus kurva kilat parameter ( puncak arus, spesifik energi, total biaya, rata-

    rata arus kecuraman dan jumlah dorongan arus sebuah peristiwa petir ) yang diambil. Klasifikasi peristiwa kilat

    ke dalam empat tingkat perlindungan menurut laporan teknis iec 61400-24 membantu untuk menciptakan

    standar statistik dan untuk membandingkan petir menyerang berbagai turbin angin.

    Lintasan

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    20/50

    Dekripsi Rangkaian Arus Petir pada Turbin angin

    Ketika turbin angin terserang petirm arus petir biasanya mengalir dari mata sudu ke yang bergerak kontak situs

    dan menara dan kemudian menghilang di tanah melalui sistem terminasi pembumian. deskripsi Dalam rangka

    untuk mendirikan sebuah model lengkap turbin angin untuk analisis petir sementara, sirkuit perlu dibuat untuk

    setiap bagian dalam hal ini.

    Sudu

    Pada umumnya, down-conductor pada sistem proteksi petir untuk sudu turbin angin bisa dipasang didalam sudu

    atau diluar sudu. Namun, internal dow pendekatan telah menjadi sebuah praktik umum untukprodusen sudu,

    seperti yang terlihat pada gambar 1 ( ). Untuk tujuan sementar melakukan a analisis, down- konduktor harus

    dibagi dalam 3 buah nomor dari segmen untuk memperhitungkan propagasi fenomena arus petir. Segmen

    panjang l. harus memenuhi syarat berikut:

    Dimana c adalah kecepatan cahaya dan fm adalah frekuensi maksimum cenderung mempengaruhi sistem

    transien. Masing-masing segmen dapat diwakili sebagai sirkuit terdiri dari resistansi, kapasitansi dan induksi,seperti ditunjukkan pada Fig.1(b), dimana subskrip M adalah jumlah segmen. Resistansi j segmen (j = 1, 2,...,

    M) diperkirakan oleh:

    [()] [ ()]

    Dimana adalah radius dari down-conductor,adalah resistivitas material dan adalah tebal kulit

    Dimana adalah permeabilitas material dan . Kapasitansi dari segmen j(j-1,2,...,M)

    Gambar a. Sudu b. rangkaian sirkuit

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    21/50

    Dikalkulasikan berdasarkan metode potensial rata-rata*. Keberadaan dari pentanahan di ambil diambil ke

    account dengan menginstal gambar. Seperti digambarkan dalam Fig. 2, j segmen dan gambar tersebut

    (digambarkan dalam garis putus-putus) dianggap menjadi simetris dengan permukaan bumi. Pada sembarang

    titik permukaan segmen j, potensi yang dihasilkan oleh tuntutan pada segmen j dan gambar dijelaskan:

    Lampiran Awal Uji Bilah Turbin angin

    Pemaparan petir bilah turbin angin serupa dalam beberapa cara pesawat: kedua kulit GFRP yang menyertakan

    elemen konduktif, keduanya berada dalam gerak ketika terjadi sambaran petir, dan keduanya dapat terpapar

    ambient bidang listrik atau bidang yang dihasilkan oleh muatan di petir yang mendekati sebuah menara. Pada

    tahun 2007 International Electrotechnical Commission (IEC) mengaktifkan tim proyek untuk memperbarui

    standar perlindungan petir untuk turbin angin dan pada tahun 2008 diterbitkan rancangan [11]. Standar ini berisi

    Annex D-informatif: Spesifikasi Tes(di sini setelah disebut Annex D). Paviliun D umumnya menyesuaikan

    pendekatan uji pesawat untuk bilah turbin angin, seperti yang ditunjukkan pada gambar 17.

    Situasi sambaran petir yang dimaksudkan untuk dievaluasi oleh uji initial leader attachmentdi Annex dapat

    diwakili oleh posisi bilah seperti ditunjukkan pada gambar 18.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    22/50

    Jarak serangan ke penutupan leader adalah (untuk SD = 100 m) dan bahwa kecepatan leader selama langkah

    terakhir SD ~ 106 m/s, kemudian:

    t = 100/106 m/s = 100 sselama pengisian waktu tersebut ujung leade dan medan listrik antara leader dan bilah meningkat sampai

    bidang mencapai potensi ionisasi (rata-rata 500 kV/m) dan petir serta persimpangan leader tersambung. Di 100

    s ujung bilah bergerak hanya beberapa mm. Situasi yang ditunjukkan pada gambar.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    23/50

    PLTB NUSA PENIDA

    3.1 Gambaran Umum Kecamatan Nusa Penida

    Kecamatan Nusa Penida merupakan kecamatan terluas dari 3 (tiga) Kecamatan yang ada di KabupatenKlungkung. Dengan batas di sebelah utara dan barat adalah Selat Badung, sebelah timur adalah Selat Lombok

    dan sebelah selatan adalah Samudera Indonesia. Kecamatan Nusa Penida merupakan daerah kepulauan yang

    terdiri dari tiga buah pulau besar yaitu Nusa Penida, Nusa Lembongan, dan Nusa Ceningan. Secara keseluruhan

    Kecamatan Nusa Penida memiliki luas wilayah 20.248 hektar

    Gambar Peta Kecamatan Nusa Penida

    Gambaran Umum Kondisi Lokasi PLTB

    PLTB Nusa Penida berada di Puncak Bukit Mundi Dusun Rata Desa Klumpu atau berada di koordinat 847 LS

    dan 12201 BT. Referensi data dari Badan Pusat Meteorologi dan Geofisika serta NASA dengan rata-rata

    kecepatan angin mencapai 6 meter/detik pada ketinggian 400 meter dari permukaan laut.

    Situasi lapangan

    Ketinggian dataran kira-kira 400 meter dari permukaan laut

    Jarak dari perumahan penduduk terdekat 400 meter Hembusan angin 6 meter hingga 12 meter per detik

    Tanah kapur

    Suhu udara rata-rata 26C

    TURBIN ANGIN TIPE WES 18 MK 1.0

    4.1 Spesifikasi Umum

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    24/50

    Gambar konfigurasi sistem PLTB

    Turbin angin

    Rancangan : Sesuai dengan NEN 6069Sertifikasi : CIWIKec. angin min : 3 m/sKec. angin nominal : 12 m/s

    Kec. angin max : 25 m/sKec. angin puncak : 60 m/s

    Daya nominal : 80 kWTegangan : 400 V + 10 %

    Frekuensi : 50 Hz Tipe turbin angin : Kec. variabel

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    25/50

    Rotor

    Jumlah sudu : 2Posisi rotor : Menghadap arah anginSudut sumbu utama : 7 o terhadap horizontalDiameter : 18 meterLuas sapuan : 254 m2Kec. Putar : Variabel 60120 rpm

    Pengaturan daya Pasif : penyetelan sudut suduAktif : variable system mutatorSudut flapping : 180o - 164oArah putar : clockwiseLokasi bearing utama : di gearbox

    Gearbox

    Jumlah tingkat : 2Rasio : 1 : 2Pengaman rem : ada

    Sudu

    Panjang satu sudu : 8 meter

    Berat satu sudu : 90 kgMaterial : Carbon fiber epoxyDudukan sudu : Fleksibel

    Generator

    Type : Asinkron

    Daya nominal : 80 kWJumlah kutub : 4Tegangan nominal : 230/400 VFrekuensi : Variabel : 4080 HzBerat : 475 kgProteksi : IP 55

    Yaw Sistem

    Sistem : AktifSinyal didasarkan pada : Arah anginPenggerak :Motor listrik dengan gear

    Daya yawmotor : 550 watt

    Kecepatan Yaw : 1,2 o / detik

    Controller

    Kontrol oleh : PLC

    Pengaman

    Sistem pengaman I : Putar sudu secara pasifAktifasi : kecepatan rotor ( 110 rpm )Sistem pengaman II : Gelang keluar dari anginAktifasi : kecepatan rotor ( 120 rpm )Getaran berlebih.Kegagalan anemometer atau arah anginKegagalan di kontrol PLC.Pemadaman jaringan.Temperatur tinggi di generator / inverter.Kegagalan di sistem gelang.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    26/50

    Sistem penghentian rotor: Pin di sumbu putaran tinggi ; untuk maksud servis.Aktifasi : manual.

    Berat

    Nacel dan rotor : max. 3000 kgRotor : max. 900 kg.

    Interkoneksi Jaringan

    Konverter

    Type Konverter : Unidrive SPMPrinsip Konverter : ACDCACJumlah IGBT : 12

    Jumlah diodes : 12

    Filter jaringan : Low pass filterSinkronisasi : Sinkron dengan jaringan.

    Proteksi : Beban berlebih.

    Distribution Transformer

    Kapasitas : 100 KVA

    Arus tanpa beban : 2,5 %

    Impedansi : 4,0 %

    Total rugi-rugi : 2070 Watt

    Volume oli : 210 liter

    Berat : 850 kgTipe dudukan : Pole

    Proteksi : Arester dan CO 20KV

    Tower

    Type : Bolted Lattice Self Supporting

    Tinggi : min. 30 meter

    Material : Profil baja di hot dip galvanised ST. 37 / SS 400.

    Gambar 7 Turbin angin

    tipe WES 18 MK 1.0

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    27/50

    Gambar Turbin angin di Nusa Penida

    Gambar Single Line diagram

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    28/50

    GambarBlock diagram wind turbin system

    Cara kerja dari turbin angin ini dimulai dengan berputarnya rotor akibat menerima energi kinetik angin yang

    mengenai sudu (baling-baling). Kecepatan angin minimal yang dapat memutar sudu adalah 3 m/s. Perputaran

    rotor menjadi penggerak mula bagi generator untuk merubah energi kinetik menjadi energi listrik.

    Listrik yang dihasilkan oleh generator asinkron di badan turbin adalah alternating current (AC) tiga fasa. Dari

    generator tersambung kabel fleksibel yang berfungsi untuk menghantarkan arus ke junction box setelah itu

    terhubung kepanel control.

    Panel control adalah tempat mengkonversi AC menjadi DC kemudian di-AC-kan kembali untuk dihubungkan

    dengan sistem interkoneksi jaringan tegangan menengah (JTM) 20 kV.

    Output dari panel control kemudian masuk ke dalam panel metering untuk diukur tegangan, arus, frekuensi,

    daya dan parameter lainnya.Panel control danpanel metering terletak di dalam rumah daya (power house)

    Setelah dari melalui panel metering selnajutnya terhubung ke transformator step-up untuk kemudian

    interkoneksi dengan Jaringan Tegangan Menengah (JTM) 20 kV milik PT.PLN.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    29/50

    Gambar Wiring diagram instalasi turbin angin

    4.2 Rotor

    Rotor merupakan komponen utama yang berfungsi sebagai penggerak mula generator. Terhubung dengan sudu

    (Bilah) sebanyak dua buah yang ketika menerima energi kinetik angin akan memutar rotor. Rotor dikopeldengan generator yang terdapat di dalam badan turbin. Kecepatan putar rotor berkisar antara 60-120 rpm

    tergantung dari kecepatan angin yang diterima (antara 3-25 m/s). Rotor menghadap arah angin dengan sudut

    sumbu utama sebesar 7dari horizontal. Rotor berputar searah dengan jarum jam (clock wise).

    Gambar Rotor dan badan turbin tampak dari samping

    4.3 Sudu (Bilah)

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    30/50

    Perangkat yang berfungsi untuk menangkap energi kinetik angin adalah sudu (Bilah). Pada turbin angin WES

    18 MK 1.0 terdapat sepasang sudu dengan panjang 8 meter tiap sudu. Terbuat dari bahan serat karbon (carbon

    fiber) yang diperkuat dengan epoxy, tiap sudu memiliki berat sekitar 90kg. Saat berputar menghasilkan luas

    sapuan sebesar 254dengan diameter 18m. Pada saat beroperasi tiap sudu (Bilah) dapat melakukan flapping(melipat) dalam kisaran 180-165.Flapping adalah sebuah mekanisme yang mengatur sudu agar dapat bekerja secara optimal. Ketika rotor dalam

    kondisi OFF kemudian dihidupkan (ON) maka rotor akan menyesuaikan dengan parameter angin yang diterima

    sensor. Kedua sudu dapat melakukan flapping secara otomatis sebagai respon terhadap data paremeter angin

    (kecepatan) yang dikirim sensor. Agar diperoleh tangkapan angin yang optimal , kedua sudu akan flapping

    hingga 180. namun ketika kecepatan angin sudah mencapai ambang batas yang diperbolehkan maka kedua

    sudu secara otomatis akan flapping hingga 164. Rotor yang berputar diperlambat dengan adanya rem

    (mechanical braking) kemudian rotor akan OFF. Hal ini dilakukan untuk mencegah kerusakan sudu akibat

    hempasan angin.

    Gambar Sudu (Bilah) tampak dari samping

    Gearbox

    Angin memiliki kecepatan yang tidak konstan kadang kencang kadangkala pula sepoi-sepoi. Hal ini

    berpengaruh besar terhadap kecepatan putar rotor yang dihasilkan. Untuk mengantisipasi itu dibutuhkan

    mekanisme alat yang dapat memanipulasi kecepatan putar. Pada turbin angin ini dipakai sistem gearbox 2

    tingkat dengan ratio 1:2. Sehingga ketidakstabilan kecepatan angin dapat diminimalisir dampaknya dengan

    bantuan gearbox.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    31/50

    Gambar Gearbox

    4.5 Generator

    Turbin angin WES 18 MK 1.0 menggunakan generator tipe asinkron dengan jumlah kutub 4 buah. Tegangan

    nominal yang dihasilkan 230-400 volt, bolak-balik (AC) tiga fasa. Daya nominal yang dihasilkan sebesar 80

    kW dan frekuensi bervariasi antara 40-80 Hz serta menggunakan proteksi IP55.

    Gambar Generator turbin angin WES 18 MK 1.0

    4.6 Sistem Sensor

    Gambar Anemometer dan Windvane

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    32/50

    Sistem sensor yang dimaksud disini adalah kombinasi kinerja anemometer dan windvane. Kedua alat tersebut

    dipasang di badan turbin untuk membantu operasional turbin angin. Anemometer berfungsi untuk mengukur

    kecepatan angin sementara windvane untuk mengetahui arah angin.

    Yaw System

    Perubahan arah rotor dan perputaran badan turbin diatur oleh sebuah perangkat yang dinamakan yaw system.

    Komponen utama dalam yaw system adalah motor listrik, sensor twist, yaw switch, dan brake (rem). Sumber

    tenaga untuk menjalankan yaw system diambil dari panel control yang dihubungkan oleh fixed cable melalui

    junction box.

    Motor listrik yang digunakan memiliki daya sebesar 550 W dengan kecepatan yaw 1,2o/detik. Fungsi motor

    untuk memutar badan turbin sesuai dengan arah angin atau yang disebut dengan proses Yawing. Ketika rotor

    di-OFF-kan maka akan yawing keluar dari arah angin sebaliknya bila di-ON-kan rotor akan yawing searah

    jarum jam untuk mencari arah angin.

    Gambar Yaw system

    Top Box

    Top box merupakan tempat konektor sistem sensor (anemometer dan windvane), kontrol PLC, dan kabel data

    ethernet. Segala informasi tentang parameter angin yang sebelumnya telah diukur oleh sistem sensor terlebih

    dahulu masuk kesini (top box). Data tersebut kemudian dikirimkan ke Human Machine Interface (HMI) di

    panel control melewati kabel ethernet.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    33/50

    Gambar Top Box

    Junction Box

    Fungsi utama dari junction box adalah sebagai penghubung antara badan turbin dengan panel control. Kabelfleksibel dari generator berakhir disini untuk kemudian diteruskan oleh fixed cable ke power house. Suplai

    daya untuk yaw system dan sistem sensor (top box) juga terhubung disini yang berasal dari panel control.

    Posisi darijunction boxberada di antara badan turbin danpower house yaitu menempel di tower.

    Gambar LetakJunction Box

    Panel Control

    Generator Konverter Kontaktor

    Kontaktor ini berfungsi menghubung-kan arus bolak-balik (AC) yang telah dibangkitkan oleh generator kekonverter di panel control. Generator menghasilkan daya tiga fasa yang nilainya sangat bergantung dari

    kecepatan putar turbin angin. Sebelum masuk ke sistem JTM, arus AC disearahkan dalam panel control oleh

    konverter.

    Generator Drive

    Generator Drive adalah konverter yang mengubah arus AC menjadi DC atau sering dikenal dengan sebutan

    rectifier. Adapun

    spesifikasi dari Generator Drive yang terpasang di Panel Control ini adalah bertipe : SPMD 1401 90/110 kW;

    I/P : 462-713 V 219,0A; O/P: 0-480 V, 180/202 A.

    Regen DriveRegen Drive adalah konverter yang memiliki fungsi berlawanan dengan Generator Drive. Sebagai inverter

    yang mengubah arus DC menjadi AC . Adapun spesifikasi dari Regen Drive yang terpasang di Panel Control

    ini adalah bertipe : SPMD 1421 90/110 kW; I/P : 462-713 V 222 A; O/P: 0-480 V, 180/205 A.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    34/50

    Regen Induktor

    Perangkat ini adalah sebuah transformator penaik tegangan (step-up) serta filter input dari Regen Drive. Regen

    Induktor merupakan trafo tiga fasa dengan Voutput = 750 V, f = 50 Hz dan Irms = 180 A. Memiliki nilai

    induktasi per fasanya sebesar 0,33 mH dengan kelas isolasi = H bobot sekitar 120 kg.

    Capasitor Filter

    Pada proses konversi dari DC menjadi AC dikenal adanya rugi-rugi switching. Rugi-rugi switching merupakan

    akibat dari manipulasi gelombang arus searah (DC) yang dibuat menjadi bolak-balik. Untuk mengurangi rugi-

    rugi tersebut salah satu caranya adalah dengan menggunakan filter. Filter berupa kapasitor berfungsi untuk

    menapis rugi-rugi switching yang memiliki frekuensi rendah. Capasitor Filter yang terpasang di Panel Control

    ini ada dua buah dengan nilai kapasitansi sebagai berikut : 3x77 F dan 3x48,1 F.

    By Pass Kontaktor

    Kontaktor ini berfungsi menghubungkan arus bolak-balik (AC) dari Regen Induktor ke Switching Frequency

    Filter.

    Switching Frequency Filter

    Filter ini berupa induktor yang berupa kumparan tiga fasa dengan fsistem = 50 Hz. Nilai induktansinya sebesar

    0,165 mH per fasa, Irms= 180 A, Insulation Class = F dan berat sekitar 37 kg. Filter yang berupa induktor

    umumnya digunakan untuk menapis rugi-rugi switching dengan kisaran frekuensi tinggi.

    Grid Konverter Kontaktor

    Kontaktor ini berfungsi menghubungkan arus bolak-balik (AC) dari Switching Frequency Filter ke Main Fuse.

    Main Fuse

    Perangkat ini berfungsi untuk memproteksi hantaran arus listrik dari atau ke Panel Control. Pada

    operasionalnya, selain menghasilkan energi listrik sistem turbin angin ketika tidak bekerja (off) tetap

    membutuhkan suplai listrik. Digunakan pasokan dari jala-jala PLN untuk menyalakan sistem kontrol parameter

    angin. Main Fuse ini memiliki spesifikasi arus antara 10-25 kA dan V = 415 V.

    Yaw Motor MCB

    Perangkat ini berisi sejumlah MCB yang berfungsi untuk mengatur kinerja Yaw Motor yang berada di Badanturbin. Mekanisme kontrolnya menggunakan PLC (Programmable Logic Control) sehingga pengoperasian

    Yaw Motor bisa berjalan otomatis. Dan memungkinkan operator untuk terus melakukan pemantauan di power

    house.

    Kipas

    Kipas berfungsi sebagai sistem pendingin pada Panel Control yang terdiri dari dua buah kipas di pintu kiri dan

    kanan panel. Spesifikasi kipas adalah sebagai berikut : 230 V; 50/60 Hz; 0,65/0,95 A; 155/212 W.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    35/50

    Gambar Block diagram Panel Control

    Panel M eteri ng

    Perangkat ini berfungsi untuk mengukur parameter listrik yang dihasilkan PLTB berupa tegangan (V),frekuensi (f), arus (A), dan energi listrik (kWh). Di bawah ini dapat dilihat diagram blok dari panel metering.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    36/50

    GambarBlock diagram Panel Metering

    The Human Machine Interface (HMI)

    Sistem kendali turbin angin dilakukan melalui the Human Machine Interface (HMI) yangditempatkan di pintupanel control. Pada HMI data yang ditampilkan berdasarkan kondisi turbin dan

    angin. Dengan HMI, turbin angin dapat distart dan stop serta melakukan RESET.

    Gambar Display HMI

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    37/50

    Sistem Proteksi Petir Terhadap Turbin Angin

    Menurut IEC 60235 2010 sistem proteksi petir terhadap sub komponen pada turbin angin harus

    dilindungi menurut LPL-I. Seumur hidup sesuai dengan LPL tertentu, beberapa memerlukan

    pemeliharaan dan inspeksi yang dapat situs tertentu. Pemeliharaan dan inspeksi persyaratan untuk

    kilat sistem proteksi termasuk sistem earthing harus dijelaskan dalam pelayanan dan panduan

    pemeliharaa.

    Bilah

    Bilah turbin angin adalah yang paling terkena bagian turbi, dan akan mengalami dampak

    penuh dari bidang listrik seperti berhubungan dengan lampiran proses petir, kilat arus, dan medan

    magnet yang terkait dengan kilat arus. Formal penjelasan dari lampiran proses dan berikut / arus

    konduksi biaya adalah dijelaskan dalam annex a. Bilah turbin angin yang ditempatkan di perlindungan

    petir zona 0Asesuai untuk iec 62305-1 dan akan disesuaikan dengan yang dilindungi. Sebuah

    deskripsi umum dari isu-isu yang berbeda mengenai petir perlindungan dari bilah adalah termasukdalam annex c.

    Proteksi petir akan cukup untuk memungkinkan bilah untuk menerima cahaya petir LPL-I

    (kecuali analisis risiko menunjukkan bahwa LPL-II atau LPL-III yang cukup) tanpa kerusakan

    struktural yang akan mengganggu fungsi bilah. Kerusakan petir harus terbatas yang dapat ditoleransi

    sampai berikutnya dijadwalkan pemeliharaan dan inspeksi.

    Badan Turbin dan Struktural Lainnya

    Komponen turbin angin harus dibuat menggunakan struktur logam besar sebanyak mungkin untuk

    penghentian ekipotensial petir udara, melindungi dan konduksi arus petir untuk sistem pembumian.

    Tambahan komponen perlindungan petir seperti udara penghentian sistem untuk perlindungan dari

    instrumen peringatan meteorologi dan di badan turbin, ke dirigen dan ikatan koneksi harus dibuat dan

    dimensioned menurut iec 62305-3. Angin turbin harus dibagi menjadi petir perlindungan zona LPZ.

    Model Bola Bergulir

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    38/50

    Batas antara LPZ 0A dan LPZ 0B dapat ditentukan dengan model bola bergulir seperti

    ditunjukkan pada gambar. Area yang ditandai dalam abu-abu adalah LPZ 0B mana lightning tidak

    dapat terlampir, dan sisanya dari permukaan dari turbin angin adalah LPZ 0A. Lokasi terhadap

    lingkup tidak bergulir dilindungi terhadap lampiran petir langsung. Seperti yang dapat dilihat, petir

    dapat melampirkan ke sebagian besar permukaan turbin angin, akibatnya daerah tersebut adalah LPZ

    0A. Model komputer juga dapat digunakan; model ini biasanya akan didasarkan pada metode bola

    bergulir. Sistem internal LPZ 0B dapat dikenakan parsial petir lonjakan arus.

    Melalui udara pengakhiran (misalnya penangkal petir) ditempatkan di tepi belakang

    sampul badan turbin, LPZ 0B dapat dibuat di atas badan turbin yang mana instrumen meteorologi

    dapat dilindungi terhadap lampiran petir langsung. Di kaki turbin angin terdapat LPZ 0B yang mana

    tempat transformator, jika ada, akan dilindungi terhadap sambaran petir langsung. Sistem udara-

    penghentian posisi alat (melempar bola, pelindung sudut, dll) di IEC 62305-3 tidak berlaku untuk

    bilah turbin angin. Oleh karena itu, desain sistem udara-penghentian harus diverifikasi.

    Hub

    Pusat Hub untuk turbin angin besar adalah sebuah bola berongga besi cor 2m sampai 3m

    dengan diameter. Maka ketebalan bahan sendiri memastikan bahwa struktur hub itu sendiri kebal

    terhadap petir. Dalam kebanyakan kasus, sistem kontrol listrik dan mekanik dan aktuator ditempatkan

    di hub dengan sirkuit yang pergi ke luar hub, bilah dan badan turbin. Hub harus dibuat menjadi

    Sangkar Faraday dengan menyediakan lembaran magnetik di bukaan di pusat menuju pisau, depan

    dan badan turbin (yaitu hub harus didefinisikan sebagai LPZ). Dalam banyak kasus, bukaan ini

    ditutup oleh pisau flange piring dan flens poros utama, yang dapat dianggap sebagai perisai magnetik

    yang sangat efektif. Ketika bukaan ditutup dengan perisai magnetik seperti dijelaskan di atas, isi dari

    hub memerlukan proteksi petir tertentu tidak. Proteksi petir hub kemudian dibatasi untuk ekipotensialikatan dan sementara perlindungan sistem ditempatkan di luar pusat, seperti sistem aktuator bilah, dan

    listrik dan sistem kontrol di hub terhubung ke sirkuit memperluas ke luar hub.

    Pemintal (spinner)

    Biasanya hub memiliki penutup serat kaca, yang disebut pemintal, yang dipasang pada hub

    dan berputar dengan itu. Sebagai model bola bergulir akan selalu menunjukkan bahwa ada

    kemungkinan petir melampirkan ke ujung depan pemintal, proteksi petir harus dipertimbangkan.

    Dalam beberapa rancangan turbin angin yang ada juga sistem kontrol listrik dan mekanik dan aktuator

    ditempatkan di luar hub dan ditutupi oleh pemintal. Sistem tersebut akan terlindung dari petirlampiran dengan sistem penghentian udara. Dalam kasus tidak ada sistem tersebut ditempatkan di

    bawah pemintal, mungkin masuk akal untuk menerima risiko petir menusuk melalui pemintal dan

    tidak memiliki perlindungan petir dari pemintal. Namun, dalam kebanyakan kasus perlindungan petir

    yang sederhana dan praktis pemintal dapat mungkin dibuat menggunakan struktur logam dukungan

    untuk pemintal sebagai sistem penghentian udara dan koneksi ke hub.

    Badan Turbin

    Struktur badan turbin harus menjadi bagian dari perlindungan petir sehingga itu

    memastikan bahwa petir melekat badan turbin akan baik melampirkan alam bagian logam yang dapat

    menahan stres atau melampirkan ke sistem udara-penghentian petir dirancang untuk tujuan tersebut.

    Badan turbin dengan penutup GFRP atau serupa harus disediakan dengan sistem penghentian udara

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    39/50

    petir dan down conductor membentuk kandang di sekitar badan turbin. Sistem udara-penghentian

    petir termasuk konduktor terkena di tempat ini harus mampu menahan kilatan petir sesuai dengan

    pilihan tingkat perlindungan petir. Konduktor lain dalam sangkar Faraday harus terdimensi untuk

    menahan pangsa arus petir yang mereka mungkin terpapar. Sistem udara-penghentian petir untuk

    perlindungan instrumen, dll di luar badan turbin harus dirancang sesuai aturan umum di IEC 62305-3,

    dan down conductorharus terhubung ke kandang disebutkan di atas.

    Logam mesh dapat diterapkan untuk badan turbins dengan penutup GFRP untuk

    melindungi terhadap eksternal listrik dan magnet dan magnet dari arus yang mengalir di mesh. Selain

    itu, semua sirkuit di dalam badan turbin bisa ditempatkan di saluran logam tertutup atau kabel nampan

    dll. Sistem Ekipotensial ikatan akan berdiri di mana struktur logam utama dalam dan badan turbin

    disertakan, seperti itu diperlukan dalam kode listrik, dan karena akan memberikan sebuah pesawat

    ekipotensial efisien yang mana semua pembumian dan koneksi ikatan ekipotensial harus dibuat.

    Arus dari petir yang melekat baling petir harus sebaiknya dilakukan langsung ke kandang

    disebutkan di atas sehingga benar-benar menghindari petir saat ini melewati pisau pitch bantalan danbantalan drive kereta. Berbagai jenis sikat sistem biasanya digunakan untuk mengalihkan petir arus

    dari bantalan. Namun, efisiensi sikat diskrit tersebut mungkin rendah, karena sangat sulit untuk

    membangun sistem memimpin sikat dan bumi dengan impedansi yang cukup rendah untuk secara

    signifikan mengurangi saat ini akan melalui impedansi rendah dari poros utama dan bantalan sistem

    ke piring tidur badan turbin.

    Menara

    Tabung baja menara, seperti sebagian besar digunakan untuk turbin angin besar, biasanya

    memenuhi dimensi yang dibutuhkan untuk down conductoryang dinyatakan dalam IEC 62305-3, dandapat dianggap Sangkar Faraday perisai elektromagnetik yang hampir sempurna, karena itu secara

    elektromagnetis hampir tertutup terhadap antarmuka untuk nacelle maupun di permukaan tanah. Oleh

    karena itu dalam kebanyakan kasus akan masuk akal untuk mendefinisikan dalam menara sebagai

    zona perlindungan petir LPZ1 atau LPZ2. Untuk menjaga menara sebagai secara elektromagnetis

    ditutup sebanyak mungkin, harus ada kontak listrik langsung semua jalan di sepanjang flensa antara

    bagian menara. Menara dan semua bagian logam di dalamnya harus diintegrasikan ke dalam

    perlindungan konduktor bumi (PE) dan sistem ikatan ekipotensial untuk membuat yang terbaik dari

    perlindungan yang ditawarkan oleh Sangkar Faraday. Berkaitan dengan ikatan logam struktur dan

    sistem di dalam menara seperti tangga, kabel dan rel.

    Dalam menara akan didefinisikan sebagai satu atau lebih petir perlindungan zona (LPZ)

    yang tingkat perlindungan yang diperlukan untuk peralatan internal akan dievaluasi. Sistem tangga

    akan terikat ke menara di setiap akhir, untuk setiap 20 m dan pada setiap platform. Rel, panduan

    untuk kerekan hidrolik pipa, kabel untuk perlindungan pribadi dan komponen lainnya melewati

    sebuah menara akan terikat pada setiap akhir.

    Antarmuka ke arah nacelle biasanya ditutup dengan platform logam dan menetas, yang

    juga dapat berfungsi sebagai perisai elektromagnetik yang menutup Menara (Lihat 8.4.2 untuk diskusi

    mengenai perlindungan petir bantalan yaw). Menara antarmuka untuk sistem pembumian dibahas

    dalam ayat 9. Jika menara dibangun sebagai Sangkar Faraday seperti dijelaskan di atas, maka isi dari

    Menara memerlukan proteksi petir tertentu tidak. Tugas untuk memastikan perlindungan petir menara

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    40/50

    sehingga terbatas Ekipotensial ikatan dan perlindungan sementara listrik dan sirkuit kontrol

    memperluas lain petir perlindungan zona tersebut ke nacelle dan ke luar Menara.

    Menara kisi alami tidak dapat dianggap Sangkar Faraday yangt efektif, meskipun akan ada

    beberapa medan magnet redaman dan petir saat ini pengurangan dalam menara kisi-kisi. Hal ini wajar

    untuk menentukan bagian dalam sebuah menara kisi sebagai LPZ0B. Petir turun konduksi harus

    melalui kisi-kisi menara unsur struktural, yang karena itu harus memenuhi dimensi yang dibutuhkan

    untuk turun konduktor yang dinyatakan dalam IEC 62305-3 mengambil saat ini berbagi antara paralel

    jalur ke account. Perisai kabel dalam kisi-kisi menara mungkin perlu terikat ke menara di interspacing

    tertentu untuk menghindari tusuk isolasi kabel; Inilah yang akan dinilai oleh perhitungan. Selain itu,

    untuk menara kisi, ikatan harus dibuat untuk setiap 20 m, jika mungkin. HV transformator

    pembumian sistem harus terikat ke turbin angin daripada sistem. Tidak dianjurkan untuk

    menggunakan sistem pembumian terpisah untuk sistem listrik dan proteksi Petir.

    Di menara baja beton bertulang, penguatan dapat digunakan untuk petir turun konduksi

    dengan memastikan 2 sampai 4 paralel vertikal koneksi dengan cukup penampang yangmenghubungkan horizontal di atas, bawah dan untuk setiap 20 m di antara. Penguatan baja akan

    memberikan cukup efektif Medan magnet redaman dan pengurangan arus petir dalam menara jika

    terikat dengan cara ini.

    Penggerak Mekanis dan Sistem Yaw

    Turbin angin pada umumnya akan memiliki sejumlah bantalan untuk pisau pitching, poros

    utama rotasi, gearbox, generator, dan sistem yawing. Aktuator listrik atau sistem hidrolik digunakan

    untuk kontrol dan operasi dari komponen utama. Bantalan dan sistem aktuator memiliki bagian yang

    bergerak yang langsung atau tidak langsung jembatan bagian yang berbeda dari turbin angin dapatmengalir arus petir.

    Bantalan

    Bantalan sulit untuk dipantau dana tidak dapat diterima bahwa bantalan harus diperiksa

    setelah lampiran petir ke sebuah turbin angin. Sistem untuk melindungi bantalan karena itu akan

    menjadi baik terbukti dan didokumentasikan. Perlindungan dapat menjadi bagian dari struktur

    bantalan itu sendiri atau dapat menjadi sistem eksternal yang dipasang di bantalan untuk menembus

    arus. Jika bantalan beroperasi tanpa perlindungan itu akan menunjukkan bahwa bantalan itu sendiri

    dapat beroperasi seumur hidup seluruh desain, setelah terkena jumlah yang diharapkan dari penetrasi

    arus Petir. Jika bantalan tidak mampu beroperasi untuk seluruh desain lama, perlindungan akanditerapkan.

    Sistem Hidrolik

    Jika sistem hidrolik di jalan petir, itu harus dipastikan bahwa penetrasi petir arus tidak

    akan mempengaruhi sistem. Sistem hidrolik, perlu untuk mempertimbangkan risiko kebocoran cairan

    karena kerusakan pada alat kelengkapan dan pengapian minyak hidrolik. Langkah-langkah

    perlindungan seperti geser kontak atau ikatan tali dapat digunakan untuk membuat bypass arus

    aktuator silinder. Tabung hidrolik yang terkena arus petir akan dilindungi untuk menghindari saat ini

    penetrasi tabung. Jika tabung hidrolik memiliki perlengkapan mekanik, itu akan terikat kepada

    struktur baja mesin di kedua ujung tabung. Itu akan juga dipastikan bahwa perlengkapan memiliki

    cukup penampang untuk melakukan bagian dari arus petir yang mungkin akan terkena. Pertimbangan

    serupa mungkin berlaku untuk air pendingin sistem.

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    41/50

    Sparks Gap dan Kontak Geser

    Untuk melewati bantalan dan sistem aktuator dianggap untuk menggunakan sparks gap

    atau geser kontak. Sistem bypass tersebut termasuk memimpin mereka menghubungkan agar efektif

    harus kurang impedansi dari jalur saat ini alami langsung melalui komponen. Sparks gapdan kontak

    geser akan mampu melakukan ini, arus mungkin terkena di tempat digunakan dalam turbin angin

    Petir. Sparks gap dan geser kontak akan dirancang untuk mempertahankan kinerja yang diperlukan

    tanpa dampak lingkungan hujan es, polusi dengan garam, debu, dll. Jikasparks gapatau kontak geser

    yang digunakan, ini harus dianggap memakai bagian dan layanan seumur hidup perangkat ini akan

    dihitung dan didokumentasikan. Sparks gap dan kontak geser akan diperiksa secara teratur sesuai

    dengan layanan dan pemeliharaan manual.

    Tampak depan elektikal

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    42/50

    penempatan transformator ke tiang

    arrester

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    43/50

    CO

    konfigurasi sistem pltb

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    44/50

    sistem interkoneksi PLTB

    Denah grounding tower

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    45/50

    denah grounding panel

    single line diagram

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    46/50

    wiring diagram installation

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    47/50

    single line diagram wind turbine FD19-85kw

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    48/50

    diagram blok elektrikal

    diagram blok control system

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    49/50

    Diagram blok turbin angin

    Top panel

  • 5/20/2018 TESIS MARSYA

    50/50

    letak

    komponen elektrikal