Prinsip Kerja Generator sinkron

Prinsip Kerja Generator sinkron
17:01 HaGe 3Komentar
Setelah kita membahas di sini mengenai konstruksi dari suatu generator sinkron, maka artikel
kali ini akan membahas mengenai prinsip kerja dari suatu generator sinkron. Yang akan
menjadi kerangka bahasan kali ini adalah pengoperasian generator sinkron dalam kondisi
berbeban, tanpa beban, menentukan reaktansi dan resistansi dengan melakukan percobaan
tanpa beban (beban nol), percobaan hubung-singkat dan percobaan resistansi jangkar.
Seperti telah dijelaskan pada artikel-artikel sebelumnya, bahwa kecepatan rotor dan frekuensi
dari tegangan yang dibangkitkan oleh suatu generator sinkron berbanding lurus. Gambar 1
akan memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan
dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu
penghantar a dan a’.
Untuk dapat lebih mudah memahami, silahkan lihat animasi prinsip kerja generator, di sini.
Gambar 1. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub.
Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya terdiri
dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur
stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka
fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik
menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz).
Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f =
60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar
pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang
kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2
siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi
dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan:
Untuk generator sinkron tiga fasa, harus ada tiga belitan yang masing-masing terpisah sebesar
120 derajat listrik dalam ruang sekitar keliling celah udara seperti diperlihatkan pada
kumparan a – a’, b – b’ dan c – c’ pada gambar 2. Masing-masing lilitan akan menghasilkan
gelombang Fluksi sinus satu dengan lainnya berbeda 120 derajat listrik. Dalam keadaan
seimbang besarnya fluksi sesaat :
ΦA = Φm. Sin ωt
ΦB = Φm. Sin ( ωt – 120° )
ΦC = Φm. Sin ( ωt – 240° )
Gambar 2. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub
Besarnya fluks resultan adalah jumlah vektor ketiga fluks tersebut adalah:
ΦT = ΦA +ΦB + ΦC, yang merupakan fungsi tempat (Φ) dan waktu (t), maka besar- besarnya fluks
total adalah:
ΦT = Φm.Sin ωt + Φm.Sin(ωt – 120°) + Φm. Sin(ωt– 240°). Cos (φ – 240°)
Dengan memakai transformasi trigonometri dari :
Sin α . Cos β = ½.Sin (α + β) + ½ Sin (α + β ),
maka dari persamaan diatas diperoleh :
ΦT = ½.Φm. Sin (ωt +φ )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) + ½.Φm. Sin ( ωt + φ – 240° )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ)
+½.Φm. Sin (ωt + φ – 480°)
Dari persamaan diatas, bila diuraikan maka suku kesatu, ketiga, dan kelima
akan silang menghilangkan. Dengan demikian dari persamaan akan didapat
fluksi total sebesar, ΦT = ¾ Φm. Sin ( ωt - Φ ) Weber .
Jadi medan resultan merupakan medan putar dengan modulus 3/2 Φ dengan
sudut putar sebesar ω. Maka besarnya tegangan masing-masing fasa adalah :
E maks = Bm. ℓ. ω r Volt
dimana :
Bm = Kerapatan Fluks maksimum kumparan medan rotor (Tesla)
ℓ = Panjang masing-masing lilitan dalam medan magnetik (Weber)
ω = Kecepatan sudut dari rotor (rad/s)
r = Radius dari jangkar (meter)
anda dapat juga membaca artikel yang terkait dengan bahasan kali ini, di:
- elektromekanis dalam sistem tenaga-1, di sini.
- elektromekanis dalam sistem tenaga-2, di sini.
Generator Tanpa Beban
Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron
dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan
tanpa beban (Eo), yaitu sebesar:
Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat
pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan
dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan
pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti
diperlihatkan pada gambar 3b.
Gambar 3a dan 3b. Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Generator Tanpa Beban
Generator Berbeban
Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubahubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada:
• Resistansi jangkar Ra
• Reaktansi bocor jangkar Xl
• Reaksi Jangkar Xa
a. Resistansi Jangkar
Resistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan jatuh/fasa) dan
I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar.
b. Reaktansi Bocor Jangkar
Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak mengimbas pada
jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor.
c. Reaksi Jangkar
Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan
fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan
rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar :
Interaksi antara kedua fluksi ini disebut sebagai reaksi jangkar, seperti diperlihatkan pada Gambar 4.
yang mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbeda-beda.
Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar.
Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif)
sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus terhadap ΦF.
Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif , sehingga arus
jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF dengan sudut (90 -θ).
Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang
mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperkuat ΦF yang
berpengaruh terhadap pemagnetan.
Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga
mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperlemah ΦF
yang berpengaruh terhadap pemagnetan.
Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron Xs.
Vektor diagram untuk beban yang bersifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif diperlihatkan pada
Gambar 5a, 5b dan 5c.
Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator
Berdasarkan gambar diatas, maka bisa ditentukan besarnya tegangan jatuh yang terjadi, yaitu :
Total Tegangan Jatuh pada Beban:
= I.Ra + j (I.Xa + I.XL)
= I {Ra + j (Xs + XL)}
= I {Ra + j (Xs)}
= I.Zs
Menentukan Resistansi dan Reaktansi
Untuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus dilakukan
percobaan (test). Ada tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu:
• Test Tanpa beban ( Beban Nol )
• Test Hubung Singkat.
• Test Resistansi Jangkar.
Test Tanpa Beban
Test Tanpa Beban dilakukan pada kecepatan Sinkron dengan rangkaian jangkar terbuka (tanpa
beban) seperti diperlihatkan pada Gambar 6. Percobaan dilakukan dengan cara mengatur arus
medan (If) dari nol sampai rating tegangan output terminal tercapai.
Gambar 6. Rangkaian Test Generator Tanpa Beban.
Test Hubung Singkat
Untuk melakukan test ini terminal generator dihubung singkat, dan dengan Ampermeter diletakkan
diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut (Gambar 7). Arus medan dinaikkan secara
bertahap sampai diperoleh arus jangkar maksimum. Selama proses test arus If dan arus hubung
singkat Ihs dicatat.
Gambar 7. Rangkaian Test Generator di Hubung Singkat.
Dari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kurva karakteristik seperti
diperlihatkan pada gambar 8.
Gambar 8. Kurva Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Generator.
Impedansi Sinkron dicari berdasarkan hasil test, adalah:
, If = konstatn
Test Resistansi Jangkar
Dengan rangkaian medan terbuka, resistansi DC diukur antara dua terminal output sehingga dua fasa
terhubung secara seri, Gambar 9. Resistansi per fasa adalah setengahnya dari yang diukur.
Gambar 9. Pengukuran Resistansi DC.
Dalam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai resistansi
AC efektif , eff R . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar jangkar,
dan konstruksi kumparan. Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6 .
Bila nilai Ra telah diketahui, nilai Xs bisa ditentukan berdasarkan persamaan:
Recent Posts
Pengenalan Basis Data
February 23rd, 2012 in Uncategorized by Rohandi Latif
Basis data merupakan kumpulan data yang terkait secara logis, dapat diakses banyak pihak, dan
dirancang untuk memenuhi kebutuhan informasi. Contoh sederhana basis data misalnya kontak
pada handphone. Di sana terdapat nomor dan nama kontak yang tersimpan terpisah. Nomor sendiri,
nama sendiri. Ini bertujuan agar memudahkan aplikasi untuk menghubungkan suatu data dengan
data yang lain.
Penggunaan basis data misalnya :





penyimpanan nomor kontak di ponsel
pengelolaan katalog dan sirkulasi buku
sistem informasi penjualan
reservasi layanan hotel
dan lain-lain
Sistem yang berkaitan dengan basis data yaitu DBMS (Database Management System),
sebuah software yang mengelola data sehingga pengguna dapat membuat, menambah,
mengelola, dan mengatur akses terhadap data.
Aplikasi berfungsi untuk berhubungan langsung dengan pengguna, contohnya yaitu
Facebook. RDBMS (Relational Database Management System) sebagai perantara antara
aplikasi dengan database yang ada. Contoh RDBMS misalnya MySQL, Ms.Access, Oracle,
Postgre.
Komponen-komponen basis data :





Hardware
Software
Data
Procedure
People
Basis data relasional merupakan sebuah basis data yang tabel-tabelnya terhubung dengan
suatu model tertentu untuk menghasilkan informasi relevan yang dibutuhkan pengguna.
Karakteristik :







tidak ada nama tabel yang sama
setiap sel untuk satu nilai data
setiap kolom tidak boleh sama dalam satu tabel
nilai dalam satu kolom harus setipe
urutan kolom tidak penting
minimasi duplikasi record
urutan record dalam penyimpanan tidak harus dipertimbangkan
No Comments
Generator DC
November 6th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Generator : mesin listrik yang digunakan untuk mengubah tenaga mekanis menjadi listrik.


Contoh tenaga mekanis : uap, potensial air, motor diesel, motor bensin.
AC maupun DC tergantung dari konstruksi generator dan sistem pengambilan arusnya.

Prinsip generator berkaitan dengan percobaan Faraday :
1. Adanya fluks magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet.
2. Adanya kawat penghantar listrik yang merupakan tempat terbentuknya GGL induksi.
3. Adanya gerakan relatif antara fluks magnet dengan kawat penghantar listrik.

Nilai GGl induksi yang dibangkitkan :

Kaidah tangan kanan :

Kutub magnet yang digunakan untuk generator DC didapat dari magnet tetap maupun
magnet buatan.
Prinsip pembentukan kutub magnet buatan tidak lepas dari penemuan Oersted.
Dia mengatakan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet.



Kemudian dilengkapi oleh Maxwell bahwa arus listrik mengalir dalam kawat arahnya
menjauhi kita (maju), maka medan magnet yang terbentuk di sekitar kawat arahnya searah
jarum jam, dan sebaliknya.

Susunan generator DC :

Berikut adalah grafik putaran 360o generator DC :


Komutator : cincin berbahan konduktor yang dibelah oleh isolator menjadi dua bagian.
Komutator berfungsi mengumpulkan arus menggantikan dua cincin geser pada generator
AC.

Berdasarkan sumber arus kemagnetan bagi kutub magnet buatan, generator DC dapat
dibedakan menjadi :
1. Generator penguat terpisah


Arus kemagnetan diperoleh dari sumber listrik searah di luar generator.
Besar kecilnya arus kemagnetan tidak terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun tegangan
generator.
2. Generator penguat sendiri




Arus kemagnetan diperoleh dari dalam generator itu sendiri.
Arus kemagnetannya terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun tegangan generator.
Pengaruh nilai tegangan dan arus generator terhadap arus penguat ditentukan oleh
rangkaian lilitan penguat magnet dengan lilitan jangkar.
Berdasarkan lilitan penguat, generator ini dibedakan menjadi :
- generator shunt
- generator seri
- generator kompon (campuran)
No Comments
Transformator
October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif
Induksi Magnet Bersama


Transformator : alat elektromagnetik yang mentransfer energi listrik dari kumparan primer ke
kumparan sekunder dengan induksi magnet bersama.
Fungsi transformator : untuk menaikkan atau menurunkan tegangan.

Pada kumparan primer mengalir arus AC, membangkitkan fluks medan berubah-ubah setiap
saat (Hk. Faraday), sehingga terjadi :
1. Tegangan induksi pada kumparan primer = Ep = Vp
2. Tegangan induksi pada kumparan sekunder = Es = Vs

Fluks bersama : gabungan fluks dari sisi primer dan sekunder.
Koefisien Penggabungan



Yaitu banyaknya fluks magnet primer masuk dan memotong sisi sekunder.
Penggabungan maksimum terjadi saat seluruh garis fluks dari kumparan primer masuk dan
memotong sisi sekunder.
Cara memaksimumkan dengan melilitkan inti besi.
Tegangan, Arus, dan Jumlah Lilitan pada Kumparan



np < ns berarti transformator stepup
np > ns berarti transformator stepdown
np = ns berarti tegangan, impedansi, dan arus yng masuk sama dengan yang keluar.


np = jumlah lilitan primer
ns = jumlah lilitan sekunder
Transformator Stepup



Digunakan untuk menaikkan nilai tegangan.
Tegangan dan impedansi dinaikkan.
Arus diturunkan.
Transformator Stepdown



Digunakan untuk menurunkan nilai tegangan.
Tegangan dan impedansi diturunkan.
Arus dinaikkan.
Transformator Satu Fasa



Misal di Amerika (di Indonesia 220 V).
Transformator satu fasa 120 atau 240 VAC digunakan untuk menyuplai pencahayaan, bak
penampung, dan beban peralatan yang rendah.
Transformator dengan kumparan sekunder 240 VAC digunakan untuk menyuplai 240 VAC
ke peralatan yang lebih besar seperti tungku, AC, dan pemanas.
Persamaan dalam Transformator
Rating Transformator


Dinyatakan dalam kVA (kiloVolt-Ampere).
Ukuran kVA menentukan arus sebuah transformator dapat sampai ke beban tanpa panas yang
berlebih.
Rugi-Rugi Transformator





Beberapa persen energi akan hilang dalam bentuk panas saat transfer dari kumparan primer ke
sekunder.
Bisa terjadi pada kawat pembentuk kumparan maupun inti.
Cara mengurangi kehilangan yaitu dengan laminasi.
Laminasi : memasang inti yang terdiri dari sejumlah bagian yang berlapis.
Cara ini dapat memperkecil arus Eddy atau arus pusar.
Transformator Tiga Fasa


Digunakan saat daya tiga fasa dibutuhkan untuk beban yang besar.
Seperti : industri yang banyak menggunakan motor.

Ada 2 macam :
1. Sambungan Delta (Delta Connection)




Digunakan jika jarak sumber suplai menuju beban adalah dekat.
Seperti tiga buah transformator satu fasa yang dihubungkan secara bersama-sama.
Secara skematis berbentuk segitiga.
Seluruh tiga fasa digunakan untuk menyuplai beban tiga fasa.

Arus Hubungan Delta Seimbang (Balanced Delta Current). Jika arus yang mengalir pada
ketiga kumparan sama, maka dikatakan sebagai arus seimbang.

Arus Delta Tak Seimbang. Jika arus yang mengalir pada ketiga kumparan berbeda, maka
dikatakan sebagai arus tak seimbang.
2. Sambungan Bintang (Wyne Connection)




Berbentuk huruf “Y”.
Transformator terhubung bintang di sisi sekunder.
Mempunyai empat kawat.
Tiga untuk fasa, satu untuk netral.

Tegangan fasa ke netral akan selalu lebih kecil daripada tegangan fasa ke fasa.
No Comments
Elektromagnetik
October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif
Kemagnetan

Sifat : dapat menarik benda logam dan selalu mengarah ke posisi utara-selatan.
Garis Fluks Magnet


Fluks (garis gaya magnet) : gaya pada magnet yang tidak terlihat.
Arah : meninggalkan kutub utara menuju kutub selatan kemudian kembali ke kutub utara
melalui magnet.
Tarik-Menarik antar Kutub Tak Sejenis

Kutub selatan akan menarik kutub utara.
Tolak-Menolak antar Kutub Sejenis

Antar kutub utara akan saling menolak, begitu juga dengan antar kutub selatan.
Elektromagnetik


Yaitu magnet yang dibuat dengan cara konduktor dialiri arus sehingga dihasilkan medan
magnet.
Semakin meningkat arus, ukuran dan kekuatan medan magnet juga akan meningkat.
Aturan Tangan Kiri pada Konduktor


Arah arus elektron menjauh dari pengamat, maka garis fluks akan berlawanan dengan arah
jarum jam, dan sebaliknya.
Elektromagnet dapat dibuat dengan melilitkan konduktor ke dalam suatu lilitan dan
menerapkannya pada tegangan.
Penambahan Inti Besi


Inti udara elektromagnetik dapat diganti dengan potongan besi karena besi adalah konduktor
yang lebih baik daripada udara.
Dengan ini akan terdapat lebih banyak garis fluks yang mengalir dan medan magnet semakin
kuat.
Jumlah Lilitan

Semakin banyak lilitan, semakin kuat medan magnet.
Perubahan Polaritas


Ketika arah arus yang mengalir sepanjang elektromagnet berubah, maka polaritas
elektromagnet juga berubah.
Polaritas elektromagnet yang dihubungkan ke arus AC akan mempunyai frekuensi yang sama
seperti frekuensi pada arus AC.
Tarikan Elektromagnet


Polaritas medan magnet di elektromagnet atas berlawanan dengan polaritas medan magnet di
elektromagnetik bawah.
Pada tarikan kutub yang berlawanan, elektromagnet atas akan mengikuti elektromagnet
bawah saat itu dipindahkan.
No Comments
Sistem Tenaga Listrik
October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Tenaga listrik diproduksi di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.



Biasanya terletak jauh dari pusat beban.
Beban terdiri dari beban rumah tangga, komersial, dan industri.
Listrik disalurkan ke pusat beban melalui sistem transmisi dan distribusi.
Sistem Tenaga Listrik terdiri dari :
1. Pembangkitan



Sumber tenaga : batubara, minyak, air, panas bumi, uranium, dll.
Sumber tenaga menggerakkan turbin dan disambungkan ke generator AC.
Generator : energi mekanis >> energi listrik


V = 11 s.d 25 kV
f = 50 Hz
2. Transmisi





Energi dari pembangkitan disalurkan kepada pelanggan melalui jalur transmisi.
Sehingga daya yang dihasilkan pada pembangkit dapat digunakan di lokasi lain yang berjarak
ribuan kilometer.
Agar penyaluran energi listrik dapat efisien, maka tegangan harus ditingkatkan dan arus
dikurangi secara bersamaan.
Juga untuk mengurangi biaya terkait konstruksi tower dan konduktor.
Untuk meningkatkan tegangan digunakan transformator stepup.



Tegangan akan dikurangi secara bertahap selama daya listrik menuju daerah penggunaan
akhir untuk mengurangi upaya pengisolasian.
V = 150 kV dan 500 kV
f = 50 Hz
3. Distribusi



Di sini tegangan diturunkan dengan menggunakan transformator stepdown.
Misal :
V = 150 kV dan 500 kV >> 20 kV >> 380/220 V (untuk konsumen biasa) atau
6000 V (untuk konsumen industri)
Pengamanan Sistem Daya
1. Grounding


Melindungi makhluk hidup dari bahaya sengatan listrik.
Melindungi harta benda dari kerusakan.
2. Lightning Arester



Efektif saat ada bahaya sambaran petir atau surja tegangan.
Bekerja dengan prinsip celah loncatan bunga api.
Satu sisi dihubungkan ke tanah, satu sisi lain ke kawat yang dilindungi.
3. Overcurrent




Melindungi sistem dari arus beban lebih maupun arus hubung singkat
Arus beban lebih : arus yang melebihi arus operasi normal.
Arus hubung singkat : disebabkan oleh hubung singkat pada jalur penghantar.
Pelindung arus lebih yang dapat diandalkan adalah sekering.
4. Circuit Breaker (CB)




Adalah saklar yang secara otomatis membuka/memutus rangkaian listrik ketika terjadi
kondisi beban lebih.
CB tersedia dalam beberapa rating tegangan : rendah, sedang, tinggi.
CB tegangan rendah dioperasikan di udara bebas karena busur api dapat padam oleh isolasi
udara.
CB tegangan tinggi dapat dilakukan dengan hembusan udara, minyak, vakum ,dan gas SF6.
Sistem Darurat



Diperlukan untuk sistem yang tidak boleh mati.
Misal rumah sakit, pelayanan online bank, sistem kendali, dll.
Untuk daya yang kecil dapat menggunakan UPS.

Untuk daya yang besar dapat menggunakan Generator Standby
No Comments
Sistem Bilangan
October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif
Sistem bilangan adalah suatu cara untuk mewakili besaran dari suatu item fisik.
Teori
1. Desimal



Ada 10 simbol, terdiri dari 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
Menggunakan basis 10.
Dapat berupa integer atau pecahan.
2. Biner


Ada 2 simbol, yaitu 0 dan 1
Menggunakan basis 2.
3. Oktal


Bilangan
Ada 8 simbol, yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7
Menggunakan basis 8.
:
4. Hexadesimal








Ada 16 simbol, yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
Menggunakan basis 8.
A = 10
B = 11
C = 12
D = 13
E = 14
F = 15
Konversi Desimal ke Biner
Yaitu dengan membagi bilangan desimal dengan 2 kemudian diambil sisa pembagiannya.
Contoh :
13(10)
=
13
:
2
=
6
6
:
2
=
3
3
:
2
=
1
Ditulis dari bawah ke atas sehingga 13(10) = 1101(2)
…
(2)
+
+
+
sisa
sisa
sisa
1
0
1
Konversi
Desimal
ke
Oktal
Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 8 kemudian diambil sisa
pembagiannya.
Contoh
:
385(10)
=
…
(8)
385
:
8
=
48
+
sisa
1
48
:
8
=
6
+
sisa
0
Ditulis dari bawah ke atas sehingga 385(10) = 601(8)
Konversi
Desimal
ke
Hexadesimal
Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 16 kemudian diambil sisa
pembagiannya.
Contoh
:
1583(10)
=
…
(16)
1583
:
16
=
98
+
sisa
15
98
:
16
=
6
+
sisa
2
Ditulis dari bawah ke atas sehingga 1583(10) = 62F(16)
Konversi
Yaitu
dengan
Contoh
1101(2)
1
1
0
Biner
mengalikan
masing-masing
=
x
x
x
bit
ke
dengan
positon
…
3
2
22
21
Desimal
valuenya.
:
(10)
=
=
=
8
4
0
1
x
20
Kemudian dijumlahkan sehingga 1101(2) = 8 + 4 + 0 + 1 = 13(10)
Konversi
Dengan
mengonversikan
Contoh
11010100(2)
11
11
010
100 = 4
Biner
tiap-tiap
3
ke
digit
buah
=
Konversi
Biner
Dengan
mengonversikan
tiap-tiap
Contoh
11010100(2)
=
1101
1101
=
0100 = 4
=
biner
1
dari
…
(8)
010
=
=
4
Oktal
belakang.
:
100
3
2
buah
ke
digit
biner
Hexadesimal
dari
belakang.
:
…
(16)
13
0100
D
=
Konversi
Oktal
Dengan
cara
mengalikan
masing-masing
bit
Contoh
13(8)
=
…
x
(10)3
1
x
81
Kemudian dijumlahkan sehingga 13(8) = 3 + 8 = 11(10)
ke
dengan
Desimal
position
valuenya.
:
0
8
=
3
=
8
Konversi
Oktal
ke
Biner
Yaitu dengan mengonversikan masing-masing digit oktal ke 3 digit biner.
Contoh
:
6502(8)
=
…
(2)
2
=
010
0
=
000
5
=
101
6
=
110
Jadi,
6502(8)
=
110101000010(2)Konversi
Oktal
ke
Hexadesimal
Yaitu dengan mengubah dari oktal menjadi biner kemudian dikonversi ke hexadesimal.
Contoh
:
2537(8)
=
…
2537
=
010101011111
(16)
(8)
(2)
010101011111(2) = 55F(16)
Konversi Hexadesimal ke Desimal
Yaitu
dengan
mengalikan
masing-masing
Contoh
C7(16)
=
7
x
160
C
x
161
Jadi, C7(16) = 7 + 192 = 199(10)
bit
dengan
position
…
valuenya.
:
(10)
=
=
7
192
Konversi
Hexadesimal
ke
Oktal
Yaitu dengan mengubah dari bilangan hexadesimal menjadi biner kemudian dikonversi ke
oktal.
Contoh
:
55F(16)
=
…
(8)
55F(16)
=
010101011111(2)
010101011111(2) = 2537(8)
No Comments
Gerbang Logika
October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif
Gerbang Logika adalah rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya
menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Gerbang logika sering disebut
rangkaian logika.

Gerbang Logika Inverter
Merupakan gerbang logika dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran di mana sinyal
keluaran selalu berlawanan dengan keadaan sinyal masukan. Disebut juga gerbang NOT atau gerbang
komplemen.
Misal input = rendah maka output = tinggi
A = 1 maka Y = NOT 1 = 0

Gerbang Logika non-Inverter
Sinyal masukan ada dua atau lebih sehingga keluaran tergantung sinyal masukan. Yang termasuk :
1. AND
Bila sinyal keluaran ingin tinggi, maka masukan harus tinggi.
Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan bernilai 1. Jika tidak,
maka keluarannya 0.
Y = A AND B » Y = A.B » AB
Misal : A = 1, B = 0 maka Y = 1.0 = 0
2. OR
Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu masukan dalam keadaan 1 dan sebaliknya.
3. NAND (Not-AND)
Akan mempunyai keluaran 0 jika semua masukan pada logika 1. Sebaliknya jika ada sebuah logika 0
pada sembarang masukan, maka keluaran bernilai 1.
4. NOR (Not-OR)
Akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukan pada keadaan 1. Jika diinginkan
keluaran 1, maka semua masukan dalam keadaan 0.
5. XOR (Antivalen, Exclusive-OR)
Akan memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang berbeda.
No Comments
Rangkaian Arus Bolak-Balik
October 29th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif

Pada dasarnya, disebut arus bolak-balik karena gelombangnya menyerupai gelombang sinus.








Pada sistem AC besaran tegangan berubah terhadap waktu.
Contoh arus bolak-balik yaitu stop kontak yang digunakan di rumah-rumah yang bersumber
dari PLN.
Gelombang sinusoidal bisa dihasilkan dari generator.
Persamaan tegangan sinusoidal :
Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai satu gelombang penuh, yaitu satu
puncak satu lembah.
Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik.
Gelombang sinusoidal dapat dibangkitkan dengan cara memproyeksikan secara vertikal
suatu vektor rotasi.
Pada gerak rotasi berlaku kecepatan sudut atau kecepatan angular.

Dalam bentuk persamaan, nilai efektif (RMS) dari suatu tegangan sinusoidal sama dengan
0.707 kali nilai tegangan puncaknya.




Dalam sistem AC, suatu besaran menunjukkan nilai RMS-nya jika tidak diberi keterangan
tertentu.
Tegangan rata-rata adalah nilai rata-rata setengah gelombang penuh dari gelombang sinus.
Satuannya Volts average (Vave).
Nilai tegangan rata-rata setara dengan 0.637 kali nilai tegangan puncaknya.
Sinyal sinusoidal berpengaruh terhadap elemen R, L, dan C.
Dalam sistem AC, tidak terjadi pergeseran phasa sehingga VR dan IR adalah sephasa.
Frekuensi VR dan IR adalah sama.
Untuk resistor ideal nilai hambatannya tidak terpengaruh oleh frekuensi, tetapi pada
prekteknya bagaimanapun akan muncul efek kapasitif dan induktif pada setiap resistor.
Pada induktor energi akan disimpan dalam bentuk medan magnet.
Pada kapasitor energi akan disimpan dalam bentuk medan listrik.
Reaktansi adalah daya hambat yang dimiliki induktor dan kapasitor dalam arus AC.

Persamaan reaktansi induktif :

Persamaan reaktansi kapasitif :








Untuk resistor, tegangan dan arus adalah sephasa, karenanya tidak ada pergeseran phasa,
dan sudut antara keduanya adalah 0o.
Kombinasi dari elemen-elemen reaktif dan resisif disebut impedansi (Z).
Impedansi adalah suatu ukuran yang menyatakan kemampuan suatu rangkaian AC untuk
menghambat arus yang mengalir.
No Comments
Transistor
October 12th, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif
TRANSISTOR BIPOLAR (BJT)



Jenis ini menggunakan dua pembawa muatan, elektron bebas, dan hole.
Kata bipolar berarti dua kutub.
Contoh transistor bipolar :

Terdiri dari 3 lapisan bahan semikonduktor yang masing-masing disebut Emitor (E), Basis

(B), dan Kolektor
.
Terdapat dua jenis transistor bipolar, yaitu PNP BJT dan NPN BJT.





Daerah-daerah tersebut adalah tipe-p, tipe-n, dan tipe-p pada transistor PNP.
Sedangkan tipe-n, tipe-p, dan tipe-n pada transistor NPN.
Setiap daerah semikonduktor disambungkan ke E, B, C.
Basis terletak di antara emitor dan kolektor.
Kolektor mengelilingi daerah emitor.

Transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor.

Transistor PNP hidup ketika tegangan basis lebih rendah daripada emitor.

Cara kerja (misal PNP) :
Muatan positif dari VEE melalui RE masuk ke emitor, tipe-p. Pembawa muatan dari emitor
akan tertarik masuk ke basis, diteruskan ke kolektor, dan masuk ke hambatan R C dan terus
kembali. Arus IC dan RCCB dari kolektor ke basis, berlawanan dengan arus dari emitor, yaitu
IBC. Semakin lama ICB=IBC sehingga arus kolektor IC yang mengalir pada RC menjadi sama
dengan nol.Untuk menghindari arus balik ICB, kolektor harus berada pada tegangan jauh di
bawah basis, walaupun ada arus IC mengalir di dalam hambatan kolektor IC. Untuk itu antara
kolektor dan basis dipasang tegangan panjar mundur melalui catu daya VCC, seperti gambar
berikut.
akan membuat kolektor mempunyai muatan positif terhadap basis, sehingga sambungan pn
antara kolektor dan basis juga akan mendapat panjar maju. Selanjutnya ini akan menarik arus
I

Penggunaan transistor bipolar :
1. Sensor suhu, mengukur suhu dengan menghitung perbedaan dua tegangan pada dua arus
panjar dengan perbandingan yang diketahui.
2. Pengubah logaritmik, karena tegangan basis-emitor sebagai fungsi logaritmik dari arus basisemitor dan kolektor-emitor.
TRANSISTOR EFEK MEDAN (FET)















Menggunakan medan listrik untuk mengendalikan konduktifitas suatu kanal dari jenis
pembawa muatan tunggal dalam bahan semikonduktor.
Hampir sama dengan BJT, punya 3 kaki, yaitu gerbang (gate), cerat (drain), dan sumber
(source).
Ada juga saluran keempat, yang dinamakan badan, dasar, atau substrat untuk kegunaan teknis
dalam pemanjaran transistor ke dalam titik operasi.
Gerbang sebagai pengontrol buka-tutup dari gerbang sesungguhnya.
Gerbang ini mengizinkan elektron untuk mengalir atau mencegahnya dengan membuat
sebuah kanal di antara sumber dan cerat.
Elektron mengalir dari sumber ke cerat.
Badan merupakan semikonduktor dasar di mana gerbang, cerat, dan sumber diletakkan.
Badan disambungkan ke tegangan tertinggi atau terendah pada sirkuit, tergantung tipenya.
FET mengendalikan aliran elektron dari sumber ke cerat dengan mengubah besar dan bentuk
dari sebuah kanal konduktif.
Sebuah tegangan negatif gerbang ke sumber menyebabkan daerah pemiskinan bertambah
lebar dan menghalangi kanal dari kedua sisi, mempersempit kanal konduktif.
Peningkatan tegangan gerbang ke sumber akan menarik lebih banyak elektron menuju
gerbang yang memungkinkannya untuk membuat kanal konduktif dari sumber ke cerat,
proses ini disebut pembalikan.
JFET sangat sesuai untuk aplikasi yang membutuhkan resistansi masukan yang tinggi.
FET yang paling sering digunakan adalah MOSFET.
No Comments
Kesan Pelatihan Pertama
March 21st, 2011 in Uncategorized by Rohandi Latif
Hampir saja aku tidak mengikuti pelatihan perdana membuat blog ini. Agenda hari itu
berbenturan dengan rapat kerja SKI FT UNS periode 2011. Awalnya aku sempat bingung
karena keduanya sama-sama penting dan jika ditinggalkan ada konsekuensinya masingmasing. Sekilas terpikir, daripada aku ikut rapat yang biasanya “membosankan” lebih baik
aku ikut kegiatan yang lebih bermanfaat dan bisa mendapatkan ilmu baru.
Pelatihan kali ini adalah membuat blog dengan domain dari UNS. Sebelumnya aku sudah
pernah membuat blog dari blogspot untuk tugas mata pelajaran TIK pada masa putih abu-abu
alias SMA. Ternyata blog dari UNS ini agak berbeda dengan blogsppot. Format yang dipakai
adalah format wordpress. Perlu adaptasi lebih dulu untuk menguasai luarnya sampai dalamdalamnya. Alhamdulillah hanya perlu waktu singkat untuk memahaminya berkat penjelasan
dari Mr.Tikno yang lugas, jelas, padat dan tempo yang pas. Selanjutnya, aku harus bisa
memperdalam penguasaannya sendiri.
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Kerja Praktek
Pesatnya perkembangan industri yang terjadi saat ini salah satunya karena sangat
didukung oleh kondisi keamanan dan stabilitas negara. Hal ini dapat dilihat dengan
didirikannya industri – industri besar yang menyerap banyak tenaga kerja, sehingga
kemudian dapat mengurangi angka pengangguran. Rintangan terbesar muncul dari persaingan
yang sangat ketat di era globalisasi seperti saat ini, dimana perkembangan aspek teknologi
dari dalam maupun luar negeri menuntut kita untuk memiliki kemampuan untuk memberikan
kontribusi yang baik pada bidang pekerjaan kita secara profesional. Dalam rangka
pemenuhan persyaratan tersebut, tentunya kita, sebagai calon tenaga kerja yang berkualitas
haruslah memiliki bekal berupa pendidikan baik secara formal maupun non formal. Selain
bekal pendidikan tersebut, kita juga dituntuk untuk dapat mampu untuk terlibat secara aktif
dan nyata dalam bidang ilmiah di masyarakat dan pada akhirnya memiliki kualitas untuk
mengikuti persaingan yang terjadi dalam dunia globalisasi.
Persiapan yang memadai dari tenaga kerja, baik secara teori maupun kemampuan
nyata di lapangan diharapkan mampu melahirkan tenaga – tenaga kerja Indonesia yang
berkualitas dan unggul. Persiapan ini tidak mutlak menjadi tanggung jawab dari lembaga
pendidikan semata dikarenakan keterbatasan sumber daya yang dimiliki oleh lembaga –
lembaga tersebut dalam menyediakan berbagai sarana dan prasarana yang sesuai dengan
kemajuan dan perkembangan mutakhir dari keadaan nyata di lapangan.
Keterbatasan inilah yang kemudian diharapkan dapat dijembatani oleh lembaga
industri dan korporasi yang ada saat ini. Lembaga industri dan korporasi inilah yang nantinya
akan menjadi pengguna dari calon – calon tenaga kerja yang ada, sehingga tentunya mereka
mengharapkan apabila dalam proses penerimaannya, calon tenaga kerja yang ada merupakan
calon tenaga kerja yang berkualitas dan siap pakai.
Proses hubungan tersebut kemudian dituangkan dalam suatu bentuk Kerja Praktek, di
mana oleh lembaga pendidikan diharapkan para mahasiswa yang sedang dalam masa
penempaan tersebut mampu melihat secara nyata berbagai hal yang sifatnya aplikatif dari
proses pembelajaran yang telah dilalui melalui pendidikan formal. Hal ini sekaligus juga
merupakan suatu bentuk usaha untuk menyiapkan mahasiswa tidak hanya sebagai calon
tenaga kerja berkualitas, tetapi juga siap pakai.
Dalam Kerja Praktek, mahasiswa diberikan kebebasan dalam memilih lembaga
industri maupun korporasi yang sesuai dengan minat. Hal ini disesuaikan dengan semboyan
utama pendidikan yaitu “Tut Wuri Handayani”, dari belakang memberikan dorongan,
sehingga mahasiswa dapat berkembang sesuai dengan cita – cita dan keinginannya, namun
tetap dalam koridor yang ditetapkan oleh lembaga pendidikan. Adapun pemilihan topik
dalam Kerja Praktek juga diserahkan kepada mahasiswa dengan tujuan membantu mahasiswa
untuk memilih bidang yang ingin lebih didalami sehingga membantunya lebih jauh tentang
pemahaman terhadap pembelajaran teori yang telah dilaluinya. Seluruh rangkaian
pengamatan tersebut kemudian dibukukan dalam suatu bentuk laporan Kerja Praktek.
I.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dilaksanakan kerja praktek adalah sebagai pemenuhan dari beban
satuan kredit semester (SKS) yang harus ditempuh sebagai persyaratan akademis di FTI
Universitas Trisakti, Jurusan Teknik Elektro. Dalam Kerja Praktek ini diharapkan mahasiswa
dapat memahami penerapan berbagai ilmu yang telah diperoleh dalam kuliah sehingga dapat
meningkatkan pemahaman tentang penggunaan ilmu tersebut serta menumbuhkan kesiapan
mental mahasiswa untuk memasuki dunia kerja. Dengan kerja praktek ini Penulis
mengharapkan, melalui PT Indonesia Power UBP Priok khususnya maupun tempat
pembangkitan lainnya pada umumnya, untuk dapat mengetahui proses pengoperasian dan
pemeliharaan sehingga keandalan dan mutu produksi dapat terjamin dan terjaga sampai
dengan jangka waktu yang ditentukan terutama di bagian unit pemeliharaan listrik dan juga
dapat mengetahui gangguan-gangguan apa saja yang sering terjadi dalam proses produksi
tenaga listrik dan mengetahui bagaimana cara mengatasinya.
I.3 Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan kerja prektek ini,masalah yang akan bahas hanya terbatas
pada proses pembangkitan tegangan dimulai dari saat turbin dalam keadaan diam (0 rpm)
hingga berputar pada kecepatan penuh (3000 rpm) dan mengalirkan tegangan masuk ke
jaringan. Proses tersebut dibatasi hanya pada Generator 1.1 PLTGU Priok. Materi yang
diangkat lebih bersifat umum dan tidak menjurus secara khusus pada proses tertentu selama
pembangkitan berlangsung.
I.4. Sistematika Penulisan
BAB I. PENDAHULUAN
Pada bab ini, Penulis membahas penjelasan mengenai latar belakang permasalahan
dalam penulisan laporan, maksud dan tujuan Kerja Praktek, pembatasan masalah untuk
membatasi ruang lingkup penulisan, dan sistematika laporan.
BAB II. SEJARAH DAN STRUKTUR ORGANISASI PT.INDONESIA POWER
Pada bab ini, Penulis menjelaskan secara singkat mengenai sejarah berdirinya
PT.INDONESIA POWER dan perkembangan secara umum serta struktur organisasinya dan
proses produksi yang dihasilkan oleh PT.INDONESIA POWER secara khusus. Selain itu,
akan dibahas juga mengenai Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) Priok tempat di mana Kerja
Praktek berlangsung.
BAB III. LANDASAN TEORI
Pada bab ini, Penulis menjelaskan berbagai dasar teori yang berkaitan dan
berhubungan dengan proses pembangkitan, dimulai dari gambaran sekilas mengenai turbin
gas, generator sinkron, konverter, inverter, dan sistem excitation.
BAB IV. MATERI KERJA PRAKTEK I
Pada bab ini, Penulis menuliskan secara umum langkah – langkah yang harus
dilaksanakan dalam kerangka start-up GT 1.1 PLTGU Priok beserta penjelasan mengenai
kegiatan yang dilakukan pada setiap langkahnya.
BAB V. MATERI KERJA PRAKTEK II
Pada bab ini, Penulis menjelaskan secara lebih terstruktur electrical equipment yang
terlibat dalam proses start-up GT 1.1 PLTGU Priok dan penjelasan singkat tentang bagian –
bagian tersebut.
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini, Penulis menjelaskan tentang kesimpulan – kesimpulan yang diambil terkait
dengan proses pembangkitan yang telah diamati pada bab sebelumnya serta bila memberikan
saran, baik kepada PT. Indonesia Power dalam kerangka peningkatan efisiensi maupun
kepada Penulis lainnya yang ingin mengambil judul serupa sehingga dapat meneruskan dan
melakukan pendalaman yang lebih baik.
Bab II
Sejarah dan Struktur Organisasi
PT Indonesia Power
II.1 Data Umum Perusahaan
PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu anak perusahaan listrik milik PT.
PLN (Persero) yang didirikan pada tanggal 3 Oktober 1995 dengan nama PT. PLN
Pembangkit Tenaga Listrik Jawa Bali I (PT. PLN PJB I). Pembentukan perusahaan ini
berdasarkan Surat Keputusan Menteri Kehakiman Republik Indonesia Nomor C2-12496
HT.01.01.TH.1995. Kemudian pada tanggal 3 Oktober 2000, PT. PLN PJB I resmi berganti
nama menjadi PT. INDONESIA POWER. Sebagai lahan usahanya, PT. INDONESIA
POWER bergerak pada bidang pembangkitan tenaga listrik, dengan 8 (delapan) Unit Bisnis
Pembangkitan (UBP) utama yang terletak di beberapa lokasi strategis yang tersebar di Pulau
Jawa dan Bali untuk mengelola 127 mesin pembangkit dengan total kapasitas terpasang
sekitar 8.888 MW serta pada bidang pemeliharaan yang disebut Unit Bisnis Jasa
Pemeliharaan (UBJP). PT. INDONESIA POWER telah menjadi perusahaan pembangkit
tenaga listrik terbesar di Indonesia di mana delapan UBP utamanya terdiri dari:

UBP Suralaya
Gambar II-1 – UBP Suralaya
Kapasitas Terpasang : 3.400 MW
Jenis Pembangkit : PLTU Batubara

UBP Priok
Gambar II-2 – UBP Priok
Kapasitas Terpasang : 1.248 MW
Jenis Pembangkit : PLTU, PLTGU, PLTG, PLTD

UBP Saguling
Gambar II-3 – UBP Saguling
Kapasitas Terpasang : 797 MW
Jenis Pembangkit : PLTA

UBP Kamojang
Gambar II-4 - UBP Kamojang
Kapasitas Terpasang : 375 MW
Jenis Pembangkit : PLTP

UBP Mrica
Gambar II-5 – UBP Mrica
Kapasitas Terpasang : 306 MW
Jenis Pembangkit : PLTA

UBP Semarang
Gambar II-6 – UBP Semarang
Kapasitas Terpasang : 1.469MW
Jenis Pembangkit : PLTU Minyak, PLTG, PLTGU

UBP Perak – Grati
Gambar II-7 – UBP Perak - Grati
Kapasitas Terpasang : 864 MW
Jenis Pembangkit : PLTU Minyak, PLTG, PLTGU

UBP Bali
Gambar II-8 – UBP Bali
Kapasitas Terpasang : 428 MW
Jenis Pembangkit : PLTD, PLTG
Sementara UBJP terletak di kawasan Tanah Abang, Jakarta Pusat. UBJP ini bertugas
untuk melakukan pemeliharaan terhadap ke delapan UBP yang telah disebutkan sebelumnya,
juga melakukan pemeliharaan berdasarkan permintaan di luar kebutuhan PT. INDONESIA
POWER.
Tabel – Grafik Produksi per Unit Bisnis Pembangkitan berdasarkan data tahun 2007
Kiprah PT. INDONESIA POWER dalam pengembangan usaha penunjang di bidang
pembangkit tenaga listrik juga dilakukan dengan membentuk beberapa anak perusahaan yaitu
PT. COGINDO DAYA PERKASA di mana PT. INDONESIA POWER menguasai 99,%
saham kepemilikannya dan PT. ARTA DAYA COALINDO dengan kepemilikan hingga
60%. PT. COGINDO DAYA PERKASA bergerak pada bidang jasa pelayanan dan
manajemen energi dengan penerapan konsep cogeneration dan distributed generation,
sementara PT. ARTA DAYA COALINDO bergerak pada bidang usaha perdagangan
batubara. Keberadaan kedua anak perusahaan memiliki tujuan sebagai penunjang perusahaan
dalam upayanya meningkatkan pendapatan di masa mendatang.
PT. INDONESIA POWER dalam menjalankan perusahaan memiliki visi dan misi sebagai
berikut:
Visi
menjadi perusahaan publik dengan kinerja kelas dunia dan bersahabat
dengan lingkungan.
Misi
melakukan usaha dalam bidang ketenagalistrikan dan mengembangkan usaha
– usaha lainnya yang berkaitan, berdasarkan kaidah industri yang sehat, guna
menjamin keberadaan dan pengembangan perusahaan dalam jangka panjang.
Untuk mendukung terealisasinya keinginan tersebut, Indonesia Power dan seluruh
Unit Bisnisnya telah berbenah diri. Hal ini dibuktikan dengan diperolehnya berbagai
penghargaan nasional dan internasional antara lain ISO 14001 (Sistem Manajemen
Lingkungan), ISO 9001 (Sistem Manajemen Mutu), SMK3 dari Departemen Tenaga Kerja
dan Transmigrasi Indonesia, Penghargaan Padma untuk bidang Pengembangan Masyarakat,
dan ASEAN Renewable Energy Award.
Adapun visi dan misi tersebut ditentukan sebagai suatu media dalam mendorong
tercapainya tujuan dari PT. INDONESIA POWER, yaitu

Menciptakan mekanisme peningkatan efisiensi yang terus-menerus dalam
penggunaan sumber daya perusahaan.

Meningkatkan pertumbuhan perusahaan secara berkesinambungan dengan bertumpu
pada usaha penyediaan tenaga listrik dan sarana penunjang yang berorientasi pada
permintaan pasar yang berwawasan lingkungan.

Menciptakan kemampuan dan peluang untuk memperoleh pendanaan dari berbagai
sumber yang saling menguntungkan.

Mengoperasikan pembangkit tenaga listrik secara kompetitif serta mencapai standar
kelas dunia dalam hal keamanan, keandalan, efisiensi maupun kelestarian lingkungan.

Mengembangkan budaya perusahaan yang sehat diatas saling menghargai antar
karyawan dan mitra kerja, sertamendorong terus kekokohan integritas pribadi dan
profesionalisme.
Salah satu aspek dari pengembangan sumber daya manusia perusahaan adalah dengan
pembentukan budaya perusahaan di PT. INDONESIA POWER. Budaya perusahaan
diarahkan untuk membentuk sikap dan perilaku yang berdasarkan pada 5 (lima) filosofi dasar
dan pada kelanjutannya diwujudkan dan dinyatakan dalam 12 dimensi perilaku.
Adapun 5 filosofi dasar PT. INDONESIA POWER adalah:
1. Mengutamakan pasar dan pelanggan
2. Menciptakan keunggulan untuk memenangkan persaingan
3. Memelopori pemanfaatan ilmu pengetahuan dan teknologi
4. Menjunjung tinggi etika bisnis
5. Memberi penghargaan atas prestasi
Sedangkan 12 dimensi perilaku tersebut bertautan dengan:
1. Integritas; berpikir benar, bersikap jujur, dapat dipercaya, dan bertindak profesional.
2. Sikap melayani; berusaha memenuhi komitmen terhadap kualitas pelayanan yang
terbaik kepada pelanggan.
3. Komunikasi; melakukan komunikasi yang terbuka, efektif, dan bertanggung jawab
serta mengikuti etika yang berlaku.
4. Kerja sama; melakukan kerja sama yang harmonis
5. Tanggung jawab
6. Kepemimpinan
7. Pengambilan resiko
8. Pemberdayaan
9. Peduli biaya dan kualitas
10. Adaptif
11. Keselarasan tujuan
12. Keseimbangan antara tugas dan hubungan sosial
Pada susunan struktur organisasi PT. INDONESIA POWER, terdiri dari Dewan
Komisaris yang membawahi Dewan Direksi yang terdiri dari Direktur Utama, Direktur
Pengembangan dan Niaga, Direktur Produksi, Direktur Sistem dan SDM, dan Direktur
Keuangan, yang mana setiap direktur membawahi divisi yang dipimpin oleh seorang
manajer.
II.2 Sejarah dan Profil UBP Priok
PT. INDONESIA POWER Unit Bisnis Pembangkitan Priok merupakan salah satu
unit bisnis pembangkitan besar yang dimiliki oleh PT. INDONESIA POWER. Saat ini
terpasang 16 unit pembangkit dengan total kapasitas terpasang 1.248 MW terdiri dari dua unit
PLTG siklus terbuka, enam unit PLTD, dua blok PLTGU yang setiap bloknya terdiri dari 3
unit turbin gas dan 1 unit PLTU.
Pertengahan tahun 1960, dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik di Jakarta
khususnya dan Jawa Barat pada umumnya, maka PLN Eksploitasi XIII membangun PLTU
konvensional 1 dan 2. Namun pada tahun 1989, dengan mempertimbangkan berbagai faktor
maka PLTU 1 dan 2 tersebut tidak dioperasikan lagi.
Pesatnya pembangunan di segala bidang khususnya industri maka di tahun 1972
dibangun 2 unit PLTU 3 dan 4. Setelah sekian lama dioperasikan, unit ini pada kondisi
Reserve Shut Down.
Berikutnya dibangun PLTG John Brown, kini dipergunakan oleh PLTA Suralaya
untuk unit Black Start, lalu dibangun lagi 2 unit PLTG Westing House dan GE 4, 5, 6, 7. Saat
ini PUB 6 direlokasi ke PLN wilayah Sumatera bagian selatan yang letaknya di daerah
Indragiri Palembang, sebagai pengelola PT. Cogindo anak perusahaan PT. Indonesia Power,
sedangkan unit 7 Draw Back to GE. Unit 4 dan 5 direlokasi ke Bali menjadi PLTGU
Pemaron.
Terdapatnya 2 unit PLTG yang istimewa yaitu PLTG 1 dan PLTG 3 yang dapat
dihidupkan tanpa menggunakan energi listrik dari luar (Black Start), apabila terjadi
pemadaman total (Black Out). Energi listrik yang dihasilkan dapat dipergunakan untuk
menghidupkan unit pembangkit lainnya, kemampuan ini sangat menunjang dalam rangka
pemulihan kembali sistem kelistrikan Jawa – Bali. Karena fungsinya yang sangat vital, kedua
unit ini tidak dioperasikan setiap hari.
Selain kedua unit PLTG tersebut, Unit Pembangkitan Priok juga mengelola 6 unit
PLTD Senayan beroperasi tahun 1961. PLTD Senayan Kebayoran, melalui feeder VIP
hingga saat ini memasok kebutuhan energi listrik ke gedung MPR, Gelora Bung Karno dan
TVRI.
Tanggal 25 Maret 1992, PLN menyertakan konsorsium internasional yaitu ABB dan
Marubeni untuk membangun 2 blok. Dengan menggunakan kabel bawah tanah, listrik sebesar
150 KV disalurkan ke GI Plumpang dan GI Ancol. Selain itu listrik juga dialirkan melalui
saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 KV ke Kemayoran I/II, Plumpang I/II. Setelah
PLTGU Priok sempurna untuk dioperasikan maka dilakukan sinkronisasi ke sistem
kelistrikan Jawa-Bali.
Sampai saat ini, kemampuan Sumber Daya Manusia yang dimiliki Unit Pembangkitan
Priok merupakan aset yang tak ternilai. Selain memiliki SDM profesional yang ahli di
bidangnya, pihak manajemen juga berhasil mengelola perusahaan dengan baik. Terbukti
dengan berhasilnya mendapat sertifikat ISO 9002, ISO 14001 dan SMK 3 dan ISO 9001 versi
2000.
Mesin – Mesin yang dimiliki dan dikelola oleh UBP Priok adalah:

PLTD Senayan
Jumlah unit : 4 Unit
Kapasitas per Unit : 2,52 MW
Kapasitas Total : 10,08 MW

PLTD Senayan
Jumlah Unit : 2 Unit
Kapasitas per Unit : 3,00 MW
Kapasitas Total : 6,00 MW

PLTG Priok
Jumlah Unit : 2 Unit
Kapasitas per Unit : 26,00 MW
Kapasitas Total : 52,00 MW

PLTGU Priok – Gas Turbine
Jumlah Unit : 6 Unit
Kapasitas per Unit : 130 MW
Kapasitas Total : 780,00 MW

PTGU Priok – Steam Turbine
Jumlah Unit : 2 Unit
Kapasitas per Unit : 200,00 MW
Kapasitas Total : 400,00 MW
II.2.1 Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Priok
Pada prinsipnya PLTGU adalah penggabungan PLTG dan PLTU, dengan
memanfaatkan energi panas yang terbuang dari hasil pembakaran pada PLTG untuk
memanaskan air pada HRSG (Heat Recovery Steam Generator) sehingga menghasilkan uap
yang mampu menggerakkan turbin. Siklus yang terjadi pada PLTGU merupakan siklus
tertutup yang terdiri dari siklus turbin gas dan siklus turbin uap. Dengan demikian energi
dimanfaatkan secara optimal.
Saat ini PLTGU Priok memiliki dua blok pembangkit. Setiap blok terdiri dari 3 unit
PLTG dan 1 unit PLTU. Pembangunan pembangkit listrik dimulai pada 25 Maret 1992 dan
diresmikan penggunaannya oleh Presiden RI pada 18 Januari 1994.
Gambar II-9 – Proses Pembangkitan Listrik pada PLTGU Priok
Proses pada Turbin Gas (PLTG)
Bahan gas alam (natural gas) yang disupply dari ARCO Station (1) langsung
dimasukkan ke dalam ruang bakar/Combustion Chamber (2) bersama-sama dengan udara
yang disupply dari Main Compressor (4) setelah terlebih dahulu melalui saringan udara/Air
Filter (5). Maka akan menghasilkan gas panas yang selanjutnya akan dimasukkan langsung
ke dalam Turbin Gas (3) sedangkan gas bekas yang telah melalui turbin gas tadi, apabila
tidak dipakai (open cycle) akan langsung dibuang keluar melalui katup (8), tetapi bila dipakai
lagi (closed cycle) akan dimasukkan kembali melalui katup (9) ke dalam Heat Recovery
Steam Generator HRSG (10)
Proses pada Turbin Uap (PLTU)
Air pengisi yang berada di dalam deaerator (11) akan dibagi dua yaitu melalui Low
Pressure Flow Water/LPFW (13) dan High Pressure FW/HPFW (12). Air pengisi yang dari
HPFW akan dimasukkan ke dalam HRSG setelah melalui pipa/saluran uap HP Admission
Steam diteruskan ke Turbin Uap High Pressure Turbine/HPT (15) yang sebelumnya terlebih
dahulu melalui Katup Uap Utama (14) dan setelah itu diteruskan lagi ke Low Pressure
Turbine/LPT (16) yang selanjutnya dikopling dengan Generator (17) untuk menghasilkan
tenaga listrik melalui Penghantar (18).
Uap bekas yang keluar dari LPT tadi akan dialirkan kembali ke dalam Condenser (19)
untuk diubah kembali menjadi air kondensat setelah dikondensasi oleh air pendingin/air laut.
Air kondensat selanjutnya akan dipompakan oleh Condensate Pump (20) untuk selanjutnya
terus dimasukkan ke dalam Feed Water Tank yang berada pada deaerator.
Air dari Condensate Pump tadi dicabang lagi ke dalam HP Bypass (21), uap diatur
dengan Katup uap tekanan tinggi (22), sedangkan cabang yang lain yaitu LP Bypass (23) uap
diatur dengan Katup uap tekanan rendah (24). Katup uap tekanan tinggi utama (25)
digunakan untuk mengatur jumlah uap tekanan tinggi masuk ke dalam turbin uap (HPT),
sedangkan uap tekanan tinggi yang dipakai untuk memanaskan deaerator diatur jumlahnya
oleh Katup Uap (26).
Proses Penyaluran Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang dikeluarkan dari Penghantar Listrik PLTG (17) bertegangan 15,75
kV dan dari Penghantar Listrik PLTU (18) bertegangan 18 kV kemudian dinaikkan oleh
Main Transformer menjadi 150 kV untuk selanjutnya diinterkoneksi pada sistem jaringan
Jawa-Bali
II.2.2 Keuntungan Penggunaan PLTGU Priok
Keberadaan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap di UBP Priok merupakan suatu
kelebihan tersendiri dikarenakan beberapa alasan berikut:
1. Efisiensi thermal dari PLTGU mendekati 42%. Efisiensi ini berarti bahwa biaya
operasi (Rp/kWh) akan lebih rendah dibandingkan dengan pembangkit lain yang juga
menggunakan energi thermal
2. Pad awal penggunaannya, PLTGU menggunakan gas propane yang hasil
pembakarannya tidak mencemari lingkungan. Akan tetapi, akibat berbagai keadaan di
lapangan, akhirnya penggunaan gas tersebut kemudian dibatasi dan sebagian
pembangkitnya menggunakan HSD sebagai bahan bakar.
3. Pengendalian PLTGU dilakukan secara komputerisasi, di mana pengaturan dan
pengoperasian dapat dikendalikan dari satu ruang kontrol yang terintegrasi.
4. 1 (satu) blok PLTGU dapat mencapai kondisi beban maksimum hanya dalam waktu
sekitar 150 (seratus lima puluh) menit.
5. Keberadaan fasilitas sistem diagnosa yang memudahkan prosedur pemeliharaan.
II.3 Lokasi dan Tempat Perusahaan
UBP Priok terletak di kawasan Tanjung Priok, Jakarta Utara dengan pertimbangan
sebagai berikut:

Alasan teknis, suplai gas untuk memasok PLTGU berasal dari kilang lepas pantai
sehingga keberadaan UBP Priok yang menggunakan gas sebagai bahan bakar untuk
PLTGU haruslah berdekatan dengan lokasi kilang tersebut.

Alasan non-teknis, adalah faktor kebisingan, keamanan kerja, dan lingkungan
mengharuskan UBP Priok terletak jauh dari kawasan pemukiman dan pada area yang
terisolasi.
II.4 Data Teknis PLTGU UBP Priok
Turbin Gas
Pabrik : Asia Brown Boveri (ABB)
Jumlah sudu : 5 (lima) tingkat
Kompresor : 21 (duapuluh satu) tingkat
Model : GT-13E SBK
Kapasitas : 140.830 KW
Putaran : 3000 rpm
Suhu Uap Masuk : Beban dasar : 1070 oC
Beban puncak : 1115 oC
Suhu Gas Buang : Beban dasar : 527 oC
Beban puncak : 554 oC
Bahan Bakar : Minyak HSD : 30,426 ton/jam/unit
Gas Propane : 9,2 kg/sec/0,011 MMBTU/kWh
Temperatur : Udara masuk : 30 oC
Gas buang : 554 oC
Tahun Pembuatan : 1992
Generator
Pabrik : ABB GT
Type : WY Z1L-097LLT
Phasa : 3 (tiga)
Frekuensi : 50 Hz
Faktor Daya : 0,8 (lagging)
Tegangan : 15,750 kV
Putaran : 3000 rpm
Kapasitas : 210.999 kVA
Massa : 2,72 Ton
J : 5,72 Ton m2
Stator : U = 15.750 V I = 7698 Amp CLB (IEC)
Rotor : U = 310 V I = 1473 Amp
Insulation Class : F-stator
Tahun Pembuatan : 1992
Turbin Uap
Pabrik : ABB
Type : DKZ-Z-2094
Serial : I-36021
Putaran : 3000 rpm
Kapasitas : 199.600 kW
Jumlah Sudu : 30 (tigapuluh) tingkat
Temperatur : 479 oC
Tekanan : 60 bar
Tahun Pembuatan : 1992
Generator
Pabrik : ABB GT
Type : WY-Z1L-100LLT
Serial : HM 300792
Fasa : 3 (tiga) Y
Frekuensi : 50 Hz
Faktor Daya : 0,9
Tegangan : 18.000 kV
Putaran : 3000 rpm
Kapasitas Daya : 236.000 kVA
Nominal Output : 223.000 kVA
Arus : 7153 Amp
Insulation Class : F-stator
Tahun Pembuatan : 1992
BAB III
LANDASAN TEORI
III.1 Turbin Gas
III.1.1 Umum
Sebuah pusat listrik tenaga gas turbin terdiri dari beberapa bagian yaitu kompresor,
ruang pembakaran, turbin gas, dan generator. Bagian – bagian tersebut kemudian terintegrasi
dengan suatu sistem kerja yang secara garis besar digambarkan pada gambar berikut:
Gambar III-1 – Diagram Aliran Daya
Udara luar masuk melalui turbin air inlet filter menuju kompresor, kemudian udara
tersebut ditekan atau dimampatkan. Udara yang telah dimampatkan tersebut dialirkan ke
dalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar ke dalam arus udara
tersebut sehingga terjadi proses pembakaran. Gas hasil pembakaran yang terbentuk kemudian
dimasukkan ke dalam turbin sehingga akan menghasilkan gaya dorong untuk memutar turbin.
Turbin akan berputar yang pada gilirannya menggerakkan kompresor kembali dan generator
listrik sebagai daya yang dimanfaatkan lebih lanjut. Gas hasil pembakaran ini akan keluar ke
luar dan berbaur dengan udara bebas melalui exhaust silencer.
Jenis kerja turbin seperti yang telah dijelaskan di atas, apabila dilihat dari aliran
udaranya, menggunakan sistem terbuka. Keuntungan dari sistem terbuka gas turbin adalah:
1. Ruang bakar yang ringan
Ruang bakar berukuran kecil tetapi dapat menghasilkan temperature yang tinggi
dibandingkan dengan turbin uap. Sistem awal pengapiannya mudah karena hanya
membutuhkan penyulut untuk pertama kali dan pembakaran – pembakaran berikutnya
akan berlangsung sendiri. Desain ruang bakarnya dapat digunakan untuk membakar
habis semua bahan bakar hidrokarbon, baik berupa gas maupun minya diesel, hingga
bahan bakar padat, walaupun jenis bahan bakar padat hampir sama sekali tidak
digunakan.
2. Perputaran rotor dari turbin ataupun kompresor yang satu sumbu
Pergerakan atau perputaran dari rotor baik pada turbin maupun pada kompresor
berada pada satu rotor yang sama sehingga gaya yang dihasilkan akan seimbang dan
secara keseluruhan, getaran yang dihasilkan akan sangat kecil.
3. Waktu pemanasan
Dikarenakan penggunaan campuran antara bahan bakar maupun udara yang keduanya
memiliki tekanan tinggi, waktu pemanasan pada awal starting turbin dapat dilakukan
dalam waktu yang relatif lebih cepat.
4. Perawatan dan Biaya
Perawatan turbin gas lebih mudah dikarenakan bagian dari sistem yang berputar
hanya sedikit dan oleh karena itu biayanya lebih murah. Selain itu, turbin gas
membutuhkan oli pelumas yang lebih sedikit sehingga dapat menekan biaya
operasional.
5. Sistem Pelumasan
Bagian yang perlu dilumasi terbatas pada bagian yang berputar yaitu kompresor,
bearing turbin, dan pada gear unit.
6. Ringkas
Apabila dibandingkan dengan turbin uap, turbin gas lebih sederhana dan ringkas
karena tidak memerlukan boiler dengan feed water evaporator dan condensing
system.
Kerugian dari sistem terbuka turbin gas:
1. Daya guna yang rendah
Daya guna dari gas turbin secara umum rendah dikarenakan daya yang dihasilkan
oleh turbin harus dibagi untuk menggerakkan kompresor udara dan generator listrik.
Perbandingan dayanya kurang lebih 3:2:1
2. Kinerja keseluruhan sistem ditentukan oleh efisiensi dari tiap – tiap bagian
3. Kuantitas Udara
Turbin gas dengan sistem terbuka membutuhkan udara yang besar sebagai pasokan
utama.
Turbin gas bekerja berdasarkan prinsip siklus tenaga gas Brayton atau Joule yang terdiri dari
proses – proses berikut:
Gambar III-2 – Siklus Turbin Gas

Langkah 1 – 2 : Proses isentropic kompresi

Langkah 2 – 3 : Proses isobaric dengan penambahan energi

Langkah 3 – 4 : Proses isentropic dekompresi

Langkah 4 – 1 : Proses isobaric dengan pelepasan energi
Layaknya mesin termodinamis lain, suhu pembakaran yang lebih tinggi akan
menghasilkan tingkat efisensi yang lebih besar. Faktor yang membatasi adalah baja, nikel,
keramik, ataupun material lainnya yang dapat mempertahankan mesin dari panas atau
tekanan. Selain itu, diusahakan pula agar kondisi dari turbin tetap dingin. Kebanyakan turbin
juga mengusahakan pendayagunaan ulang panas yang terbuang, yang pada sistem terbuka
akan terbuang sia – sia. Recuperator adalah tempat terjadinya pertukaran panas yang
melewatkan panas yang terbuang untuk melakukan kompresi udara sebelum terjadinya
pembakaran. Pada siklus kombinasi, panas yang terbuang dialirkan ke turbin uap, sementara
pada kombinasi panas dan daya (co-generation) menggunakan panas yang terbuang untuk
menghasilkan air panas.
Sebagai prinsip dasar, bahwa semakin kecil mesin, maka akan semakin tinggi pula
kecepatan putaran yang dibutuhkan untuk mempertahankannya putaran maksimum.
Kecepatan puncak bilah turbin menentukan tekanan maksimum yang dapat diperoleh, yang
kemudian menghasilkan daya maksimum yang dimungkinkan, tanpa bergantung dari ukuran
mesin. Mesin jet beroperasi pada kecepatan 10.000 rpm, sementara mikro-turbin beroperasi
pada kecepatan 100.000 rpm.
Untuk menghitung efisiensi thermal dari suatu turbin gas yang menggunakan sistem
terbuka berlaku persamaan:
(persamaan 3-1)
(persamaan 3-2)
dimana
= Energi yang ditambahkan pada keadaan 1-2
= Energi yang dibuang pada keadaan 1-4
= Perbandingan kompresi
k = Perbandingan panas spesifik (1,3 – 1,4 untuk udara)
Suatu turbin gas pada umumnya memiliki tingkat efisiensi yang rendah dikarenakan
tingkat konsumsi bahan bakar yang tinggi sementara panas yang terbuang masih memiliki
suhu yang tinggi.
III.1.2 Kompresor
Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikkan tekanan udara. Kompresor yang biasa
dipergunakan adalah kompresor aksial dikarenakan tingkat efisiensi yang lebih tinggi yang
dimiliki oleh kompresor aksial bila dibandingkan dengan kompresor sentrifugal, walaupun
bobotnya lebih berat. Pada kompresor ini, udara mengalir secara aksial mulai inlet sampai
outlet kompresor, seperti layaknya udara mengalir pada sebuah pipa, hanya saja pada
kompresor, karena memiliki beberapa tingkat penekanan udara, maka udara yang mengalir
makin ke dalam kompresor makin tinggi tekanannya.
Arah aliran udara ketika melalui kompresor aksial seperti ketika sedang melalui pipa,
yaitu mendatar seperti yang ditunjukkan oleh gambar. Setiap turbin memiliki tingkatan aliran
yang berbeda, bergantung dari jenis dan spesifikasi turbin. Tinggi kenaikan tekanan udara
pada kompresor dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
(persamaan 3-3)
dimana H = kolom udara (meter)
g = gravitasi
= 9,81 m/s2
Gambar III-3 – Arah Aliran Udara pada Kompresor Aksial
III.1.3 Ruang Bakar
Ruang bakar terdiri dari selubung luar dan suatu tabung silindris yang di bagian
dalamnya dilengkapi dengan pembakar dan dikelilingi oleh beberapa penyemprot bahan
bakar (nozzle) yang jumlahnya bergantung kepada jenis turbin.
Sebagian udara dari kompresor dialirkan di luar ruang bakar, dengan maksud supaya
berfungsi sebagai pendingin ruang bakar. Udara ini kemudian mengalir masuk ke dalam
melalui bagian yang terbuka, untuk mendapatkankan pencampuran yang baik dan pembagian
temperatur yang merata di seluruh bagian di luar ruang bakar.
Ruang bakar yang baik memenuhi beberapa persyaratan berikut:

Tekanan yang hilang kecil

Efisiensi pembakaran tinggi

Kestabilan pengapian yang baik

Ringan

Daya tahan yang baik

Endapan karbon rendah
Pada suatu ruang bakar, luas penampang yang dibutuhkan dapat dihitung melalui
persamaan:
(persamaan 3-4)
kecepatan udara di daerah pembakaran mulai c = 25 m/s hingga 30 m/s, bila c berada
di bawah nilai tersebut maka akan terjadi penyebaran api ke arah kompresor, sementara bila c
berada di atas nilai tersebut maka api akan mengarah ke saluran di luar ruang bakar.
Hal ini akan mengakibatkan kenaikan temperatur di bagian masuk turbin semakin
tinggi, juga akan memadamkan api di ruang bakar dan menyebabkan timbulnya thermal
stress, yang diakibatkan distribusi temperatur yang tidak merata di bagian sebelum turbin.
III.1.4 Turbin Gas
Konstruksi utama dari turbin gas seperti yang terlihat pada gambar terdiri dari
kompresor dan turbin yang berada pada rotor yang sama (single shaft) yang ditumpu oleh
konstruksi baja.
Sistem sudu – sudu turbin gas terdiri dari sudu pengarah yang ditempatkan di dalam
rumah turbin atau penyangga sudu penyerah dan sudu jalan.
Gambar III-4 – Turbin Gas dengan Sistem Terbuka dan Satu Shaft
Untuk memutar kompresor, kecepatan turbin gas dibuat lebih tinggi, supaya
diameternya bisa dibuat lebih kecil dan sudu – sudunya bisa dibuat lebih panjang.
Daya yang dihasilkan turbin dapat diperhitungkan dengan menggunakan persamaan:
(persamaan 3-5)
di mana: PT = daya yang dihasilkan turbin keseluruhan (kW)
PV = daya yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor (kW)
PN = daya efektif yang keluar untuk memutar mesin (kW)
Biasanya daya efektif pada turbin gas sudah diketahui karena ukuran turbin gas
ditentukan oleh daya yang berguna. Daya yang dihasilkan turbin gas harus dibagi sebagian
untuk menggerakkan kompresor udara dan sebagian lagi untuk menggerakkan generator
listrik.
Instalasi turbin gas yang bersifat tetap tidak mengalami pemindah – mindahan, seperti
pada instalasi yang dipakai untuk memutar generator dan untuk menggerakkan kompresor.
Oleh karena itu, turbin harus dapat bekerja dalam jangka waktu yang panjang. Untuk
mendapatkan durasi masa pakai yang lebih lama, maka dalam pemakaiannya turbin haruslah
memikul beban yang tinggi agar efisiensi yang didapat semakin besar.
Dengan semakin tingginya operasi turbin gas, maka kekuatan logam bahan instalasi
turbinpun akan turun. Sifat material yang disebut sebagai kekuatan rangkak, yang kemudian
menjadi salah satu faktor penentu dalam pemilihan logam untuk instalasi turbin gas.
Untuk turbin gas dengan proses sistem terbuka hanya dapat menggunakan bahan
bakar cair atau gas karena hasil proses bahan bakarnya harus bebas dari sisa bahan bakar
(abu) yang keras dan terutama tidak menimbulkan korosi akibat suatu peristiwa kimia.
Sebagai langkah pencegahan, penggunaan bahan bakar padat sangat dihindari.
III.1.5 Sistem Starting Turbin Gas
Pembangkit listrik ini tidak dapat dengan sendirinya melakukan start pada saat
pertama kali akan dijalankan. Ada beberapa sistem start yang dapat digunakan yaitu dengan
pneumatic start, electrohydraulic start, dan turbohydraulic start. Ketiga cara tersebut
menggunakan motor starter untuk menghasilkan gerakan mekanis (rotasional) pertama yang
dibutuhkan untuk menjalankan turbin. Selain cara tersebut, terdapat pula cara lain dengan
memanfaatkan karakteristrik elektronika daya, yaitu melalui penggunaan Static Frequency
Converter (SFC).
III.1.6 Sistem Kebutuhan Udara
Supaya umur hidup turbin gas yang biasa dipakai pada industri dapat diperpanjang,
maka turbin gas haruslah bekerja dengan temperatur rata – rata sebesar 950o K. Untuk
mendinginkan sudu – sudu di setiap tingkat pada turbin, dialirkan udara dari kompresor.
Udara pendingin mengalir di sekeliling dinding sudu dan akhirnya keluar melalui lubang –
lubang kecil yang terdapat pada bagian sudu dan selanjutnya udara akan bercampur dengan
gas yang bekerja di dalam turbin. Fungsi utama dari sistem udara pada turbin gas adalah
membantu proses pembakaran. Tetapi selain itu, sistem udara juga dimanfaatkan untuk:
1. Memberikan tekanan pada oil seals
2. Pendinginan rotor turbin pada Turbin Cooling Air System
3. Membantu pengaturan udara untuk mengoperasikan sistem kontrol bahan bakar
4. Mencegah surge condition pada saat kecepatan turbin belum stabil, terutama pada saat
start.
III.1.7 Sistem Pelumasan
Sistem minyak pelumasan mensirkulasikan minyak pelumas bertekanan rendah ke
beberapa bagian dari turbin dan reduction drive gears yang memiliki fungsi selain sebagai
pelumasan tetapi juga sebagai media pendingin.
III.1.8 Sistem Bahan Bakar
Fungsi utama dari sistem bahan bakar adalah untuk mengontrol besarnya laju aliran
bahan bakar dengan mengontorl tekanan masuknya. Tujuan yang ingin didapat yaitu tubrin
generator dapat berjalan dan berfungsi dengan baik, kecepatannya maksimum dan pada
kecepatan rata – rata dapat diperoleh tegangan yang stabil, mencegah over-temperatur selama
start-up dan operasi, serta menghasilkan frekuensi tegangan AC yang baik walaupun beban
yang ada berubah – ubah.
Bahan Bakar Cair
Minyak bakar asalnya dari minyak bumi dan minyak bumi ini mengandung campuran
zat hidrokarbon. Minyak bakar berat dan sedang adalah yang pertama kali
dipergunakan pada turbin gas di industri. Minyak ini mengandung aspal dan bitumen
yang akan menyebabkan terbentuknya suatu endapan yang sukar terbakar di ruang
bakar dan pada sudu – sudu turbin. Sisa – sisa pembakaran yang didapat dari
pembakaran minyak bakar berat mempunyai bahan – bahan campuran yang untuk
meleburkannya dibutuhkan suhu yang tinggi. Berdasarkan kenyataan ini, maka
pemakaian minyak bakar berat dibatasi penggunaannya.
Bahan bakar untuk diesel cocok untuk turbin gas. Selain itu, dapat pula digunakan
minyak kasar yang diambil langsung dari ladang minyak karena sebagian besar dari
bagian – bagian tersebut mudah menguap.
Bahan Bakar Gas
Bahan bakar yang berbentuk gas yang umum digunakan untuk turbin gas adalah gas
bumi, karena merupakan bahan bakar ideal dan terbaik. Hal ini disebabkan rendahnya
radiasi yang dihasilkan serta proses pembakaran yang lebih mudah dan bersih.
III.2 Generator Sinkron
III.2.1 Pengertian Generator
Generator adalah suatu mesin listrik di mana dalam proses kerjanya melakukan
konversi energi, yaitu dari energi mekanis menjadi energi elektrik. Proses konversi energi
tersebut dilakukan sebagai aplikasi nyata dari Hukum Faraday terkait dengan tegangan
induksi, yaitu:
(persamaan 3-6)
di mana: einduksi = tegangan yang dibangkitan
d
= fungsi dari fluks
dt = fungsi dari waktu
tanda negatif diberikan pada persamaan tersebut sebagai symbol bahwa besarnya tegangan
yang dibangkitkan adalah suatu vektor dengan arah yang berlawanan dengan vektor dari
fluks.
III.2.2 Pengertian Generator Sinkron
Generator sinkron adalah suatu mesin listrik dimana terjadi konversi energi mekanik
yang dihasilkan oleh putaran kumparan rotor yang memotong suatu medan elektromagnet
yang dihasilkan di stator sehingga kemudian menimbulkan energi elektrik. Secara prinsip,
generator sinkron memiliki kumparan rotor yang berfungsi sebagai pembangkit kumparan
medan magnet yang terletak di antara kutub magnit Utara dan Selatan yang diputar oleh suatu
penggerak mula. Hasil perputaran tersebut kemudian akan menimbulkan medan magnet
berupa fluks. Fluks yang timbul ini bersumber dari suatu sumber AC yang memiliki fungsi
sinusoidal sehingga arah putaran dari fluks ini akan berganti setiap ½ periode.
Fluks putar yang berganti – ganti arah tersebut kemudian akan memotong kumparan
stator sehingga pada stator akan timbul gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik tersebut, akibat
pengaruh dari induksi fluks putar yang memiliki sumber AC, juga akan bersifat bolak – balik
yang berarti bahwa berputar dengan kecepatan sinkron terhadap kecepatan penggerak
mulanya.
III.2.3 Dasar – Dasar Pembangkitan Daya Generator Sinkron
Pada generator sinkron, ada beberapa hal dasar yang perlu diketahui sehubungan
dengan proses pembangkitan, yaitu:

Lilitan yang berputar dengan putaran konstan pada alur medan magnet homogen

Lilitan yang dalam keadaan diam pada suatu medan magnet homogeny yang berputar
konstan

Prinsip Induksi Heteropolar (asiklis)
Prinsip Induksi Heteropolar atau asiklis menjelaskan bahwa apabila sepotong kawat berada
dalam medan magnet diputar pada sumbunya, maka kawat tersebut akan memotong garis –
garis gaya sehingga fluksi yang dilingkupinya sebesar:
(persamaan 3-6)
Menurut Hukum Faraday,
(persamaan 3-7)
sehingga akan diperoleh persamaan
(persamaan 3-8)
karena
(persamaan 3-9)
di mana bila
, maka
, maka
(persamaan 3-10)
apabila prinsip tersebut diterapkan terhadap kumparan di mana kumparan merupakan
gabungan sejumlah belitan kawat, maka persamaan di atas akan dimodifikasi menjadi:
(persamaan 3-11)
yang kemudian dapat ditulis ulang menjadi:
(persamaan 3-12)
di mana: N = jumlah eblitan
ω = kecepatan putaran (
Φ = besar fluks medan (Webber)
ê = emaks =
EN = ggl induksi yang dibangkitkan pada sejumlah N belitan kawat
III.2.4 Medan Magnet pada Generator Sinkron
Pada generator sinkron, terdapat dua jenis medan magnet:
Medan Utama
Medan Utama adalah medan yang mempengaruhi kerja dari generator sinkron.
Terdapat dua jenis medan utama, yaitu:
1. Magnet Permanen
Medan magnet yang daya magnetisnya tidak dapat diatur dalam suatu
batasan tertentu dan secara berangsur – angsur mengalami perlemahan
2. Elektromagnet
Medang magnet dimana daya magnetisnya dapat diatur dalam suatu batasan
tertentu. Sebagai arus penguat, dipakai arus searah yang dimasukkan ke
dalam belitan melalui sikat ataupun slip-ring. Arus DC ini diambil dari
suatu komponen penguat yang disebut dynamo pembangkit atau exciter.
Medan Jangkar
Medan jangkar adalah medan yang timbul di belitan stator, sehingga sering disebut
juga sebagai medan stator. Medan ini timbul sebagai hasil superposisi dari medan AC
yang berasal dari tiga kumparan stator. Tiga kumparan stator ini mewakili masing –
masing phasa dari arus bolak – balik, yaitu R, S, dan T. Sumbunya membentuk sudut
sebesar
dan arus yang berbeda phasa sebesar 120o. Kecepatan dan arah perputaran
sama dengan medan utama, sehingga keduanya dapat disuperposisikan.
Besarnya putaran ini dapat diketahui berdasarkan:
(persamaan 3-13)
Atau
(persamaan 3-14)
di mana: n = jumlah putaran per menit
f = frekuensi AC yang dipergunakan
p = jumlah kutub
120 = besarnya perbedaan phasa di antara kutub sumbu
Gambar III-5 – Skema Lilitan Generator 3 Phasa
III.2.5 Tegangan yang Diinduksikan
Besar gaya gerak listrik yang diinduksikan oleh kumparan stator per phasa adalah:
(persamaan 3-15)
di mana:
= gaya gerak listrik induksi kumparan stator
f = frekuensi output generator
M = jumlah kumparan per phasa
kd = faktor distribusi
Φ = fluks magnet per kutub per phasa
dapat dinyatakan juga bahwa
, di mana Z = jumlah konduktor seluruh slot per phasa
maka, persamaan tersebut dapat ditulis ulang menjadi:
(persamaan 3-16)
(persamaan 3-17)
di mana
(persamaan 3-18)
Sementara, harga rata – rata dari gaya gerak listrik induksi adalah:
(persamaan 3-19)
III.2.6 Hubungan Kerja Parallel Generator Sinkron
Kerja parallel adalah pengoperasian beberapa buah generator secara bersama – sama,
di mana output dari genset yang beroperasi disalurkan ke beban melalui bus yang sama
(common busbar system). Sedangkan yang dimaksud dengan sinkronisasi adalah kerja satu
generator untuk kerja parallel dengan generator lainnya, karena pada umumnya generator
sinkron yang bekerja utnuk suatu sistem tenaga bekerja parallel dengan banyak generator
lain. Kerja parallel antar beberapa generator dilakukan utnuk meningkatkan besarnya daya
yang dihasilkan.
Seringkali sistem, dimana generator yang akan dihubungkan, sudah mempunya begitu
banyak generator dan beban yang terpasang, sehingga berapapun jumlah daya yang diberikan
oleh generator yang baru masuk tidak mempengaruhi tegangan dan frekuensi dari sistem. Hal
ini yang disbeut generator terhubung pada sistem yang kuat sekali.
Generator dalam keadaan diam tidak boleh dihubungkan ke jala – jala atau sistem
karena pada saat diam, gaya gerak listrik yang terinduksi pada stator adalah nol dan berakibat
hubung singkat. Adapun tujuan utma adari pelaksanaan kerja parallel tersebut adalah:

Penambahan daya
Jika diesel yang terpasang tidak mampu menanggung pertambahan beban listrik
maka dengan kerja parallel masalah tersebut dapat di atasi sehingg daya kerja
generator dapat diandalkan

Kontinuitas
Jika ada gangguan dari sumber listrik, maka beban akan tetap mendapatkan supply
listrik sehingga tidak terjadi pemutusan supply. Selain itu, keadaan parallel
menjamin kestabilan tegangan dan frekuensi walaupun besar beban yang
ditanggung berubah – ubah.

Efisiensi
Efisiensi maksimum dari generator dapat tercapai juka generator mengirimkan
supply untuk beban puncak, begitu pula jika generator dioperasikan parallel dengan
generator lainnya.
Pada Generator Sinkron, terdapat hubungan kerja parallel, yaitu:
1. Generator parallel dengan jala – jala AC
2. Generator parallel dengan generator lain
Syarat kerja parallel dari generator adalah:

Tegangan pada generator pertama sama dengan tegangan pada generator kedua

Frekuensi ataupun kecepatan sudut dari generator pertama harus sama dengan
frekuensi maupun kecepatan sudut dari generator kedua

Urut – urutan phasa dari kedua generator sama.

Vektor tegangan yang saling berhimpit antara tegangan dari generator pertama dengan
jala – jala dari generator kedua.
Generator yang akan digunakan untuk kerja parallel pentanahannya hanya dilakukan
pada salah satu generator saja. Hal tersebut bertujuan untuk menhindari terjadinya aliran
harmonisa ketiga antar generator yang dapat merusak generator.
III.2.7 Konstruksi Generator Sinkron
Gambar III-6 – Struktur Generator Sinkron
Suatu mesin sinkron dapat bekerja sebagai generator maupun sebagai motor. Hal ini
dikarenakan keduanya memiliki konstruksi yang serupa. Perbedaannya terletak pada fungsi
konversi yang dilakukan, yaitu bila pada generator, mesin sinkron mengubah energi mekanis
dari suatu penggerak mula berupa turbin untuk menghasilkan energi elektrik, maka pada
motor, mesin sinkron memanfaatkan energi elektrik untuk menjadi energi mekanis yang akan
memutar suatu beban. Adapun konstruksi mesin sinkron terdiri dari:

Rangka Mesin
Rangka mesin berfungsi sebagai pemegang inti jangkar atau stator. Pada mesin
besar putaran rendah dengan diameter yang sangat besar, rangka mesin seringkali
dibuat menjadi bagian – bagian yang dapat dilepas untuk mempermudah
pengangkutan. Rangka mesin terbuat dari besi cor

Inti Stator
Inti stator terbuat dari lembaran – lembaran besi elektris yang terlaminasi.
Lembaran ini diikat menjadi satu dan membentuk stator. Laminasi dilakukan agar
rugi arus eddy menjadi kecil. Inti stator mempunyai alur – alur di mana kumparan
stator diletakan seperti pada gambar.

Rotor
Ada dua jenis rotor yaitu rotor kutub menonjol (salient pole) dan rotor kutub
silindris. Rotor kutub menonjol dipakai pada mesin dengan putaran rendah atau
menengah. Untuk mesin yang besar, kumparan rotor seringkali dibuat dari kawat
persegi. Rotor dengan kutub silindris biasanya dipergunakan pada generator yang
digerakkan oleh turbin uap (kecepatan tinggi). Untuk putaran rendah, biasanya
berdiameter kecil dan panjang. Kumparan rotor diatur sedemikian sehingga agar
terdapat fluks maksimum pada suatu posisi tertentu.

Kumparan peredam
Sering juga disebut kumparan sangkar, yang terdiri dari batang – batang aluminium
atau tembaga yang ujung – ujungnya dihubung singkat. Kumparan ini berguna
untuk meredam osilasi sehinga tidak terjadi hunting atau perubahan kecepatan
sesaat.
III.2.8 Sistem Pendinginan
Sistem pendinginan pada generator dapat dibedakan menjadi:

Pendinginan dengan udara
Generator dengan kapasitas daya di bawah 15 MW didinginkan dengan udara biasa
yang dialirkan melalui cutting menuju stator dan air gap

Pendinginan dengan Hidrogen
Generator dengan kapasitas daya di atas 15 MW didinginkan dengan Hidrogen,
tetapi instalasi generator menjadi lebih sulit karena membutuhkan faktor keamanan
yang tinggi untuk mencegah adanya kebocoran yang dapat menyebabkan
terjadinya ledakan
III.2.9 Pengaturan Tegangan
Tegangan pada terminal dari generator sinkron bergantung dari beban yang terpasang
dan juga faktor daya dari beban tersebut. Pengaturan tegangan atau voltage regulation dari
suatu generator sinkron didefinisikan sebagia perubahan tegangan dari beban nol ke beban
penuh dengan menjaga eksitasi tetap dan putaran tetap. Untuk mesin – mesin kecil,
pengaturan tegangan dapat diperoleh secara langsung. Untuk memperoleh harga teganan pada
beban nol, E0, generator sinkron diputar pada kecepatan normal, eksitasi diatur sehingga
menghasilkan tegangan nominal V pada beban penuh dan kemudian beban dilepas dengan
juga menjaga agar putaran serta arus penguat tetap konstan.
Hal ini kemudian disebut sebagai regulasi tegangan, yang diartikan sebagai batasan
agar kerja generator berada dalam tingkat yang dapat ditoleransi, yang dapat dihitung melalui
persamaan:
(persamaan 3-20)
III.3 Penyearah: Perubahan dari AC ke DC
Input daya pada motor umunya berasal dari sumber yang memiliki tegangan dan
frekuensi yang konstan seperti pada frekuensi 50 Hz ataupun 60 Hz, sementara keluarannya
haruslah dapat memberikan supply berupa tegangan dan/atau frekuensi yang berubah – ubah
ke motor tersebut. Secara garis besar, proses tersebut berlangsung dalam 2 langkah, sumber
AC pertama – tama disearahkan ke DC. Kemudian, sumber DC kemudian dikonversi ke DC
dengan penyesuaian bentuk gelombang keluaran.
III.3.1 Penyearah Phasa Tunggal Gelombang Penuh dengan Dioda Jembatan
Gambar III-7 – Konfigurasi Penyearah Jembatan Gelombang Penuh
Perhatikan Gambar III-11, pada rangkaian tersebut, beban resistor R dialirkan dari
sumber tegangan Vs(t) = V0 sin ωt melalui 4 buah diode yang terhubung dalam penyerah
gelombang penuh konfigurasi diode jembatan.
Jika diandaikan bahwa diode adalah diode ideal, dapat digambarkan bahwa keadaan
diode – diode tersebut adalah sebagai berikut:

Diode D1 dan D3 dalam keadaan ON, diode D2 dan D4 dalam keadaan OFF ketika
Vs(t) > 0

Diode D2 dan D4 dalam keadaan ON, diode D1 dan D3 dalam keadaan OFF ketika
Vs(t) < 0
Tegangan pada resistor, seperti yang digambarkan pada Gambar III-12 dapat
diperhitungkan sebagai berikut:
(persamaan 3-21)
Perhatikan bahwa tegangan resistor bersifat positif untuk kedua polaritas dari
tegangan sumber, yang kemudian diistilahkan sebagai penyerah gelombang penuh. Nilai DC
rata – rata dari bentuk gelombang ini dapat diperhitungkan dengan persamaan:
(persamaan 3-22)
Gambar III-8 – Tegangan pada Resistor R
Akan tetapi, bentuk gelombang seperti ini tidak memungkinkan untuk dapat
dipergunakan pada berbagai peralatan sebagaimana gelombang DC lainnya, sehingga
gelombang DC yang dikehendaki haruslah konstan dan tanpa riak. Untuk memperolehnya,
dapat dipergunakan kapasitor yang akan memperhalus tegangan DC yang dibentuk.
Gambar III-9 – Penyearah Jembatan Gelombang Penuh dengan Filter Kapasitor
Gambar III-10 – Tegangan pada Resistor R setelah Diberikan Filter Kapasitor
III.3.2 Penyerah Diode Jembatan Tiga Phasa
Walaupun pada umumnya sistem daya phasa tunggal banyak dipakai pada peralatan
yang memiliki rating antara 5 kW atau lebih, pada sistem dengan daya yang lebih besar
banyak mempergunakan sumber 3 phasa. Secara umum, hal – hal yang terdapat pada
penyearah diode jembatan phasa tunggal juga berlaku untuk penyearah diode jembatan tiga
phasa.
Gambar III-11 – Penyearah Gelombang Penuh 3 Phasa
Gambar III-12 – Tegangan Saluran-ke-Saluran dan Tegangan pada Resistor R
Pada Gambar III-11, ditunjukkan suatu sistem dimana beban R mendapat supply dari
suatu sumber tiga phasa yang melalui diode jembatan tiga phasa, enam pulsa. Gambar III-12
menunjukkan fungsi tegangan tiga phasa tegangan saluran-ke-saluran (Nilai puncak
where
adalah nilai rms dari tegangan saluran-ke-saluran) dan tegangan
resistor VR(t). Akan tetapi, yang membedakan antara penyerah phasa tunggal dengan tiga
phasa adalah bahwa VR(t), tegangan resistor tidak akan mencapai nilai nol, akan tetapi
jembatan diode tiga phasa tersebut akan menghasilkan nilai dari tiga buah tegangan saluranke-saluran. Nilai dc rata – rata dari tegangan ini adalah:
(persamaan 3-23)
di mana V1-1,rms merupakan nilai rms dari tegangan saluran-ke-saluran.
Gambar III-13 – Tabel Waktu Konduksi Diode untuk Penyearah Jembatan 3 Phasa
Gambar III-14 menunjukkan urutan switching diode untuk jembatan tiga phasa
berdasarkan periode tunggal dari gelombang tiga phasa yang dihasilkan. Perhatikan bahwa
hanya dua buah diode yang berada dalam kondisi ON pada waktu yang bersamaan dan setiap
diode berada dalam kondisi ON pada 1/3 siklus atau sebesar 120o.
Gambar III-14 – Penyearah Jembatan 3 Phasa dengan SCR
Pada pengaturan phasa dengan menggunakan jembatan SCR, akan menghasilkan
output seperti pada gambar berikut:
Gambar III-15 – Tegangan Beban untuk Firing yang ditunda pada SCR pada Jembatan SCR
dengan (a) ��d = 0,1Π dan (b) ��d = 0,9Π
Sementara tegangan dc keluaran rata – ratanya adalah sebesar:
(persamaan 3-24)
III.4 Inverter: Perubahan dari DC ke AC
Inverter adalah peralatan elektronika daya yang digunakan untuk mengubah tegangan
dc menjadi tegangan dan frekuensi yang bervariasi yang banyak dipergunakan untuk
mengoperasikan motor. Rangakaian umum dari suatu Inverter adalah sebagai berikut:
Gambar III-16 – Konfigurasi Inverter dengan Sumber Tegangan
Gambar III-17 – Konfigurasi Inverter dengan Sumber Arus
dimana Gambar III-16 merupakan suatu inverter dengan menggunakan sumber tegangan dc
yang konstan, V0, yang disebut sebagai bus tegangan dc pada masukan inverter. Sementara
Gambar III-17 dengan menggunakan suatu sumber arus dc yang konstan, I0 yang disebut
sebagai inverter sumber arus.
III.4.1 Inverter Phasa Tunggal
Gambar III-18 – Konfigurasi Inverter dengan IGBT
Gambar III-19 – Konfigurasi Inverter dengan Saklar Ideal
Pada Gambar III-18 ditunjukkan konfigurasi inverter phasa tunggal di mana bebannya
memperoleh sumber dari tegangan dc, V0 yang dialirkan melewati satu rangkaian yang terdiri
dari empat IGBT. Rangkaian IGBT tersebut dinamakan sebagai konfigurasi jembatan-H.
MOSFET ataupun alat switching yang sejenis lainnya juga dapat dipergunakan untuk
menggantikan IGBT pada rangkaian.
Analisa terhadap rangkaian ini dimulai dari waktu yang dipergunakan untuk
switching jauh lebih lambat dibandingkan konstanta waktu pembebanan L / R. Kemudian
dengan mengganggap bahwa iL positif dan saklar S1 dan S3 berada dalam kondisi ON, maka
tegangan pada beban adalah V0 dan arusnya adalah V0 / R. Kemudian ketika S1 dimatikan,
sementara S3 tetap dalam keadaan aktif, maka arus beban, yang tidak dapat langsung berubah
sebagai akibat pengaruh inductor, akan mengalir melalui D2. Hal yang sama juga akan terjadi
ketika S3 dimatikan, sementara S1 dibiarkan tetap menyala.
Gambar III-20 –Analisa dari Inverter Jembatan–H keadaan (a) S1&S3 nyala. (b) S3 nyala
Keadaan ini memungkinkan untuk membalik tegangan dan arus beban dengan
menyalakan S2 dan S4, yang mana VL = - V0 dan iL = - V0 / R. Kemudian , tegangan dapat
dikembalikikan ke nol dengan mematikan salah satu dari S2 atau S4. Pada satu saat ini, satu
siklus dari penerapan gelombang tegangan-beban dari Gambar III-24 telah dilengkapi.
Gelombang yang dihasilkan oleh urutan switching dengan waktu penyalaan Δ1T dan
waktu mati Δ2T (Δ2 = 0,5 – Δ1) untuk kedua bagian positif dan negatif dari siklus.
Gelombang tersebut memikiki unsur utama dari AC berupa frekuensi f0 = 1 / T, dimana T
adalah periode dari urutan switching, dan komponen pada frekuensi harmonisa ganjil dari
bagian utamanya.
Gambar III-21 – Gelombang Keluaran dari Inverter Jembatan-H
Gelombang tersebut dapat dipertimbangkan sebagai satu langkah sederhana yang
diperoleh melalui pendekatan gelombang sinusoidal. Analisa Fourier dipergunakan untuk
menunjukkan bahwa gelombang tersebut memiliki bagian utama yaitu amplitudo puncak
(persamaan 3-25)
dan pada harmonisa ganjil dari amplitudo puncak:
(persamaan 3-26)
Walaupun gelombang ini merupakan pendekatan terhadap gelombang sinusoidal,
tetapi telah jelas tergambar bahwa gelombang pendekatan tersebut memiliki komponen –
komponen utama dari gelombang sinusoidal.
III.4.2 Inverter Tiga Phasa
Gambar III-22 – Konfigurasi Inverter 3 Phasa dengan Sumber Tegangan
Gambar III-23 – Konfigurasi Inverter 3 Phasa dengan Sumber Arus
Pada inverter 3 phasa, baik yang menggunakan sumber arus maupun sumber tegangan
dapat menghasilkan gelombang seperti pada inverter phasa tunggal, yang mana hasil yang
diperoleh akan tampak seperti pada gambar berikut
Gambar III-24 – Gelombang Keluaran dari Inverter 3 Phasa
III.5 Excitation
III.5.1 Definisi Eksitasi
Generator Sinkron merupakan tipe mesin listrik yang sangat banyak digunakan pada
pembangkit – pembangkit listrik. Generator sinkron merupakan generator AC yang
beroperasi dengan putaran yang serempak antara rotor dengan medan putar stator. Pada
generator sinkron, pada bagian rotor terdapat kumparan medan sementara pada bagian stator
terletak kumparan medan jangkar. Proses eksitasi atau pembangkitan tegangan pada
generator sinkron adalah dengan memberikan arus DC pada belitan medan. Hal ini sesuai
dengan prinsip electromagnet, bahwa apabila suatu konduktor berarus pada suatu medan
magnet akan membangkitkan fluks yang kemudian menjadi tegangan AC. Besarnya tegangan
yang dihasilkan bergantung pada besarnya arus eksitasi dan kecepatan putaran dari mesin, di
mana apabila kedua variabel tersebut semakin besar, maka teganganpun akan semakin besar.
III.5.2 Metode Eksitasi pada Generator Sinkron
Metode pembangkitan tegangan pada suatu generator sinkron bergantung kepada
jenis mesin yang dipergunakan serta pabrik yang membangun generator tersebut. Akan tetapi,
secara umum terdapat beberapa jenis cara pembangkitan tegangan yaitu:
1. Eksitasi dengan Generator DC
Pada sistem ini, sumber DC yang dipergunakan untuk eksitasi diperoleh dari sebuah
generator DC yang dikopel langsung dengan generator utama.
Arus yang dihasilkan oleh generator DC dialirkan menuju belitan rotor dari generator
utama melalui slip ring yang dilengkapi dengan sikat arang. Sistem ini banyak
dipergunakan pada pembangkit – pembangkit yang dibangun pada waktu yang
lampau dan telah ditinggalkan karena rendahnya efisiensi dalam penggunannya.
2. Eksitasi dengan Generator Tanpa Sikat Arang
Sistem eksitasi ini menggunakan Permanent Magnet Generator (PMG) sebagai
sumber utama dalam proses pembangkitan. PMG merupakan jenis magnet permanent
yang menjadi rotor, sehingga tidak membutuhkan sumber eksitasi dari luar untuk
menghasilkan listrik. PMG akan menghasilkan tegangan AC, yang kemudian
disearahkan dengan bantuan thyristor menjadi sumber DC untuk kemudian dialirkan
ke belitan stator dari generator eksitasi.
Generator eksitasi kemudian akan membangkitkan tegangan AC yang disearahkan
dengan bantuan Rotating Rectifier. Tegangan DC yang dihasilkan kemudian yang
menjadi arus eksitasi untuk generator utama yang dialirkan langsung ke belitan
rotornya tanpa melalui sikat arang.
Apabila dibandingkan dengan proses eksitasi dengan generator DC, hal ini lebih
efisien karena tidak butuhkan perawatan khusus seperti kebutuhan mengganti sikat
arang. Untuk menjadi agar tegangan yang dihasilkan generator selalu konstan, maka
digunakan Automatic Voltage Regulator.
Gambar III-25 – Sistem Excitation dengan Brushless Generator
3. Static Excitation
Static excitation merupakan sistem pembangkitan tegangan yang lebih sederhana dan
modern dikarenakan tidak dibutuhkannya lagi generator tambahan apapun sebagai
media pembangkit tegangan DC yang akan digunakan sebagai arus eksitasi. Untuk
menggantikan fungsi generator tambahan tersebut, Static Excitation menggunakan
tegangan output dari generator yang disearahkan dengan bantuan komponen
elektronika daya. Sistem ini disebut sebagai Static Excitation dikarenakan
peralatannya yang bersifat statis atau diam dan tidak ikut berputar bersama dengan
generator. Penambahan AVR digunakan untuk menjaga tegangan pada keadaan yang
lebih stabil.
Gambar III-30 – Sistem Excitation dengan Static Excitation
BAB IV
START-UP PROCESS PADA
GAS TURBINE GENERATOR 1.1 PLTGU PRIOK
IV. 1 Prosedur Pengoperasian Generator
Dalam mengoperasikan suatu generator, operator harus mengikuti SOP (standard
operation procedure) yang ada sebagai petunjuk dalam mengoperasikan suatu unit
pembangkit. Prosedur pengoperasian dalam suatu sistem pembangkit secara umum dibagi
menjadi empat tahapan, yaitu:
1. Tahap Persiapan
Sebelum mengoperasikan generator, perlu dilakukan prosedur pemeriksaan secara
menyeluruh. Pemeriksaan sebelum pengoperasian akan menjamin kinerja generator
berfungsi dengan baik. Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum mengoperasikan
generator adalah sistem-sistem yang terkait dengan kinerja gas turbin, yaitu:

Sistem Start

Sistem Pendingin udara pada generator

Sistem Pelumasan

Sistem Udara pendingin ruang bakar

Sistem Pengambilan dan Pembuangan Udara

Sistem Pemutar Poros Hidrolik

Sistem Compressor Bleed Valve

Sistem Penyalaan Awal

Sistem Bahan Bakar

Adjusment Of The Compressor Variable Inlet Guide Vane

Sistem Pendingin dan Pelindung Udara

Sistem Pemantau Rotor Train
Bila pemeriksaan sistem di atas dalam kondisi yang baik, maka generator dalam
kondisi siap untuk dijalankan.
2. Tahap Menjalankan Generator
Tahap ini merupakan langkah menjalankan mesin generator dengan putaran rendah
kemudian putaran dinaikkan sampai ke putaran nominal. Setelah kecepatan putar
mesin mencapai putaran nominal, perlu dilakukan pengecekan terhadap parameter
yang ada pada unit tersebut agar berada dalam keadaan normal. Setelah pengecekan
unit dalam kondisi normal kemudian mesin siap untuk dilakukan pembebanan.
3. Tahap Pembebanan
Setelah generator berputar pada kecepatan normal dan dalam kondisi baik, maka siap
dilakukan pembebanan pada sistem operasi. Pembebanan pada generator dapat
bersifat resisitif, induktif maupun kapasitif tergantung dari jenis beban yang diterima
oleh generator.
4. Tahap Menghentikan Generator
Dalam menghentikan generator, haruslah diperhatikan untuk tidak mematikan mesin
secara mendadak. Akan tetapi haruslah mesin dilepaskan dari beban secara perlahan
untuk kemudian biarkan mesin bekerja tanpa beban guna memberikan kesempatan
pada mesin untuk menyesuaikan temperatur kerja seiring dengan penurunan
pemakaian bahan bakar. Apabila sedang diparalel, generator harus dilepaskan dahulu
dari hubungan paralel. Setelah generator berhenti, lakukan pemeriksaan untuk
menjamin keandalan mesin bila generator beroperasi kembali.
IV.2 Sistem pada Generator
Sebelum memulai pengoperasian generator, perlu diketahui sistem-sistem untuk
operasi generator, yaitu :

Sistem Start (Starting System)
Sebelum mengoperasikan generator, perlu diperhatikan spesifikasi dari mesin
generator. Data mesin generator dapat diketahui dari buku manual yang dikeluarkan
oleh pabrik. Hal-hal yang perlu dikenali dari data pada mesin generator, yaitu:
Mesin: Generator:
Diameter silinder Frekwensi
Langkah Tegangan antar fasa
Jumlah dan letak silinder Arus maximum
Letak silinder Daya keluar
Langkah volume persilinder Cos θ
Volume total langkah Eksitasi
Putaran normal Kemampuan operasi
Putaran engkol

Sistem Pendinginan Air Pada Generator
Untuk menurunkan temperatur kerja pada generator diperlukan sistem pendinginan
dengan menggunakan air. Sistem pendinginan menggunakan air murni (fresh water)
yang tidak menggandung kadar garam dan silika ataupun kotoran-kotoran penyebab
korosi mesin. Air juga di campur dengan magnesium cromat. Gambar dari sistem ini
dapat dilihat pada HTCT 305 427. Komponen utama dari sistem pendingin air
generator ini adalah

Coller PDC10 AC010, AC020, AC030

Fans (kipas-kipas) PCD10 AN011, AN021, AN031

Katup-katup PCD10 AA021, AA023
PCD10 AA031, PCD10 AA033

Pompa sirkulasi PCC10 AP010,AP020

Akumulator tekanan PCB70 BB001

Katup pengatur tekanan PCB70 BB001

Perpipaan

Peralatan pengaman dan pemantau
Coller yang berfungsi sebagai penukar panas air/udara,kapasitas pendinginan masingmasing coller adalah 50%. Rangkaian sistem pendingin merupakan sistem tertutup
dan bertekanan. Air yang telah mengalami treatment khusus tersebut dipertahankan
sirkulasinya oleh salah satu dari dua pompa sirkulasi PCC10 AP010 atau AP020
sedangkan pompa yang lainnya berada dalam keadaan stand by. Pompa ini akan
bekarja dengan otomatis jika tekanan pompa sirkulasi turun di bawah nilai yang
seharusnya atau salah satu dari pompa utama gagal beroperasi. Panas yang dihasilkan
oleh generator akan diserap oleh air pendingin di dalam generator coller. Panas
kemudian dibuang ke atmosphere melalui tiga buah penukar panas air/udara dengan
menggunakan udara yang dihembuskan oleh fan.

Sistem Pelumasan
Berfungsi untuk mensuplay kebutuhan minyak pelumas dari gas turbin. Sistem
minyak pelumas membentuk suatu sirkuit pelumasan yang melumasi bantalan –
bantalan turbin gas dan auxiliary gear di samping itu juga mensuplay:
1. Sistem Power Oil Forwarding
2. Sistem Jacking Oil Sistem
3. Sistem Emergency Oil
4. Sistem Reset Untuk Hidrolik trip sirkuit
Gambar sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 430. Komponen Utama dari
sistem minyak pelumasan sendiri terdiri dari:
o
o
o
Lube Oil storage sistem MBV10 termaksud

Tangki MBV10 BB001

Lube oil heater MBV10 AH001, AH002

Oil vapor exhaust fans MBV10 AN001, AN002

Oil separator MBV10 AT001, AT002
Lube Oil Forwarding sistem MBV21 termaksud

Main lube oil pump MBV21 AP001

Lube oil coller MBV21 AC020,AC030,AC040

Twins filter MBV21 AT002

Temperatur control valve MBV21 DT001
Emergency Oil Sistem MBV22 termaksud

Emergency oil pump MBV22 AP001

Lube oil distribution sistem MBV40

Lube oil return sistem MBV70
o
Peralatan pengaman dan pengamatan
o
Sistem pemipaan
Power oil sistem pada sistem pelumasan berfungsi untuk mensuplai kebutuhan
minyak yang dibutuhkan untuk menggerakan sistem kontrol hidrolik dan proteksi.
Sedangkan Jacking Oil System berfungsi untuk memberikan pelumasan secara
hidrodinamis yang berguna untuk memperkecil torsi atau gesekan pada bantalan.
Pada saat rotor barring jacking oil memperkecil torsi yang di butuhkan untuk
memutar poros turbin.

Sistem Udara Pendingin Ruang Bakar
Sistem ini berfungi untuk mendinginkan Burner (ruang bakar). Gambar sistem ini
dapat dilihat pada gambar HTCT 305 436. Sistem udara pendingin ruang bakar terdiri
dari :
o
Pendingin udara MBH41 AC001
o
Tempertur indikator MBH41 CT002
o
Katup searah MBH41 AA001,AA002
o
Orifice MBH41 BP006,BP007
o
Katup udara pendingin MBH41 AA010
Sistem Kebocoran Bahan bakar minyak kembali terdiri dari
o
Katup kebocoran bahan bakar minyak MBH35 AA001
o
Orifice MBH35 BP007
Sistem udara pendingin dan perapat MBH33 mengirim sistem udara pendingin
dengan udara yang sebelumnya telah didinginkan didalam sistem pendingin udara (air
cooler) MBH41 AC001. Sebagian Kecil dari udara pendingin di gunakan untuk
sistem udara kontrol pada blow off valve MBX69.

Sistem Pengambilan Udara (Intake Valve) dan Sistem Udara Keluar (Exhaust Valve).
Sistem pemasukan udara ini berfungsi untuk menyalurkan udara murni ke dalam
ruang bakar. Jumlah dan kualitas udara yang akan masuk ke dalam silinder (ruang
bakar) sangat penting bagi kinerja generator. Udara yang di ambil haruslah bersih
guna mencegah Fauling yang menyababkan drop nya daya keluaran,kesalahan
(malfunction) dan merusak mesin. Udara di arahkan ke inlet kompresor secara
aerodimanis.Sistem ini juga berfungsi untuk mengurangi kebisingan ke lingkungan.
Sistem pembuangan udara yang dikenal dengan knalpot pada mesin berfungsi untuk
menyalurkan gas sisa pembakaran ke udara luar dan sekaligus berfungsi sebagai
peredam getaran akibat ledakan pembakaran serta tekanan gas buang. Fungsi sebagai
peredam getaran ini sangat penting, mengingat getaran yang berlebihan dapat
mempercepat keausan komponen-komponen motor itu sendiri. Gambar dari sistem
intake air dapat dilihat pada gambar HTCT 305 435. Bagian-bagian dari sistem intake
air terdiri dari:
o
o
Ducting udara masuk MBL30,yang meliputi :

Pulse filter MBL30 AT001

Compressor untuk pulse filter MBL30 AN001

Silincer MBL30 BS001
Sistem Pemutar Poros Hidrolik
Sistem ini berfungsi untuk memutar rotor setelah Gas Turbine set stop agar
pendinginan merata, juga untuk menghindari terjadinya pelengkungan poros selama
proses pendinginan berlangsung. Gambar dari sistem ini dapat dilihat pada gambar
HTCT 305 429. Pada prinsipnya sistem ini terdiri dari:

Tangki MBX12 BB01

Pompa AC bertekanan tinggi MBX22 AP001

Pompa DC bertekanan tinggi MBX22 AP002

Sistem minyak pengatur untuk peralatan pemutar poros Hidrolik MBX 51 terdiri dari :

Katup pemandu (pilot valve) MBX51 AA001

Katup pengatur tekanan (constanst presure velve) MBX51 DP001

Alat-alat pemutar poros hidrolik MBK70

Sistem Pemipaan

Alat-alat pengaman dan monitor pemutar poros hidrolik

Sistem Compressor Bleed valve
Untuk membuang sebagian udara kompresi ke udara bebas selama proses start up dan
shut-down. Hal ini adalah untuk mencegah terjadinya rotating stall (aliran udara yang
terputus-putus di sepanjang sudu kompresor dimana bersamaan itu pula timbulah
tegangan kelelahan pada sudu-sudu kompresor) yang akhirnya akan menyebabkan
kerusakan atau kegagalan pada sudu kompresor. Gambar dari sistem ini dapat dilihat
pada gambar HTCT 305 431.Sistem ini terdiri dari:

Compressor bleed valve system MBA81 dengan:

Dua bleed valve pada tingkat 1 MBA81 AA011 dan AA012 sesudah baris ke 4 pada
kompresor

Satu bleed valve pada tingkat 2 MBA81 AA021 sesudah baris 8 pada kompresor

Satu bleed valve pada tingkat 3 MBA81 AA031 sesudah baris 12 pada kompresor

Blow of hood MBA81 HA800 yang di lengkapi dengan silencer MBA81 BS001

Sistem udara untuk bleed valve MBX69 dengan:

Katup penurun tegangan MBX69 DP001,DP003

Supply orifice MBX69 BP001,BP003

Safety relays MBX69 AA001,AA003

Sistem minyak kontrol untuk bleed valve MBX48 dengan :

Pilot valve untuk safety valve MBX48 AA001,AA003

Orifice MBX48 BP011,BP013

Sistem pengamanan dan monitoring

Pemipaan

Sistem Penyalaan Awal
Ignition fuel system adalah sistem penyalaan awal untuk membakar bahan bakar
minyak atau bahan bakar gas pada saat start turbin gas. Gambar dari sistem ini dapat
dilihat pada gambar HTCT 305 426. Komponen dari ignition fuel system terdiri dari :

Propane Gas Blok

Gas bottles MBQ30 BB001,BB002

Change over reducing valve MBQ30 AA001

Filter MBQ30 AT001

Ignition gas flow orifice MBQ30 BP001

Stop valve MBQ30 AA002 sd AA005

Ignition torch dan ignition transformer,termaksud ignition coil dan spark plug
MBM31 AV003

Ignition fuel lines

Sistem Pengaman dan sistem monitoring
Jumlah gas propane pada sistem penyalaan setiap unit 2 buah, 1 buah untuk penyalaan
sedangkan satu unit lagi untuk cadangan. Apabila tekanan gas pada botol yang
dipakai turun mencapai harga minimum, suplai gas akan di tunjang oleh botol
cadangan yang perpindahan botolnya secara otomotis.

Sistem Bahan Bakar
Sistem bahan bakar pada turbin gas terdiri dari tiga pemilihan bahan bakar yaitu
dengan bahan bakar gas, minyak ataupun kombinasi dari kedua bahan bakar tersebut.

Sistem bahan bakar gas pada turbin gas disuplai oleh sistem suplai ke burner dengan
jumlah aliran bahan bakar gas sesuai dengan power output yang dibangkitkan oleh
turbin gas. Sistem bahan bakar gas telah diintegrasikan ke dalam sistem proteksi
pembangkit secara menyeluruh dengan demikinan katup trip akan segera
menghentikan aliran bahan bakar yang menuju ke burner jikan terjadi trip emergency.
Sistem bahan bakar gas dapat dilihat pada gambar HTCT 305 432 dengan
kelengkapan peralatan dan komponen utama sebagai berikut:

o
Sistem bahan bakar gas MBP31 termaksud
o
Main shut off valve gas MBP31 AA001
o
Relief valve MBP31 AA002
o
Stop valve MBP31 AA010
o
Trip valve MBP31 AA003
o
2 buahMeasurement of gas flow MBP31 CP001
o
Control valve MBP31 AA007
o
Filter/separator MBP31 CF001
o
Pressure limiting system MBP31 DP210
o
Ignition gas system MBP32 termaksud
o
Ignition gas/blow off valve MBP32 AA001
o
Gas relief system MBP33 termaksud
o
Gas relief fan MBP33 AN001
o
Relief valve MBP33 AA001
o
Fuel gas drain system MBP35 termaksud
o
Silinder MBP35 BS001
o
Gas piping
o
Pretection dan monitoring device
Sistem bahan bakar minyak pada turbin gas berfungsi untuk mensuplai bahan bakar
minyak ke burner untuk keperluan pembakaran pada tekanan temperatur dan flow rate
yang sesuai dengan power out yang dibangkitkan oleh turbin gas. Sistem bahan bakar
minyak pada turbin gas ini termaksud di dalam sistem proteksi dari pembangkit,
sebagai contoh bila terjadi emergency trip maka suplai dari bahan bakar menuju ke
fuel nozzle dengan segera akan terhenti. Desain skematik dari bahan bakar minyak ini
dapat di lihat pada diagram HTCT 305 433. Komponen utama dari gas turbin adalah
sebagai berikut :

The fuel transfer system MBN31 termaksud

Fuel oil main stop valve MBN31 AA001

Stop valve MBN31 AA004

Drain pump MBN31 AP011

Oil filter MBN31 AT001

Fuel oil flow meter MBN31 CF001

Fuel oil system dari fuel oil pump MBN32 termaksud

Katup minimum flow MBN32 AA001

Fuel oil relief velve MBN32 AA002

Trip valve MBN32 AA005

Control valve MBN32 AA007

Non return valve MBN32 AA011

Fuel oil pump MBN32 AP001

Fuel oil return system MBN34 termaksud

Non return valve MBN34 AA001

Stop valve MBN34 BB001

Fuel return flow meter MBN34 CF001

Pressure limiting valve MBN34 DP001

Fuel oil leakage return system MBN35 termaksud

Fuel oil leakage MBN35 AP001

Tank MBN35 BB001

Three way valve MBN35 AA002

Fuel oil leakage valve MBN35 AA001

Nozzle blow off valve MBN35 AA010

Fuel pipes

Safety and monitoring equipment
Kecuali fuel oil main valve, hubungan antara pipa-pipa dan katup-katup yang
terletak pada combustor (fuel oil return valve, trip valve, control valve, nozzle
blow off valve fuel oil leakage valve), sedangkan komponen – komponen yang
lainnya diletakkan bersama-sama didalam blok bahan minyak.

Sistem bahan bakar ganda pada turbin gas digunakan apabila gas turbin menggunakan
dua jenis bahan bakar gas dan atau minyak ke gas burner MBM31 AV002 atau fuel
nozzle MBM31 AV001. Masing-masing bahan bakar akan diperhatikan tekanan dan
suhunya. Banyaknya pembagian bahan bakar bervariasi tergantung output yang
dikehendaki. Menggunakan dua bahan bakar pada turbin gas dapat dilakukan dari satu
tipe bahan ke bahan bakar lainnya jika ada gangguan pada salah satu sistem bahan
bakar tersebut. Sistem bahan bakar minyak akan mengambil alih secara otomatis
tanpa penundaan operasi. Peralihan penggunaanbahan bakar dapat dilakukan secara
manual. Bentuk diagram pada sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 305 434
meliputi peralatan :

Fuel Oil system MBN (HTCT 690 263)

Fuel gas system MBP (HTCT 690 262)

Peralatan pemindahan bahan bakar lainnya

Adjusment Of the Compressor Variable Inlet Guide Vane
Berfungsi untuk mengatur jumlah udara masuk dari air intake system yang akan di
kompresi oleh kompressor utama gas turbin yaitu dengan mengatur sudut dari
variable inlet guide vane. Pada combined cycle jumlah udara masuk sesuai dengan
perubahan beban,yaitu agar suhu exhaust gas di jaga tetap (konstan) agar di dapatkan
effisiensi maksimum. Gambar/desain dari variable inlet guide vane yaitu HTCT 305
438 mencakup sistem-sistem seperti:

Variable inlet guide vane MBA82 termaksud

Linier amplifier MBAAS001

Elektrik drive with DC motor dan pengereman nya

Hidrolik drive

Hidrolik clamping unit

Power oil system for variable inlet guide vane MBX52

Pilot valve MBX52 AA001

Filter MBX52 AT001

High pressure power oil system MBX22

Safety dan monitoring equipment

Sistem Pendingin Dan Pengamanan Aliran Udara
Berfungsi untuk melindungi rotor dan bagian – bagian turbin gas dari pengaruh gas
panas yang timbul akibat overheating, untuk melindungi sistem pendingin udara dari
masuknya gas panas serta untuk mencegah masuknya udara di luar sistem
panyaringan dari bagian bantalan kompresor ke dalam kompresor. Gambar dari
sistem ini dapat dilihat pada gambar HTCT 306 640. Sistem pendingin dan
pengamanan aliran udara MBH31 ini terdiri dari beberapa bagian yaitu:
o
The colling and sealing air system for turbin exhaut
o
The colling and sealing air system for turbin and compressor diffusor
o
The sealing air system for compressor system
o
The colling vane carriers and turbine vane
o
The colling of the inner housing
o
The colling of the gas turbine rotor and turbine blades
o
Sistem Pemantau Rotor Train
Berfungsi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada rotor turbin gas dikarenakan
oleh kecepatan yang melampaui nilai nominal yang diijinkan maupun dikarenakan
oleh getaran yang terlalu besar sewaktu rotor bekerja. Gambar dari sistem ini dapat
dilihat pada gambar HTCT 306 693. Sistem ini terdiri dari beberapa komponen yaitu:

Electrical Probes for speed MBA30 CS001 TO 003

Mechanical-hydraulic overspeed protecting device MBX01

Trip and reset equipment MBX01 AA010

Overspeed trip MBX01 AZ010

Bearing pedestal vibration pick-ups
IV.3 Pembangkitan Tegangan pada Gas Turbine Generator 1.1 PLTGU Priok
Secara spesifik, proses pembangkitan tegangan pada Gas Turbine Generator 1.1 UBP
Priok dibagi dalam 25 langkah kerja. Generator 1.1 PLTGU Priok memakai SFC sebagai
penggerak mula, dimana generator akan bekerja sebagai motor terlebih dahulu hingga gas
turbin mencapai kecepatan nominal 2800 rpm. Turbin berada dalam keadaan kerja autonom
dimulai dari 700 rpm hingga kemudian pada 2500 rpm, SFC dilepaskan dari sistem.
Kemudian pada 2800 rpm, proses eksitasi dimulai untuk kemudian generator mampu
menghasilkan tegangan keluaran. Secara lengkap langkah – langkah pembangkitan tegangan
pada Gas Turbine Generator 1.1 Priok adalah sebagai berikut:
Step 1
1. Pengaktifan pasokan minyak pelumas
2. Pembukaan saluran pembuangan udara
3. Pemilihan bahan bakar diatur ke bahan bakar cair
Keterangan:
Pada langkah pertama, sistem pelumasan diaktifkan untuk melumasi area – area yang
melakukan gerak yaitu pada beberapa bagian turbin dan bantalan – bantalannya.
Selain itu, dilakukan pemilihan bahan bakar berupa bahan bakar cair atau HSD (High
Solar Diesel).
Step 2
1. Pemilihan bahan bakar gas
2. Pemilihan bahan bakar dual
Keterangan:
Pada langkah kedua, apabila diinginkan sistem bahan bakar gabungan, maka
pemilihan bahan bakar gas dan dual haruslah diaktifkan.
Pada Langkah 1 dan Langkah 2 diketahui bahwa pengoperasian dimulai dengan
pembukaan aliran minyak pelumas serta pembukaan jalur gas buang. Turbin gas
sendiri dapat dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar gas maupun cair (HSD)
atau bahkan penggabungan dari kedua bahan bakar tersebut. Langkah ini perlu
dilakukan karena sebelum start up turbin gas, sistem rotor turning atau rotor barring
sudah terlebih dahulu diaktifkan. Pembukaan exhaust gas tract dilakukan untuk
menghindari kegagalan (trip) turbin karena apabila dicapai suhu exhaust (TAT) ±
575°C turbin akan trip.
Step 3
1. Stop Valve berada pada posisi terbuka
2. Kipas Pembuangan Udara dikondisikan terbuka
3. Relief Valve berada pada posisi tertutup
4. Pemilihan bahan bakar gas
Keterangan:
Pada langkah ketiga, Stop Valve diatur dalam posisi terbuka dan kipas pembuangan
udara juga diatur dalam posisi terbuka. Akan tetapi Relief valve dari generator diatur
dalam posisi tertutup. Kemudian dilanjutkan dengan pemilihan gas sebagai bahan
bakar sebelum proses automatic start dijalankan.
Step 4
1. Pemilihan bahan bakar cair
2. Pemilihan bahan bakar dual
Keterangan:
Pemilihan bakar dilakukan untuk mengganti bahan bakar yang telah dipilih dari gas
menjadi bahan bakar cair ataupun bekerja secara dual.
Step 5
1. Pengaktifan Fuel Forward System
Keterangan:
Fuel Forward System merupakan mekanisme pengaturan pasokan bahan bakar gas
dari tempat penampungannya menuju ke saluran bahan bakar sebelum akhirnya
menuju ruang pembakaran.
Step 6
1. Pengaturan tekanan yang rendah pada tempat pengiriman bahan bakar cair
2. Pembukaan Main Stop Valve dari penampungan bahan bakar cair
Keterangan:
Pembukaan Main Stop Valve bertujuan untuk memulai pengaliran bahan bakar cair
dari tempat penampungannya dengan tekanan yang diatur pada tingkat rendah.
Step 7
1. Pompa bahan bakar minyak dijalankan
Keterangan:
Pompa bahan bakar minyak dijalankan sebagai kelanjutan dari langkah sebelumnya
untuk mengalirkan bahan bakar cair.
Pada Langkah 3 sampai dengan Langkah 7 merupakan suatu mekanisme
pemilihan bahan bakar, baik gas, cair, maupun gabungan, untuk dipasok ke
dalam sistem pembakaran nantinya.
Adapun Start Up dengan menggunakan bahan bakar gas adalah:
1. Pada saat automatic start dilakuan pilihan bahan bakar gas
2. Relief Valve MBP31 AA002 masih dalam keadaan tertutup, sedangkan Main Shut-off
Valve MBP31 AA001 dalam keadaan terbuka. Aliran dari bahan bakar gas sepanjang
Trip Valve MBP31 AA003 masih dalam keadaan tertutup sehingga aliran bahan bakar
masih tertahan sampai saat di mana Gas Relief Fan MBP31 AN01 diaktifkan.
3. Proses start up dilanjutkan setelah Operator mendapat feedback berupa keterangan
dari Main Shuf-off dan Gas Relief Fan yang telah beroperasi serta Relief Valve telah
tertutup.
4. Setelah tercapainya kecepatan nominal dari turbin untuk memulai proses pembakaran
atau ignition, maka Trip Valve akan berada pada posisi terbuka sehingga kemudian
Fuel Ignition System akan beroperasi. Pasokan gas setelahnya berada dalam kendali
Control Valve MBP31 AA007 dan Ignition Gas/Blow-off Valve MBP32 AA001.
5. Gas propane yang dipasok oleh Ignition Fuel System MBQ30 akan menyulut Ignition
Torch MBM31 AV003. Hal ini berlangsung hingga tekanan nominal telah tercapai
oleh Control Valve yang kemudian memicu operasi otomatis dari Blow-off Valve.
6. Ketika Trip Valve dibuka, terjadi perubahan posisi dari Blow-off yang semula
tertutup menjadi dalam keadaan terbuka. Hal ini mengakibatkan mengalirnya gas dari
Ignition Das menuju Orifice MBP BP001 untuk kemudian menuju Burner MBM31
dan berakhir di Ruang Pembakaran (Combuster) MBM30.
7. Setelah pembakaran perdana berhasil, 3 buah monitor pengawas, MBM CN001,
MBM CN002, MBM CN003 akan bekerja mengawasi proses pembakaran tersebut.
Proses penyulutan yang dilakukan dihentikan sementara Control Valve mengatur
besar bukaan katup aliran gas ke dalam ruang bakar agar sesuai dengan kerja
pembebanan yang diinginkan.
Adapun Start Up dengan menggunakan bahan bakar cair (HSD) adalah kurang lebih
seperti proses Start Up dengan bahan bakar gas, hanya saja terdapat beberapa
perbedaan langkah kerja yaitu:
1. Main Stop Valve MBM31 AA001 akan terbuka dan dengan bantuan Fuel Oil Pump
MBN32 AP001 akan mengatur tekanan aliran bahan bakar.
2. Fuel Pump MBN32 AA001 berfungsi untuk memberikan tekanan tambahan pada
bahan bakar sebelum kemudian dialirkan menuju Relief Valve MBN32 AA002.
3. Aliran bahan bakar akan kembali ke tangki utama dan menuju Minimum Flow Valve
MBN32 AA001 setelah Turboset Gas mencapai nilai yang telah ditetapkan
berdasarkan kebutuhan. Minimum Flow Valve berfungsi untuk meningkatkan tekanan
pada bahan bakar. Aliran bahan bakar ini bertujuan untuk menghindari Fuel Oil Pump
atau pompa bahan bakar minyak dari panas berlebih.
4. Ignition Gas System akan bekerja setelah kecepatan penyulutan berada pada nilai
yang ditentukan, yang mana secara bersamaan Trip Valve akan terbuka dan
mengalirkan bahan bakar melalui Filling Valve menuju Nozzle MBM31 AV001.
5. Fuel Oil Relieve Valve akan terbuka secara sempurna. Leakage Valve pada jalur
utama menuju Fuel Oil Leakage Return System pun akan terbuka. Sementara Fuel Oil
Drain Valve akan tertutup dan Fuel Nozzle di sisi kanan akan terbuka untuk
memberikan tekanan minimum.
6. Bahan bakar kemudian mengalir melalui Nozzle menuju ruang bakar dan mengalami
pembakaran. Saat pembakaran terjadi, 3 monitor pengawas akan bertugas untuk
mengawasi proses pembakaran, sementara Control Valve dan Nozzle akan terbuka
sesuai dengan kebutuhan dari penggunaan bahan bakar yang bergantung pada beban
yang ditanggung.
Step 8
1. Pasokan minyak pelumas diaktifkan
Keterangan:
Dengan dimulai nya aliran bahan bakar untuk memulai pembakaran maka pompapompa sistem pelumasan akan di aktifkan. Fungsi dari pelumasan pada mesin gas
turbin adalah untuk mengurangi gaya gesek pada mesin, untuk pendinginan, dan
pencegahan karat.
Step 9
1. Saluran pembuangan gas berada dalam keadaan terbuka
2. Tekanan minyak pengaman diatur dalam keadaan minimum
3. Pasokan Power Oil diaktifkan
4. Proses pendinginan diaktifkan
5. Sel CW PPS diatur dalam keadaan minimum
6. Pembilasan mulai untuk dilaksanakan
Keterangan:
Selanjutnya saluran gas buang akan terbuka, sistem pendinginan akan diaktifkan
untuk mengurangi temperatur di dalam turbin gas. Pada Langkah 9 ini, Power Oil
Supply akan diaktifkan untuk menyediakan pasokan oli yang dibutuhkan dalam
proses mengaktifkan kontrol hidrolik dan sistem proteksi.
Tekanan minyak di sistem pelumasan pada tahap ini berada dalam keadaan minimum
melalui pemberian tekanan oleh Safe Oil Pressure. Akan tetapi, apabila tekanan
minyak dalam sistem pelumasan mengalami penurunan melebihi ambang batas yang
ditetapkan, Emergency Oil Pressure akan bekerja dan memberikan tekanan tambahan
untuk menjaga agara tekanan tetap seimbang.
Sistem pendingin berfungsi juga menghindari kegagalan bekerja (trip) di generator
yang disebabkan oleh:

Suhu udara pendingin generator (warm) pada kedua channel mencapai 125°C

Suhu Udara rotor colling system melampaui 350°C
Step 10
1. Kecepatan perputaran turbin telah mencapai 800 rpm atau lebih dalam jangka waktu 5
menit semenjak proses dimulai
2. Perlengkapan starting dalam keadaan flush.
3. Fuel Valve diatur dalam keadaan terbuka untuk mengalirkan bahan bakar
4. Pembakaran tetap berlangsung
5. Boiler Furge berada dalam keadaan aktif.
Keterangan:
Pada Langkah 10 ini, kecepatan perputaran turbin diharuskan untuk mencapai nilai
minimal 800 rpm dalam jangka waktu 5 menit setelah proses dimulai. Sementara itu,
pembukaan katup bahan bakar merupakan suatu persiapan dalam pembakaran bahan
bakar bertekanan tinggi dengan injektor pada ruang pembakaran.
Step 11
1. Starting Equipment diatur dalam keadaan menyala
2. Kecepatan putaran turbin berkurang hingga kurang dari 700 rpm.
3. Pengambilalihan dilakukan oleh Furge
4. Proses pembakaran berlangsung.
Keterangan:
Proses starting yang akan dijalankan kembali menghendaki turbin untuk berputar
dengan kecepatan maksimum kurang dari 700 rpm.
Step 12
1. Pembukaan saluran gas pembuangan
2. Starting Equipment diaktifkan
3. Kecepatan perputaran turbin dicapai hingga lebih dari 2500 rpm
4. Proses pembakaran tetap berlangsung
Keterangan:
Proses pembakaran yang dilakukan dengan pengaturan Control Valve bahan bakar
berlangsung terus menerus hingga kecepatan putaran turbin mencapai angka 2500
rpm.
Step 13
1. Pasokan bahan bakar gas dalam keadaan berfungsi
2. Gas Main Stop Valve berada dalam keadaan terbuka
3. Pasokan bahan bakar cair dalam keadaan tertutup
4. Pengaturan aliran gas pada kondisi maksimum
5. Gas Main Relief Valve berada dalam keadaan tertutup
6. Pasokan bahan bakar cair diubah ke keadaan terbuka
7. Pengaturan aliran gas pada kondisi minimum
8. Pasokan bahan bakar gas dihentikan
9. Pasokan bahan bakar dual (gas dengan cair) dijalankan
Keterangan:
Langkah 13 ini merupakan suatu langkah peralihan dari suatu proses pembakaran
dengan menggunakan bahan bakar gas menuju proses pembakaran dengan bahan
bakar cair. Dalam proses peralihan tersebut, pengaturan terhadap pembukaan dan
penutupan terhadap katup yang terlibat menjadi sangat penting untuk mencegah
terjadinya backfire yang dapat merusak sistem.
Step 14
1. Ruang Bakar dikondisikan pada keadaan tidak bekerja
2. Sistem Proteksi terhadap turbin diaktifkan
3. Kecepatan perputaran turbin diturunkan hingga kurang dari 700 rpm
4. Gas Trip Valve diatur pada keadaan Normally Closed
5. Pemilihan bahan bakar dialihkan dari gas menjadi bahan bakar cair
Keterangan:
Dalam proses peralihan penggunaan bahan bakar, hal pertama yang harus dilakukan
adalah menghentikan aktivitas pembakaran sehingga ruang pembakaran berada dalam
keadaan tidak bekerja. Kemudian sistem proteksi terhadap turbin dilakukan untuk
mencegah terjadinya kerusakan pada turbin akibat penurunan kecepatan putaran
hingga kurang dari 700 rpm. Kemudian Gas Trip Valve diatur dalam keadaan tertutup
untuk selanjutnya terjadi peralihan bahan bakar dari gas menjadi cair.
Step 15
1. Pengaturan Propane Gas Valve
2. Ignition Transformer
3. Start-up Integrator
4. Pengaturan Cool Air Valve
5. Pengaturan Propane Gas Valve pada keadaan terbuka
6. Proses pembakaran berlangsung kembali
Keterangan:
Setelah terjadi pergantian bahan bakar dari gas menjadi cair, proses penyulutan harus
diulang kembali dengan mengalirkan gas propane ke dalam ruang bakar bersamaan
dengan bahan bakar cair melalui Nozzle dan sekaligus mengaktifkan proses pendingin
Step 16
1. Proses pembakaran berlangsung selama kurang lebih 10 detik
2. Posisi Ignition Gas Bleed pada keadaan beroperasi
3. Status bahan bakar adalah bahan bakar cair
Keterangan:
Langkah 16 merupakan suatu langkah awal sebelum dilakukan proses pemindahan
bahan bakar dari cair menuju gas.
Step 17
1. Release Valve dari bahan bakar cair diatur pada keadaan tertutup
2. Shut-off Valve dari bahan bakar cair kemudian ditetapkan pada keadaan tertutup
3. Cool Air Valve kemudian diatur pada keadaan tertutup
4. Pemilihan bakar bakar dari cair menjadi gas
Keterangan:
Setelah terjadi pembakaran selama 10 detik, proses pembakaran dihentikan untuk
kemudian dilakukan penggantian bahan bakar dari cair menuju gas.
Step 18
1. Pembakaran berlangsung selama 10 detik
Step 19
1. Propane Gas Valve diatur dalam keadaan tertutup
2. Pembakaran terus berlangsung
3. Ignition Transformer dimatikan
Keterangan:
Penghentian penyaluran gas propane ke dalam ruang pembakaran dilakukan
dikarenakan temperatur pada ruang bakar telah memungkinkan dilakukannya
pembakaran tanpa perlu dilakukannya penyulutan (keadaan stabil).
Step 20
1. Kecepatan putaran turbin telah mencapai lebih dari 2500 rpm
2. Kontrol Start up diatur dalam keadaan lebih tinggi
Keterangan:
Proses pembakaran yang stabil memungkinkan turbin untuk mencapai kecepatan 2500
rpm atau lebih. Pada keadaan ini, sistem penggerak awal dilepaskan dari turbin
sehingga turbin berfungsi secara autonom dengan bergantung kepada kontrol bahan
bakar.
Step 21
1. Starting Equipment dalam keadaan mati
2. Kecepatan putaran turbin mencapai angka 2826 rpm
Keterangan:
Perputaran mandiri turbin berlangsung terus hingga angka 2826 rpm sebelum
kemudian memulai proses eksitasi atau pembangkitan tegangan.
Step 22
1. Circuit Breaker dari generator mulai untuk dinyalakan
2. Kecepatan putaran turbin mencapai lebih dari 2990 rpm
3. Proses eksitasi berlangsung
4. Voltage Regulator diatur dalam keadaan auto
Keterangan:
Pada Langkah 22, eksitasi yang dimulai sejak 2826 rpm berlangsung terus. Untuk
melindungi generator, CB diaktifkan sehingga mencegah terjadinya arus lebih yang
dapat merusak generator. Dengan bantuan VR, tegangan yang dibangkitkan
ditingkatkan hingga mencapai 15,75 kV.
Step 23
1. Generator melakukan sinkronisasi
2. Circuit Breaker dari proses sinkronisasi generator diatur dalam keadaan aktif
Keterangan:
Setelah generator mencapai tegangan yang ditentukan, generator melakukan
sinkronisasi dengan tegangan jaringan untuk membantu mengirimkan pasokan
tegangan. Untuk melindungi proses ini, CB Synchronous Generator diatur dalam
keadaan aktif
Step 24
1. Generator tersinkronisasi dengan jaringan
Step 25
1. CB Synchronous Generator kemudian dimatikan
2. CB Generator diaktifkan untuk menjaga tegangan dari generator yang sedang bekerja
Keterangan:
Langkah 24 dan Langkah 25 ini merupakan langkah terakhir dari proses
pembangkitan tegangan di mana tegangan yang dibangkitkan generator telah dipasok
ke jaringan dan generator bekerja parallel dengan generator lainnya.
BAB V
ELECTRICAL EQUIPMENT FOR START-UP PROCESS
IN GAS TURBINE AT GT 1.1 PLTGU PRIO004BX
V.1 Static Frequency Converter
V.1.1 Umum
Dalam proses pembangkitan daya listrik pada Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG) digunakan
turbin gas sebagai penghasil daya mekanik untuk menggerakkan kompresor dan generator
yang telah terkopel langsung dalam satu poros. Pada umumnya, setiap pembangkit
menggunakan penggerak mula (prime mover) secara mekanis, seperti motor penggerak,
coupling atau gearbox. Oleh karena turbin gas terkopel langsung dengan kompresor dan
generator, maka penggerak mula tersebut juga sekaligus akan menggerakan kompresor yang
men-supply udara ke ruang bakar dalam proses pembakaran.
Static Frequency Converter (SFC) adalah jenis penggerak mula yang dipergunakan di PLTG
Priok yang merupakan seperangkat peralatan komponen elektronika daya yang dilengkapi
dengan sistem monitoring dan pengawasan dalam kriteria “closed loop control” yang bekerja
dalam tahapan start-up pembangkit. Hal ini terjadi bahwa generator sinkron yang terkopel
langsung dengan poros turbin terlebih dahulu diubah fungsi menjadi motor oleh SFC untuk
kemudian berfungsi sebagai penggerak mula.
SFC menghubungkan antara terminal masukan motor dengan supply daya dari jaringan luar
dan selanjutnya melakukan tugas pengaturan dan pengendalian terhadap variable speed drive
selama proses starting generator. Sumber tegangan 3 phasa dari line utama terlebih dahulu
disearahkan oleh rangkaian rectifier untuk selanjutnya dilakukan pengaturan sudut penyalaan
(gate) dari thyristro dalam rangkaian inverter sehingga dihasilkan tegangan AC dengan
frekuensi tertentu sesuai dengan nilai yang diinginkan. Frekuensi tegangan keluaran dari
rangkaian inverter selanjutnya langsung mempengaruhi kecepatan putaran rotor mesin
sinkron.
Daya yang dihasilkan oleh motor sinkron ini menggerakkan poros turbin sekaligus kompresor
dengan kecepatan yang terus bertambah sesuai dengan frekuensi inverter. Dengan demikian,
poros turbin mendapatkan gaya dorong untuk menghasilkan putaran sehingga beban mekanik
berupa torsi pada saat mesin bekerja sebagai generator dengan sendirinya menjadi ringan.
Pada sistem PLTGU Priok terdapat empat unit SFC yang terbagi dalam dua blok, di mana
setiap blok memiliki dua buah unit.
V.1.2 Peralatan Utama SFC
Gambar V-1 – Rangkaian Static Frequency Converter
Peralatan static starting device sudah merupakan suatu kesatuan produk yang dilengkapi
dengan wired dan tested block unit. Konstruksi SFC terdiri dari komponen – komponen
berikut ini:
1. Konverter SRN (Konverter sisi line)
Konverter SRN merupakan konverter yang terletak pada sisi jaringan atau line input
sehingga disebut juga dengan istilah line commutated converter.
Konverter SRN terdiri dari:

Input Transformer (terdiri dari current trafo dan voltage trafo)

Rectifier

Over-voltage protection
Current Trafo berfungsi untuk mengukur dan mendeteksi arus masukan ke converter
SRN sementara Voltage Trafo berfungsi untuk mengukut dan mendeteksi tegangan
masukannya.
Rectifier merupakan rangkaian yang terdiri dari thyristor dalam susunan fully
controlled three phase bridge connection yang mengendalikan sumber tegangan AC
tiga phasa menjadi tegangan DC. Rectifier terdiri dari enam thyristor daya yang
dilengkapi dengan pendingin dan impulse transformer yang memberikan impulse
masukan yang dihubungkan ke bagian gate dari thyristor
Over-voltage protection bekerja untuk mengawasi dan melindungi peralatan dari
kondisi dan gangguan yang disebabkan oleh tegangan lebih yang masuk ke konverter
SRN.
2. DC Buffer Circuit dan Starting Excitation
DC Buffer Circuit merupakan rangkaian penyangga yang terdiri dari belitan perata
untuk mengatasi riak atau arus harmonic yang dihasilkan oleh keluaran rectifier dan
juga berfungsi untuk menurunkan arus hubung singkat, jika terjadi hubung singkat
pada rangkaian konverter. Belitan perata ini biasanya disebut filter atau reactor. DC
Buffer Circuit dilengkapi dengan pendingin dan reactor fan untuk membuat panas
akibat disipasi daya pada belitan
Starting Excitation merupakan rangkaian rectifier jembatan penuh 3 phasa untuk
menghasilkan arus DC yang selanjutnya berfungsi sebagai arus eksitasi, dimana
keluaran dari rectifier ini terhubung pada bagian rotor dari generator melalui sikat
arang (brush)
3. Konverter SRM (Konverter sisi mesin)
Konverter SRM merupakan converter yang terletak di sisi mesin dengan inverter
sebagai komponen utamanya. Konverter SRM ini bekerja untuk merubah sumber DC
menjadi tegangan AC dengan frekuensi output bervariasi. Output dari konverter SRM
ini terhubung ke terminal generator atau pada bagian stator dari generator.
Konverter SRM terdiri dari:

Potential transformer

Inverter

Over-voltage protection
Potential transformer bekerja sebagai pendeteksi dengan melakukan pengukuran
terhadap keadaan over-voltage pada sisi keluaran konverter SRM
Inverter berfungsi merubah tegangan DC menjadi tegangan AC. Tegangan AC yang
dihasilkan memiliki frekuensi yang dapat diatur dan dikendalikan nilainya. Inverter
terdiri dari enam thyristor yang berfungsi sebagai saklar yang bekerja berdasarkan
trigger sebagai pengatur sudut penyalaan thyristor. Thyristor ini juga dilengkapi
dengan cooling fan dan heatsink sebagai media pelepasan panas akibat proses
switching yang terjadi dalam frekuensi tinggi. Output dari konverter berupa tegangan
AC dihubungkan kebagian stator dari generator.
Over-voltage protection berfungsi sebagai proteksi jika terjadi kenaikan keluaran
konverter di atas tegangan ambang batasnya.
4. Kontrol, Regulasi, Proteksi
Bagian kontrol, regulasi, dan proteksi merupakan bagian yang mengatur SFC agar
dapat bekerja sebagaimana semestinya. Pada bagian kontrol dan regulasi dilakukan
fungsi pengaturan dan pengawasan terhadap besaran – besaran atau variable speed
drive dan ditindaklanjuti dengan memberikan instruksi atau perintah operasi kepada
komponen yang bersangkutan.
Bagian proteksi bekerja untuk melindungi sistem dari segala gangguna dengan cara
mendeteksi dan menganalisa gangguan dalam waktu cepat sebelum diambil keputusan
untuk trip dan melokalisir gangguan sekaligus menghilangkannya dari sistem.
V.2 Excitation pada GT 1.1 PLTGU Priok
Pada PLTGU Priok, generator yang digunakan adalah generator sinkron buatan
ABB, di mana dalam proses pembangkitan tegangannya menggunakan static excitation
system.
V.2.1 Peralatan Excitation
Bagian utama dari static excitation adalah:
1. De-excitation dan Field Flashing
Peralatan de-excitation berguna melindungi rotor dari arus medan balik pada saat
generator berhenti beroperasi. Jika peralatan de-excitation tidak ada, medan listrik
yang tersimpan pada rotor akan merusak komponen rotor dan merusak sistem
excitation itu sendiri. Peralatan de-excitation terdiri dari thyristor yang berfungsi
sebagai saklar dan resistor yang disebut FDR (Field Discharge Resistor) yang
berfungsi menghindari terjadinya hubungan antara sistem-grounding. Rangkaian
thyristor dan resistor itu disebut sebagai crowbar.
Gambar V-2 – Konfigurasi De-excitation dan Field Flashing
Sementara bagian Field Flashing berfungsi sebagai sumber excitation awal bagi
generator sinkron karena belum adanya tegangan yang dihasilkan oleh generator.
Field flashing berasal dari dua macam sumber, yaitu battery dan auxiliary network.
Jika sumber diambil dari battery, maka diberikan resistor untuk membatasi arus
excitation yang mengalir menuju belitan rotor. Jika sumber diambil dari auxiliary
network, yang berupa sumber tegangan AC, maka dibutuhkan transformator untuk
menurunkan tegangan dan kemudian disalurkan ke rangkaian penyarah untuk
diperoleh sumber DC. Field Flashing hanya bekerja pada saat generator mulai
dioperasikan sampai tegangan generator mencapai 70% dari tegangan nominal.
2. Excitation Transformer
Fungsi dari excitation transformer adalah:

Menurunkan tegangan masukan pada belitan rotor dari generator hingga pada tingkat
yang dibutuhkan oleh converter

Membatasi besar arus yang masuk untuk menghindari terjadinya lonjakan arus yang
terlalu tinggi apabila terjadi hubung singkat

Memberikan isolasi galvanis antara terminal generator dan belitan medan

Sebagai potential isolator antara jaringan dan rangkaian excitation

Sebagai commutation reactance untuk thyristor.
Tegangan pada sisi primer dari excitation transformer adalah sebesar 15,75 kV atau
sebesar tegangan dari generator itu sendiri. Sementara tegangan dari sisi sekunder
excitation transformer adalah 0,4 kV.
3. Automatic Voltage Regulation
Automatic Voltage Regulation atau AVR memiliki fungsi sebagai berikut:

Menjaga tegangan generator dalam keadaan konstan

Mengatasi efek daya reaktif

Menjaga dan membatasi frekuensi, faktor daya, dan daya sistem

Membatasi arus excitation maksimum
4. Konverter
Konverter pada proses excitation berfungsi untuk mengubah sumber AC menjadi
sumber DC sehingga dapat dipergunakan sebagai sumber excitation. Pada static
excitation, converter, yang menggunakan thyristor, mengatur besar arus excitation
yang masuk melalui pengaturan terhadap sudut penyalaan yang terdapat pada AVR
Gambar V-3 – Rangkaian Konverter
V.2.2 Proses Excitation
Excitation dimulai setelah putaran turbin sudah mencapai keadaan mandiri yaitu
kecepatannya diatur oleh pengaturan bahan bakar. Ketika kecepatan turbin demikian,
generator pun akan berputar dengan kecepatan sinkron, tetapi belum mampu untuk
menghasilkan tegangan.
Proses excitation dimulai dengan proses field flashing, di mana arus excitation akan
mengalir dari field flashing menuju rotor. Dalam keadaan ini, generator sudah dalam keadaan
bertegangan hanya saja tegangan yang dihasilkan masih sangat kecil sehingga tidak dapat
bekerja mandiri. Oleh karena itu, tegangan yang masih sangat rendah tersebut kemudian
dialirkan kepada excitation transformer untuk kemudian masuk ke dalam konverter. Keluaran
dari konverter merupakan sumber DC tambahan bagi proses eksitasi yang sedang
berlangsung. Pada keadaan ini, field flashing masih tetap terhubung dengan generator. Oleh
karena keberadaan dua sumber arus excitation ini, tegangan yang dibangkitkan generator pun
semakin meningkat.
Setelah tercapai tegangan 70% dari tegangan nominalnya, field flashing akan terlepas
dari generator sehingga proses excitation mutlak bergantung kepada tegangan terminal dari
generator. Setelah generator mampu mencapai tegangan nominalnya, generator kemudian online dan diparallelkan dengan sistem jala – jala tak hingga. Setelah proses ini berlangsung,
AVR yang akan berperan untuk menjaga kestabilan tegangan keluaran generator.
Gambar V-4 – Konfigurasi Proses Excitation
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1 Kesimpulan
Setelah melalui berbagai proses pengamatan langsung ke lapangan, wawancara
dengan berbagai narasumber, dan dengan dibantu tahap studi pustaka, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. PT. INDONESIA POWER merupakan salah satu perusahaan pembangkitan
terkemuka di Indonesia yang memiliki visi untuk menjadi perusahaan pembangkitan
publik yang berkelas dunia tanpa melupakan faktor lingkungan. Implementasi dari
visi ini dituangkan dalam 5 filosofi dan 12 dimensi, yang mana telah diterapkan oleh
hampir seluruh tenaga kerja yang berada di lingkungan PT. Indonesia Power.
2. PT. INDONESIA POWER UBP Priok telah menerapkan proses pemanfaatan energi
yang lebih efisien dalam pembangkitan tenaga listrik melalui penggunaan combined
cycle yaitu dengan menggunakan turbin gas yang disambung dengan HRSG dan
dihubungkan dengan turbin uap. Penggunaan siklus ini diwujudkan dalam
Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap. UBP Priok memiliki 2 blok PLTGU yang
tiap bloknya terdiri dari 3 PLTG, 3 HRSG, dan 1 PLTU dengan total kapasistas
maksimum 1080,00 MW.
3. UBP Priok memiliki diagram jalur tunggal yang menggambarkan sistem kelistrikan
dari keseluruhan area, dimulai dari tiap – tiap pembangkit menuju ke trafo daya,
hingga saluran menuju beban pemakaian sendiri.
4. Dalam mengoperasikan GT 1.1 PLTGU Priok, ada 4 langkah utama yang harus
diperhatikan yaitu
1. Tahap Persiapan
2. Tahap Start-up
3. Tahap Pembebanan
4. Tahap Shut-down
5. Pada Tahap Persiapan, hal – hal yang perlu diperhatikan keadaan dan kelayakannya
sebelum mengoperasikan GT 1.1. PLTGU Priok meliputi:
1. Sistem Start
2. Sistem Bahan Bakar
3. Sistem Pelumasan
4. Sistem Pendinginan
5. Sistem Intake dan Exhaust
6. Sistem Kelistrikan
7. Sistem Kontrol dan Proteksi
6. Dalam Tahap Start-up, terdapat dua instrument yang memungkinkan timbulnya
tegangan keluaran dari generator yaitu:
1. Static Frequency Converter (SFC)
2. Static Excitation
7. Proses Start-up GT 1.1 PLTGU Priok memerlukan 25 Langkah yang secara garis
besar dapat dijabarkan:
1. Langkah 1 – Langkah 11 merupakan langkah yang berkaitan dengan
pemilihan bahan bakar yang akan dipergunakan yaitu mulai dari gas, cair,
maupun dual.
2. Langkah 12 merupakah langkah penggunaan SFC sebagai penggerak mula
dari sistem
3. Langkah 13 – Langkah 21 merupakan langkah yang berkaitan dengan proses
pembakaran yang terjadi di combuster hingga turbin dapat beroperasi secara
mandiri
4. Langkah 22 merupakan langkah pembangkitan tegangan dari generator dengan
menggunakan Static Excitation
5. Langkah 23 – Langkah 25 merupakan langkah sinkronisasi generator dengan
jaringan sehingga generator dalam keadaan on-line dan terintergrasi dalam
sistem interkoneksi Jawa – Bali.
8. Penggunaan SFC pada GT 1.1 PLTGU Priok berfungsi sebagai penggerak mula. Hal
ini dikarenakan turbin yang dikopel dengan generator dan kompresor dalam keadaan
diam pada keadaan awal. SFC sendiri merupakan perangkat elektronika daya yang
terdiri dari Konvertor, Filter Kapasitor, dan Inverter. Fungsi SFC adalah mengubah
frekuensi dari sumber, yaitu 50 Hz menjadi frekuensi variable yang disesuaikan
dengan kebutuhan dari sistem penggerak mula. SFC dilepaskan dari sistem setelah
turbin mencapai putaran 2500 rpm.
9. Prinsip kerja SFC adalah sebagai berikut:
1. Bagian Konverter memperoleh tegangan yang berasal dari jala – jala berupa
arus bolak – balik. Sumber AC tersebut kemudian diubah menjadi sumber DC.
2. Filter kapasitor kemudian menyaring tegangan riak dari sumber DC keluaran
Konverter sehingga tegangan DC yang diperoleh berada pada keadaan yang
lebih layak
3. Tegangan DC tersebut kemudian diubah kembali menjadi tegangan AC oleh
Inverter dengan frekuensi yang berubah – ubah, disesuaikan kebutuhan dari
sistem dengan mengatur sudut penyalaannya.
10. Penggunaan Static Excitation pada GT 1.1. PLTGU Priok dimulai ketika kecepatan
putaran turbin telah mencapai ±2800 rpm. Static Excitation adalah rangkaian
elektronika daya yang terdiri dari De-excitation dan Field Flashing, yang menjadi
sumber utama arus excitation bagi generator dan dilengkapi dengan Excitation
Transformer dan Konverter yang menjadi arus excitation tambahan atau penguat
untuk meningkatkan tegangan keluaran dari generator.
11. Prinsip kerja Static Excitation adalah sebagai berikut:
1. Bagian De-excitation dan Field Flashing menyuplai arus excitation awal ke
belitan rotor dari generator yang kemudian akan membangkitkan tegangan.
2. Karena tegangan awal yang dibangkitkan masih sangat rendah, tegangan AC
yang dihasilkan kemudian disalurkan kepada Excitation Transformer untuk
diturunkan sehingga dapat disalurkan kepada Konverter tanpa merusak.
3. Pada Konverter, sumber AC dari Excitation Transformer kemudian
disearahkan menjadi sumber DC yang kemudian disalurkan kembali kepada
belitan rotor dari generator.
4. Bagian Field Flashing sendiri hanya bekerja hingga 70% dari tegangan
nominal generator dan selanjutnya proses excitation dikendalikan oleh
Excitation Transformer dan Konverter.
VI.2 Saran
1. Sebagai perusahaan negara yang bergerak di bidang pembangkitan, PT. INDONESIA
POWER dituntut untuk mempertahankan prestasi kinerja yang telah dicapai selama
ini. Selain mempertahankan, peningkatan dan terobosan – terobos perlu dilaksanakan
sehingga di kemudian hari PT. INDONESIA POWER dapat menjadi role model bagi
perusahaan – perusahaan negara maupun swasta lainnya.
2. Keberadaan jumlah pembangkit yang mencapai 20 unit pada PT. INDONESIA
POWER UBP Priok haruslah dimaksimalkan sesuai dengan kebutuhan yang
ditetapkan oleh P3B sehingga efisiensi dan efektifitas dapat lebih ditingkatkan. Akan
lebih menguntungkan secara ekonomi maupun bisnis, apabila beberapa unit
pembangkit yang tidak beroperasi diperbaiki untuk kemudian diperbantukan untuk
mengirimkan daya ke daerah – daerah luar Pulau Jawa, terutama seiring dengan
rencana Pemerintah untuk membangun pembangkit – pembangkit berkekuatan 10.000
MW.
3. Dalam pelaksanaan pengawasan di lapangan, dibutuhkan operator dan teknisi yang
handal yang mampu melihat masalah tidak hanya dari satu bidang pengetahuan. Oleh
karena itu, pelaksanaan pendidikan dan pelatihan bagi tenaga kerja akan sangat
membantu untuk dapat mempertahankan kualitas tenaga kerja dan secara bertahap
meningkatkan standard mutunya. Peningkatan kualitas tenaga kerja akan berbanding
lurus dengan peningkatan kinerja perusahaan dan pada akhirnya akan meningkatkan
pula kualitas produk yang dihasilkannya. Keberadaan PT. INDONESIA POWER
secara umum yang telah dikenal luas di masyarakat maupun UBP Priok secara khusus
yang menopang beberapa fasilitas sentral, mewajibkan para tenaga kerjanya untuk
tidak cepat berpuas diri melainkan terus terpacu untuk melakukan peningkatan.
4. Dalam proses Start-up, setiap proses harus mendapat pengawasan secara berkala
terhadap keadaan temperatur maupun tingkat vibrasi yang dihasilkan. Peralatan yang
tidak dalam kondisi prima, atau dengan kata lain bermasalah, haruslah diberikan
perhatian dan perawatan serta perbaikan apabila diperlukan sehingga tidak
mengganggu kinerja pembangkit secara keseluruhan
5. Penggunaan SFC dibandingkan motor cranking lebih menguntungkan dari sisi
ekonomis, yaitu penghematan biaya untuk pemberian pelumas serta perawatan akibat
bagian berputar, juga menguntungkan dari sisi konstruksi dikarenakan sifatnya yang
otomatis mengurangi alokasi tempat yang harus disediakan.
6. Penggunaan Static Excitation lebih menguntukan dibandingkan generator DC
dikarenakan penghematan pada pengeluaran biaya pada bagian sistem pelumasan
tambahan untuk generator DC juga menghemat tempat yang dialokasikan untuk
generator DC tersebut dikarenakan Static Excitation membutuhkan ruang yang lebih
kecil.
7. Kepada Penulis berikut yang ingin mengangkat tema serupa dengan Laporan Kerja
Praktek ini, disarankan untuk lebih mendalami mengenai proses kelistrikan pada
diagram jalur tunggal dan bagian – bagiannya sehingga mampu didapatkan suatu
langkah praktis dan lebih terperinci mengenai proses pembangkitan itu sendiri.
Laporan Kerja Praktek