Sistem DC print
advertisement
PT PLN (Persero) SISTEM DC DAFTAR ISI Daftar Isi .......................................................................................................................................... i Daftar Gambar............................................................................................................................... iii Daftar TABEL ................................................................................................................................ iv Daftar Lampiran.............................................................................................................................. v SISTEM DC ....................................................................................................................................1 1. PENDAHULUAN ............................................................................................................1 1.1. Gambaran Umum ...........................................................................................................1 1.2. Peralatan Sistem DC ......................................................................................................2 1.3. Bagian–Bagian Utama Peralatan Sistem DC .................................................................2 1.4. Rectifier / Charger ...........................................................................................................3 1.5. Mode Operasi Pengisian pada Rectifier / Charger ........................................................6 1.5.1 Floating Charge .............................................................................................................6 1.5.2 Equalizing Charge ..........................................................................................................6 1.5.3 Boosting Charge ............................................................................................................6 1.6. Baterai .............................................................................................................................7 1.6.1 Elektroda ........................................................................................................................7 1.6.2 Elektrolit ........................................................................................................................7 1.6.3 Sel Baterai......................................................................................................................7 1.6.3.1 Steel container ...............................................................................................................8 1.6.3.2 Plastic container .............................................................................................................8 1.6.4 Terminal dan Penghubung Baterai ................................................................................8 1.7. Konduktor........................................................................................................................9 1.8. Terminal - terminal ..........................................................................................................9 1.9. FMEA ..............................................................................................................................9 2. PEDOMAN PEMELIHARAAN ....................................................................................11 2.1 In service inspection / Inspeksi dalam keadaan operasi ........................................11 2.1.1 Inspeksi Mingguan .......................................................................................................11 2.1.2 Inspeksi Bulanan ..........................................................................................................11 2.2 In service Measurement ...............................................................................................11 2.2.1 Periode Mingguan ........................................................................................................11 2.2.2 Periode Bulanan ..........................................................................................................12 2.2.3 Periode 6 Bulanan .......................................................................................................12 Listrik untuk kehidupan yang lebih baik i PT PLN (Persero) SISTEM DC 2.2.4 Pengujian dan Pengukuran 1 Tahunan .......................................................................12 2.2.5 Pengujian dan Pengukuran 2 Tahunan .......................................................................13 2.3 Pemeliharaan/ Pengujian setelah Gangguan ...............................................................13 3. EVALUASI HASIL PEMELIHARAAN ........................................................................17 3.1 In-Service Inspection ..................................................................................................17 3.2 In-Service Measurement ............................................................................................17 3.3 Shutdown Testing ......................................................................................................18 3.4 Metode .......................................................................................................................20 4. REKOMENDASI ...........................................................................................................20 GLOSARRY .................................................................................................................................31 Listrik untuk kehidupan yang lebih baik ii PT PLN (Persero) SISTEM DC DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Gambar 1.2 Diagram Instalasi Sistem DC............................................................................... 1 Blok Diagram Sistem DC ..................................................................................... 2 Gambar 1.3 Gambar 1.4 Transformator 3 fasa ........................................................................................... 3 Diagram Penyearah thyristor 3 fasa .................................................................... 3 Gambar 1.5 Rangkaian Filter (Penyaring) ............................................................................... 4 Gambar 1.6 Gambar 1.7 Modul Elektronik AVR .......................................................................................... 4 Diagram Voltage Droper ...................................................................................... 5 Gambar 1.8 Gambar 1.9 PCB rangkaian elektronik VR ............................................................................. 6 Reaksi elektrokimia pada sel baterai discharge dan charge ............................... 7 Gambar 1.10 Gambar 1.11 Plastic container dan Steel container ................................................................. 8 Terminal Penghubung baterai ............................................................................. 8 Gambar 1.12 Diagram Panel Distribusi ..................................................................................... 9 Listrik untuk kehidupan yang lebih baik iii PT PLN (Persero) SISTEM DC DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Tabel 2. 2 Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rectifier ................................................ 14 Tabel Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rectifier ...................................... 14 Tabel 2. 3 Tabel 3. 14 Tabel Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rangkaian Beban ....................... 16 Tabel In-Service Inspection.................................................................................. 17 Tabel 3. 2 5 In-Service Measurement ...................................................................................... 17 Tabel 3. 36 Tabel 4. 17 Tabel Shutdown Testing ...................................................................................... 18 Tabel Rekomendasi In-Service Inspection rectifier ............................................. 20 Tabel 4. 2.8 Tabel 4. 39 Tabel Rekomendasi In-Service Inspection baterai .............................................. 21 Tabel Rekomendasi In-Service Measurement ..................................................... 21 Tabel 4. 4.10 Tabel Rekomendasi Shutdown Testing ............................................................... 22 Listrik untuk kehidupan yang lebih baik iv PT PLN (Persero) SISTEM DC DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 - FORMULIR HASIL UJI .......................................................................................... 25 Lampiran 2 - HASIL PENGUJIAN FUNGSI RECTIFIER DAN VOLTAGE DROPER ................. 29 Lampiran 3 - FMEA ..................................................................................................................... 30 Listrik untuk kehidupan yang lebih baik v PT PLN (Persero) SISTEM DC SISTEM DC 1. PENDAHULUAN 1.1. Gambaran Umum Dalam pengoperasian tenaga listrik terdapat dua macam sumber tenaga untuk kontrol di dalam Gardu Induk, ialah sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak balik (AC). Sumber tenaga untuk kontrol selalu harus mempunyai keandalan dan stabilitas yang tinggi. Karena persyaratan inilah dipakai baterai sebagai sumber arus searah. Catu daya sumber DC digunakan untuk kebutuhan operasi relai proteksi dan kontrol serta untuk scadatel. Untuk kebutuhan operasi relai dan kontrol di PLN terdapat dua sistem catu daya pasokan arus searah yaitu DC 110V dan DC 220V, sedangkan untuk kebutuhan scadatel menggunakan sistem Catu Daya DC 48V. Catu daya DC bersumber dari rectifier dan baterai terpasang pada instalasi secara paralel dengan beban, sehingga dalam operasionalnya disebut Sistem DC. Tujuan Pemeliharaan Sistem DC adalah : untuk mengusahakan agar rectifier dan baterai berikut rangkaiannya selalu bekerja sesuai karakteristiknya, sehingga diharapkan Sistem DC mempunyai keandalan yang tinggi. Diagram instalasi Sistem DC dapat dilihat pada gambar .1.1 REL 20KV TRAFO PS RECTIFIER FUSE BATERE REL DC MCB BEBAN DC Gambar 1.1 Diagram Instalasi Sistem DC Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 1 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.2. Peralatan Sistem DC Secara umum, sistem DC dapat digambarkan sesuai blok diagram ( Gambar 1.2. ) c d a b Gambar 1.2 Blok Diagram Sistem DC 1.3. Bagian–Bagian Utama Peralatan Sistem DC 1.3.1 Rectifier / Charger. Rectifier atau Charger adalah suatu rangkaian alat listrik untuk mengubah arus listrik bolak- balik (AC) menjadi arus searah (DC) Umumnya Rectifier yang terpasang di Gardu berfungsi untuk mengisi muatan baterai, memasok daya secara kontinu ke beban dan menjaga baterai agar tetap dalam kondisi penuh. 1.3.2 Baterai Suatu alat penyimpan energi listrik arus searah, yang berfungsi cadangan ke beban. 1.3.3 sebagai sumber Konduktor Berfungsi sebagai penghantar energi listrik arus searah dari sumber ke beban. 1.3.4 Terminal – terminal Berfungsi sebagai tempat percabangan dimana energi listrik akan dikirim atau dibagi ke beban-beban. Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 2 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.4. Rectifier / Charger 1.4.1 Transformator Utama Transformator utama yang terpasang pada rectifier biasanya merupakan transformator step-down berfungsi sebagai penurun tegangan dari tegangan AC 220/380 volt menjadi 110 /48 volt contoh transformator utama sebagai yang diperlihatkan pada gambar 3. Besar kapasitasnya harus disesuaikan dengan kapasitas baterai terpasang dan beban sumber DC di Gardu Induk tersebut, paling tidak kapasitas arus output transformator harus lebih besar 20% dari arus pengisian baterai. Gambar 1.3 Transformator 3 fasa 1.4.2 Penyearah Thyristor Untuk bisa mengatur tegangan keluaran penyearah digunakan penyearah jembatan thyristor 3 fasa, penyearah ini dari bahan semi konduktor yang dilengkapi dengan satu terminal kontrol untuk mengatur sudut penyalaan thyristor. R + S T Beban - Rangkaian kontrol elektronik ( AVR ) Gambar 1.4 Diagram Penyearah thyristor 3 fasa Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 3 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.4.3 Filter (penyaring) Filter berfungsi sebagai penyaring tegangan DC yang keluar dari rangkaian penyearah agar dapat menghasilkan tegangan searah yang murni ( kandungan harmonisa atau ripple tegangan keluarannya tidak melebihi batas tertentu). Rangkaian filter ini bisa terdiri dari rangkaian induktif, kapasitif atau kombinasi dari keduanya. L Dioda Dropper FILTER C Baterai Beban Gambar 1.5 Rangkaian Filter (Penyaring) 1.4.4 AVR ( Automatic Voltage Regulator) Automatic Voltage Regulator yang terpasang pada rectifier / Charger merupakan modul elektronik yang berfungsi untuk memberi trigger positif pada gate Thyristor sehingga pengaturan arus maupun tegangan output rectifier yang mengalir ke baterai maupun ke beban dapat diset sesuai kebutuhan. Gambar 1.6 Modul Elektronik AVR Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 4 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.4.5 Alarm Unit Suatu perangkat elektronik yang yang berfungsi memberikan informasi ketika terjadi kondisi abnormal pada sistem kerja charger antara lain : • AC Failure (Sumber AC input hilang) • DC Failure (Sumber AC output hilang) • High DC Voltage (Tegangan DC tinggi) • Earth Fault Positif (Hubung tanah pada kutub positif pada sumber DC) • Earth Fault Negatif (Hubung tanah pada kutub negatif pada sumber DC) 1.4.6 Rangkaian Voltage Dropper Terdiri dari beberapa dioda yang terhubung seri yang berfungsi untuk menurunkan tegangan pada saat rectifier digunakan untuk tujuan pemeliharaan pada baterai agar selalu dalam keadaan penuh (Full Charge). Ketika beroperasi dengan pengisian Boost atau Equalizing tegangan output rectifier disisi baterai maupun beban akan tinggi sehingga dalam kondisi ini akan merusak peralatan, oleh karena itu supaya tegangan di sisi beban tetap stabil / rendah, maka dipasang penurun tegangan atau Voltage droper. Besarnya kapasitas droper akan tergantung kebutuhan besarnya tegangan yang harus diturunkan pada saat rectifier bekerja dengan pengisian Equalizing atau Boost. Diode Diode Relay 2 Relay 1 High Voltage Control Card Load Output High Voltage Control Card Gambar 1.7 Diagram Voltage Droper 1.4.7 Unit Pengaturan Umumnya pengaturan untuk operasi rectifier agar dapat memenuhi syarat / standar pengisian baterai sesuai yang diinginkan maka pengaturan setting tegangan atau arus dapat diatur pada modul kontrol unit, hal ini dapat dilakukan dengan mengatur variabel Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 5 PT PLN (Persero) SISTEM DC resistor pada PCB rangkaian elektronik AVR dengan cara memutar ke kiri atau ke kanan. Gambar 1.8 PCB rangkaian elektronik VR 1.5. Mode Operasi Pengisian pada Rectifier / Charger Umumnya jenis pengisian pada rectifier yang diperlukan oleh baterai adalah : Floating, Equalizing dan Boosting. 1.5.1 Floating Charge Adalah jenis pengisian ke baterai untuk menjaga baterai dalam keadaan full charge dan baterai tidak mengeluarkan maupun menerima arus listrik saat mencapai tegangan floating dan baterai tetap tersambung ke charger dan beban. Di Gardu Induk umumnya menggunakan sistem floating. Bila sumber AC hilang atau pengisi baterai terganggu, maka beban langsung di suplai dari baterai. 1.5.2 Equalizing Charge Adalah jenis pengisian baterai untuk menyamakan / meratakan tegangan karena terjadi perbedaan tegangan tiap sel. 1.5.3 Boosting Charge Adalah jenis pengisian cara cepat yang digunakan untuk initial charge atau pengisian kembali pada baterai setelah baterai mengalami pengosongan yang besar atau setelah di tes kapasitas. Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 6 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.6. Baterai 1.6.1 Elektroda Tiap sel baterai terdiri dari 2 (dua) macam elektroda, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang direndam dalam suatu larutan kimia berfungsi sebagai pemindah elektron pada saat berlangsung charge discharge (lihat gambar 1.9). elektroda positif dan negatif terdiri dari : Grid adalah suatu rangka besi atau fiber berfungsi sebagai tempat material aktif. Material aktif berfungsi sebagai material yang bereaksi secara kimia untuk menghasilkan energi listrik. Aliran Elektron Aliran Elektron DC Power supply Load Aliran Ion Neg Aliran Ion Neg A N O D A Aliran Ion Pos Elektrolit K A T O D A K A T O D A Aliran Ion Pos A N O D A Elektrolit Gambar 1.9 Reaksi elektrokimia pada sel baterai discharge dan charge 1.6.2 Elektrolit Elektrolit adalah cairan atau larutan senyawa kimia yang berfungsi menghantarkan arus listrik, karena larutan tersebut dapat menghasilkan muatan listrik positif dan negatif. Bagian yang bermuatan positif disebut ion positif dan bagian yang bermuatan negatif disebut ion negatif. Makin banyak ion – ion yang dihasilkan suatu elektrolit maka makin besar daya hantar listriknya. Jenis cairan ektrolit baterai terdiri dari 2 (dua) macam adalah sebagai berikut : a. Larutan asam belerang (H2SO4) digunakan pada baterai asam. b. Larutan Kalium Hidroxide (KOH) digunakan pada baterai alkali. 1.6.3 Sel Baterai Sel baterai berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan elektrolit dan elektroda adapun jenis bahan bejana (container) yang digunakan terdiri dari 2 (dua) macam : Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 7 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.6.3.1 Steel container Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari steel ditempatkan dalam rak kayu, hal ini untuk menghindari terjadi hubung singkat antar sel baterai atau hubung tanah antara sel baterai dengan rak baterai. 1.6.3.2 Plastic container Sel baterai dengan bejana (container) terbuat dari plastik ditempatkan dalam rak besi yang diisolasi, hal ini untuk menghindari terjadi hubung singkat antar sel baterai atau hubung tanah antara sel baterai dengan rak baterai apabila terjadi kerusakan / kebocoran elektrolit baterai. Gambar 1.10 Plastic container dan Steel container 1.6.4 Terminal dan Penghubung Baterai Terminal dan klem pada sel baterai berfungsi untuk menghubungkan kutub-kutub sel baterai mengunakan nickel plated steel atau cooper sedangkan penghubung antar unit atau grup baterai berbentuk nickel plated atau berupa kabel yang terisolasi ( Insulated Flexible cable). Gambar 1.11 Terminal Penghubung baterai Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 8 PT PLN (Persero) SISTEM DC 1.7. Konduktor Berfungsi menyalurkan daya listrik dengan menggunakan kabel penghubung antara peralatan – peralatan di Gardu Induk seperti : Rectifier, Baterai, Panel distribusi DC, Panel kontrol, panel relai dan peralatan di Switch Yard. 1.8. Terminal - terminal Berfungsi sebagai tempat pencabangan untuk mengirim energi listrik ke beban-beban, lokasi terminal-terminal tersebut terdapat pada Panel Distribusi, Rectifier, Panel Kontrol, Panel relai yang memasok sumber DC. Kabel Gland Aux Contact MCB 2 POLE 63A Beban DC Indikasi Gambar 1.12 Diagram Panel Distribusi 1.9. FMEA Sistem suplai AC/DC yang sedang beroperasi memiliki potensi mengalami kegagalan, gangguan, kerusakan. Untuk mengetahui peluang kegagalan dari setiap komponen yang ada pada sistem DC digunakan metoda Failure mode and Effect Analysis (FMEA). Adapun langkah dalam pembuatan FMEA ini adalah dengan mengelompokan komponen sistem DC berdasarkan fungsinya (Lampiran 3) Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 9 PT PLN (Persero) SISTEM DC a. Rectifier Transformator Utama Penyearah Thyristor Filter (Penyaring) AVR (Auto Voltage Regulator) Alarm Unit Rangkaian Voltage Dropper b. Baterai - Sel baterai Klem antar Sambungan Rak Baterai c. Konduktor Kabel Sepatu kabel (cable scoen) d. Terminal -terminal Terminal Tegangan Output Rectifier Terminal Distribution Board Terminal panel Rele & Kontrol Terminal Marshaling Kiosk Terminal pada PMT Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 10 PT PLN (Persero) SISTEM DC 2. PEDOMAN PEMELIHARAAN 2.1 In service inspection / Inspeksi dalam keadaan operasi In service inspection adalah adalah kegiatan inspeksi yang dilakukan dalam keadaan operasi tanpa pembebasan tegangan pada Sistem DC. Metode yang digunakan dalam melakukan In service inspection adalah : Pengecekan dengan panca indera (visual, penciuman, pendengaran), Periodik pelaksanaan in service inspection, pada sistem DC dibagi menjadi : a. Inspeksi mingguan b. Inspeksi bulanan 2.1.1 Inspeksi Mingguan a. b. c. d. e. f. 2.1.2 Inspeksi Bulanan a. b. c. d. e. f. g. 2.2 Suhu Panel Rectifier Kelembaban ruangan Pemeriksaan kebersihan panel rectifier Pemeriksaan Tegangan dan arus pengisian rectifier Lampu indikator rectifier Kondisi Fuse/MCB/NFB Pemeriksaan kebersihan komponen utama pada rectifier Pemeriksaan kipas ventilasi Pemeriksaan pemanas (heater) Pemeriksaan level elektrolit Pemeriksaan sel (container) Pemeriksaan kebersihan sel dan rak baterai Pemeriksaan kesiapan penerangan darurat In service Measurement adalah kegiatan pengukuran yang dilakukan dalam keadaan operasi tanpa pembebasan tegangan pada sistem DC (Tersambung ke rectifier dan beban) disesuaikan dengan jadwal pemeliharaan periodik Sistem DC adalah : Mingguan,Bulanan dan 6 bulanan. Pemeriksaan menggunakan alat ukur sederhana (AVO meter, Hidrometer dan IR Thermogun). 2.2.1 Periode Mingguan a. Pengukuran Tegangan input AC pada rectifier Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 11 PT PLN (Persero) SISTEM DC b. Pengukuran tegangan pada sel yang kondisinya di bawah standar dari hasil pengukuran sebelumnya. c. Pengukuran berat jenis pada sel yang kondisinya di bawah standar dari hasil pengukuran sebelumnya (khusus Lead Acid). 2.2.2 Periode Bulanan a. b. c. d. e. Pengukuran Volt meter tegangan input AC Pengukuran Ampere meter arus output DC Pengukuran DC ground (khusus sistem 110 Volt) Pengukuran tegangan per-sel dan total Pengukuran arus pada rangkaian baterai pada kabel antar rak sel baterai (gunakan tang ampere) 2.2.3 Periode 6 Bulanan a. b. c. d. e. - 2.2.4 Melakukan pengisian Equalizing Penyesuaian (adjustment) tegangan equalizing pada rectifier Pengukuran tegangan dan arus pada saat pengisian equalizing Pengukuran tegangan per-sel dan total (equalizing) Thermovisi saat pengisian equalizing pada : Terminal-terminal sel baterai dan Rectifier Terminal pencabangan pada rangkaian beban dan panel distribusi DC Komponen utama rectifier. Pengujian dan Pengukuran 1 Tahunan Pengujian dan pengukuran pada rectifier dan baterai dalam keadaan tidak tersambung ke beban. Pada Gardu Induk yang terpasang 2 (dua) unit maka dapat dilakukan secara bergantian, tetapi apabila terpasang hanya 1 unit maka harus menggunakan baterai dan rectifier cadangan. a. Penyesuaian (adjustment) tegangan dan arus output rectifier b. Pengukuran ripple tegangan c. Pengukuran positif, negatif terhadap ground (khusus sistem 110V /220V) d. Kondisi kebersihan komponen pada rectifier e. Pemeriksaan lampu indikator f. Pengukuran Tahanan isolasi transformator utama rectifier g. Pemeriksaan kekencangan mur baut pada terminal utama transformator h. Kondisi filter i. Kondisi fuse/ pengaman pada rectifier Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 12 PT PLN (Persero) SISTEM DC j. k. l. m. n. o. p. q. r. s. 2.2.5 Kondisi MCB / NFB pada rectifier Kondisi terminal-terminal dan pengawatan pada rectifier Kondisi kontaktor Kondisi PCB modul elektronik (visual) Kondisi socket pada PCB Kalibrasi Amper meter dan volt meter pada rectifier (bila perlu) Kondisi voltage droper menggunakan dummy load Pembersihan klem sel baterai dan rak baterai Pengujian open circuit pada rangkaian baterai (khusus baterai asam) Pengukuran berat jenis cairan elektrolit (khusus baterai Nicad) Pengujian dan Pengukuran 2 Tahunan Pengujian dan pengukuran pada rectifier dan baterai dalam keadaan tidak tersambung ke beban. Pada Gardu Induk yang terpasang 2 unit maka dapat dilakukan secara bergantian, tetapi apabila terpasang hanya 1 unit maka harus menggunakan baterai dan rectifier cadangan. Pemeliharaan pada periode 2 tahunan adalah sebagai berikut : a. Pengujian Kapasitas baterai b. Pengukuran suhu elektrolit sel baterai c. Pengujian kandungan karbon ( bila akan dilakukan rekondisi) d. Pentanahan (grounding) e. Uji Fungsi pada rectifier antara lain : 2.3 • Sistem pengisian pada rectifier ( floating, equalizing dan boost ) • Sistem alarm dan indikator • Limit current • Earth fault • Over voltage • Under voltage • Voltage droper Pemeliharaan/ Pengujian setelah Gangguan Pemeliharaan setelah gangguan adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi gangguan pada peralatan Sistem DC yang memerlukan penormalan segera agar pasokan sumber DC tetap andal. Gangguan yang umumnya terjadi pada perlatan sistem DC adalah : Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 13 PT PLN (Persero) SISTEM DC 2.3.1 Pada Rectifier Tabel 2. 1 Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rectifier Kondisi Abnormal Tegangan output naik Kemungkinan Penyebab - Gangguan pada Modul AVR - Fuse ke baterai putus - Loss contact pada terminal output Tegangan output tidak ada / - MCB trip hilang - Dioda thyristor rusak Rectifier di ON-kan MCB input AC trip - Dioda SCR shorted - Output transformator utama disconect - Control card disconect / rusak - Filter capacitor rusak Rectifier beroperasi pada limit - Kelebihan beban pada output rectifier arus terus menerus Tegangan output rendah - Gangguan pada transformator utama - Mala kerja pada voltage droper MCB input AC trip - Kapasitas/karakteristik MCB tidak sesuai Hubung tanah, lampu indikator - Hubung tanah pada rangkaian beban menyala - Seting earth fault tidak sesuai MCB input posisi-ON tegangan - Gangguan pada transformator utama output tidak ada 2.3.2 Pada Baterai Tabel 2. 2 Tabel Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rectifier Kondisi Abnormal Kemungkinan Penyebab - Beban terlalu besar - Kurang kontak Baterai panas lebih - Tahanan kontak tinggi pada sambungan atau kabel - Kelebihan pengisian Tegangan Baterai tinggi - Jumlah sel terpasang kurang - Seting tegangan rectifier tidak sesuai Elektrolit berbuih / berbusa - Pengotoran oleh gemuk Berat jenis rendah - Sering dilakukan toping-up Kelebihan Gas pada saat - Elektrolit tidak murni charge/discharge Pembentukan garam pada teminal Listrik untuk kehidupan yang lebih baik - Level elektrolit tinggi - Gasket pada teminal rusak 14 PT PLN (Persero) SISTEM DC Kondisi Abnormal Kemungkinan Penyebab - Kelebihan berat jenis - Terdapat sel yang bocor Hubung singkat ketanah - Cairan elektrolit meluap/tumpah - Kerusakan isolasi kabel Arching pada terminal baterai - Baut klem longgar Pada rangkaian baterai mengalir arus secara kontinu - Beberapa sel rusak - Terjadi kelebihan pengosongan sendiri Sel baterai panas - Hub singkat didalam sel - Kandungan carbon / endapan tinggi - Float charging terlalu lama - Pengotoran elektrolit (contaminated) - Pengotoran carbon / endapan Kapasitas rendah - Permukaan elektrolit terlalu rendah - Terjadi pengosongan didalam sel (sparator) gangguan didalam sel. Penurunan kapasitas atau gagal total - Satu atau beberapa sel open sirkuit - Konektor antar sel, konektor antar arak atau terminal sel berkarat atau putus. - Permukaan rak tidak merata - Sinar matahari Bagian atas sel baterai retak. Elektolit meluap - Level elektrolit terlalu tinggi - Rating Charge tinggi - Suhu elektrolit terlalu tinggi pada saat Meledak atau terjadi devormasi pengisian ( charging ) - Elektrolit kosong, Charger gagal sehingga terjadi tegangan lebih, Ventplug tersumbat, terminal kendor dan terjadi arching. Kabel penghubung panas antar rak - Loss contact pada sepatu kabel (cable schoen) - Korosif Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 15 PT PLN (Persero) SISTEM DC 2.3.3 Pada Rangkaian Beban Tabel 2. 3 Tabel Pemeliharaan Setelah Gangguan pada Rangkaian Beban Kondisi Abnormal Kemungkinan Penyebab Terminal pencabangan rusak / longgar - Penggabungan beberapa kabel - Ukuran kabel tidak sesuai Hubung tanah - Kerusakan isolasi kabel - Terminal basah /kotor Indikasi alarm DC hilang tidak ada - Auxiliary Contact MCB rusak - Kabel putus - Rele bantu rusak - Gangguan mekanis Kerusakan isolasi pada kabel pengawatan - Penuaan - Terkena panas - Binatang Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 16 PT PLN (Persero) SISTEM DC 3. EVALUASI HASIL PEMELIHARAAN Evaluasi hasil pemeliharaan adalah merupakan kajian dan penilaian hasil inspeksi maupun pengukuran kemudian membandingkan dengan Standar sebagai acuan dalam menilai kondisi peralatan. 3.1 In-Service Inspection Tabel 3.14Tabel In-Service Inspection No Uraian Standar/Acuan 1 Suhu dalam Panel Rectifier Max 45°C 2 Kelembaban ruangan < 70% Pemeriksaan kebersihan panel rectifier Bersih, kering tidak berdebu 3 bagian luar Baterai Nicad : Tegangan Floating:1,4-1,42V/sel 4 Pemeriksaan Tegangan pengisian rectifier Tegangan Equalizing :1,5-1,55V/sel Baterai Lead Acid : Tegangan Floating: 2,18V/sel Tegangan Equalizing : 2,33V/sel 5 Pemeriksaan arus pengisian rectifier Baterai Nicad : 0,2 x C Baterai Lead Acid : 0,1xC (IEC 623) 6 Lampu indikator rectifier Menyala 7 Pemeriksaan Fuse/MCB/NFB Posisi –On Pemeriksaan kebersihan sel dan rak Tidak lembab/ tidak kotor dan keadaan 8 baterai kering 9 Pemeriksaan kipas ventilasi Beroperasi normal 10 Pemeriksaan level elektrolit Level batas antara Min dan Max 11 Pemeriksaan sel (kontainer) Tidak retak/bocor/ kembung 3.2 In-Service Measurement Tabel 3.2 5In-Service Measurement No Uraian Standar/Acuan 1 Tegangan input AC pada rectifier sesuai range name plate 2 Tegangan sel yang kondisinya dibawah standar dari hasil pengukuran <1,2V ( Nicad) dan Asam ( <2V ) sebelumnya. Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 17 PT PLN (Persero) SISTEM DC No Uraian Standar/Acuan Nicad 1,19 gram/liter 3 Berat Jenis Lead acid 1,215 gr/liter (full charge) 4 Akurasi pengukuran Volt meter rectifier Sesuai dengan kelas meter 5 Akurasi pengukuran Ampere meter rectifier Sesuai dengan kelas meter 6 Pemeriksaan Tegangan DC terhadap ground 110 V 7 8 9 Perbedaan Tegangan PositifGround = Tegangan Negatif Ground Terhadap Ground = 0 % Pemeriksaan Tegangan DC terhadap Positif– Ground = 0 Volt Ground 48 V Positif – Negatif = 48 Volt Pemeriksaan tegangan per-sel dan total (floating) Pemeriksaan tegangan per-sel dan total Baterai Alkali :Tegangan 1,41,42V/sel Baterai asam : 2,23 V/sel (IEC 4781) Nicad 1,5-1,55V/sel (equalizing) Lead acid 2,33 V/sel ( IEC 478-1) 10 Pemeriksaan arus pada rangkaian baterai < 1 Ampere 11 Arus pengisian equalizing 12 Suhu terminal-terminal pada rectifier dan baterai 13 14 3.3 Nicad 0,2 x C (IEC 623) Lead acid 0,1 x C (IEC 623) Berdasarkan percobaan kondisi normal 1- 2 ºC diatas ambient temperatur Suhu komponen utama rectifier Maksimum 45 ºC Pemeriksaan karet-karet pintu dan kunci Pintu tertutup rapat dan dapat dikunci Shutdown Testing Tabel 3. 36Tabel Shutdown Testing No Uraian Standar/Acuan Nicad :Tegangan 1,4-1,42V/sel 1 Seting tegangan output rectifier x jml sel Lead acid: 2,23 V/sel x jml sel Nicad :0,2 x C +(arus beban) 2 3 Seting arus output rectifier (limit current) Lead acid :0,1 x C +(arus beban) Arus pengisian ke baterai setelah baterai di Nicad : 0,2 x C test kapasitas Lead acid : 0,1 x C 4 Riple tegangan 5 Kebersihan komponen pada rectifier Listrik untuk kehidupan yang lebih baik < 2%, 1% RMS tanpa tersambung ke baterai. Tidak berdebu 18 PT PLN (Persero) SISTEM DC No Uraian 6 Tahanan isolasi transformator utama rectifier 7 Pemeriksaan filter Bersih dan tidak bocor Kondisi PCB modul elektronic Kondisi bersih dan tidak terdapat tanda-tanda komponen yang 8 Standar/Acuan > 10 MΩ pada 500V rusak 9 Pemeriksaan Socket pada PCB 11 Pemeriksaan Tegangan DC 110V terhadap ground 12 Pemeriksaan Tegangan DC 48 V Bersih dan tidak longgar Tegangan Positif – Ground = Tegangan Negatif - Ground Positip – Ground : 0 V Positip – Negatip : 48 V Kondisi Baik >80% 13 Kapasitas Baterai 14 Tegangan Akhir Pengosongan per-sel 15 Tegangan Akhir Pengisian per-sel 16 Pemeriksaan suhu elektrolit pada saat pengisian boost Arus Discharge Nicad 0,2 x C5 Arus Discharge Lead Acid 0,1 x C10 Nicad : 1V/sel Lead acid: 1,8V/sel Nicad : 1,7 – 1,9 V/sel Lead acid: 2,4 V/sel Maksimum 35 ºC Kondisi baik : Nicad 1,19 gram/liter 17 Pemeriksaan Berat Jenis cairan elektrolit 18 Kebersihan klem sel baterai dan rak baterai Tidak kotor dan tidak korosif Pemeriksaan open circuit pada rangkaian Tidak open / menunjukan baterai besaran tegangan Pemeriksaan konektor dan kekencangan mur M8=20 ± 2Nm,M10=30 ± 3Nm baut seluruh sel M8=16 ± 1Nm,M10=20 ± 1Nm Lead acid 1,215 gr/liter (full charge) 19 20 Bekerja sesuai setingnya : - Berfungsi menurunkan 21 Pemeriksaan Voltage Droper tegangan pada saat pengisian equalizing dan Boost - Pada saat sumber AC tidak ada bekerja mem-baypass (tanpa droper) Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 19 PT PLN (Persero) SISTEM DC 3.4 Metode Metode yang dipergunakan dalam pelaksanaan pemeliharaan Sistem DC adalah metode assessment hasil monitoring operasi dan pemeliharaan rutin sesuai periodik yang sudah ditentukan. Dalam pelaksanaannya berorientasi pada CBM peralatan level 1 yaitu lebih mencermati fungsi dan kondisi peralatan sehingga dapat menentukan model kegagalan yang mungkin terjadi pada seluruh peralatan sistem DC . 4. REKOMENDASI Rekomendasi yang dihasilkan mengacu kepada hasil pemeliharaan yang telah dilakukan dibandingkan dengan standar yang ditetapkan dan rekomendasi langkah penyempurnaan untuk meningkatkan keandalan Sistem DC 4.1. Berdasarkan hasil pemeliharaan in service inspection dihasilkan rekomendasi sebagai berikut : Tabel 4.17Tabel Rekomendasi In-Service Inspection rectifier No Pemeriksaan Kondisi Rekomendasi 1 Suhu ruangan rectifier > 24 ºC Periksa exhaust fan 2 Suhu dalam Panel Rectifier Max 35 ºC Periksa komponen rectifier 3 Kelembaban ruangan rectifier < 60 % Periksa Heater 4 Kebersihan rectifier Kotor Bersihkan 5 Tegangan pengisian rectifier 110 V dan 48V (Floating) Tidak sesuai Nicad 1,4V / cell, Lead Acid 2,3/Cell 6 Arus pengisian rectifier Tidak sesuai Seting Arus pengisian 7 Lampu indikator rectifier Tidak Nyala Periksa wiring indikator Ganti segera bila putus Seting Tegangan Floating Ganti Fuse/MCB/NFB 8 9 10 11 Fuse/MCB/NFB Suhu terminal-terminal pada rectifier Kondisi komponen pada rectifier Kondisi level elektrolit utama Putus kemudian dilengkapi dengan Aux switch Terminal panas Ganti terminal yang rusak Terdapat yang Ganti komponen yang rusak rusak Elektrolit berkurang Tambahkan air sampai batas murni antara Minimum dan Maksimum Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 20 PT PLN (Persero) SISTEM DC Tabel 4. 2.8Tabel Rekomendasi In-Service Inspection baterai No Pemeriksaan Kondisi Bersihkan Kondisi Kebersihan sel dan rak 1 baterai 2 Rekomendasi Fuse/MCB/NFB seluruh sel Berdebu baterai dan raknya bila perlu cat ulang. Putus Ganti Fuse/MCB/NFB kemudian dilengkapi dengan Aux switch Kondisi kipas ventilasi ruang 3 4 5 Tidak normal Periksa, dan perbaiki bila Baterai rusak Kondisi Terminal longgar Bersihkan baut pada terminal , kencangkan baut pada terminal baterai sesuai torsi yang sesuai Kondisi level elektrolit Elektrolit berkurang Tambahkan air sampai batas kekencangan mur murni antara Minimum dan Maksimum 4.2 Berdasarkan hasil pemeliharaan in service Measurement dihasilkan rekomendasi sebagai berikut : Tabel 4. 39Tabel Rekomendasi In-Service Measurement No 1 Pemeriksaan Tegangan input pada rectifier Kondisi AC Tegangan input naik/turun > 10 % Rekomendasi Periksa transformator PS, rubah posisi tap transformator PS 2 3 4 Tegangan sel yang dipilih < 1,2 V/sel (nicad) Lakukan pengisian equalizing < 2 V/sel (asam) Ganti baterai nicad /asam Rata-rata - Periksa level elektrolit tegangan Pengukuran tegangan per-sel bertegangan - Periksa Berat jenis per-sel dan total rendah elektrolit - Charging dengan benar Pemeriksaan berat jenis < 1,17 gr/ltr (nicad) < 1,18 gr/ltr (asam) Ganti elektrolit nicad - Lakukan pengisian (batas minimum) equalizing - Ganti baterai asam 5 6 Pemeriksaan kondisi Akurasi penunjukan Periksa dan Kalibrasi Volt Volt meter dan Ampere tidak sesuai dengan meter dan Ampere meter. meter pada rectifier kelas meter Kondisi DC ground DC ground tidak Listrik untuk kehidupan yang lebih baik - Telusuri DC ground fault 21 PT PLN (Persero) SISTEM DC No Pemeriksaan Kondisi (khusus sistem 110V) Rekomendasi seimbang ± 5% dg metode Grouser - Pencarian lokasi gangguan menggunakan metode lokalisir 7 Kondisi DC ground (khusus sistem 48 V) - Melakukan pemeriksaan dan penyempurnaan pada DC ground tidak seimbang ± 0% konektor. - Mengencangkan baut terminal grounding. 8 4.3 Karet-karet pintu kunci rectifier dan Ganti karet pintu dan kunci rectifier. Kondisi rusak Berdasarkan hasil pemeliharaan Shutdown Testing dihasilkan rekomendasi sebagai berikut : Tabel 4. 4.10Tabel Rekomendasi Shutdown Testing No 1 Pemeriksaan Seting tegangan dan arus output rectifier ketika pengisian floating Kondisi Rekomendasi Seting tegangan output rectifier dengan acuan Seting tegangan output sbb : tidak sesuai dengan yang diharapkan (pada baterai - Nicad :1,4-1,42V/sel x jml sel Nicad / asam) - Lead acid: 2,23 V/sel x jml sel - Periksa filter pada 2 Riple tegangan Hasil pengukuran riple tegangan tinggi, melebihi batas yang diijinkan (>2%) rectifier - Ganti Filter capacitor dengan kapasitas yang lebih tinggi. Nicad : 3 Kondisi Berat Jenis cairan elektrolit Berat jenis cairan elektrolit Lakukan Charge discharge dan pengujian rendah pada baterai Nicad atau asam. Carbon, bila perlu reconditioning elektrolit. Lead Acid : Lakukan Charge discharge, bila perlu ganti baterai yang dianggap Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 22 PT PLN (Persero) SISTEM DC No Pemeriksaan Kondisi Rekomendasi rusak. 4 5 Tahanan isolasi Kondisi transformator rectifier utama transformator (<10 MΩ) Pentanahan (Grounding) isolasi menurun Hasil pengukuran > 1 Ω Periksa, bila perlu ganti Perbaiki sistem pentanahan - Kencangkan dengan 6 Kekencangan mur baut pada terminal Terminal pada transformator utama transformator longgar torsi yang sesuai. - Ukur arus pada sisi sekunder transformator, bila tidak simetris ganti transformator. 7 Filter capasitor Retak,Bocor (Visual) 8 sama. Fuse/ pengaman Putus dan indikasi tidak pada rectifier ada Terminal-terminal dan 9 10 Ganti capasitor dengan spesifikasi teknis yang pengawatan pada rectifier Terminal pengawatan - Usut gangguannya - Periksa kesesuaian rating arus pada fuse. - Melakukan pemeriksaan terminal. longgar - Kencangkan dan bila perlu ganti terminal Modul elektronic dan Modul elektronik dan - Bersihkan Socket pada PCB socket kotor / rusak menggunakan cleaner contact - Bila kondisi rusak ganti. 11 Kondisi konektor dan kekencangan mur baut seluruh baterai sel Konektor antar sel baterai Buka konektor,bersihkan dan kencangkan dengan longgar torsi yang sesuai - Periksa kondisi dioda 12 Kondisi Voltage Droper Tidak bekerja sesuai fungsinya. Droper - Tuning kendali tegangan pada modul voltage droper - Lakukan uji fungsi 13 Rak baterai Listrik untuk kehidupan yang lebih baik Berkarat / korosif - Melakukan pemeriksaan sel. - Bongkar sel baterai, bersihkan karat dan cat 23 PT PLN (Persero) SISTEM DC No Pemeriksaan Kondisi Rekomendasi kembali. - Lakukan pengisian 14 Kapasitas baterai per sel menurun (<80%) Kondisi baterai per sel boost kemudian uji ulang. mengalami penurunan kapasitas (<80%) - Bila kapasitas tidak meningkat sebelum rekondisi elektrolit , lakukan uji carbon. - Lakukan penggantian sel yang rusak. - Hentikan pengisian jika o 15 Suhu elektrolit sel baterai Suhu baterai pada saat pengisian dengan harga o tinggi ( Boost) naik > 35 C suhu elektrolit >35 C - Periksa Terminal sambungan sel baterai - Lakukan uji karbon, bila perlu reconditioning elektrolit. 16 17 Hasil Uji melebihi yang Lakukan ditentukan (75 gr/ltr) elektrolit. Seting Sensor Low Sensor low voltage pada Periksa tegangan output rectifier, bila tegangan DC Voltage. rectifier menyala dan tidak bisa diriset normal lakukan tuning sampai lampu indikator Kandungan Carbon reconditioning low voltage bisa di reset. 18 Seting Sensor High DC Voltage Sensor High voltage pada Periksa tegangan output rectifier menyala dan tidak bisa diriset rectifier, bila tegangan tidak normal lakukan tuning sampai lampu indikator low voltage bisa di reset. 19 Kondisi Sel Listrik untuk kehidupan yang lebih baik Kondisi Sel retak/ Bocor Dilakukan dan kembung Sel baterai. penggantian 24 PT PLN (Persero) SISTEM DC Lampiran 1 - FORMULIR HASIL UJI Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 25 PT PLN (Persero) SISTEM DC Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 26 PT PLN (Persero) SISTEM DC Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 27 PT PLN (Persero) SISTEM DC Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 28 PT PLN (Persero) SISTEM DC Lampiran 2 - HASIL PENGUJIAN FUNGSI RECTIFIER DAN VOLTAGE DROPER Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 29 PT PLN (Persero) SISTEM DC Lampiran 3 - FMEA Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 30 PT PLN (Persero) SISTEM DC GLOSARRY 1. Inservice Peralatan penyaluran tenaga listrik dalam kondisi bertegangan. 2. Inservice Inspection Pemeriksaan Peralatan penyaluran tenaga listrik dalam kondisi bertegangan menggunakan panca indera. 3. Inservice Measurement Pengujian atau pengukuran peralatan penyaluran tenaga listrik dalam kondisi bertegangan menggunakan alat bantu. 4. Shutdown Testing/Measurement Pengujian/pengukuran Peralatan penyaluran tenaga listrik dalam kondisi tidak bertegangan. 5. Shutdown Function Check Pengujian fungsi peralatan penyaluran tenaga listrik dalam kondisi tidak bertegangan. 6. Pengujian /Pemeriksaan Setelah Gangguan Pengujian / Pemeriksaan yang dilakukan setelah terjadi gangguan pada peralatan penyaluran tenaga listrik. 7. FMEA (Failure Mode Effect Analysis) Metode evaluasi peralatan untuk meningkatkan availability dengan cara mendeteksi kemungkinan – kemungkinan kelemahan desain dan penyebab kerusakan dominan. Listrik untuk kehidupan yang lebih baik 31
