20 Tahun SISTEM LISTRIK RSG-GAS Mendukung Operasi Reaktor

Transkripsi

1 20 Tahun SISTEM LISTRIK RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Disusun oleh: Yan Bony Marsahala Perekayasa MadyaBidang Sistem Reaktor Transformator BHT Pusat Reaktor Serba Guna BATAN Serpong, Agustus 2007

2 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR 1 PENDAHULUAN Sumber Penyedia Daya Moda Operasi Modifikasi Sistem Transformator Daya Panel Hubung Tegangan Menengah Modifikasi panel distribusi, jalur distribusi dan beban PANEL HUBUNG TENGANGAN MENENGAH Fungsi Pemutus Daya Sakelar Pemisah Coupler Sakelar Utama Rangkaian Pengendali Motor Kapasitas Pemutus Daya Modifikasi PHTM Alasan modifikasi Spesifikasi peralatan Hasil modifikasi Operasional Pemutus Daya Sistem interlock Prosedur Operasional PHTM TRANSFORMATOR DISTRIBUSI BHT10/20/ Pengantar Teori Dasar Transformator Perbandingan Transformasi Tegangan Penuaan Transformator Faktorfaktor penyebab penuaan transformator Faktorfaktor yang mempengaruhi percepatan penuaan Spesifikasi transformator BHT10/20/ Dasar perawatan transformator Temperatur: Dampak Penuaan Transformator Tindakan Memperlambat Proses Penuaan Contoh memperlambat proses penuaan transformator BHT Beban Transformator SISTEM DISTRIBUSI DAYA Jalur Distribusi Panel Distribusi Proteksi Distribusi Keseimbangan Beban Beban seimbang Beban tidak seimbang Pembagian Beban Bidang Sistem ReaktorPRSG ii

3 4.5.1 Total Daya Beban Terpasang Perbandingan Daya Bebanbeban paling dominan mempengaruhi distrubisi daya Perbandingan Total Daya Beban Terpasang Kondisi Distribusi Daya Terkini PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DISEL BRV10/20/ Penyedia Daya Darurat Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Disel Spesifikasi pembangkit listrik tenaga disel Unjuk kerja ke operasi normal Sistem Penyalaan Sistem Bahan Bakar Sistem Pelumasan Sistem Berpendingin Air Sistem Proteksi Panel Kontrol Over haul Evaluasi Kinerja Disel BRV10/20/30 Setelah overhaul Beban Evaluasi Keandalan Disel Prosedur pelaksanaan Ketersediaan Daya Hasil Evaluasi SISTEM PENYEDIA DAYA TAK PUTUS UPSAC Refungsionalisasi Operasi UPSAC UPSDC Sistem DC ± 24 Volt Prinsip kerja Konverter +24 volt Moda operasi pemuatan Proteksi dan peralatan kontrol Batere FAKTOR DAYA SISTEM Pengantar Memperbaiki Faktor Daya Pengaruh perubahan faktor daya Metoda perhitungan faktor daya Teknik pemasangan kapasitor bank Menentukan Titiktitik Pengukuran Faktor Daya Faktor Daya Ratarata Daya Kapasitor Diperlukan Investasi pengadaan/instalasi Kapasitor Perbandingan Investasi Terhadap Efisiensi Biaya Penutup Persiapan Sarana Operasi Pendahuluan Bidang Sistem ReaktorPRSG iii

4 8.2 Sistem Yang Termasuk dalam Persiapan Sarana Operasi Sistem Pendingin Primer, JE Sistem Pendingin Sekunder, PA01/PAH01/PAQ Sistem Pemurnian Air Kolam Reaktor, KBE Sistem Pemurnian Air Kolam Penyimpanan Bahan Bakar Bekas, FAK Sistem Lapisan Air Hangat, KBE Sistem Pendingin Kolam Darurat, JNA10, 20, Sistem Resin flushing, KBK Sistem Drainase Kolam, KBB Sistem Drainase Komponen Primer, KTA Sistem Penampung Limbah Cair Aktivitas Tinggi, KPK Sistem Penampung Limbah Cair Aktivitas Rendah, KPK Sistem Drainase Lantai Daerah Aktif, KTF Sistem Drainase Lantai Tidak Aktif, GMA Sistem Air Bebas Mineral, GCA Sistem Pasokan dan Distribusi Air Bebas Mineral, GHC01/GHC Sistem Pasokan dan Distribusi Udara Tekan, SCA02/SCA Sistem flooding Tabung Berkas Netron, KWA Urutan Pelaksanaan PSO Pengelompokan Pelaksanaan Pengecekan kinerja sistem yang masuk dalam Tabel Pelaksanaan PSO untuk meyakinkan kondisi reaktor Meyakinkan bahwa persyaratan spesifikasi teknik untuk operasi reaktor sudah terpenuhi Pengecekan sesaat sebelum reaktor Start Up Sistem Siap Beroperasi Formulir perintah pelaksanaan PSO SISTEM PENTANAHAN DAN PENANGKAL PETIR Sistem Pentanahan Tahanan Pentanahan Tahanan jenis tanah Tahanan kawat Penangkal Petir Komponen sistem penangkal petir Sistem Sangkar Faraday Diagram alir Tahapan pelaksanaan Distribusi arus sambaran petir Sambaran pada finial tegak Radius Perlindungan PERAWATAN SISTEM DAN BEBAN Pemeliharaan Tujuan Perawatan Perawatan Sistem Perawatan PHTM Perawatan transformator Perawatan Pembangkit ListrikTenaga Disel Perawatan Panelpanel Distribusi Perawatan Pencegahan Perawatan Beban Perawatan MotorPompa Sekunder Bidang Sistem ReaktorPRSG iv

5 10.6 Perawatan Perbaikan Petunjuk pelaksanaan perawatan perbaikan Hasil Kegiatan Perawatan Evaluasi Hasil Perawatan BEBAN Jenisjenis Beban Beban Satu Phasa Beban Tiga Phasa Transformasi deltabintang Transformasi bintangdelta Korelasi arus, tegangan dan daya hubungan bintang Korelasi arus, tegangan dan daya hubungan delta Motor Listrik Daya motor Sumber Putaran (rpm) Momen Putar Hubungan motor beban DAFTAR PUSTAKA Bidang Sistem ReaktorPRSG v

6 KATA PENGANTAR Dalam rangka ikut berpartisipasi menyambut HUT ke20 Reaktor Serba Guna G.A. SIWABESSY (RSGGAS), kami menulis buku tentang sistem listrik di lingkungan RSGGAS berdasarkan peran serta penulis yang secara langsung pernah dan masih terlibat dengan kegiatan yang berkaitan dengan sistem listrik, mulai dari proses pembangunan pada tahun 1987 yang silam, kegiatan uji fungsi (komisioning), sampai dengan pengoperasiannya. Dari riwayat pengoperasiannya dalam 20 tahun ini, banyak kejadian yang dialami oleh sistem seperti refungsionalisasi yang dilakukan pada panel hubung tegangan menengah (PHTM), pergantian transformator distribusi BHT03, penggantian panel distribusi utama BHA, overhaul disel BRV10/20/30, penggatian sistem catu daya tak putus (UPS), penataan ulang distribusi daya dengan pemutusan/pelepasan suplai daya pada bebanbeban tertentu, pengembangan jalur distribusi yang baru, dan lain sebagainya. Berdasarkan riwayat operasional tersebut, penulis membuat buku ini dari hasil karya tulis tentang sistem listrik RSGGAS yang pernah dibuat baik dalam bentuk makalah yang tidak diterbitkan/laporan teknis, dalam bentuk jurnal hasil penelitian, karya tulis yang diterbitkan dalam jurnal/majalah ilmiah, dan dari hasil pengalaman lansung. Muatan materi buku ini mencakup deskripsi, spesifikasi dan uraian pengembangan dan bahkan gagasan yang timbul untuk meningkatkan kehandalan sistem. Bentuk tulisan ditampilkan sedemikian rupa dalam gaya bahasa yang lugas dengan tujuan agar mudah dipahami oleh para pembaca. Dengan selesainya penulisan buku ini, diharapkan dapat bermanfaat bagi mereka yang ingin mengetahui kondisi terkini sistem listrik RSGGAS dan semoga dapat dijadikan sebagai bahan acuan. Akhir kata, penulis menyadari bahwa isi buku ini masih jauh dari sempurna, untuk itu kritik dan saran dari pembaca yang budiman sangat diharapkan untuk perbaikan dikemudian hari. Serpong, Agustus 2007 Hormat kami, Penulis Ttd Yan Bony Marsahala Bidang Sistem ReaktorPRSG vi

7 1 PENDAHULUAN Pada instalasi nuklir RSGGAS, sistem listrik sebagai sistem bantu merupakan sesuatu yang sangat penting diperlukan untuk mendukung operasi reaktor. Kesuksesan operasi reaktor banyak dipengaruhi oleh kehandalan daripada sistem listrik. Sistem listrik yang dimaksud dalam tulisan ini merupakan gabungan kerja dari catu daya listrik, instalasi, distribusi, dan sistem proteksi yang menjadi satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Sistem listrik RSGGAS dirancang sedemikian sehingga mampu memasok energi listrik yang handal kepada bebanbeban yang terdiri dari berbagai klasifikasi keselamatan dan berbagai jenis tegangan. Pada RSGGAS terdapat tiga jenis sumber catu daya listrik yang diperoleh dari listrik PLN, Pembangkit Listrik Tenaga Disel, dan Batere. Listrik PLN merupakan sumber catu daya utama, dipasok dari Gardu Induk Serpong melalui kabel bawah tanah pada tegangan 20 kv. Melalui tiga unit transformator tiga phasa step down BHT01, BHT02, dan BHT03 tegangannya diturunkan menjadi 400 V. Pembangkit Listrik Tenaga Disel, yang selanjutnya disebut disel pembangkit adalah sumber catu daya darurat yang terdiri dari mesin disel dan generator listrik dengan daya tiga phasa 569 kva pada tegangan 400 V, dan frekuensi 50 Hz. Batere sebagai sumber catu daya ketiga, merupakan sumber catu daya tak putus untuk mendukung operasi sistem keselamatan reaktor. Distribusi catu daya listrik dilakukan melalui tiga jalur ( train ) redundan masingmasing Train A, Train B, dan Train C. Bebanbeban yang termasuk dalam klasifikasi sistem keselamatan reaktor disuplai oleh ketiga jenis sumber catu daya tersebut di atas secara interlock. Artinya, dalam keadaan normal, beban disuplai oleh catu daya PLN, bila catu daya PLN gagal, untuk sementara waktu beban disuplai oleh batere, selang kirakira 15 hingga 20 detik derikutnya layanan pasokan beban akan diambil alih oleh disel pembangkit. Untuk keperluan perawatan komponen pendukung sistem listrik dan proteksi beban, maka sistem listrik RSGGAS dilengkapi dengan alat proteksi seperti sekering, circuit breaker, dan relerele. Perlindungan terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh sambaran petir dilakukan dengan sistem pentanahan dan pemasangan sangkar faraday pada tiap gedung RSGGAS, termasuk gedung disel. Operasi sistem listrik RSGGAS dikenal dengan dua moda operasi yaitu operasi normal, dan operasi darurat. 1.1 Sumber Penyedia Daya Seperti dijelaskan di atas, bahwa penyedia daya listrik diperoleh dari 3 (tiga) jenis sumber yang berbeda yaitu listrik PLN, Generator, dan Batere. Listrik PLN merupakan sumber penyedia daya utama, dipasok dari Gardu Induk Serpong melalui kabel bawah tanah satu jalur pada tegangan 20 kv. Selanjutnya listrik PLN 20 kv tersebut dipecah menjadi 3 jalur pada panel hubung tegangan menengah. Sebelum didistribusikan pada beban, maka tiap jalur dari panel tegangan menengah harus dilewatkan pada transformator penurun tegangan 20 KV/400 V yang terdiri atas BHT01, BHT02, dan BHT03 dengan kapasitas masingmasing 1600 KVA, seperti ditunjukkan pada diagram balok pada Gambar 1.1. Generator digunakan sebagai sumber penyedia daya kedua, dan hanya dipakai sebagai daya cadangan untuk kondisi darurat. Generator yang digunakan digerakkan oleh mesin disel, selanjutnya disebut pembangkit listrik tenaga disel, terdiri atas 3 (tiga) unit dengan kapasitas masingmasing 569 kva pada tegangan 3Φ, 400 V, 50 Hz. Batere sebagai sumber penyedia daya ketiga, digunakan pada UPS AC, 3 phasa, 220/380 V; UPS DC 220 V, dan sistem DC ± 24 V yang dipakai hanya pada saat peralihan dari catu daya PLN ke catu daya pembangkit listrik tenaga disel. Kondisi ini disebut kondisi "stand by". 1.2 Moda Operasi Operasi sistem listrik dilakukan berdasarkan dua moda operasi yaitu operasi normal, dan operasi darurat. Operasi normal merupakan kondisi operasi dimana penyedia daya listrik PLN ada dan memasok beban 3 phasa pada tegangan 380 volt, dan memasok beban satu phasa pada tegangan 220 volt dengan frekwensi 50 Hz yang stabil. Sedangkan yang dimaksud dengan operasi darurat adalah keadaan dimana penyedia daya utama dari pasokan listrik PLN mengalami kegagalan. Jenis kegagalan tersebut adalah semua kemungkinan yang terjadi pada pasokan daya listrik PLN sehingga dengan kegagalan tersebut, catu daya dari PLN tidak memungkinkan untuk melayani beban. Jenisjenis kegagalan listrik PLN yang mungkin terjdai adalah seperti: Bidang Sistem ReaktorPRSG 1

8 aliran listrik putus; fluktuasi tegangan > 20%; aliran listrik putus sesaat (kedip); dan fluktuasi frekwensi > 5%). Pada kondisi yang demikian, pembangkit listrik tenaga disel bekerja secara otomatis memasok bebanbeban yang berhubungan dengan keselamatan reaktor. Dan sebelum pembangkit listrik tenaga disel siap, maka bebanbeban tersebut disuplai oleh batere. Waktu yang diperlukan pembangkit listrik tenaga disel untuk siap operasi berada dalam kisaran waktu 15 hingga 20 detik terhitung sejak kegagalan terjadi. 1.3 Modifikasi Sistem Modifikasi sistem listrik RSGGAS dilakukan pada tingkat pembebanan, panel distribusi, transformator daya BHT dan lain sebagainya. Perubahan ini dilakukan dalam upaya menjaga agar sistem listrik tetap menjadi sistem bantu yang selalu siap dan handal mendukung opersi reaktor. Oleh sebab itu, peremajaan peralatan seperti mengganti peralatan lama dengan peralatan baru harus dilakukan. Dilindungi oleh sangkar Faraday Gardu Induk PLN Serpong Kabel Distribusi 20 KV Bawah Tanah KWH Meter PLN Gd.Bantu PHTM Gd.Bantu Lt. dasar Transformator Daya BHT Gd.Bantu Lt.Dasar Busbar Utama I Gd. Bantu Lt 2 Sistem/ Peralatan Gd. Bantu & Gd.Reaktor Gambar 1.1. Diagram balok aliran listrik ke RSGGAS Transformator Daya Untuk mengembalikan fungsi transformator, maka telah dilakukan penggantian pada salah satu transformator daya yaitu transformator BHT 03, karena transformator sebelumnya rusak terbakar. Dengan penggantian yang dilakukan maka kondisi terkini transformator daya adalah seperti pada tabel berikut: Tabel 1.1. Deskripsi modifikasi transformator. Uraian Sebelumnya Sekarang Keterangan Jumlah 3 unit dengan tipe sama Tipe Semua tipe kering 3 unit dengan tipe berbeda Dua tipe kering dan satu tipe basah Penggantian transformator BHT03 dengan tipe basah Kapasitas 3 x 1500 KVA 3 x 1500 KVA Tidak terjadi perbedaan kapasitas. Tegangan 20 kv/400 V 20 kv/400 V Frekuensi 50 Hz 50 Hz Bidang Sistem ReaktorPRSG 2

9 1.3.2 Panel Hubung Tegangan Menengah Dilakukan penggantian menyeluruh pada panel hubung tegangan menengah (middle voltage switchgear) mencakup panel, busbar, peralatan pemutus daya, dan kendali. Namun dengan perubahan tersebut, baik kapasitas maupun jalur distribusi ke transformator BHT dibuat sama dengan sistem terdahulu. Alasan penggantian adalah karena panel hubung tegangan menengah sebelumnya kinerjanya sudah buruk karena faktor penuaan. Perubahan yang dilakukan pada pemutus daya (Circuit Breaker) dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 1.2. Daftar perubahan pemutus daya. Tipe Uraian Sebelumnya Sekarang Tipe pemutus daya dengan semburan gas SF6 Tipe pemutus daya dengan hembusan udara Moda operasi Engkol & Sakelar manual Tombol pushbutton otomatis Meteran Analog Digital Modifikasi panel distribusi, jalur distribusi dan beban. Sisi perubahan lainnya juga dilakukan atas kapasitas terpasang dari PLN pada pembatas arus di sektor KWH Meter. Tabel 1.3. Daftar pelaksanaan modifikasi sistem. No. Uraian Pelaksanaan Modifikasi Alasan Modifikasi 1 Mengganti kapasitas beban terpasang pada sisi KWH Meter PLN dari 4500 KVA menjadi 3000 KVA 2 Mengganti transformator daya BHT03 dari tipe kering menjadi tipe pendinginan oli Penghematan atas biaya pemakain listrik dari sisi biaya beban Transformator BHT03 sebelumnya rusak karena terbakar, tipe pendinginan oli lebih sesuai untuk wilayah tropis yang berdebu. 3 Mengganti busbar utama I BHA Panel BHA sebelumnya rusak terbakar 4 Mengganti catu daya batere dari semua sistem dc, dan UPS Batere sistem dc, dan UPS sebelumnya sudah tidak optimal karena termakan usia 5 Mengganti jalur pasokan daya ke gedung kantor Agar elevator dan fasilitas lainnya yang terdapat di gd.kantor dapat dioperasikan walaupun catu daya PLN mengalami gangguan. 6 Disfungsionalisasi pasokan daya ke fasilitas PPI di gd.kantor Fasilitas PPI sudah tidak ada 7 Disfungsionalisasi pasokan daya ke In pile loop Fasilitas In pile loop tidak pernah dioperasikan 8 Disfungsionalisasi blower menara pendingin In pile loop Fasilitas In pile loop tidak pernah dioperasikan Bidang Sistem ReaktorPRSG 3

10 FEEDER KWH METER PLN Panel Hubung Tegangan Menengah BHT BHT Transformator BHT KV 400 Volt 3 x 500 KVA; 3Φ 400 Volt ; 50 Hz BHA BHB BHC 220/380 Volt BRV 10 G GEDUNG BANTU BRV 20 G GEDUNG REAKTOR BHD BHE BHF 220/380 Volt BRV 30 G GEDUNG DISEL BNA BNB BNC BTD 01 BTU 11 BTU 12 BTD 02 BTU 21 BTU 22 BTD 03 BTU 31 BTU 32 BRA 220 V ~ 50 Hz BWE ± 24 V dc BVA BRB 220 Vdc 220 V ~ 50 Hz BWF BWG ± 24 V dc ± 24 V dc Panel distribusi Keterangan: Elevator 1.Penerangan 2.Komputer 220/380 Volt GEDUNG KANTOR Dilakukan perubahan: Penggantian Perbaikan Modifikasi Gambar 1.2. Skematik diagram sistem listrik RSGGAS Bidang Sistem ReaktorPRSG 4

11 Dari sudut pandang distribusi daya, sebagai konsekwensi atas perubahan tersebut yang juga terjadi pada beban, misalnya pemutusan suplai pada beban tertentu dengan alasan beban dimaksud sudah tidak ada atau sudah tidak difungsikan, maka dirasa perlu untuk mengkaji ulang distribusi daya untuk mendapatkan kondisi terkini. Berdasarkan atas uraian yang disampaikan di atas, maka dilakukan modifikasi jalur distribusi dengan maksud untuk memperoleh tingkat keseimbangan daya yang baik, dan kontinuitas pelayanan daya pada bebanbeban tertentu dapat dijaga walapun catu daya utama PLN mengalami gangguan. Dengan modifikasi yang dilakukan, tentu saja keseimbangan daya yang terjadi pada ketiga jalur distribusi tersebut juga akan berubah. Perubahan tersebut di atas dapat dilihat pada skematik diagram sistem listrik Gambar 1.4. Gambar 1.3. Kegiatan perbaikan PHTM Gambar 1.4. Refungsionalisasi Busbar BHA. Bidang Sistem ReaktorPRSG 5

12 2 PANEL HUBUNG TENGANGAN MENENGAH 2.1 Fungsi Prinsip dasar panel hubung tegangan menengah (PHTM) adalah menghubungkan catu daya PLN ke beban melaui transformator daya BHT, dan memutus hubungan daya ke beban pada saat terjadi gangguan untuk mengisolir beban dari akibat gangguan yang terjadi. Sistem ini dilengkapi dengan peralatan CB dan DS. Jenis CB yang digunakan adalah jenis tiga kutub, dimana setiap kutub terdiri dari satu atau lebih ruang pemutus dan ruang pemadam busur api, serta dilengkapi dengan media pemadaman busur api listrik jenis semburan udara dan gas (SF6). Ruang pemutus dipasang pada isolator penyangga dan pada tiap tabung ruang pemutusan terdapat satu unit kontak tetap dan kontak bebas. Kontak bebas digerakan oleh batang penghubung melalui mekanisme penggerak CB yang memberikan energi yang dibutuhkkan untuk membuka dan menutup kontakkontak dari CB. Busur api listrik timbul pada saat CB memutus atau menghubungkan beban. Diagram satu garis sistem PHTM dapat dilihat pada Gambar 2.1. Dalam kondisi normal dan perawatan, kontakkontaknya dapat dibuka atau ditutup, sedangkan dalam keadaan mengalami gangguan, rele akan mendeteksi dan menggerakan rangkaian kumparan pemutus (trip coil) dari CB, sehingga CB akan terbuka secara otomatis. Pemutus daya mempunyai dua jenis kerja yaitu membuka dan menutup. Membuka dan menutupnya kontakkontak CB dan DS dapat dilakukan secara mekanik dan akan memisahkan saluran transmisi tegangan menengah dengan peralatan yang terdapat pada sistem listrik. 2.2 Pemutus Daya Pemutus daya CB sebagai peralatan listrik tegangan menengah dapat berfungsi sebagai: Isolasi, yaitu untuk memisahkan instalasi atau bagianbagiannya dari sumber pasokan catu daya listrik untuk tujuan keamanan pada saat perawatan atau pengerjaan konduktor, Kendali yaitu peralatan yang berfungsi untuk membuka dan menutup rangkaian dalam kondisi operasi normal untuk tujuan operasi dan perawatan, Proteksi yaitu untuk pengamanan kabel, peralatan listrik dan manusia terhadap kondisi gangguan seperti beban lebih, hubung singkat dan gangguan tanah, dengan memutuskan arus gangguan dan mengisolasi gangguan yang terjadi. Pemilihan jenis CB yang akan digunakan pada PHTM harus memperhatikan dua faktor yaitu: arus beban (Is), dan arus hubung singkat tiga fasa (Isc) pada sisi hulu sistem rangkaiannya atau dengan kata lain pemilihan jenis CB dapat dilakukan melalui cara membandingkan penyetelan kapasitas arus dengan arus beban, dan kapasitas pemutusan arus hubung singkat (Icu) dengan arus hubung singkat tiga fasa (Isc). 2.3 Sakelar Pemisah Peralatan DS merupakan sakelar pemisah tegangan tinggi yang digunakan sebagai peralatan isolasi dan kendali pada jaringan listrik RSGGAS yang berfungsi sebagai : Coupler Pada sistem listrik RSGGAS yang dicatu dari dua sumber penyedia energi listrik, apabila suplai daya dari sumber utama gagal atau mengalami gangguan, sakelar yang difungsikan sebagai coupler memungkinkan menyambungkan ke sumber lain, yaitu sumber penyedia daya darurat atau cadangan untuk mensuplai daya pada bebanbeban penting sehingga kontinuitas pelayanan daya listrik tidak terputus Sakelar Utama Fungsi ini biasanya pada posisi busbar utama II yang dilengkapi dengan peralatan proteksi disisi masukan sehingga sakelar utama dapat mengisolasi rangkaian Rangkaian Pengendali Motor Bila DS dipasang pada sisi masukan dari rangkaian motor, dimungkinkan sakelar mengisolasi motor secara lokal atau dari jarak jauh. Peralatan sakelar pemutus yang digunakan berfungsi pula sebagai peralatan proteksi terhadap arus bocor bumi, kendali jarak jauh untuk mekanisme motor, dan trip jarak jauh dengan arus pengenal mulai 800 A sampai dengan 1250 A. Bidang Sistem ReaktorPRSG 6

13 2.4 Kapasitas Pemutus Daya Kapasitas pemutus daya (CB) yang digunakan pada PHTM harus memenuhi persaratanpersaratan berikut, yakni: Mempunyai kemampuan memutus arus terhadap arus hubung singkat simetri tertinggi tanpa menimbulkan kerusakan pada kontak CB. Mempunyai kemampuan pemutus arus sesaat terhadap arus hubung singkat asimetri tertinggi tanpa menimbulkan kerusakan pada kontak CB. Untuk menghitung besarnya kemampuan CB dapat dilakukan dengan menghitung terlebih dahulu harga efektif arus hubung singkat simetri (I hs ) dan arus hubung singkat asimetri (I hs ). Kapasitas arus sesaat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: I m = 1,6 x I hs. (2.1) Dimana: I m adalah kemampuan arus sesaat, I hs adalah arus hubung singkat. Untuk menghitung kapasitas daya sesaat CB digunakan persamaan: S m = 3 S pf x I m... (2.2) Dimana: S m adalah kemampuan daya sesaat CB, V pf adalah tegangan fasa ke fasa sistem sebelum terhubung singkat. Bidang Sistem ReaktorPRSG 7

14 Position Position 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala AIS BB n o 12 AIS n o 3 B n o 4 PGHt n o 5 PGHt n o 6 PGHt n o 7 20 kv 24 = 24 = 3 C.T. IR /5 A 20 VA CL 0,5 Fuses 3 FNG 6.3 A Key Interlock (KI) U1 PRM U2 2 V.T. UR / VA CL 0,5 1watt hour meter (AFA1) 1volt meter 3Ammeter 1frequency meter FL1 48 = Striker 48 = Striker 48 = K17 K17 M M M Close Trip Close Trip Close Trip Striker K17 U1 U2 3 C.T. IR /55 A 20 VA CL 0,5 10 VA 10P10 R 321 K 3 C.T. IR /55 A 20 VA CL 0,5 10 VA 10P10 R 321 K 3 C.T. IR /55 A 20 VA CL 0,5 10 VA 10P10 R 321 K Future Extension PLN BHT 01 BHT 02 BHT 03 Manual Interlock (MI) Gambar 2.1. Diagram satu garis rangkaian PHTM Bidang Sistem ReaktorPRSG 8

15 Sedangkan harga maksimum kemampuan CB dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: I maks = k. I hsn. (2.3) Dimana: I maks adalah harga maksimum kemampuan pemutusan arus CB, K adalah faktor pengali, dan adalah kemampuan pemutusan arus. I hsn Faktor k untuk berbagai jenis CB seperti ditunjukkan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Faktor pengali k untuk berbagai CB. No. 1 2 Umum Jenis CB CB yang dipasang diterminal generator dimana tingkat hubung singkat > 500 MVA Periode Waktu Pembukaan (siklus) Faktor Pengali k 1,0 1,1 1,2 1,4 1,1 1,2 1,3 1,5 3 CB Hembusan Udara 600 V 1,25 Untuk menghitung besarnya suhu yang dibangkitkan menggunakan persamaan: Q = V. I. t. (2.4) dengan Q adalah energi termis/panas (joule/sec atau kkal), V adalah tegangan (volt), I adalah arus (ampere) dan t adalah waktu (detik). Karena 1 joule = kkal atau setara dengan 0,24 kal, maka: Q = 0,24 V. I. t. (2.5) Besarnya panas spesifik yang dihasilkan yaitu: Cp = Q/ m T... (2.6) Q = m. cp. T... (2.7) dengan m adalah massa switching (kg), jika T = T 2 T 1, maka: Q = m. cp. (T 2 T 1 ). (2.8) sehingga temperatur yang dibangkitkan pada saat hubung singkat, adalah: T 1 = ( Q/ m.cp ) + T 1 ( 0 C). (2.9) dengan T 1 adalah temperatur kamar ( o C), T 2 adalah temperatur yang dibangkitkan ( o C) 2.5 Modifikasi PHTM Telah dilakukan modifikasi PHTM (panel hubung tegangan menengah) sistem listrik RSG GAS dengan melakukan pergantian peralatan listrik. Untuk itu dilakukan kajian kinerja sistem pasca modifikasi apakah ia dapat berfungsi memutuskan atau menghubungkan catu daya PLN pada transformator BHT dengan baik dan aman. Peralatan listrik yang diganti meliputi pemutus daya, alat ukur, dan sakelar pemisah yang bertujuan agar mampu mengisolasi, mengontrol dan memproteksi peralatan dan sistem. Pembahasan mencakup pengamatan tegangan nominal, arus nominal, operasional pemutus daya, sakelar pemisah baik dalam kondisi normal maupun kondisi gangguan. Dari hasil perhitungan diperoleh bahwa pada arus beban 800 A dan tegangan 24 kv, terjadi kenaikan temperatur ratarata sebesar 4 o C, dan waktu pemutusan arus hubung singkat adalah 3 detik sesuai dengan setting MCB. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kinerja PHTM pasca modifikasi berfungsi dengan baik. Bidang Sistem ReaktorPRSG 9

16 2.5.1 Alasan modifikasi Untuk mencegah terjadinya kegagalan serta mempertahankan stabilitas sistem baik dalam kondisi normal maupun kondisi gangguan sehingga kontinuitas pelayanan dapat dipertahankan maka telah dilakukan kegiatan modifikasi pada beberapa sub sistem PHTM yang mencakup peralatan listrik pemutus daya (CB) dan sakelar pemisah (DS) beserta sistem proteksinya. Kegiatan modifikasi ini dilakukan untuk mengganti peralatan PHTM tipe lama setelah dioperasikan lebih kurang 20 tahun, dan berdasarkan hasil evaluasi yang dilakukan ternyata pada beberapa sub sistem peralatan PHTM tipe lama tersebut ditemukan indikasi penurunan kinerja, seperti sistem pengoperasian pemutus daya yang dilakukan dengan cara engkol kadang kala mengalami kegagalan karena macet sehingga dalam kondisi sistem listrik RSGGAS mengalami gangguan suplai catu daya listrik tidak dapat diisolir. Setelah dilakukan modifikasi, maka dianggap penting untuk menkaji kinerja peralatan baru untuk mengetahui apakah peralatan beru tersebut bekerja optimal sesuai dengan spesifikasinya. Kajian kinerja dilakukan dengan cara mengamati operasional pemutus daya, sakelar pemisah pada kondisi tegangan nominal, arus nominal, dan arus hubung singkat. Pengamatan dilakukan juga untuk mengetahui besarnya kenaikan temperatur pada rel daya, pada kondisi normal dan kondisi simulasi gangguan, dan perhitungan temperatur yang dibangkitkan akibat terjadinya busur api listrik pada panel. Tinjauan operasional dilakukan berdasarkan data hasil unjuk kerja PHTM setelah dilakukan modifikasi Spesifikasi peralatan Data spesifikasi PHTM yang digunakan pada sistem mengacu kepada standard IEC Publ. 298 dan 694, DIN VDE, part 1000, NBD 610, NFC 64400, ANSI C , seperti ditunjukkan pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Spesifikasi PHTM dan perbedaan tipe lama terhadap tipe baru. No. Uraian Tipe Lama Tipe Baru 1 Tegangan nominal 24 kv 24 kv 2 Tegangan rerata 24 kv 24 kv 3 Kapasitas menahan tegangan 50 kv 50 kv 4 Tegangan impuls lightning rerata 125 kv 125 kv 5 Kapasitas Arus bungan singkat 25 ka 25 ka 6 Arus nominal 800 A 1250 A 800 A 1250 A 7 Tipe Tipe Semburan Gas SF6 Tipe Semburan Gas SF6 8 Mekanisme Operasi Engkol dan sakelar manual Tombol pushbutton otomatis 9 Alat ukur / Meteran Analog Digital Hasil modifikasi Modifikasi peralatan PHTM meliputi panel, busbar, peralatan CB, DS serta sistem proteksinya. PHTM yang digunakan sebagai pengganti tipe lama adalah tipe 8BJ20 dengan spesifikasi sebagai berikut: Ukuran rel daya : 1 cu x 80 x 10 Tegangan Kerja : 24 KV Tegangan Kontrol : 24 V dc Tegangan Heater : 220 V ac Arus melalui rel daya : 1250 A I sc / dtk : 16 ka / 3 sec Tingkat perlindungan : IP 4 x D Sehingga berdasarkan hasil perhitungan diperoleh: Perhitungan kemampuan arus sesaat (Im) CB sebesar 25,6 ka. Kapasitas daya sesaat CB (S m ) sebesar kva. Bidang Sistem ReaktorPRSG 10

17 Harga maksimum kemampuan CB (I maks ) sebesar 19,2 ka Temperatur yang dibangkitkan ketika terjadi hubung singkat pada arus rerata sebesar 800 A, dan 1250 A ditunjukkan pada Tabel 2.3. Jika terjadi gangguan hubung singkat pada tegangan rerata 24 kv, dengan arus rerata rel daya 800 A maka arus hubung singkat akan mengalami kenaikan yang cukup besar. Besarnya arus hubung singkat 16 ka dapat dipadamkan dalam waktu 3 detik. Pemadaman busur api listrik dilakukan dengan menggunakan media semburan gas SF6 sedangkan arus hubung singkat diputuskan oleh CB yang memiliki derajat tingkat perlindungan IP 3 x D. Untuk arus rerata rel daya 1250 A maka arus hubung singkat akan mengalami kenaikan yang besar, dan arus hubung singkat sebesar 16 ka juga dapat dipadamkan dalam waktu 3 detik. Tabel 2.3. Temperatur dibangkitkan oleh arus rel daya, pada teg. 24 KV No Arus busbar (A) Waktu pemutusan arus hubung singkat (detik) Temperatur Kamar ( o C, T 1 ) Temperatur yang dibangkitkan ( o C, T 2 ) , , , , , Pemadaman busur api listrik dilakukan dengan menggunakan media semburan gas SF6 sedangkan arus hubung singkat diputuskan oleh CB yang memiliki derajat tingkat perlindungan IP 4x D. Gas SF6 ini mempunyai sifat isolasi dan pendingin yang baik dibandingkan dengan CB menggunakan media minyak. Sehingga grafik kenaikan temperatur untuk arus rerata 800 A dan 1250 A masingmasing ditunjukkan pada Gambar Operasional Pemutus Daya Pemutus daya CB dan sakelar pemisah DS dalam operasionalnya tidak bekerja sendirisendiri, baik dalam kondisi normal maupun kondisi gangguan karena peralatan tersebut dilengkapi dengan peralatan proteksi yaitu rele, yang berfungsi mendeteksi suatu kondisi ketidaknormalan pada peralatan dan sistem listrik. Mekanisme penutupan dan pembukaan CB memerlukan gerakan mekanis yang cepat dan tepat. Untuk mendapatkan gerakan yang cepat dan tepat diperlukan suatu mekanisme penggerak berdasarkan media yang digunakan misalnya energi pegas, udara tekan (gas) dan tekanan minyak. CB yang digunakan adalah CB 3 dengan pemutus tiga kutub. Setiap kutub terdiri dari satu atau lebih ruang pemutus dan ruang pemadam busur api. Ruang pemutus dipasang pada isolator penyangga dan pada tiap tabung ruang pemutusan tersebut terdapat satu unit kontak tetap dan kontak bebas. Kontak bebas digerakkan oleh batang penghubung melalui penggerak mekanis. Busur api listrik timbul pada waktu CB memutus atau menghubungkan beban. Media yang digunakan untuk memadamkan busur api adalah media Gas SF6. Dalam keadaan normal kontakkontaknya harus dapat dibuka dan ditutup. Hal ini sangat berguna pada kondisi perbaikan dan pemeliharaan. Sedangkan dalam keadaan gangguan, rele akan mendeteksi dan menggerakkan rangkaian koil pemutus (trip coil) dari CB, sehingga CB akan terbuka secara otomatis. Jadi secara umum, CB memiliki dua keandalan kerja yaitu membuka dan menutup baik secara mekanik maupun elektrik. Bidang Sistem ReaktorPRSG 11

18 Gambar 2.2. a. Kenaikan temperatur CB oleh arus rerata 800 A Bidang Sistem ReaktorPRSG 12

19 Gambar 2.2. b. Kenaikan temperatur CB oleh arus rerata 1250 A Bidang Sistem ReaktorPRSG 13

20 Sakelar pemisah digunakan untuk menyatakan secara visual bahwa suatu peralatan listrik telah bebas dari tegangan kerja, sehingga DS tidak diijinkan untuk dimasukkan atau dikeluarkan pada rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Jadi DS adalah peralatan yang dapat memutus dan menutup rangkaian yang arusnya rendah (±5 amper) atau pada rangkaian dimana pada saat sakelar terbuka tidak terjadi perbedaan tegangan yang besar pada kutub sakelarnya. Jenis DS yang digunakan adalah jenis DS bus. Untuk menghindari adanya kesalahan operasi DS dilengkapi dengan sistem interlok. Sistem ini berfungsi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada peralatan sistem lainnya. Sistem interlok yang terpasang tersebut terdapat antara DS dengan CB, dan antara DS dengan sakelar pentanahan. Pengoperasian sistem interlok tersebut dapat dilakukan secara mekanis maupun elektris. Skematik rangkaian CB dan DS pada sistem seperti ditunjukkan pada Gambar Sistem interlock Busbar Tegangan Menengah, 24 kv Sakelar Pemisah, DS SF6 Pemutus Daya, CB Sakelar Pemisah, DS Interlock Saluran Keluar Ke Transformator BHT Sakelar Pentanahan Gambar 2.3. Diagram satu garis rangkaian CB dan Sakelar Pemisah Bidang Sistem ReaktorPRSG 14

21 Untuk menghindari kesalahan operasional dan keselamatan pekerja, maka sistem pengoperasian CB dilengkapi dengan sistem interlock (saling kunci). yang diartikan sebagai berikut: Sakelar DS tidak dapat ditutup sebelum CB terkunci pada posisi terbuka, Sakelar pentanahan (SP) dapat ditutup hanya pada saat sakelar DS terkunci pada posisi terbuka dan tidak ada busur api listrik, Sakelar DS dapat ditutup hanya saat CB dan sakelar pentanahan (SP) dalam keadaan terbuka, CB hanya dapat ditutup setelah semua sakelar DS terkunci dalam posisi tertutup atau dalam posisi terbuka. 2.7 Prosedur Operasional PHTM Manuver pengoperasian PHTM pada kondisi gangguan harus mengikuti prosedur yang berlaku di RSGGAS. Prosedur operasi dalam kondisi gangguan merupakan tahapantahapan yang harus dilakukan oleh petugas perawat dalam mengatasi gangguan yang terjadi. Jenisjenis gangguan yang terjadi meliputi gangguan eksternal dan internal. Gangguan eksternal umumnya terjadi dari luar sistem misalnya tegangan pemasok gardu induk (GI) hilang, sedangkan gangguan internal terjadi dari dalam sistem misalnya CB trip. Untuk mengetahui satu jenis gangguan dengan jenis gangguan lainnya, indikasi gangguan ditampilkan pada panel kontrol di Ruang Kendali Utama (RKU) maupun di panel lokal yang terdapat pada lokasi peralatan. Untuk mengetahui jenis gangguan, peralatan dan sistem yang mengalami gangguan, maka petugas perawat harus mendatangi panel lokal. Bila pada panel lokal ditemukan adanya gangguan maka tindakan selanjutnya adalah mengusut gangguan dan memperbaiki peralatan yang mengalami. Selanjutnya dilakukan perbaikan pada peralatan dan sistem yang mengalami gangguan. Uji fungsi peralatan dan sistem dilakukan setelah tindakan perbaikan selesai. Bidang Sistem ReaktorPRSG 15

22 3 TRANSFORMATOR DISTRIBUSI BHT10/20/ Pengantar Transformator BHT01/02/03 merupakan 3 unit transformator distribusi terdiri atas 2 unit transformator pendinginan udara, dan satu unit lainnya transformator berpendingin minyak. Ketiga unit transformator tersebut dioperasikan secara redundan untuk mendukung operasi reaktor dengan cara memasok energi listrik ke beban masingmasing melalui jalur distribusi train A, train B, dan train C. Dalam pelayanannya, transformator tersebut sudah melayani operasi reaktor selama kurang lebih 20 tahun. Dalam kurun waktu tersebut, berbagai hal telah terjadi, termasuk diantaranya peristiwa terbakarnya salah satu transformator. Dengan demikian, faktor penuaan menjadi penting untuk dibicarakan, termasuk halhal utama lainnya yang paling dominan menentukan sukses tidaknya operasi train A, train B, dan train C sebagai jalur distribusi dalam fungsinya sebagai pelayan beban. Transformator yang digunakan adalah transformator 3 phasa, hubung delta pada sisi primer dan hubung bintang pada sisi sekunder, dengan diagram konstruksi dasar seperti pada Gambar Teori Dasar Transformator. Transformator adalah sebuah mesin listrik yang dapat memindahkan tenaga listrik dari satu belitan primer ke belitan sekunder, disertai dengan perubahan arus dan tegangan. Pemindahan tenaga listrik ini terjadi tanpa melalui hubungan langsung antar belitan tersebut. Prinsip pemindahan tenaga listrik pada transformator berdasarkan teori Michael Faraday, yang dikenal dengan Teori Induksi Elektromagnetik. Dalam percobaan Faraday dijelaskan, pada sebuah inti besi lunak yang tertutup dibelit oleh belitan yang dinamakan belitan primer dan belitan sekunder, dimana belitan primer dihubungkan langsung dengan sumber listrik, sedangkan belitan sekunder dihubungkan dengan beban, seperti konstruksi pada Gambar 3.1. Dari percobaan Faraday dapat disimpulkan bahwa apabila fluk magnet (Φ) yang berubahubah, maka akan terjadi pemotongan belitan sekunder oleh fluk magnet. Akibatnya pada belitan sekunder dibangkitkan gaya gerak listrik (GGL) yang sering disebut tegangan listrik. Primer, I 1 Sekunder, I 2 A V 1 N 1 N 2 V 2 B Gambar 3.1. Konstruksi Dasar Transformator Jika belitan primer N 1 diberi tegangan V 1, sedangkan belitan sekunder N 2 dalam keadaan terbuka maka pada belitan primer N 1 akan mengalir arus I 1 yang besarnya ditentukan oleh impedansi belitannya. Tegangan V 1 yang diberikan kepada belitan primer adalah tegangan bolakbalik sinusoidal, maka berdasarkan Hukum Faraday N 1 akan menimbulkan GGLinduksi yang besarnya adalah: d( ) e N d( t) 3.1) Bila fluks magnet berbentuk sinusoidal, dapat dituliskan dalam bentuk persamaan : = m sin t = m sin 2 f t Bidang Sistem ReaktorPRSG 16

23 Maka GGL induksi pada belitan primer adalah : d( ) e N d( t) d( m sin t) N d( t) 2 fn 1 1 m m cos t 2 fn sin( t 90 o ) 3.2) tanda negatif () mengacu kepada Hukun Lenzt yang menyatakan bahwa GGL induksi yang dibangkitkan melawan tegangan yang membangkitkannya. Dari persamaan (3.2) terlihat bahwa fluks magnet yang sinusoidal menghasilkan GGL induksi yang sinusoidal pula, tetapi sudut fasanya tertinggal 90 o. GGL induksi e 1 akan mempunyai harga maksimum apabila sudut fasanya = 1 (sin t 90 o ) = 1 sehingga GGL induksi E 1, yaitu : E 1 maks. = 2 f t N 1 m ) Sedangkan harga GGL induksi efektifnya adalah : E1maks E1 2 2 fn 1 m 2 E1 4,44 fn 1 m. 3.4) Untuk transformator ideal (rugirugi diabaikan), maka: tegangan primer V 1 = E 1. Dengan cara yang sama maka akan diperoleh tegangan pada belitan sekunder: E 2 = 4,44 f N 2 m (volt).. 3.5) Perbandingan Transformasi Tegangan Apabila persamaan (4) dan (5) dibandingkan maka akan diperoleh : E E E E ,44 fn 4,44 fn N N 2 1 a 2 1 m m. 3.6) persamaan (3.6) disebut : persamaan perbandingan transformator tegangan. Dengan menggunakan perbandingan transfomrator tegangan maka untuk belitan sekunder dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : E 2 = a. E ) Bidang Sistem ReaktorPRSG 17

24 Kapasitas, 1600 KVA, 20 KV/400 Volt, 50 Hz L 1 Primer Sekunder + + Belitan L 1 L 1 L 1 L 2 L L 2 L 2 L 3 L 3 L 3 L 3 Grounding Gambar 3.2 Konstruksi dasar transformator 3 phasa Y Sehingga dari persamaan (3.7) dapat disimpulkan bahwa : Bila a > 1 disebut transformator penaik tegangan (stepup) Bila a < 1 disebut transfomator penurun tegangan (stepdown) Bila a = 1 disebut transfomator stabilisator. E E 1 2 I I 2 1 I harga I a disebut perbandingantransformator arus Bidang Sistem ReaktorPRSG 18

25 IL1 Primer Sekunder IL1 = 1700 Amper 20 KV IL2 XL2 RL2 XL1 RL1 XL2 RL2 N RL1 XL1 400 Volt IL2 = 1700 Amper RL3 XL3 XL3 IL3 RL3 IL3 = 1700 Amper R = resistansi belitan X = reaktansi belitan Earth Gambar 3.3 Rangkaian transformator 3 phasa deltabintang 3.3 Penuaan Transformator Semua transformator yang digunakan di lingkungan RSGGAS merupakan peralatan yang telah lolos uji pabrik dengan jaminan masa pakai tertentu yang ditentukan oleh pabrik berdasarkan hasil pengujian laju kegagalan (λ) peralatan dalam satu tahun operasi (8600 jam), seperti dapat dilihat pada Tabel 3.1. Dengan demikian dipastikan bahwa setiap unit peralatan dilengkapi dengan deskripsi dan spesifikasi sebelum alat dimaksud dilepas ke pasar. Dalam artian bila suatu transformator dengan spesifikasi dan laju kegagalan tertentu digunakan sesuai dengan persaratan operasional yang tersirat pada spesifikasinya, maka peralatan itu akan bekerja dengan baik sesuai fungsinya hingga perioda waktu masa pakainya dilampaui. Bila masa pakainya berakhir, maka tidak ada jaminan bahwa peralatan dimaksud masih laik operasi atau tidak. Namun fakta dilapangan bisa mengatakan lain, tergantung bagaimana peralatan tersebut diperlakukan. Tentu saja perlakuan yang baik dan benar akan menjamin peralatan mampu bekerja optimal. Sebaliknya bilamana perlakuan terhadap peralatan dimaksud buruk, maka masa laik operasi yang diberikan pabrik tidak menjamin bahwa peralatan itu dapat bekerja sesuai fungsinya pada perioda masa pakainya. Pada kondisi demikian, disebut bahwa peralatan dimaksud mengalami percepatan penuaan (aging accelerated). Dari uraian di atas, bila suatu peralatan dapat mengalami percepatan penuaan, maka sebaliknya peralatan dapat juga diperlambat penuaannya (ageing deaccelerated), sehingga masa laik pakainya akan bertambah. Pada kondisi demikian disebut peralatan mengalami penpanjangan usia (longer life time). Perpanjangan usia peralatan dapat terjadi hanya karena peralatan itu menerima perlakuan operasional dan perawatan yang baik dan benar, sehingga upaya memperlambat proses penuaan peralatan dapat didefenisikan sebagai: Tindakan memperlakukan peralatan berdasarkan spesifikasi, dioperasikan berdasarkan prosedur operasi yang benar sesuai rating kerjanya serta mendapatkan perawatan berkala sesuai standar perawatan dan oleh tenaga rawat terampil. Bidang Sistem ReaktorPRSG 19

26 Tabel 3.1. Daftar Laju Kegagalan Transformator Daya (Sumber: IEEE Transaction on industry applications, march/april 1974.) Number of Plants in Sample Size ,210 13,210 3,002 6,040 4,036 1,848 4, ,598 6,838 3,274 1, ,512 2,334 Number of Failures Reported Industry All Chemical Petroleum Liquid FilledAll 60115,000 VoltsAll Sizes kva 7512,499 kva 2,500 kva & Up Above 15,000 Volts Dry Type; 015,000 Volts Rectifier, Above 600 Volts Liquid FilledAll 60115,000 VoltsAll Sizes kva Above 15,000 Volts Rectifier, Above 600 Volts Liquid FilledAll 60115,000 VoltsAll Sizes Sample Size Unit Years Failure Rate Failures per UnitYear Dengan demikian, upaya memperlambat proses penuaan dapat dirumuskan sebagai berikut: A O UM UM. 3.8) Dimana: A d O p M s M p d = perlambatan penuaan, = operasi Prosedural, = perawatan baik, dan = SDM Terampil p s p Sehingga agar A d di atas dapat diperoleh, maka upaya yang dilakukan harus mencakup ketiga unsur pendukung A d yaitu mengupayakan perbaikan dan atau mempertahankan pengoperasian peralatan berdasarkan prosedur dengan menimbang rating kerja alat, melakukan tindakan perawatan berkala berdasarkan prosedur perawatan, dan melakukan pembinaan tenagara rawat (teknisi) agar selalu terampil dan ahli dalam melaksanakan tugasnya Faktorfaktor penyebab penuaan transformator. a) Faktor alami, misalnya temperatur dan kelembaban udara tidak selaras dengan tuntutan operasional; sambaran petir. b) Proses kimiawi; misalnya asam sulfat, dan kandungan garam pada udara. c) Pembebanan elektrik, misalnya beban maksimum, arus hubung singkat, dan arus beban lebih. d) Proses pensakelaran, seperti penutupan dan pembukaan sakelar, arus start, dan timbulnya percikan api. e) Pembebaban mekanik, seperti kabel daya gantung, dan struktur penyangga jelek Faktorfaktor yang mempengaruhi percepatan penuaan. Umumnya faktor yang menyebabkan terjadinya percepatan proses penuaan transformator adalah: temperatur lingkungan yang buruk dan pembebanan elektrik yang tidak tepat, misalnya frekuensi pembebanan elektrik berupa beban lebih, dan arus hubung singkat yang terjadi melampaui batas kewajaran. Faktor lainnya adalah instalasi peralatan tidak sesuai dengan persaratan spesifikasinya, misalnya transformator bebas perawatan kurang tepat bila dipakai didaerah tropis. Bidang Sistem ReaktorPRSG 20

27 3.4 Spesifikasi transformator BHT10/20/30 Agar upaya pembahasan proses penuaan alat dapat dilaksanakan dengan baik, maka hal pertama yang harus dilakukan adalah mengenal transformator BHT dengan baik. Untuk mencapai tujuan dimaksud, maka dilakukan telaah pustaka mempelajari deskripsi dan spesifikasi trafo, teori dasar rangkaian trafo, dan lingkungan sekitar dimana peralatan tersebut dipasang. Dengan demikian langkahlangkah yang harus ditempuh, antara lain adalah: mengenali peralatan berdasarkan deskripsi dan spesifikasinya, mempelajari faktorfaktor yang menyebabkan penuaan peralatan, membahas dampak penuaan peralatan pada kinerja sistem, mempelajari temperatur dan kelembaban kondisi udara sekitar, pengumpulan data, analisis dan evaluasi data, dan menyimpulkan hasil pembahasan dan memberikan saran. Spesifikasi transformator adalah: Jenis : Penurun Tegangan 3 phasa / deltabintang. Tegangan : Volt/ 400 Volt Frekuensi : 50 Hz Tipe : Kering ( pendingin udara alami ) BHT01/02 : Pendinginan minyak, BHT03 Kapasitas : 1600 KVA Berdasarkan spesifikasi, transformator tipe kering pada kapasitas di atas, didesain untuk mampu bekerja terusmenerus pada kapasitas penuh, dengan temperatur operasional 40 0 C dan temperatur ruangan dimana transformator ditempatkan tidak lebih dari 32 0 C, dalam jangka waktu 30 tahun. 3.5 Dasar perawatan transformator Menjaga semua bagian transformator bersih, dan terlindung dari debu, kotoran, dan korosi. Pengukuran tahan isolasi belitan, dan isolasi likuida pendingin. Inspeksi dan pengujian peralatan pelindung dan alat ukru. Inspeksi dan bagian dalam transformator. Inspeksi peralatan tbantu seperti kipas, pendingin, lightning arrester, dan pentanahan Temperatur: Temperatur merupakan hal penting dalam menentukan besar beban yang dapat diangkut oleh transformator karena temperatur lingkungan dapat memperbesar kenaikan temperatur operasi transformator. Pada umumnya transformator didesain bekerja secara terus menerus pada beban penuh dengan temperatur lingkungan ratarata 30 0 C untuk pendinginan udara dengan temperatur lingkungan tidak melebihi 40 0 C. Temperatur ini biasanya 10 0 C hingga 15 0 C lebih kecil dari temperatur titik belitan terpanas. Bila t B = temperatur terpanas belitan trasnformator t L = temperatur lingkungan/kamar t Lop = temperatur perasi transformator pada beban penuh = 30 o C Maka : t = t B t L t (10 s/d 15) o C Ini merupakan faktor perawatan pencegahan yang penting karena temperatur menentukan penuaan isolasi belitan transformator. Beberapa pakar menetapkan ketentuan 8 o C kenaikan temperatur di atas rating temperatur transformator, laju penuaan transformator isolasi kelas A. Berdasarkan ketentuan tersebut, maka transformator dengan kelas isolasi A dioperasikan pada titik terpanas temperatur 8 0 C di atas temperatur kerjanya, maka umur transformator akan berkurang setengahnya. Pengaruh panas pada transformator sangat penting, dan disarankan melakukan pemeriksaan rutin dan mencatat temperatur udara lingkungan, dan temperatur titik belitan terpanas. Bila temperatur maksimum dicapai, maka beban harus dikurangi. Bidang Sistem ReaktorPRSG 21

28 3.6 Dampak Penuaan Transformator Dampak penuaan terhadap operasional transformator dapat mengakibatkan kegagalan fungsi peralatan karena halhal berikut: a) Pemuaian material logam, luas penampang bertambah, sehingga resistansi berkurang, mengakibatkan arus beban naik. b) Kelebaban: Tahanan isolasi belitan berkurang, arus pada belitan naik, kemugkinan terjadi tembus isolasi. c) Korosi material logam, permukaan tidak rata, sambungan longar (bad contact), terjadi percikan api, merusak permukaan lebih jauh. d) Akumulasi rugi panas dari hasil perkalian resistansi logam terhadap arus yang melaluinya dalam jangka waktu tertentu, sesuai dengan rumus: e) W = 0.24 i 2 r t Joule. f) Hilang lentur, berkurangnya elastisitas logam dan isolasi kabel. 3.7 Tindakan Memperlambat Proses Penuaan. Tindakan yang dapat ditempuh dalam upaya memperlambat proses penuaan transformator adalah dengan menerapkan prinsip jaminan mutu, yaitu melakukan apa yang tertulis dan menulis apa yang dikerjakan. Teknis pelaksanaan prinsip tersebut dapat dijabarkan melalui upaya berikut: a) Melalukan perawatan pencegahan (preventive maintenance) yang terjadual dengan baik, b) Melakukan perawatan perbaikan sedini mungkin, jangan menunggu akibat kerusakan/kegagalan satu unit peralatan menyebabkan kerusakan/kegagalan pada unit lainnya, c) Bilamana diharuskan melakukan pergantian komponen, maka penggunaan komponen pengganti harus sesuai dengan spesifikasi komponen yang akan diganti, d) Melakukan pengukuran parameter peralatan/sistem sesuai dengan yang diperlukan, dan mengamati kemungkinan munculnya hasil pengukuran radikal, e) Pembebanan Elektrik < 80 % kapasitas, f) Mempertahankan keseimbangan beban, g) Mempertahankan keseimbangan tegangan, h) Menggunakan alatalat proteksi sesuai spesifikasi, i) Menghidari kesalahan prosedur operasi, j) Meningkatkan keterampilan dan keahlian tenaga rawat, k) Menghindari kanibalisme, Contoh memperlambat proses penuaan transformator BHT01 Upaya yang dapat ditempuh untuk memperlambat proses penuaan transformator BHT01, dibagi atas dua bagian utama, yaitu upaya teknis dan upaya non teknis Upaya Teknis a) Membebani trafo tidak melebihi 80% kapasitanya, dan bila memungkinkan memberi trafo waktu istirahat dari daya maksimum. b) Mempertahankan keseimbangan tegangan, dan bila trafo digunakan memasok bebanbeban satu phasa, harus diupayakan bahwa beban satu tersebut terhubung secara berimbang pada masingmasing phasa. c) Menggunakan fuse pemutusan sangat cepat pada sisi sekunder. d) Menggunakan MCB dengan setting pemutusan beban lebih tidak melebihi 1 detik. e) Menggunakan lightning arrester sebagai peoteksi terhadap bahaya sambaran langsung maupun tidak langsung petir Upaya Non Teknis Transformator pendinginan udara atau lazim disebut trafo kering yang berdasarkan spesifikasinya adalah bebas perawatan, namun untuk kondisi daerah tropis, hal tersebut tidak mutlak. Bidang Sistem ReaktorPRSG 22

29 Sehingga khusus untuk trafo BHT01, diperlukan perawatan rutin memeriksa akumulasi debu pada badan trafo, dan akumulasi debu harus dihilangkan dengan menggunakan vacum cleaner. 3.8 Beban Transformator Seperti dijelaskan di atas, bahwa transformator BHT01/02/03 melayani beban secara redundan, sehingga tiap trasnformator melayani beban sendirisendiri. Adapun bebanbeban yang dilayani oleh masingmasing transformator tersebut dapat dilihat pada masingmasing Tabel 3.2 untuk BHT01, pada Tabel 3.2. untuk BHT02, dan seperti Tabel 3.4 oleh BHT03. Gambar 3.4. Kegiatan perawatan transformator berpendingin minyak BHT03. Tabel 3.2. Beban yang dilayani oleh transformator BHT01. BHA Daya Terpasang (kw) Daya Diperlukan (kw) ηxcos KVA Cilled water set Secondary pump Hidraulic booster plant Cooling tower blower Cooling tower blower Cooling tower blower ,81 0,8 0,75 0,78 0,78 0, BHD Primary pump Purification pump Purification pump Warm layer pump Compressed air plant Subdistribution operating building reactor building venting system Pump 160 7, , ,1 3,3 2, ,2 0,8 0,7 0,7 0,7 0,75 0,8 0,9 0,75 0, Bidang Sistem ReaktorPRSG 23

30 BNA Rectifier Rectifier UPS Subdistribution venting system venting system venting system reactor building venting system venting system Air heater Fan Pump Fan Fan 38,5 38,5 8, ,5 7,5 38,5 38,5 4,0 25 7, ,4 6,9 6,9 0,75 0,75 0,7 0,75 0,75 1 0,75 0,7 0,7 0, Bidang Sistem ReaktorPRSG 24

31 Tabel 3.3. Beban yang dilayani oleh transformator BHT02. BHB Cilled water set Secondary pump Process water Pump Cooling tower blower Cooling tower blower Cooling tower blower Demineral water supply BHE Primary pump Purification pump Warm layer pump Hot cells Subdistribution operating building reactor building venting system Pump Pump Pump Flooding system BNB Rectifier Rectifier Rectifier Subdistribution reactor building venting system venting system venting system venting system venting system Pump Air heater Fan Ramp test Pump Fan Fan Daya Terpasang (kw) , ,5 4 7, ,5 11 7,5 3 38,5 38,5 8,0 36,0 12 3,6 3, ,5 7,5 Daya Diperlukan (kw) , ,1 2, ,2 7,0 4,8 3 38,5 38,5 4,0 23,0 9,5 3,6 3, ,4 6,9 6,9 ηxcos 0,81 0,8 0,7` 0,78 0,78 0,78 0,7 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 0,7 0,8 0,7 0,8 0,75 0,75 0,7 0,7 0,7 0,7 1 0,75 0,75 0,7 0,7 0,7 KVA , Bidang Sistem ReaktorPRSG 25

32 Tabel 3.4. Beban yang dilayani oleh transformator BHT03. BHC Cilled water set Secondary pump Process water pump Subdistribution auxiliary building Cooling tower blower Pipe cleaning plant Subdistribution venting system Pump BHF Primary pump Purification pump Warm layer heater Subdistribution operating building reactor building venting system venting system venting system Hot Cell Handling bridge Pump Pump BNC Rectifier Rectifier Rectifier Subdistribution venting system venting system venting system reactor building auxiliary building venting system venting system operating building Fan Heater Fan Pump Fan Daya Terpasang(kW) , , , ,5 3,0 3,0 38,5 38,5 8, ,5 3, ,5 Daya Diperlukan (kw) , , , , ,5 1,9 1,9 38,5 38,5 4,0 23, ,9 3,0 10 2,4 6,9 ηxcos 0,81 0,8 0,7` 0,75 0,78 0,7 0,75 0,75 0,8 0,7 0,9 0,8 0,9 0,7 0,7 0,75 0,9 0,8 0,7 0,7 0,75 0,75 0,7 0,75 0,7 0,8 0,7 0,8 0,7 0,7 KVA Bidang Sistem ReaktorPRSG 26

33 4 SISTEM DISTRIBUSI DAYA 4.1 Jalur Distribusi Sistem distribusi daya dimaksud adalah pembagian penyaluran pasokan energi listrik dari sumber daya (transformator BHT10/20/30) menuju beban yang tersebar di beberapa lokasi seperti gedung bantu, gedung reaktor, gedung kantor, dan gedung disel. Pasokan energi listrik dari transformator BHT10/20/30 dilakukan melalui tiga jalur distribusi yang dikenal sebagai Train A, Train B, dan Train C dimana ketiganya mempunyai karaketeristik dan kapasitas yang sama, namun bekerja melayani beban similar secara independen. Jalur distribusi terdiri atas: kabel yang berfungsi sebagai saluran arus, panel daya yang berfungsi sebagai terminal, dan alat proteksi yang berfungsi melindungi jalur distribusi dari gangguan tegangan lebih, beban lebih, dan arus hubung singkat. Didasarkan atas kebutuhan operasi reaktor, distribusi daya menganut pola layanan two of three (dua dari tiga), yang berarti dua jalur distribusi bekerja melayani beban sementara jalur yang satu bersifat menunggu (stand by). Kapasitas terminal daya yang terdapat pada tiap jalur yaitu Busbar utama I, Busbar utama II, dan Busbar darurat masingmasing adalah 2500 A, 1600 A, dan 800 A, pada tegangan 380 Volt untuk beban tiga phasa dan 220 volt untuk beban satu phasa, dengan frekuensi 50 Hz. Pendistribusian daya dilakukan menurut urutan berikut yaitu Busbar utama I memasok busbar utama II, dan busbar utama II memasok busbar darurat. Bilamana pasokan dari busbar utama II terganggu, maka busbar darurat akan dipasok oleh pembangkit listrik tenaga disel. Busbar utama I, terdiri atas busbar BHA, BHB, dan BHC. Busbar utama II, terdiri atas busbar BHD, BHE, dan BHF. Busbar darurat, terdiri atas busbar BNA, BNB, dan BNC. Distribusi daya listrik dilingkungan RSGGAS dapat dilihat pada skematik diagram satu garis seperti Gambar Panel Distribusi Sumber catu daya listrik RSGGAS disuplai oleh jaringan distribusi tegangan menengah 20 kv dari PLN ditribusi Tangerang melalui busbar tunggal AJA melalui transformator BHT pada tegangan 20 kv, 3(tiga) phasa, dan pada frekuensi jalajala 50 Hz. Untuk melayani fasilitas instalasi nuklir RSGGAS, digunakan tiga unit transformator daya penurun tegangan (step down transformer) yang terdiri dari BHT01, BHT02, dan BHT03 dengan tegangan pada sisi primer 20 kv dan tegangan pada sisi sekunder 380 Volt. Pelayanan pasokan daya pada beban diberikan oleh tiap unit transformator daya listrik. Ketiga unit transformator daya tersebut ditugaskan melayani tiap jalur beban yang terpisah satu sama lainnya secara redundan dalam tiga jalur daya yang terdiri dari train A, train B, dan train C. Beban beban yang dilayani oleh ketiga jalur tersebut antara lain terdiri dari motorpompa pada sistem pendingin sekunder, dan sistem pendingin primer, katukatup, lampu penerangan, crane, dan lain sebagainya. Pada tiap jalur disediakan rel daya darurat (emergency bus) yang selain dipasok oleh transformator daya juga dipasok oleh tiga unit pembangkit listrik tenaga disel (generating set) BRV10, BRV20, dan BRV30. Rel daya darurat, selain melayani secara sendirisendiri beban yang terhubung pada dirinya sendiri juga secara bersamasama melayani beban pada rel daya sistem dc untuk melayani RPS, dan emergency control room. Daya tiap unit pembangkit listrik tenaga disel tersebut sama kapasitasnya dengan daya utama yang disuplai dari jaringan PLN untuk setiap rel daya darurat, sebesar 800 amper. Dengan demikian, diharapkan bahwa seluruh beban yang dipasok oleh rel daya darurat dalam leadaan normal (catu daya PLN ada) dapat dilayani oleh pembangkit tenaga disel tersebut bilamanan catu daya utama mengalami gangguan. 4.3 Proteksi Distribusi Sebagai perlindungan terhadap keamanan kabel dan busbar, maka tiap busbar dilengkapi alat perlindungan dengan pemasangan pemutus daya MCB (Magnmetig Cicuit Breaker) pada sisi masukan yang berfungsi sebagai pembatas pasokan arus ke busbar yang dituju. Bila beban yang ditanggung busbar jauh lebih besar dari kapasitasnya, maka MCB akan trip, sehingga suplai daya terputus. Bidang Sistem ReaktorPRSG 27

34 Alat perlindungan terhadap arus hubung singkat digunakan sekering. Untuk keperluan perawatan digunakan pemutus daya manual berupa modul yang dengan mudah dapat ditarik keluar dari panel. 4.4 Keseimbangan Beban Beban seimbang Dengan penambahan fasilitas inpileloop sebagai beban sistem listrik RSGGAS, maka kebutuhan daya listrik yang akan dikonsumsinya cukup besar sehingga dirasa perlu mengkaji seberapa besar dampak dari penambahan tersebut terhadap distribusi daya. Dengan kajian yang dilakukan akan dihasilkan suatu besaran komposisi daya sebelum dan sesudah penambahan fasilitas dimaksud. Komposisi daya yang dihasilkan akan ditampilkan dalam bentuk tabel distribusi daya yang dapat memberikan gambaran yang jelas akan keberadaan sistem listrik RSGGAS. Kegagalan dari salah satu transformator daya pada waktu yang lalu menjadi alasan yang tepat untuk sesegera mungkin mengkaji kondisi distribusi daya listrik ini. Diharapkan apabila nantinya fasilitas inpileloop sudah beroperasi normal, kegagalan sistem listrik akibat beban lebih (over load) ataupun akibat ketidak seimbangan daya dapat diantisipasi sejak awal. Pembahasan dilakukan berdasarkan hasil yang diperoleh melalui perhitungan beban yang disuplai oleh tiap train dan tiap terminal daya yang diurutkan sebagai busbar utama I, busbar utama II, dan panel daya darurat. Penelusuran dan pengamatan dilapangan dilakukan berdasarkan diagram satu garis sistem listrik RSGGAS. Perhitungan total daya terpasang dilakukan dengan membuat asumsi bahwa faktor permintaan (demand factor) pada sistem distribusi daya sebesar 0,7. Untuk mendapatkan hasil akhir, kajian yang dilakukan didasarkan atas analisa kuantitatif yaitu dengan cara membandingkan beban tersedia, beban terpasang,dan beban maksimum yang terdapat pada tiap jalur distribusi Beban tidak seimbang Bila pada sistem 3 phasa daya yang dipikul oleh masingmasing phasa (phasa R, phasa S, dan phasa T) tidak sama besarnya, dapat menyebabkan kanaikan tegangan pada salah satu phasa sementara phasa lainnya mngalami penurunan. Baik kenaikan maupun penurunan tegangan tidak diinginkan karena keduanya dapat berakibat buruk pada jaringan maupun beban yang dipasoknya. Ketidak seimbangan ini dapat terjadi karena distribusi bebanbeban satu phasa tidak terikat merata pada tiap phasa. Persentase ketidak seimbangan beban tersebut tidak boleh melebihi flutuasi tegangan sebesar 20% dari rating tegangannya. Ketidak seimbangan lainnya yang dimaksud dalam tulisan ini adalah pembagian beban pada tiap jalur distribusi train A, train B, dan train C tidak mengakibatkan penumpukan melebihi 20% dari total beban terpasang pada tiap jalur. Pengaturan tersebut diatur agar pola distribusi daya listrik RSG GAS tidak terganggu. Bila terjadi penumpukan beban pada salah satu train melebihi yang disaratkan, dikhawatirkan penumpukan beban tersebut dapat mengakibatkan timbulnya arus beban lebih yang menyebabkanb MCB trip Faktor penyebab ketidakseimbangan beban Kemungkinan yang menyebabkan terjadinya ketidak seimbangan beban pada distribusi daya listrik RSGGAS adalah: Penambahan atau pengurangan beban Kesalahan rancangan Gangguan hubung singkat Jaringan terbuka. Dari beberapa faktor di atas, faktor penyebab ketidak seimbangan yang paling dominan adalah tindakan penambahan atau pengurangan beban khusunya bebanbeban satu phasa. Pada kasus gangguan hubung singkat, biasanya dengan mudah dapat segera diketahui karena dampak yang ditimbulkannya sangat radikal. Demikian pula halnya pada khasus jaringan terbuka. 4.5 Pembagian Beban Perlu diperhatikan pembagian beban pada tiap jalur distribusi, dan pada tiap phasa bila beban tersebut merupakan beban satu phasa. Untuk mencapai kesetimbangan daya (energy balance), maka Bidang Sistem ReaktorPRSG 28

35 BNA BHD BHA 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala sistem distribusi daya diatur sedemikian sehingga beban listrik dapat disuplai oleh tiap transformator BHT dengan pembebanan yang merata. Pembagian daya harus memenuhi kesetimbangan pada tiap jalur, dan kesetimbangan pada tiap phasa Total Daya Beban Terpasang Total daya dari beban terpasang untuk tiap train didapatkan dari hasil telaah dokumen dan disesuaikan dengan kondisi di lapangan. Dari hasil pengamatan diperoleh daftar total daya beban terpasang yang disusun sedemikian sehingga, perbedaan total daya terpasang dari ketiga train yang ada dapat diketahui. Daftar beban dimaksud dapat dilihat masingmasing pada Tabel 2, Tabel 3, dan Tabel 4. Tabel 4.1. Beban Terpasang Pada Train A (Transformator BHT 01). Panel Daya Nama beban Perangkat air dingin Pompa sekunder Alat angkat hidrolik Kipas menara pendingin Kipas menara pendingin Kipas menara pendingin Jumlah Pompa primer Pompa pemurnian air Pompa pemurnian air Pompa lapisan hangat Peralatan udara bertekanan Pasokan ke gedung operasi Pasokan ke gedung reaktor Sistem ventilasi Pompa Jumlah Penyearah Penyearah UPS Sistem ventilasi Sistem ventilasi Sistem ventilasi Pasokan ke gedung reaktor Sistem ventilasi Sistem ventilasi Pemanas udara Kipas Pompa Kipas Kipas Daya Terpasang (kw) Daya Diperlukan (kw) ηcos Daya Terpasang /ηcos (KVA) Jumlah Total beban transformator BHT Bidang Sistem ReaktorPRSG 29

36 BNB BHE BHB 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala Tabel 4.2. Beban Terpasang Pada Train B (Transformator BHT 02) Panel Daya Nama beban Perangkat air dingin Pompa sekunder Process water Pump Kipas menara pendingin Kipas menara pendingin Kipas menara pendingin Pasokan air demi Jumlah Pompa primer Pompa pemurnian air Pompa lapisan hangat Kabin panass Pasokan ke gedung operasi Pasokan ke gedung reaktor Sistem ventilasi Pompa Pompa Pompa Sistem genangan Jumlah Penyearah Penyearah Penyearah Pasokan ke gedung reaktor Sistem ventilasi Sistem ventilasi Sistem ventilasi Sistem ventilasi Sistem ventilasi Pompa Pemanas udara Kipas Ramp test Pompa Kipas Kipas Daya Terpasang (kw) Daya Diperlukan (kw) ηcos Daya Terpasang/ ηcos (KVA) Jumlah Beban transformator BHT Bidang Sistem ReaktorPRSG 30

37 BNC BHF BHC 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala Tabel 4.3. Beban Terpasang Pada Train C (Transformator BHT 03) Panel Daya Nama beban Perangkat air dingin Pompa sekunder Process water pump Pasokan ke gedung bantu Kipas menara pendingin Pipe cleaning plant Sistem ventilasi Pompa Pompa primer Pompa pemurnian air Warm layer pemanas Pasokan ke gedung operasi Pasokan ke gedung reaktor Sistem ventilasi Sistem ventilasi Sistem ventilasi Kabin panas Jembatan penanganan Pompa Pompa Penyearah Penyearah Penyearah Sistem ventilasi Sistem ventilasi Sistem ventilasi Pasokan ke gedung reaktor Pasokan ke gedung bantu Sistem ventilasi Sistem ventilasi Pasokan ke gedung operasi Kipas Pemanas Kipas Pompa Kipas Daya Terpasang (kw) Daya Diperlukan (kw) ηcos Daya Terpasang/ ηcos (KVA) Jumlah , Jumlah Jumlah Beban transformator BHT Bidang Sistem ReaktorPRSG 31

38 4.6 Perbandingan Daya Pada umumnya beban maksimum haruslah lebih kecil atau sama dengan total daya beban terpasang. Hal ini disebabkan oleh: a) Penggunaan beban secara tidak bersamaan b) Beban tertentu tidak bekerja pada kondisi puncak, misalnya: lampulampu penerangan tidak dipakai bersamasama sekaligus, motor listrik yang ada tidak dijalankan secara bersamasama, bebanbeban seperti crane, kompressor, lift dan sebagainya beroperasi secara temporer, beban kadangkala tidak dioperasikan untuk keperluan perawatan, maupun penggantian. Jadi untuk menentukan apakah daya listrik yang tersedia P s, cukup handal memasok daya beban maksimum P mak, harus memenuhi persyaratan berikut, yaitu P mak P s. Sedangkan, dimana: P mak = P t x K d...(4.1) P t = total daya beban terpasang. K d = faktor permintaan (demand factor), yaitu suatu koefisien yang menunjukkan ketidak bersamaan waktu operasi, besarnya (untuk industri) = 0,7. Metode yang diterapkan dalam rangka melakukan kajian ini adalah: a) melakukan pengamatan dilapangan b) melaksanakan telaah dokumen untuk menentukan: bebanbeban yang memiliki potensi kuat mempengaruhi sistem, menentukan efisiensi beban. c) melakukan pengukuran parameter daya, seperti: tegangan, besar arus beban, dan factor daya (cos φ), d) melakukan pengumpulan data pengukuran e) melakukan analisis data dengan menggunakan analisa kuantitatif, yaitu dengan membandingkan hasilhasil pengukuran Bebanbeban paling dominan mempengaruhi distrubisi daya Berdasarkan telaah dokumen, diperoleh bahwa terdapat beberapa beban yang dianggap memiliki potensi paling dominan untuk mempengaruhi distrubisi daya listrik RSGGS karena kapasitasnya yang besar dan dioperasikan secara berkesinambungan pada saat operasi reaktor. Bebanbeban dimaksud dapat dilihat pada Tabel 4.4. Besar beban arus yang mengalir pada tiap phasa dalam satuan amper dari beban tersebut di atas dapat diperoleh berdasarkan rumus perhitungan berikut: untuk beban satu phasa, untuk beban tiga phasa, P 1 = V p I p Cos Φ (VA)...(4.2) Sehingga : dimana : V L = 3 x V p P 3Φ = I L 3 V I Cos (VA)...(4.3) L L P3 ;...(4.4) 3V Cos L Bidang Sistem ReaktorPRSG 32

39 V L = tegangan phasaphasa =380 Volt. V p = tegangan phasanetral =220 Volt. Contoh: Berdasarkan data yang terdapat pada Tabel 4.4. diketahui bahwa daya yang diserap pompa sekunder adalah 220 kw = Watt. Dengan daya ini, maka arus yang mengalir pada jalur pompa sekunder pada operasi beban penuh adalah: P3 I L 3V LCos I L 3x380x I 414,6 Amper I L L Dengan cara yang sama diperoleh pasokan arus ke jalur distribusi yang diberikan oleh bebanbeban lainnya dapat dilihat seperti pada Tabel Perbandingan Total Daya Beban Terpasang Dari daftar beban yang dihasilkan pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3 di atas, dapat dihitung total daya beban terpasang pada tiap train dan tingkatan busbar. Sedangkan daya tiga phasa tersedia pada tiap terminal daya dikonversikan kedalam satuan KVA dengan asumsi bahwa faktor daya dikali dengan efisiensi beban berada pada harga ratarata 0.8. Dengan menggunakan persamaan 4.2. diperoleh daya tersedia pada tiap tingkatan busbar seperti pada Tabel 4.5. Bidang Sistem ReaktorPRSG 33

40 Tabel 4.4. Beban pemberi kontribusi arus terbesar pada jalur distribusi. Dipasok oleh Panel Primer Busbar utama II Panel Darurat Nama beban Daya Terpasang (kw) Kontribusi Arus pada jalur distribusi (A) Persentase pada kapasitas 2500 A % Perangkat air dingin % Pompa sekunder % Kipas menara pendingin % Kipas menara pendingin % Kipas menara pendingin % Sub total % Pompa primer % Peralatan udara bertekanan % Sistem ventilasi % Sub total % Penyearah % Penyearah % UPS % Sistem ventilasi % Sistem ventilasi % Sub total % Jumlah arus beban % Tabel 4.5. Perbandingan Total Daya Beban Terpasang. Urutan aliran arus Daya Tersedia (KVA) Busbar utama I 470 Busbar utama II 413 Busbar darurat 275 Disusun berdasarkan asumsi: deman factor, K d = 0,7. Effisiensi dan faktor daya, η x Cos Φ = 0.8 Total Beban Terpasang (KVA) Beban Maks. (KVA) Persentase thd Daya Tersedia BHA % BHB % BHC % BHD % BHE % BHF % BNA % BNB % BNC % 4.8 Kondisi Distribusi Daya Terkini Kapasitas beban terpasang pada tiap train dapat dikatakan seimbang, karena perbedaan yang terjadi diantara ketiga train yang ada relatif kecil. Peralatan yang memberi kontribusi arus terbesar adalah pompa sekunder, dan bersama peralatan lainnya seperti Perangkat air dingin, Pompa sekunder, Kipas menara pendingin, Pompa primer, Peralatan udara bertekanan, Penyearah, UPS Sistem, dan ventilasi memakai 73.4% kapasitas arus yang tersedia pada masingmasing jalur Bidang Sistem ReaktorPRSG 34

41 distribusi. Sementara 26.6 % lainnya digunakan antara lain untuk penerangan di gedung reaktor, gedung disel, dan gedung kantor. Kemungkinan ketidak seimbangan pada arus phasa, yang disebabkan oleh bebanbeban satu phasa tetap memiliki peluang untuk terjadi, namun kemungkinan itu sangat kecil karena kontribusi arus yang 73.4% seperti disebutkan di atas merupakan arus beban yang berasal dari beban tiga phasa. Kondisi distribusi daya dapat dilihat pada Gambar 4.1, Gambar 4.2, Gambar 4.3, dan Gambar Distribusi Daya Pada Panel Primer BHA BHB BHC Kapasitas (KVA) Daya tersedia Beban terpasang Beban maksimum Kondisi pada tiap Train Gambar 4.1. Distrbusi daya melalui busbar utama I. Bidang Sistem ReaktorPRSG 35

42 Distribusi Daya Pada Panel Sekunder BHD BHE BHF Kapasitas (KVA) Daya tersedia Beban terpasang Beban maksimum Kondisi pada tiap Train Gambar 4.2. Distribusi daya melalui busbar utama II. Distribusi Daya Trafo BHT01 BHT02 BHT Kapasitas 800 (KVA) Daya tersedia Beban terpasang Beban maksimum Kondisi pada tiap Train Gambar 4.3. Distribusi daya melalui busbar darurat. Bidang Sistem ReaktorPRSG 36

43 Distribusi Daya Pada Panel Darurat BNA BNB BNC Kapasitas (KVA) Daya tersedia Beban terpasang Beban maksimum Kondisi pada tiap Train Gambar 4.4. Distribusi daya melalui transformator. Gambar 4.5. Panel distribusi daya busbar utama I Bidang Sistem ReaktorPRSG 37

44 5 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DISEL BRV10/20/ Penyedia Daya Darurat Sistem penyedia daya darurat adalah sistem penyedia daya yang bekerja hanya apabila penyedia daya utama dari pasokan PLN melalui transformator distribusi BHT mengalami gangguan. Sebagai sumber daya digunakan 3(tiga) unit pembangkit listrik tenaga disel, masingmasing adalah BRV10, BRV20, dan BRV30. Disel BRV10/20/30 yang digunakan sebagai catu daya cadangan untuk keperluan RSGGAS merupakan sumber penyedia daya listrik yang dibangkitkan oleh generator dengan menggunakan mesin disel sebagai penggerak mulanya. Sistem ini dirancang untuk setiap saat dapat memasok beban yang tersambung pada busbar darurat BNA/BNB/BNC. Untuk itu kapasitas daya tersedia dari jaringan PLN, dalam hal ini arus masuk dari tiap busbar utama II, haruslah sama dengan kapasitas dari BRV10. Hal ini diharuskan agar daya yang dilayani oleh busbar darurat BNA dapat dipasok seluruhnya oleh disel BRV10/20/30. Begitu pentingnya sistem ini sehingga keselamatan reaktor secara tidak langsung tergantung pada pasokan dayanya. 5.2 Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Disel. Pada operasi normal, tegangan pada busbar darurat adalah 380 volt, tegangan ini dipantau terus oleh RPS. Bila suatu saat harga tegangan ini lebih kecil dari 80%, atau lebih besar dari 120%, maka RPS memberikan sinyal start ke pembangkit listrik tenaga disel setelah selang waktu 1 atau 2 detik sejak kejadian itu dirasakan. Pada saat yang sama hubungan busbar darurat dengan busbar utama II di off (sistem interlock bekerja). Untuk sementara waktu ( 20 detik), konsumen akan disuplai oleh penyedia daya batere. Beban akan dilayani kembali oleh pembangkit listrik tenaga disel setelah selang waktu (t) ± 20 detik sejak pembangkit listrik tenaga disel start. Operasi ini disebut dengan operasi darurat seperti ditunjukkan pada Gambar 5.1. Untuk keperluan test run berbeban digunakan beban simulasi (artificial load ) terbuat dari tahanan (reactor) dan di install pada bagian atas gedung pembangkit listrik tenaga disel. Pada posisi ini pembangkit listrik tenaga disel dimungkinkan untuk start, dan secara otomatis dapat terhubung ke busbar darurat bilamana pada waktu test run sinyal start diterima dari RPS. Bila selector switch berada pada posisi "blocked", pembangkit listrik tenaga disel tidak dapat di start. Keadaan ini di indikasikan di RKU. Pembangkit listrik tenaga disel hanya dapat di "off" kan secara manual dengan menekan tombol "off" langsung pada panel kontrol di gedung pembangkit listrik tenaga disel Spesifikasi pembangkit listrik tenaga disel.. Kapasitas "stand by" generator adalah 569 kva atau setara dengan 455 kw untuk operasi dalam jangka waktu 1 hingga 12 jam. Kapasitas normal : 518 kva atau 414 kw. Tegangan : 400/231 volt, dengan regulasi tegangan ± 0,5 % Frekwensi : 50 Hz. Power factor : 0,8 lag. Putaran : 1500 rpm Efisiensi : 93,7% pada beban 50% : 93,6% pada beban 75% : 93,0% pada beban 100% Unjuk kerja ke operasi normal. Jika penyedia daya utama kembali normal, maka CB dari pembangkit listrik tenaga disel akan membuka (OFF) dan CB pada panel kontrol yang menghubungkan busbar utama II dengan busbar darurat akan menutup (ON). Pada saat transisi interlocking CB, untuk mencegah terjadinya pemutusan penyedia daya listrik ke konsumen, maka beban dilayani oleh penyedia daya batere. Bilamana pada saat berlangsungnya "switch back" ke operasi normal penyedia daya PLN gagal lagi, maka secara otomatis sistem akan "kembali" ke operasi darurat. Bidang Sistem ReaktorPRSG 38

45 5.3 Sistem Penyalaan Sistem start elektrik digunakan untuk menyalakan pembangkit listrik tenaga disel. Sistem start elektrik ini terdiri dari motor start listrik 24 volt dc, 9 kw; batere start 24 volt dengan kapasitas 143 ampjam/20 jam, cukup untuk 3 kali start selama 10 detik dengan selang waktu start 5 detik; dan pengecas batere (battery charger) 24 volt, 20 amp. Bila pada saat melakukan start, setelah dicoba hingga 3 kali berturut turut ternyata hasilnya gagal, maka kondisi ini akan dikirim ke RKU sebagai indikisasi yang menyatakan bahwa unit pembangkit listrik tenaga disel gagal. 5.4 Sistem Bahan Bakar. Sistem bahan bakar terdiri dari beberapa tanki, pompa, dan monitor level. Tanki bahan bakar pembangkit listrik tenaga disel terdiri atas tanki operasi (1000 ltr, untuk kerja normal 4 jam pada beban penuh), tanki tunda, dan tanki pendam ( ltr, untuk kerja normal 72 jam pada beban penuh). Tanki operasi ditempatkan 6 meter lebih tinggi dari tanki pendam, dan lebih tinggi dari tanki tunda. Untuk menyedot solar dari tanki pendam ke tanki operasi digunakan pompa listrik dengan daya hisap 200 liter/jam beserta pompa manual untuk operasi darurat. Keluaran tanki operasi lebih besar 10 % dari konsumsi solar pada operasi daya penuh. Prakiraan konsumsi solar adalah 122 liter/jam untuk operasi 100%, 92 liter/jam untuk operasi 75%, dan 70 liter/jam untuk operasi 50%. Baik tanki operasi maupun tanki pendam dilengkapi dengan alat lacak bocor dan sensor level yang memberikan sinyalsinyal alarm bilamana solar yang ada dalam tanki lebih rendah dari batas minimum yang diijinkan. 5.5 Sistem Pelumasan. Sistem pelumasan pada mesin pembangkit listrik tenaga disel diperlukan untuk mencegah terjadinya kebocoran kontak (kontak langsung) antara bagianbagian yang berputar pada temperatur diatas 220 o C. Sistem pelumasan terdiri dari pendingin oli, pompa sirkulasi oli, dan filter oli. Jumlah oli di dalam disel mampu melumasi disel selama 10 jam operasi tanpa pengisian ulang. Bila pembangkit listrik tenaga disel bekerja dalam waktu lebih dari 10 jam, harus dilakukan pengecekan level oli sementara pembangkit listrik tenaga disel operasi terus. Jika ternyata jumlah oli kurang, maka dilakukan penambahan oli baru. Konsumsi minyak pelumas sebesar 0,5 liter/jam untuk tiap unit pembangkit listrik tenaga disel. 5.6 Sistem Berpendingin Air. Menggunakan sistem pendinginan air daur ulang. Bahang yang dibangkitkan dalam operasi mesin dibawa oleh aliran air pendingin ke penukar bahang radiator, selanjutnya bahan dibuang ke lingkungan. Air yang telah didinginkan dialirkan kembali ke mesin. Karena pembangkit listrik tenaga disel harus selalu "stand by", maka diperlukan pemanas awal untuk mengatur suhu air pendingin tetap berada pada 38 o C (dengan menggunakan pemanas elektrik 2 kw, 230 volt, dan 50 Hz). Komponenkomponen utama sistem pendinginan air terdiri atas: a. Pompa sirkulasi, digerakkan langsung oleh mesin melalui Vbelt. b. Radiator, didinginkan oleh fan yang dikopel langsung dengan mesin. c. Pemanas awal, diatur oleh thermostat, d. Kontrol temperatur, e. Monitoring level air pendingin. 5.7 Sistem Proteksi Pembangkit listrik tenaga disel dirancang untuk ketersediaan yang tinggi, sehingga hanya sedikit sinyalsinyal gangguan yang dapat menyebabkan pembangkit listrik tenaga disel trip. Hanya sinyal gangguan dari "kondisi operasi yang dapat mengakibatkan kerusakan total pada mesin " dalam waktu singkat yang akan menyebabkan pembangkit listrik tenaga disel trip. Sinyal gangguan yang menyebabkan pembangkit listrik tenaga disel trip tersebut adalah: a. Beban lebih (generator over loaded), maks. 518 KVA b. Kecepatan lebih (over speed), mak rpm. c. Tekanan minyak pelumas terlalu rendah, min 1.56 Bar Bidang Sistem ReaktorPRSG 39

46 d. Level minyak pelumas terlalu rendah,min.0.05 m e. Temperatur minyak pelumas terlalu tinggi, maks. 120 o C f. Level air pendingin terlalu rendah, min.0.5 Bar g. Temperatur air pendingin terlalu rendah, min. 40 o C. 5.8 Panel Kontrol. Pengoperasian pembangkit listrik tenaga disel diatur dari panel kontrol dengan "Selector Switch" untuk empat moda operasi yaitu: Automatic, Manual, Test, dan Blocked. Keadaan "stand by" pembangkit listrik tenaga disel diperoleh dengan memutar selector switch pada posisi "automatic". Bila selector switch diatur pada posisi "manual", berarti pembangkit listrik tenaga disel hanya dapat di "on" atau di "off" kan langsung dari panel kontrol di gedung pembangkit listrik tenaga disel. Pada posisi "test", memungkinkan untuk melakukan "test run" 5.9 Over haul Dengan alasan keselamatan dan mengingat bahwa usia disel BRV10/20/30 sudah cukup tua (kurang lebih 17 tahun), maka pada tahun 2004 yang lalu diadakan perbaikan dengan melakukan overhaul. Setelah pekerjaan overhaul selesai, kinerja disel diharapkan akan lebih baik dari sebelumnya. Untuk itu, tulisan ini akan mencoba mengkaji dan mengamati unjuk kerja disel BRV10/20/30 setelah satu tahun beroperasi terhitung selesainya pekerjaan overhaul. Pengamatan operasional disel BRV10/20/30 dilakukan melalui kinerja panel yang dilayaninya yaitu busbar darurat BNA. Analisis kinerja busbar darurat BNA akan memberikan informasi yang jelas akan ketersediaan (availability) daya yang dipasok oleh disel BRV10/20/30 pada waktu PLN mengalami gangguan dalam selang waktu satu tahun operasi. Tulisan ini akan membahas kinerja disel BRV10/20/30 yang mencakup keandalan sistem operasi, kinerja sistem interlock, dan kinerja sumber daya utama PLN. Hal lainnya akan dibahas yaitu faktorfaktor yang menyebabkan ketersediaan daya pada busbar darurat BNA, terjadinya kegagalan operasi disel BRV10/20/30, kegagalan sistem interlock, kegagalan kerja pemutus daya MCB, dan kegagalan sistem bantu Evaluasi Kinerja Disel BRV10/20/30 Setelah overhaul Evaluasi kinerja disel BRV10/20/30 mencakup ketersediaan dan keandalan (availability and reliability) dengan merujuk pada spesifikasi teknis yaitu tegangan 220/380 Volt, frekuensi 50 Hz, dan kapasitas daya 500 KVA. Evaluasi kinerja disel dilakukan dengan cara: menentukan sampling disel yang diamati, menentukan kriteria yang digunakan, telaah dokumen (operasional dan perawatan) untuk perioda waktu satu tahun operasi, menentukan beban maksimum, pengukuran parameter, evaluasi data dan informasi. Untuk keperluan pengamatan diambil sampling salah satu dari ke tiga unit disel tersebut. Dalam hal ini, pengamatan dilakukan pada disel BRV10. Kemudian kriteria yang digunakan untuk menentukan kinerja disel dapat disebut andal apabila memenuhi persyaratan berikut ini, yaitu: Frekuensi arus stabil (50 ± 1%) Hz Tegangan suplai stabil, (400 ± 5 % ) Volt Suplai daya kontinu Kerja interlock sukses ( fungsi peralihan pasokan daya berhasil). Ketersediaan daya cukup (sesuai dengan beban terpasang). Metoda pengamatan dapat dilakukan berdasarkan diagram balok seperti pada Gambar 5.2. Bidang Sistem ReaktorPRSG 40

47 Catu daya PLN Busbar BHA Sistem Proteksi Reaktor RPS Start Disel Disel BRV 10 G 3 ~ Uji Beban Simulasi Busbar BHD V V < > < > A I th M I Max 1000 A I >> LS OFF Interlock OFF MAN TEST AUTO Sinyal Sinyal 400/ /355 M VL > < Sinyal Sinyal Kembali ke catu daya utama Beban Simulasi ON LS Diesel OFF ON Busbar BNA Unitkendali BEBAN Gambar 5.1. Diagram fungsional operasi darurat Disel BRV Bidang Sistem ReaktorPRSG 41

48 5.10 Beban Beban disel BRV10/20/30 adalah semua beban terpasang pada masingmasing busbar darurat BNA. BNB, dan BNC. Beban tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.1, untuk BRV10; Tabel 4.2. untuk BRV20, dan Tabel 4.3 untuk BRV30. Jalur pendistribusian bebannya masingmasing melalui jalur distribusi train A, train B, dan train C. SUB SISTEM PARAMETER YANG DIAMATI DISEL 1. Temperatur Pelumas, nilai maks. 120 o C 2. Tekanan Pelumas, nilai min.1.5 Bar 3. Temperatur Air Pendingin, nilai maks C 4. Tekanan Air Pndingin, nilai min.0.5 Bar 5. Tekanan Bahan Bakar, maks. 0,4 Bar 6. Kecepatan, min. 400 Rpm; maks Rpm GENERATOR 1. Tegangan, min. 340 Volt; maks.440 Volt 2. Frekuensi, min. 50 Hz; maks. 57 Hz 3. Arus, tergantung beban KONTROL 1. Test run: Posisi sakelar 0 : 5 % beban Posisi sakelar Step 1 : 30 % beban Posisi sakelar Step 2 : 40 % beban Posisi sakelar 0 : 5 % beban 2. Fungsi interlock: waktu alih : maks. 15 detik Gambar 5.2. Diagram balok pengamatan disel Bidang Sistem ReaktorPRSG 42

49 Tabel 5.1. Beban disel BRV10 melalui jalur distribusi Train A No. Sistem Komponen Kapasitas Arus Ket. (KW) (A) 1 KBE02AA Katup selenoida 2 KBE02AA Katup selenoida 3 KBE01AA Katup selenoida 4 KLK60AA Katup selenoida 5 KLK06AN Blower AC 6 KLK06CR Monitor Radiasi 7 KLK06CR Monitor Radiasi 8 KLK01CR Monitor Radiasi 9 KLK02CR KLK04CR Sistem Ventilasi KLA40AN Blower AC 12 KLA40BC Panel lokal 1Φ 13 KLA00GS Panel lokal 14 KL00GS Panel lokal 15 KLE00GS Panel lokal 16 Pendingin kolam JNA10AN Blower AC 17 darurat JNA10AN Blower AC 18 JNA10AP Motor Pompa 19 PA01CR QKJ00GS Ventilasi 21 QKJ00GS Ventilasi 22 GHC01AA Katup selenoida 23 Pemurnian Air FAK01 AA Katup selenoida 24 Kolam PenyimpanBahan Bakar Bekas FAK07 AA Katup selenoida 25 P.M Portable Monitor 26 UJA02GP Panel lokal 27 JKT01AE Motor traksi 28 Saluran keluar ke gd.kantor* JUMLAH Dari Tabel 5.1 di atas, beban terpasang busbar darurat BNA adalah Amper. Dengan mengambil demand factor Kd = 0.7, maka beban maksimum BNA = Amper Bidang Sistem ReaktorPRSG 43

50 Tabel 5.2. Beban disel BRV20 melalui jalur distribusi Train B No. Sistem Komponen Kapasitas Arus Ket. (KW) (A) 1 KBE02AA Katup selenoida 2 KBE02AA Katup selenoida 3 KBE01AA Katup selenoida 4 KLK60AA Katup selenoida 5 KLK06AN Blower AC 6 KLK06CR Monitor Radiasi 7 KLK06CR Monitor Radiasi 8 KLK01CR Monitor Radiasi 9 KLK02CR KLK04CR Sistem Ventilasi KLA40AN Blower AC 12 KLA40BC Panel lokal 1Φ 13 KLA00GS Panel lokal 14 KL00GS Panel lokal 15 KLE00GS Panel lokal 16 Pendingin kolam JNA10AN Blower AC 17 darurat JNA10AN Blower AC 18 JNA10AP Motor Pompa 19 PA01CR QKJ00GS Ventilasi 21 QKJ00GS Ventilasi 22 GHC01AA Katup selenoida 23 Pemurnian Air FAK01 AA Katup selenoida 24 Kolam PenyimpanBahan Bakar Bekas FAK07 AA Katup selenoida 25 P.M Portable Monitor 26 UJA02GP Panel lokal 27 JKT01AE Motor traksi 28 Saluran keluar ke gd.kantor* JUMLAH Dari Tabel 5.1 di atas, beban terpasang busbar darurat BNA adalah Amper. Dengan mengambil demand factor Kd = 0.7, maka beban maksimum BNA = Amper Bidang Sistem ReaktorPRSG 44

51 Tabel 5.3. Beban disel BRV30 melalui jalur distribusi Train C No. Sistem Komponen Kapasitas Arus Ket. (KW) (A) 1 KBE02AA Katup selenoida 2 KBE02AA Katup selenoida 3 KBE01AA Katup selenoida 4 KLK60AA Katup selenoida 5 KLK06AN Blower AC 6 KLK06CR Monitor Radiasi 7 KLK06CR Monitor Radiasi 8 KLK01CR Monitor Radiasi 9 KLK02CR KLK04CR Sistem Ventilasi KLA40AN Blower AC 12 KLA40BC Panel lokal 1Φ 13 KLA00GS Panel lokal 14 KL00GS Panel lokal 15 KLE00GS Panel lokal 16 Pendingin kolam JNA10AN Blower AC 17 darurat JNA10AN Blower AC 18 JNA10AP Motor Pompa 19 PA01CR QKJ00GS Ventilasi 21 QKJ00GS Ventilasi 22 GHC01AA Katup selenoida 23 Pemurnian Air FAK01 AA Katup selenoida 24 Kolam PenyimpanBahan Bakar Bekas FAK07 AA Katup selenoida 25 P.M Portable Monitor 26 UJA02GP Panel lokal 27 JKT01AE Motor traksi 28 Saluran keluar ke gd.kantor* JUMLAH Dari Tabel 4.1 di atas, beban terpasang busbar darurat BNA adalah Amper. Dengan mengambil demand factor Kd = 0.7, maka beban maksimum BNA = Amper 5.11 Evaluasi Keandalan Disel Prosedur pelaksanaan Prosedur yang digunakan untuk mengevaluasi kinerja disel BRV10/20/30 dapat di kelompokkan Bidang Sistem ReaktorPRSG 45

52 dalam dua bagian, yaitu: a) Evaluasi dari pengaruh/akibat diadakannya perbaikan dan tindak perawatan pada ketersediaan busbar darurat BNA, mencakup: o perbaikan & perawatan disel BRV10/20/30 o perbaikan dan perawatan pemutus daya (MCB) o perbaikan dan perawatan sistem interlock b) Waktu reses (outage) dari suatu komponen selama perawatan, perbaikan, atau tiap kondisi reses dari komponenkomponen yang lain. Komponenkomponen yang dipertimbangkan dalam penganalisaan adalah sebagai berikut: rel daya/panel; pemutus daya, sakelar pemisah, proteksi panel, dan alatalat bantu Ketersediaan Daya Ketersediaan daya pada busbar darurat BNA dapat disusun dalam bentuk tabel seperti pada Tabel 4.4, dimana penyusunan tabel tersebut dibuat berdasarkan urutan kejadian yang mungkin terjadi pada sistem catu daya darurat. Tabel 4.4. Ketersediaan daya pada busbar darurat BNA. Catu Daya Disel BRV10 Ketersediaan Daya pada Busbar darurat BNA No. Catu daya PLN Sistem Interlock Kondisi Operasi 1 Stand by stand by stand by Ada sukses 2 Aktip ada ada ada sukses 3 Aktip tidak ada tidak ada tidak gagal 1) 4 Aktip ada ada tidak ada gagal 2) 5 Stand by ada ada ada sukses 3) Penjelasan dari Tabel 4.4 di atas adalah: 1) Menunjukkan kegagalan operasi disel BRV10. 2) Terjadi kerja paralel antara sumber daya PLN dengan sumber daya dari disel BRV10, akibatnya MCB pada suplai daya akan trip off (membuka) sehingga ketersediaan daya pada busbar darurat BNA tidak ada. 3) Kondisi ini menunjukkan bahwa disel BRV10 sedang dioperasikan untuk keperluan tindak perawatan berkala Hasil Evaluasi Dalam periode pengamatan satu tahun operasi, ketersediaan daya pada busbar darurat BNA tidak pernah mengalami kegagalan karena sistem interlock. Ketersediaan daya pada busbar darurat BNA terjadi hanya beberapa saat saja, yaitu pada saat terjadinya peralihan tugas dari sumber catu daya PLN ke sumber catu daya disel BRV10. Setiap kali kejadian ini berlansung dibutuhkan waktu kirakira 15 detik terhitung sejak interlock mulai aktip hingga disel BRV10 bekerja normal. Bila pada saat dilakukan perawatan disel (test run reguler), suplai daya PLN gagal, maka secara otomatis interlock bekerja dan busbar darurat BNA disuplai oleh disel BRV10. Kinerja disel BRV10 setelah dilakukan overhaul menunjukkan peningkatan karena selama pengamatan tidak pernah mengalami gangguan yang berarti. Bidang Sistem ReaktorPRSG 46

53 Gambar 5.3. Kegiatan perawatan rutin disel. Gambar 5.4. Kegiatan pekerjaan overhaul disel BRV. Bidang Sistem ReaktorPRSG 47

54 6 SISTEM PENYEDIA DAYA TAK PUTUS Sistem penyedia daya tak putus adalah penyedia daya yang dapat melayani konsumen secara terus menerus, dan merupakan kombinasi kerja dari penyedia daya utama PLN, penyedia daya batere, konverter, dan inverter. Sistem penyedia daya tak putus terdiri atas 3 (tiga) jenis yaitu: a) Penyedia daya tak putus 220 volt ac, disebut dengan UPSac. b) Penyedia daya tak putus 220 volt dc, disebut dengan UPSdc. c) Penyedia daya tak putus ± 24 Volt dc, disebut dengan NBS/sistem dc. Prinsip kerja sistem penyedia daya tak putus adalah dalam keadaan normal memasok konsumen sekaligus memuati batere, bila PLN gagal batere akan membuang muatan memasok konsumen. 6.1 UPSAC. Ada dua unit UPSAC dengan tegangan 220 volt, 50 Hz disediakan untuk memasok komputer proses dan peralatan kontrol melalui busbar redundan BRA dan BRB. Komponen utama UPSAC terdiri atas konverter, inverter, static bypass switch, dan batere. Konverter, berfungsi untuk mengubah tegangan ac 380 volt (±10%), 50 Hz, 3 phasa menjadi tegangan dc 241 volt (±1%), satu phasa, memasok inverter pada tegangan dc melalui filter L1 dan C1, dan memuati 109 sel batere tersusun seri pada 3 moda operasi, yaitu: a) NORM = pemuatan ambang (2,23 volt/sel), b) BOOST = pemuatan sedang (2,40 volt/sel), c) AUTO = peralihan kerja otomatis antara "NORM" dan "BOOST". d) EQUAL = pemuatan cepat (2,60 volt/sel). Komponen yang termasuk bagian dari konverter adalah Q2 ( sekering 3 phasa); F4 ( sekering pengaman konverter); C1 ( kapasitor seri untuk filter); T1 ( transformator 3 phasa hubungan Y); L1 ( induktor untuk filter); A1 (dioda jembatan) dengan kontrol. Fungsi peralatan kontrol tersebut di atas dapat dilihat pada Tabel Refungsionalisasi Dilakukan perubahan pada sistem catu daya tak putus UPS yaitu dengan mengganti sistem lama dengan peralatan baru. Perubahan yang dilakukan mencakup perubahan pada phasa, kapasitas, dan catu daya batere BT. Alasan penggantian batere adalah tegangan tiap batere tinggi, beberapa cell rusak (mati), uap air batere terlalu cepat menguap, dan kutubkutub batere rusak. Alasan non teknis, adalah karena suku cadang batere dengan tipe dan merk tertentu yang digunakan untuk saat sekarang sangat sulit diperoleh dipasar. Dengan demikian penggantian batere lama dengan batere tipe baru merupakan suatu pilihan terbaik. Berdasarkan atas perubahan dari sisi catu daya batere, maka perbandingan batere terdahulu dengan batere terpasang sekarang menjadi seperti pada Tabel 5.2. Bidang Sistem ReaktorPRSG 48

55 Tabel 6.1. Fungsi peralatan kontrol UPSAC. No. Jenis Peralatan Fungsi 1 Inverter Mengubah tegangan dc 241 volt (±1%) 1Φ yang diterima dari konverter atau batere menjadi tegangan ac 220 volt (±1%) 50 Hz (±0,1%) setelah melaui filter C2. Komponen yang termasuk bagian inverter adalah A2 (transistor hubungan jembatan 1 phasa0; T2 (transformator ouput dengan belitan ganda untuk mengkompensasi reaktansi bocor); C2 ( filter terdiri dari jajaran kapasitor). 2 Static Bypass Switch (SBS) Memasok beban langsung dari penyedia daya utama. Peralihan kerja inverter ke penyedia daya utama akan efektip jika terjadi beban lebih pada inverter, Inverter gagal, mengalihkan daya dari penyedia daya utama ke inverter bila sedang menyalakan UPS, mengalihkan daya dari inverter ke penyedia daya utama sebelum penyalaan dengan manual by pass switch. Komponen utama SBS adalah V51V54 (sakelar thyristor); Q1 (manual bypass switch); Q3 (sekering untuk mengisolir SBS). 3 Batere Memasok arus dengan tegangan awal 2,23 V/sel ke inverter bila penyedia daya utama gagal. Batere mampu bekerja dalam waktu 45 menit pada beban penuh dengan tegangan akhir 1,87 V/sel Operasi UPSAC Kondisi Normal Pada operasi normal, penyedia daya PLN akan memasok beban melalui konverter dan inverter. Arus ac disearahkan oleh konverter terkendali menjadi arus dc sebagai input pada inverter sekaligus memuati batere dengan tegangan dc teregulasi. Selanjutnya arus dc akan diubah oleh inverter menjadi arus ac pada tegangan 220 volt, 50 Hz. Jika catu daya PLN gagal, konverter akan di switch OFF, dan batere akan mengambil alih suplai arus ke sirkit inverter tanpa pemutusan. Bila catu daya PLN kembali normal, maka secara otomatis proses awal di atas akan terulang. Bila terjadi kegagalan pada rangkaian konverter maupun pada rangkaian inverter, secara otomatis konsumen dilayani langsung oleh catu daya PLN melalui SBS. Dengan "manual by pass switch", SBS dapat diisolir untuk keperluan perawatan Kondisi Abnormal (beban lebih dan hubung singkat). Pada kondisi abnormal seperti pada beban lebih dan hubung singkat, konverter dapat memasok arus hingga 150% rating selama 10 detik. Pada beban lebih yang lebih besar, akan dikompensir dengan penurunan tegangan sehingga kapasitas arus lebih tidak akan lebih besar dari arus rating. Selanjutnya SBS akan mengalihkan layanan daya langsung ke penyedia daya utama. Bila terjadi kasus hubung singkat maka arus hubung singkat akan dibatasi tidak lebih besar dari 200% rating. Setelah 10 detik konverter secara otomatis akan di switch off. Bidang Sistem ReaktorPRSG 49

56 Tabel 6.2 Perbandingan Sel Batere Setelah Modifikasi Dahulu Sekarang Uraian Jumlah Batere Jumlah Cell Jumlah Batere Jumlah Cell BTD BTD BTD UPSDC. Sistem UPSdc terdiri dari konverter dan batere, disediakan untuk memasok lampulampu darurat dan ramburambu darurat melaui busbar BVA. Prinsip kerjanya identik dengan prinsip kerja UPSac tanpa inverter. Batere yang digunakan terdiri atas 109 sel, dengan tegangan stand by 2.23 V/sel, tegangan pemuatan ambang 2.23 V/sel, dan tegangan pemuatan operasi 2.4 V/sel. Kontrol UPSdc terdiri atas A30 untuk deteksi gangguan, A70 untuk pemantau tegangan kurang ac 3 Φ (sistem mati bila tegangan 304 ± 2% V, dan kembali start kalau tegangan turun menjadi 323 V), A23 untuk pemantau tegangan kurang dc berdasarkan besar arus, A60 untuk pemantau tegangan lebih ac 3 Φ (sistem off bila tegangan 437±2% V, dan kembali start bila tercapai tegangan 418 V), A71 untuk pemantau tegangan lebih dc (sistem off dengan cepat bila tegangan 260 ±2% V, dan akan off diperlambat bila tegangan 250 ±2% V), dan A79 untuk pengindikasi dan penyimpan sinyal gangguan. 6.3 Sistem DC ± 24 Volt Sistem dc terdiri atas 3 unit yang bekerja redundan, disediakan untuk memasok bebanbeban yang berhubungan dengan sistem keselamatan, seperti sistem perlindungan reaktor (RPS), sistem instrumentasi dan kontrol, katupkatup isolasi primer pada sistem pendingin reaktor, dan koil batang kendali. Tiap unit sistem dc terdiri dari konverter positip dan konverter negatip, batere positip dan batare negatip. Masingmasing konverter dipasok secara independen dari panel distribusi yang berbeda. Ketiga redundan dari sistem perlindungan reaktor, masingmasing dipasok oleh dua panel distribusi + 24 volt dc. Penyearah dilengkapi dengan batere "stand by". RPS dan sistem instrumen pada emergency control room disuplai oleh 3 feeder redundan, antara feeder yang satu dengan feeder yang lain dikopel dengan dioda. Satu persatu unit sistem dc dapat diisolir untuk keperluan pengetesan maupun perawatan. Ketiga sistem dc bekerja terspisah Prinsip kerja. Konverter dipasok dengan arus 3Φ, 380 volt, 50 Hz dari busbar darurat. Oleh konverter, arus ac akan diubah menjadi arus dc 1Φ. Dalam keadaan normal, konverter akan langsung memasok konsumen dc melalui filter LC dan secara kontinu juga akan memuati batere dengan status pemuatan ambang. Bila penyedia daya utama gagal, batere secara otomatis akan bekerja melayani beban menunggu penyedia daya darurat bekerja Konverter +24 volt. Pada sistem dc terdapat dua jenis rangkaian konverter yaitu konverter positip (CP) dan konverter negatip (CN). CP dan CN bekerja interlock untuk mencegah terjadinya ketidakseimbangan tegangan pada busbar dc. Output tegangan pada rangkaian konverter hanya akan timbul bilamana CP dan CN dinyalakan. Bila salah satu dari konverter gagal, maka konverter lainnya juga akan gagal. Konverter bekerja paralel dengan sejumlah batere yang terdiri dari batere positip dan batere negatip. Pemuatan batere didasarkan atas karakteristik pemuatan "tegangan dan arus" konstan. Konverter menjaga tegangan batere tetap konstan pada harga 2,23 volt/sel (±1%) untuk melayani beban dengan kapasitas antara 0 s/d 100% dari rating arus walaupun tegangan input berfluktuasi hingga ± 10% Moda operasi pemuatan Operasi otomatis Dalam keadaan normal batere akan dimuati terus menerus pada tegangan 2,23 V/sel untuk Bidang Sistem ReaktorPRSG 50

57 menjaga agar batere tetap berada pada kapasitas penuh. Pemuatan ini disebut juga dengan pemuatan ambang. Selain itu tegangan pemuat dapat diatur pada harga 2,4 V/sel untuk memberikan waktu pemuatan yang lebih cepat dibanding pemuatan ambang. Proses pemuatan tidak memerlukan pengawasan melekat dan dapat dilakukan kontinu selama 48 jam. Konverter hanya dapat diswitch pada posisi "pemuatan" setelah hubungan konverter dengan konsumen dilepas Operasi Manual. Dilakukan terutama untuk melaksanakan pemuatan awal dari batere baru atau proses pemuatan untuk menyamakan tegangan pada tiap sel, dengan cara melepas hubungan konverter dari beban, dan kerja interlock antara CP dan CN harus ditunda. Tegangan output dc dari konverter diatur dengan potensiometer R12 pada panel kontrol. Dalam hal ini konverter akan memuati batere dengan tegangan 2,7 volt/sel. Pemuatan dengan cara manual "harus diawasi" karena regulasi dengan pembatas arus tidak akan efektip, lagi pula konverter mungkin menanggung beban lebih. Bila tegangan batere telah mencapai 2,7 volt/sel pemuatan harus segera dihentikan. Bila hanya CP atau CN yang dinyalakan, batere tidak terhubung ke beban dan beban akan disuplai dari jalur lain. Kondisi seperti ini menyebabkan polaritas "elco C11" dari unit konverter yang dimatikan akan terbalik dan konverter dapat rusak oleh polaritas yang terbalik ini. Untuk mencegah hal ini, hubungan pemisah X24/25 unit konverter yang dipadamkan harus dilepas terlebih dahulu sebelum menyalakan konverter yang lain Proteksi dan peralatan kontrol. Sebagai perlindungan terhadap konverter dan konsumen dc, sistem dilengkapi dengan berbagai alat proteksi dan kontrol, diantaranya adalah: a) Sekering dengan karateristik pemutusan sangat cepat. b) Filter LC yaitu L31 dan elco C11 c) Pemantau tegangan kurang konverter ac 3 Φ, A7. d) Pemantau tegangan lebih 3Φ, A60. Untuk melindungi beban terhadap bahaya tegangan lebih pada sisi penyedia daya utama, e) Pemantau tegangan lebih dc, unit GSU 3, A71, f) Pemantau tegangan kurang dc, A23, g) Kartu gangguan dan sinyal MSK, A79, h) Monitoring adanya penyedia daya, GSV 24, A55. Gambar 6.1. Bagian dalam panel kontrol UPS Bidang Sistem ReaktorPRSG 51

58 6.3.5 Batere. Jenis batere yang digunakan adalah batere timbal dengan larutan asam sulfat (H 2 SO 4 ), terdiri dari 2x13 sel dengan plat batang pada kutub positip dan plat pipih pada kutub negatip, dalam wadah dan tutup plastik., Kapasitas batere adalah batere positip = 450 A, dan batere negatip = 70 A untuk operasi 45 menit. Tegangan awal batere pada kondisi "stand by" adalah 2,23 V/sel atau 29 volt pada terminat output, dan tegangan akhir pada terminal output setelah discharging adalah 24,31 volt atau 1,87 volt/sel. Konsumen dirancang bekerja pada tegangan nominal 24 volt dengan toleransi ±10%. Drop tegangan pada jaringan kabel diharapkan kirakira 10% dari rating tegangan yaitu sebesar 3 Volt. Jadi dengan kondisi operasi normal, konsumen dc akan menerima penyedia daya pada keadaan aman. Dilakukan penggantian pada sumber catu daya batere, sementara rangkaian konverternya tidak mengalami perubahan. Tabel 6.3. Jumlah sel batere sebelum dan sesudah modifikasi. Uraian Dahulu Sekarang Jlh. Batere Jlh. Cell Jlh. Batere Jlh. Cell BTJ BTJ BTJ BTJ BTJ BTJ Gambar 6.2. Susunan batere baru setelah modifikasi. Bidang Sistem ReaktorPRSG 52

59 7 FAKTOR DAYA SISTEM 7.1 Pengantar Efisiensi pemakaian daya listrik merupakan suatu hal yang perlu mendapat perhatian serius dalam rangka ikut berpatisipasi pada gerakan efisiensi nasional. Ditinjau dari sisi teknis, maka efisiensi pemakaian daya listrik RSGGAS, salah satunya ditentukan oleh besarnya faktor daya. Faktor daya dimaksud dipengaruhi oleh jenis beban yang digunakan, yang terdiri atas beban induktip, beban kapasitip, dan beban resistip. Beban sistem listrik RSGGAS didominasi oleh bebanbeban induktip berupa motormotor listrik, yang digunakan untuk memutar pompa, katup electromagnetik, dan lain sebagainya sangat mungkin memiliki faktor daya rendah karena bebanbeban induktip tersebut memiliki sifat memperkecil faktor daya. Dari hasil pengamatan yang dilakukan pada beberapa titiktitik pengamatan diperoleh bahwa besarnya faktor daya berada pada kisaran harga 0.75 s/d 0,80. Melihat pada angkaangka tersebut, jelas menunjukkan bahwa secara umum faktor daya yang dimiliki oleh sistem listrik RSG GAS pada umumnya rendah. 7.2 Memperbaiki Faktor Daya Salah satu cara yang dapat ditempuh untuk menaikkan faktor daya tersebut hingga mencapai suatu tingkat ekonomis, adalah dengan memberikan beban kapasitip berupa capasitor bank yang penempatannya dapat dilakukan pada titiktitik pusat beban seperti pompa sekunder, pompa primer, sistem ventilasi, dan lain sebagainya. Namun dengan pemasangan kapasitor dimaksud memerlukan investasi yang tidak kecil yang diperlukan untuk pengadaan kapasitor berikut biaya instalasi dan biaya perawatannya. Untuk jangka pendek, pemasangan kapasitor tersebut mungkin tidak ekonomis, namun untuk jangka panjang, terlebih kalau dikaitkan dengan rencana kenaikan tarif listrik yang akan diberlakukan oleh PLN, maka pemasangan kapasitor tersebut perlu pengkajian mendalam untuk mengetahui sejauh mana pemasangan kapasitor tersebut dapat menurunkan beban rekening listrik bulanan yang dibayarkan oleh PRSG. Untuk mendapatkan kajian tersebut diperlukan perhitungan arus beban dari dua kondisi, yaitu kondisi pertama adalah arus beban tanpa kapasitor (sekarang), dan kondisi kedua adalah arus beban dengan asumsi penggunaan kapasitor. Selisih arus beban tanpa kapasitor dikurangi arus beban dengan pemasangan kapasitor merupakan efisiensi pemakaian daya yang dapat dianalogikan dengan penghematan rupiah atas beban rekening pada kolom biaya pemakaian yang terdapat pada lembar tagihan rekening listrik PLN yang dapat diperoleh untuk setiap bulan. Selisih arus beban tersebut merupakan hasil dari perbaikan faktor daya dimaksud Pengaruh perubahan faktor daya Gambaran akan pengaruh perubahan faktor daya tersebut dapat dijelaskan melalui segitiga daya yang terdapat pada Gambar 71. Dari gambar segitiga daya tersebut, terlihat bahwa semakin kecil faktor daya, maka suatu beban (misalnya: suatu pompa) KVAR dan KVA nya semakin besar untuk daya terpakai (KW) yang tetap. Dengan demikian beban akan menarik arus lebih besar. Bidang Sistem ReaktorPRSG 53

60 Beban Induktip KVAR2 KVA 2 KVAR1 KVA 1 0 φ 1 φ 2 KW (Beban Resistip) Beban Kapasitip Gambar 7.1. Pengaruh perubahan faktor daya terhadap KVA. Keterangan: KVAR = Kilo Volt Amper Reaktip KW = Kilo Watt Metoda perhitungan faktor daya Pemakaian daya listrik yang diukur oleh PLN merupakan daya aktip yang dinyatakan dengan besarnya arus melalui alat ukur KWH meter. Daya tersebut merupakan daya tiga phasa yang dinyatakan dalam persamaan: P = 3.V.I.Cos φ, ) dimana V merupakan tegangan phasa, I adalah arus yang diukur, dan Cos φ merupakan faktor daya. Dari persamaan 1) di atas diperoleh bahwa besarnya arus yang mengalir melalui KWH meter, adalah: I = P/ 3.V.Cos φ, ) Dari persamaan 7.2) dapat dilihat bahwa untuk beban yang sama (beban listrik tetap) dan tegangan V yang sama, maka arus I dipengaruhi oleh Cos φ. Dengan kata lain arus I berbanding terbalik dengan harga Cos φ. Dengan demikian bila Cos φ bertambah besar maka nilai arus I yang mengalir pada alat ukur KWH Meter akan semakin kecil, dan hal ini menunjukkan bahwa pemakaian daya yang terukur oleh PLN akan semakin kecil pula walaupun beban yang digunakan sama (misalnya motor pompa sekunder tetap). Bila faktor daya sebelum pemasangan kapasitor adalah Cos φ 1 dan faktor daya sesudah pemasangan kapasitor menjadi Cos φ 2, maka pembacaan meter PLN dapat ditekan dengan perhitungan sederhana sebagai berikut: Bidang Sistem ReaktorPRSG 54

61 I 1 = P 1 / 3.V.Cos φ 1 I 2 = P 2 / 3.V.Cos φ 2 dimana : P 1 = P 2 ( menggunakan beban yang sama) V 1 = V 2 ( tegangan sama, menggunakan jaringan yang sama) maka: I 1 P 1 / 3.V.Cos φ 1 = I 2 P 2 / 3.V.Cos φ 2 Cos φ 1 I 1 = x I 2 7.3) Cos φ 2 Asumsi perbaikan faktor daya dapat dilakukan dengan mengangkat Cos φ dari 0.79 ke harga 0.85, 0.90, dan Dengan kenaikan faktor daya tersebut, maka perbandingan antara Cos φ 1 dengan Cos φ 2, pada masingmasing faktor daya baru menjadi , 0,8777, dan Sehingga dari persamaan 3) menunjukkan bahwa arus yang mengalir pada KWH Meter setelah pemasangan kapasitor, masingmasing adalah , , dan dari arus sebelumnya pada pemakaian beban yang sama Teknik pemasangan kapasitor bank Gambaran sederhana dari teknik pemasangan kapasitor yang dipasang paralel dengan sumber catu daya, dapat dilakukan seperti pada Gambar 7.2. Untuk memudahkan analisis, maka kajian perbaikan faktor daya listrik ini, dilakukan dengan metoda berikut: a) Menentukan titiktitik pengukuran faktor daya pada pusatpusat beban pada jalur distribusi A b) Melakukan pengukuran faktor daya pada titiktitik yang ditentukan dan menghitung faktor daya ratarata sistem. c) Mengumpulkan data pembayaran rekening listrik untuk satu tahun operasi dan melakukan rekapitulasi biaya pemakaian. d) Menghitung besarnya daya kapasitor yang diperlukan untuk menaikkan faktor daya menjadi 0.85, 0.90, dan 0.95 e) Menghitung besarnya investasi yang diperlukan untuk pengadaan kapasitor f) Menghitung selisih biaya rekening listrik dan membandingkan jumlah investasi terhadap efisiensi biaya rekening. Rel Daya KWH Meter I (arus beban) Transformator Daya C Capacitor Bank Beban Sumber Catu Daya Grounding Grounding Gambar 7.2. Diagram satu garis pemasangan kapasitor. Bidang Sistem ReaktorPRSG 55

62 7.3 Menentukan Titiktitik Pengukuran Faktor Daya. Mengingat banyaknya beban listrik yang terdapat pada sistem listrik RSGGAS, maka untuk keperluan kajian ini, dipilih titiktitik pengukuran pada pusatpusat beban yang diyakini paling dominan menentukan besarnya faktor daya. Pemilihan titiktitik pengukuran dilakukan dengan memperhatikan tingkatan rel daya yang terdapat pada jalur yang sama, dan konsentrasi beban utama yang merupakan beban terpasang. a) Titiktitik pengukuran ditinjau dari tingkatan rel daya pada jalur A, adalah: Sisi sekunder transformator daya BHT01, Rel daya BHA, Rel daya BHD, Rel daya BNA b) Titiktitik pengukuran ditinjau dari konsentrasi bebanbeban utama, adalah: Pompa sekunder, Pompa primer, Sistem menara pendingin, Sistem Ventilasi, dan Sistem pemurnian air. Pengukuran faktor daya dilakukan pada jalur A, dan dengan asumsi bahwa ketiga jalur distribusi yang tersedia di RSGGAS memlliki karakter yang identik karena bebanbeban yang disuplai oleh tiap jalur tersebut merupakan beban redundansi, maka didalam menentukan titik pengukuran, dilakukan dengan memilih secara acak titiktitik pusat beban yang merupakan beban beban utama yang diperlukan pada saat operasi reaktor. Hasil pengukuran faktor daya pada titik pengukuran yang ditentukan dapat dilihat pada Tabel Faktor Daya Ratarata. Faktor daya ratarata dari sistem diperoleh dari total daya diperlukan dibagi dengan total KVA, yaitu 2,205/2,777 = Mengingat bahwa distribusi daya pada sistem listrik RSGGAS, dilakukan secara redundan melaluai tiga jalur A, B, dan C maka diasumsikan bahwa faktor daya ratarata untuk kedua jalur lain B, dan C juga memiliki faktor daya sama besarnya dengan yang terdapat pada jalur A. Dengan demikian untuk keperluan perhitungan selanjutnya menggunakan harga faktor daya Contoh rekapitulasi rekening listrik. Berhubung karena data lengkap rekening listrik yang diperoleh terbatas, maka rekapitulasi data pembayaran rekening listrik dilakukan hanya untuk 6 (enam) bulan, terhitung mulai April 1998 sampai dengan September Sehingga untuk mendapatkan besar pemakaian dalam satu tahun operasi, dibuat harga taksiran menjadi sebesar harga 2 x pemakaian 6 bulan. Data pembayaran rekening listrik bulanan yang dibayarkan oleh PRSG diberikan dalam Tabel Daya Kapasitor Diperlukan Daya kapasitor yang diperlukan untuk menaikkan faktor daya dari cos φ 1 menjadi cos φ 2 dinyatakan dalam satuan KVAR (Kilo Volt Amper Reaktip). Daya reaktip ini diperlukan sistem untuk memkompensir daya reaktip induktip yang dibangkitkan oleh bebanbeban induktip, seperti dijelaskan pada Gambar 7.1. Besarnya daya kapasitor yang diperlukan dapat diperoleh dari persamaan berikut: dimana : P c = (tan φ 2 tan φ 1 ) P w 7.4) P c P w Cos φ 2 Cos φ 1 = daya reaktif kapasitor yang diperlukan, = daya terpakai. = faktor daya yang diinginkan. = faktor daya sekarang. Bidang Sistem ReaktorPRSG 56

63 Tabel 7.1. Daftar hasil pengukuran faktor daya pada jalur distribusi A. No. Titik Pengukuran Diskripsi Beban Terpasang Daya Terpasang (kw) Sisi Sekunder 1 BHT01 Busbar BHA, dan Outgoing to BHA BHD BNA Daya diperlukan (kw) Faktor daya (Cos ) KVA BHD Cilled water set Secondary pump Hidraulic booster plan Cooling tower blower Cooling tower blower Cooling tower blower Primary pump Prification Pump Purification Pump Warm Layer Pump Compressed air plant Operating building Reactor building Venting system Venting system Venting system Venting system Fan Pump Fan Pum Jumlah Jadi dengan asumsi faktor daya dinaikkan menjadi 0.95, maka daya kondensator yang diperlukan adalah Pc = 0.16 P w. Berdasarkan Tabel 7.2, diperoleh bahwa total daya diperlukan pada jalur distribusi A adalah 2205 KW, dengan Cos φ = 0.79, sehingga untuk menaikkan faktor daya menjadi 0.95 diperlukan daya kondensator sebesar 0.16 x 2205 = 352 KVAR. Dengan cara yang sama diperoleh daya capacitor yang diperlukan untuk kenaikan faktor daya lainnya seperti pada Tabel 7.3. Tabel 7.2. Rekapitulasi beban rekening listrik dalam enam bulan operasi. No Bulan Tagihan Biaya Beban Biaya Pemakaian Meterai Jumlah Rekening PPJ/lainlain Jumlah Tagihan (Rp.) (Rp.) (Rp.) (Rp.) (Rp.) (Rp.) 1 April Mei Juni Juli Agust Sept Jumlah Bidang Sistem ReaktorPRSG 57

64 Daya Reaktip Induktip KVAR 1351 KVA KVA 2 0 P c = 352 φ 2 = φ 1 = KW Daya Reaktip Kapasitip Gambar 7.3. Daya kapasitor yang diperlukan bila faktor daya dinaikkan 0.95 Bidang Sistem ReaktorPRSG 58

65 Tabel 7.3: Daya kapasitor diperlukan untuk jalur distribusi A. Faktor daya sekarang (Cos φ 1 ) Faktor daya baru (Cos φ 2 ) Pc Daya capacitor bank diperlukan (KVAR) P w P w P w Harga Pc tersebut di atas adalah besaran vector, dengan arah vertikal pada sumbu khayal negatip. Gambaran harga Pc pada faktor kerja 0.95 dapat dilihat pada Gambar 7.3. Total daya kondensator yang diperlukan untuk sistem listrik RSGGAS, diperoleh dengan asumsi bahwa faktor daya, dan total daya terpakai pada jalur B, dan jalur C sama besarnya dengan yang terdapat pada jalur A, sehingga ketiga jalur tersebut dianggap identik, karena pada umumnya memiliki beban yang identik (redundan). Dengan demikian, total daya kondensator yang diperlukan menjadi seperti pada Tabel 7.4. Tabel 7.4: Daya Total kapasitor diperlukan. Faktor daya baru Pc (Cos φ 2 ) ( KVAR ) Daya Total capacitor bank, P ct = 3 x P c ( KVAR ) Dimana : P ct adalah total daya kondensator yang diperlukan. P c adalah daya kondensator pada jalur A. 7.6 Investasi pengadaan/instalasi Kapasitor Prakiraan harga pasar capacitor bank pada tahun 2007 adalah Rp ,/500 KVAR. Jadi dengan kebutuhan daya kondensator 1056 KVAR., maka investasi yang diperlukan untuk pembelian diperkirakan sebesar (1056/500) x Rp , = Rp , Bila biaya instalasi ditetapkan sebesar 15 % dari harga kondensator, maka untuk instalasi diperlukan biaya sebesar 15 % x Rp , = Rp , Dengan demikian total investasi yang diperlukan merupakan penjumlahan biaya pembelian dengan biaya instalasi, yaitu berada pada kisaran harga Rp ,000, Dengan cara yang sama, total investasi yang diperlukan untuk menaikkan faktor daya ke tiga tingkatan yang diinginkan adalah seperti pada Tabel 7.5. Tabel 7.5. Prakiraan Total Investasi Capacitor Bank. Faktor daya diinginkan ( Cos φ 2 ) Daya Capacitor ( KVAR ) Harga Capacitor (Rp. /500 KVAR) Biaya pengadaan (Rp.) Biaya instalasi 15 % (Rp.) Biaya diperlukan. (Rp.) , , , 189,552,000, , , , 353,754,000, , , , ,000, 7.7 Perbandingan Investasi Terhadap Efisiensi Biaya. Dari hasil pengukuran faktor daya di atas, maka dilakukan perhitungan arus beban dengan menggunakan persamaan 1). Bila faktor daya dinaikkan dari 0.79 menjadi 0.95, maka arus beban Bidang Sistem ReaktorPRSG 59

66 yang dibaca oleh KWH Meter hanya % dari arus beban bila tidak menggunakan kapasitor. Harga ini dinyatakan sebagai faktor koreksi atas biaya rekening listrik bulanan, dan dapat disimbolkan dengan Kh (koreksi harga). Dengan demikian biaya pemakaian bila menggunakan kapasitor merupakan perkalian dari faktor koreksi Kh terhadap biaya pemakaian tanpa kapasitor. Dengan kata lain, biaya pemakaian dengan kapasitor dapat dirumuskan sebagai: BPC = Kh x BPTC...7.5) dimana: Kh = faktor koreksi harga = BPC = biaya pemakaian dengan kapasitor, dan BPTC = biaya pemakaian tanpa kapasitor. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa dengan penggunaan kapasitor yang mampu menaikkan faktor daya menjadi 0.95, maka dapat dilakukan penghematan biaya pemakaian dari rekening listrik sebesar ( % = %. Efisiensi biaya yang dapat diperoleh dari elemen biaya pemakaian tersebut merupakan selisih biaya pemakaian (SBP) dari kondisi sekarang (tanpa menggunakan kapasitor) dikurangi dengan bila menggunakan kapasitor atau dirumuskan sebagai SBP = BPTC BPC. Biaya pemakaian dalam enam bulan operasi dapat dilihat pada Tabel 7.6. Tabel 7.6. Biaya pemakaian bila menaikkan faktor daya Biaya Pemakaian No Bulan Tagihan Tanpa Kapasitor (BPTC) Biaya Pemakaian Dengan Kapasitor (BPC) Cos φ=0.85 Cos φ=0.90 Cos φ= April ,640, ,275, ,418, ,290,160 2 Mei 98 96,993,600 90,145, ,131, ,650,178 3 Juni 98 83,054,400 77,190, ,896, ,059,734 4 Juli 98 47,044,800 43,723, ,291, ,117,751 5 Agust 98 80,020,800 74,371, ,234, ,537,295 6 Sept ,448, ,214, ,523, ,863,012 Jumlah 627,201, ,921, ,494, ,518,130 Dari Tabel 7.6 di atas dapat dihitung rupiah yang dapat dihemat dalam kurun waktu 6 bulan sebagai berikut: a) Dengan faktor daya 0.85 = Rp. 627,201,600 Rp , = Rp , b) Dengan faktor daya 0.90 = Rp. 627,201,600 Rp , = Rp , c) Dengan faktor daya 0.95 = Rp. 627,201,600 Rp , = Rp , dengan demikian, maka ratarata setiap bulan dapat dihemat: untuk faktor daya 0.85 = Rp ,/6 = Rp , untuk faktor daya 0.90 = Rp ,/6 = Rp , untuk faktor daya 0.95 = Rp. 105,683,470,/6 = Rp. 17,613,911, Dari Tabel 7.2, didapatkan beban rekening listrik yang ditanggung RSGGAS dalam 6 (enam) bulan operasi adalah Rp , (satu miliar tiga juta sembilan ratus tujuh puluh ribu empat ratus empat puluh rupiah). Dari jumlah tersebut, yang dapat dihemat adalah biaya pemakaian seperti dijelaskan di atas. Dengan asumsi pemakaian daya tetap, maka dalam 3 (tiga) tahun operasi diperoleh efisiensi biaya sebesar: 36 x Rp , = Rp , dengan faktor daya x Rp , = Rp , dengan faktor daya x Rp. 17,613,911, = Rp. 634,100,796, dengan faktor daya 0.95 Investasi yang diperlukan untuk pengadaan capacitor adalah : 7.8 Penutup Dari hasil kajian yang dilakukan, diperoleh bahwa faktor daya sistem listrik RSGGAS berada pada daerah Faktor daya tersebut secara teknis dapat dinaikkan menjadi 0. 85, 0.90, Bidang Sistem ReaktorPRSG 60

67 dan 0.95 atau pada hargaharga lain diluar yang diberikan. Namun dengan memperhatikan aspek ekonomi, menyangkut investasi yang diperlukan untuk pengadaan kapasitor, maka dari tiga kemungkinan yang diberikan, ternyata dengan menaikkan faktor daya pada tingkat 0.95 menjadi yang terbaik, karena dengan perhitungan sederhana yang diberikan dapat menghemat rupiah dari elemen biaya pemakaian sebesar Rp. 17 juta/bulan. Sedangkan biaya investasi pengadaan capacitor bank Rp ,000, akan kembali dalam jangka waktu 3 tahun. Dari ketiga alternatif tersebut, maka menaikkan faktor daya dari 0.79 menjadi 0.95 dapat dipertimbangkan. Namun dengan masa tiga tahun tersebut perlu diperhitungkan biaya perawatan dan faktor penuaan alat, dan hal ini dapat dikaji lebih lanjut. Tabel 7.7. Prakiraan selisih investasi pada tiga tahun kedepan. Faktor daya diinginkan ( Cos φ 2 ) Biaya Pengadaan (Rp.) Total bunga 3 tahun (24 % p.a) Biaya Pengadaan + Bunga (Rp.) Penghematan Rupiah Biaya Pemakaian Selisih Investasi Capasitor dengan Penghematan Rupiah (1) (2) (3) (4) (5) (6) ,552,000, , 326,029,440, , 60,346,848, ,754,000, 254,702,880, 608,456,880, , 148,162,356, ,000, 262, , 626,630,400, 634,100,796, 7,470,396, 8 PERSIAPAN SARANA OPERASI 8.1 Pendahuluan Dalam perencanaan operasi reaktor, hal paling awal yang harus dilakukan adalah melaksanakan "persiapan sarana operasi" (PSO) reaktor agar kemungkinan gangguan yang timbul selama operasi dapat diminimalkan atau bahkan dihilangkan, sehingga operasi reaktor yang direncanakan tersebut dapat berjalan dengan lancar, aman sesuai dengan yang diharapkan. Persiapan sarana operasi reaktor dilakukan pada sistemsistem yang secara langsung mendukung berlangsungnya operasi reaktor. Sistensistem dimaksud di atas merupakan sistemsistem yang digunakan untuk keperluan operasi maupun untuk sistemsistem yang digunakan pada kondisi darurat, sehingga apabila terjadi kegagalan pada salah satu atau beberapa sistem, operasi reaktor masih tetap terjaga dalam keadaan aman. Sistemsistem tersebut meliputi antara lain adalah sistem ventilasi, sistem proses, sistem listrik, sistem pemantauan/monitor radiasi, sistem monitor seismic, sistem instrumentasi dan kendali, sistem proteksi reaktor (RPS). Tulisan ini merupakan evaluasi pelaksanaan persiapan sarana operasi reaktor bidang pekerjaan elektromekanik yang diterapkan saat ini dengan cara membahas secara umum deskripsi sistemsistem elektromekanik/sistem proses yang terdapat di reaktor, aturan admisnistratif dan caracara pengisian formulir PSO. Dengan demikian diharapkan tulisan dapat memberikan masukan kepada petugas operasi agar mereka dapat mengetahui tata cara melakukan PSO reaktor khususnya pada bagian/sistem elektromekanik/sistem proses yang meliputi antara lain sistem pendingin, sistem limbah, sistem bantu eksperimen, sistemsistem bantu lainnya. Pelaksanaan penulisan persiapan sarana operasi (PSO), dilakukan dengan cara penelusuran literatur, dan berdasarkan deskripsi dari semua sistem bantu terkait. Selain itu hal yang paling penting didahulukan adalah menentukan kriteria dari moda operasi reaktor. Moda operasi reaktor dibagi atas empat moda yaitu: Moda operasi 1, adalah dimana reaktor dioperasikan pada daya rendah (01% daya ) Moda operasi 2, adalah dimana reaktor dioperasikan pada daya tinggi ( 3 % daya) Moda operasi 3, adalah dimana reaktor tidak beroperasi (shut down) Moda operasi 4, adalah dimana dilakukan penggantian bahan bakar (refuelling) Persiapan sarana operasi (PSO) reaktor dilakukan pada moda operasi 3 atau moda operasi 4. Pelaksanaan PSO reaktor dilakukan berdasarkan manual operasi dari masingmasing sistem. Pelaksanaan PSO ini dilakukan untuk memeriksa/mengamati kelayakan operasi dari tiap sistem seperti Bidang Sistem ReaktorPRSG 61

68 diterangkan sebelumnya. Batas akhir pelaksanaan PSO ini kurang lebih 2 hari menjelang start up reaktor. 8.2 Sistem Yang Termasuk dalam Persiapan Sarana Operasi Sistem Pendingin Primer, JE01 Sistem pendingin primer berfungsi untuk memindahkan panas yang timbul di teras reaktor baik saat operasi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Sistem pendingin primer RSGGAS terdiri dari pompapompa primer, alat penukar panas, kamar tunda dan jaringan pemipaan. Seluruh komponen terletak di dalam gedung reaktor. Sistem pendingin primer didesain mampu memindahkan panas sebesar 32,4 MW dengan debit aliran sebesar 860 kg/dt. Pompa pendingin primer terdiri dari 3 pompa (@ 160 kw) yang beroperasi dengan beban 50%, yaitu 2 pompa beroperasi dan 1 pompa sebagai cadangan. Masingmasing pompa dilengkapi dengan roda gila (fly wheel) yang digunakan untuk memperpanjang waktu aliran pada saat pasokan daya listrik mati. Roda gila diletakan antara pompa dan motor dengan kedua ujungnya ditahan oleh bearing Sistem Pendingin Sekunder, PA01/PAH01/PAQ01 Panas yang dibangkitkan di dalam sistem primer dipindahkan melalui alat penukar panas dan selanjutnya diuang oleh sistem pendingin sekunder ke atmosfer melalui modulmodul menara pendingin. Sistem pendingin sekunder didesain untuk menerima beban panas sebesar 32,4 MW dan terdiri dari 3 pompa, 3 suction strainer, 7 sel menara pendingin, 1 kolam penampung air menara pendingin dari jaringan pemipaan. Pompa sekunder dengan suction strainer diletakan di basement gedung bantu. Setiap pompa dirancang untuk menerima beban 50% dengan 1 pompa berfungsi sebagai cadangan. Basement gedung bantu dihubungkan ke menara pendingin dan gedung reaktor menggunakan kanal bawah tanah. Pipapipa sekunder dari menara pendingin masuk gedung bantu dan menuju gedung reaktor melalui kanalkanal tersebut. Untuk menjaga kualitas air sekunder sistem dilengkapi dengan sistem injeksi bahan kimia (PAQ01) yaitu dengan menginjeksikan bahan kimia ke sistem sekunder berupa larutan phosphate/nalco 7354 untuk mencegah/mengurangi terjadinya korosi, larutan sodium hypochloride untuk mencegah pertumbuhan lumut/algae dan larutan sulphuric acid untuk mengontrol ph air tidak melebihi harga 8. Sistem sekunder dilengkapi dengan sistem blow down, yaitu pembuangan air kolam menara pendingin yang dimaksudkan untuk membatasi konsentrasi garam terlarut sehingga konduktivitas air tidak melebihi harga 95 milis/m. Kehilangan air, termasuk yang disebabkan oleh penguapan air pada menara pendingin yang dipasok dari PAM Puspiptek (sistem PA04). Air pendingin sekunder masuk pada alat penukar panas melalui pipapipa kecil yang berdiameter +22 mm. Untuk menghindari kerak pada pipapipa kecil penukar panas tersebut, sistem sekunder dilengkapi dengan sistem pembersih pipa penukar panas (PAH01). Pembersihan dilakukan dengan melewatkan bolabola spon/karet ke pipapipa alat penukar panas bersama air pendingin sekunder. Sesudah keluar dari sistem penukar panas bola spon disaring oleh screen dan ditarik oleh pompa pembersih pipa penukar panas untuk sialirkan kembali ke pipa sekunder sebelum penukar panas Sistem Pemurnian Air Kolam Reaktor, KBE01 Sistem pemurnian air kolam reaktor berfungsi untuk memindahkan produk aktivasi dan zat pengotor mekanis yang ada di air kolam reaktor dengan maksud untuk mempertahankan kualitas air sesuai spesifikasi yang telah ditentukan. Sistem KBE01 terdiri dari 2 buah pompa 7,5 kw), 1 mix bed filter, 1 resin trap, dan jaringan pemipaan dengan laju alir 40 m 3 /jam. Aliran sistem pemurnian mengalir dari pipa pendingin primer menuju pompa pemurnian kolam yang terletak di 6.5 m, kemudian dilewatkan ke mixed bed filter (penukar ion) dan resin trap. Air yang telah dimurnikan dikembalikan melalui bagian tengah kolam reaktor Sistem Pemurnian Air Kolam Penyimpanan Bahan Bakar Bekas, FAK01 Seperti pada sistem pemurnian air kolam reaktor, sistem pemurnian air kolam penyimpanan bahan bakar bekas berfungsi pula untuk menjaga kualitas air kolam. Disamping hal tersebut di atas sistem ini berfungsi pula untuk membuang panas air kolam penyimpan yang berasal dari γ heating bahan bakar bekas yang berada di kolam penyimpan. Sistem pemurnian air kolam penyimpan mempunyai laju alir 20 m 3 /jam dan sanggup membuang panas maksimum sebesar 65 kw. Sistem terdiri dari 2 pompa yang beroperasi 2x50% dengan daya motor Bidang Sistem ReaktorPRSG 62

69 masingmasing sebesar 4 kw, 2 penukar panas, 1 mixed bed filter, 1 resin trap dan jaringan pemipaan Sistem Lapisan Air Hangat, KBE02 Sistem lapisan air hangat berfungsi untuk menghangatkan air permukaan kolam reaktor agar paparan radiasi di dek reaktor bisa dikurangi. Sistem lapisan air hangat dilengkapi dengan sistem purifikasi untuk menjaga kualitas air pada permukaan kolam selalu pada kondisiik baik. Air kolam reaktor pada level 1,5 m dari permukaan air dilairkan melalui ring distribusi oleh pompa lapisan air hangat yang terdiri dari 2 buah pompa bekerja secara bergantian (2x100%) dengan laju alir 10 m 3 /jam. Dari pompa air kolamdialirkan ke mixed bed filter (1x100%), resin trap (1x100%) dan pemanas dengan kapasitas 60 kw. Dari pemanas air yang sudah hangat ini dikembalikan ke kolam reaktor pada ketinggian 0,5 m dari permukaan air melalui ring distribusi yang menempel pada dinding kolam Sistem Pendingin Kolam Darurat, JNA10, 20, 30 Sistem pendingin kolam terdiri dari 3 train redundant yang digunakan untuk mengambil sisa panas setelah reaktor padam baik dalam keadaan kondisi normal maupun darurat. Dalam keadaan darurat sistem JNA digunakan untuk mengatasi terjadinya kegagalan sistem pendingin paksa, kegagalan sistem listrik, kegagalan costdown pompa primer, kegagalan penutupan katup isolasi primer dan adanya kehilangan air kolam reaktor. Tiap train terdiri dari 1 alat pendingin konveksi (HE celup), penukar panas dengan pendinginan udara/blower, 1 pompa 2,4 kw, tangki ekspansi volume 50 l dan jaringan pemipaan. Setiap train sistem pendingin kolam ini didesain mampu memindahkan panas sebesar 63 kw. Power supply sistem ini berasal dari pasokan listrik PLN dan dari generator darurat Sistem Resin flushing, KBK01 Untuk mengambil resin dari sistem purifikasi (KBE01, KBE02 dan FAK01) digunakan sistem resin flushing. Disamping itu sistem resin flushing digunakan juga untuk memindahkan resin dari tangki penampung resin RSG ke mobil pengangkut resin PTPLR. Sistem resin flushing terdiri dari 1 pompa 7,5 kw, 2 buah tangki penampung resin kapasitas 2,6 m 3, tangki header dan jaringan pemipaan. Sistem resin flushing dilengkapi pula dengan sistem pasokan/saluran air bebas mineral dari udara tekan Sistem Drainase Kolam, KBB01 Sistem drainase kolam berfungsi untuk pengisian dan pengosongan kolam reaktor, kolam penyimpan elemen bakar, tangki tunda dan jaringan pemipaan. Sistem drainase kolam dihubungkan dengan pipa sistem pendingin primer. Kolam drainase terletak di basement level 9,5 m, sehingga untuk pengosongan kolam air dialirkan secara gravitasi. Air sisa yang tidak bisa mengalir secara gravitasi dipompa dengan pompa portabel submersible. Untuk mengalirkan air dari kolam drainase ke kolam reaktor dan kolam penyimpan elemen bakar dan tangki tunda digunakan sebuah pompa vertikal 7 kw dengan laju alir 33 m 3 /jam. Pada saat keadaan darurat air kolam drainase dapat dipompakan ke kolam reaktor dengan pompa portabel (3 kw; 20 m 3 /jam) melalui pipa darurat yang terpasang di dalam dinding gedung reaktor Sistem Drainase Komponen Primer, KTA01 Untuk menampung air drainase komponen sistem pendingin primer disediakan tangki penampung dengan volume total 4 m 3 yang terletak di basement level 9,3 m. Pompa type vertikal 3kW dengan debit 10 m 3 /jam disediakan untuk memindahkan air tangki drainase komponen primer ke tangki penampung limbah cair aktivitas rendah bila aktivitas radiasi tangki drainase telah rendah. Saluran air bebas mineral disediakan pada sistem ini untuk keperluan penyampuran/flushing Sistem Penampung Limbah Cair Aktivitas Tinggi, KPK02 Sistem KPK02 berfungsi untuk menampung dan meluruhkan aktivitas tinggi limbah cair (>10 2 Ci/cm 3 ) yang berasal sari sistem resin flushing, sistem purifikasi dan sistem flooding beam tube. Semua peralatan KPK02 terletak di basement level 9,5 m terdiri dari sebuah tangki penampung dengan volume total 6,3 m 3, sebuah pompa limbah vertikal dengan jaringan pemipaan yang digunakan untuk memompa air dari tangki penampung ke tangki penampung limbah cair aktivitas rendah Sistem Penampung Limbah Cair Aktivitas Rendah, KPK01 Sistem KPK01 berfungsi untuk menampung limbah cair aktivitas rendah (<10 2 Ci/cm 3 ) yang berasal sari sistem ventilasi, sistem drainase lantai, sistem dekontaminasi dan limpahan air aktivitas Bidang Sistem ReaktorPRSG 63

70 rendah dari sistem KPK02/KTA01. Selain menampung limbah cair aktivitas rendah, sistem ini berfungsi juga untuk memindahkan limbah cair tangki penampung di level 6,5 m ke mobuil pengangkut limbah cair PTPLR di level + 0,00 m. Sistem KPK01 terdiri dari 2 buah tangki penampung masingmasing dengan volume 20 m 3, 2 buah pompa sump vertikal, jaringan pemipaan dan 1 unit kontrol radiasi yang terpasang pada katup pipa pelepasan yang memicu agar katup menutup secara otomatis apabila aktivitas radiasi air yang akan dilepas/dikirim ke mobil limbah PTPLR melebihi harga batas yang telah ditentukan Sistem Drainase Lantai Daerah Aktif, KTF01 Sistem ini berfungsi untuk mengumpulkan semua tumpahan air yang berada pada daerah kontrol/gedung reaktor dan langsung dikirim ke tangki penampung limbah cair aktivitas rendah. Air tumpahan sebagaian besar berasal dari air tidak aktif dari sistem ventilasi, air drainase/venting HE sisi sekunder air limbah dari laboratorium, bocoranbocoran air dari sistemsistem proses yang terlebih dahulu ditampung dalam kolam sump. Sistem KTF01 ini terdiri dari 4 buah pompa submersible dengan kapasitas masingmasing 0,55 kw dan jaringan pemipaan Sistem Drainase Lantai Tidak Aktif, GMA01. Sistem ini digunakan untuk menampung air buangan tidak aktif di gedung bantu (ruang pompa sekunder) dan langsung membuangnya ke sistem pembuangan. GMA01 terdiri dari 3 buah pompa submersible, 3 kolam sump dan jaringan pemipaan. Bila air buangan sudah cukup banyak terkumpul pada kolam sump, secara otomatis pompa membuang air ke saluran pembuangan dan pompa akan mati jika air pada kolam sump telah habis Sistem Air Bebas Mineral, GCA01 Sistem GHC02 disesain untuk memproduksi air dengan konduktivitas 0,02 milis/m dan ph antara 6,5 7,5. Sistem GCA01 terdiri dari 2 jalur paralel dan 1 buah tangki penampung dengan kapasitas 10 m 3. Masingmasing jalur terdiri dari pompa, prefilter, cation exchange, anion exchange, mixed bed exchange dan saringan resin. Selain peralatan di atas sistem GHC02 dilengkapi juga dengan sistem regenerasi untuk mengaktifkan kembali yang sudah jenuh dan sistem netralisasi untuk menetralkan air limbah yang akan dibuang ke saluran pembuangan Sistem Pasokan dan Distribusi Air Bebas Mineral, GHC01/GHC02 Sistem ini digunakan untuk mendistribusikan air bebas mineral dari tangki penampung GHC02 ke sistemsistem proses, ventilasi, eksperimen dan ke kolam reaktor/kolam penyimpan elemen bakar. Sistem terdiri dari 2 buah pompa booster 1,9 kw yang bekerja secara bergantian pada tekanan 5 6 Bar dengan laju alir 5 m 3 /jam dan jaringanpemipaan yang terdistribusi ke semua sistem yang memerlukan air bebas mineral. Untuk meringankan kerja pompa dipasang tangki tekan diapragm dengan volume 18 l Sistem Pasokan dan Distribusi Udara Tekan, SCA02/SCA01 Sistem SCA02 memproduksi udara tekan kering, bekas oli dengan kapasitas maksimum 245 Nm 3 /jam dengan tekanan antara 6 9 Bar dan didistribusikan oleh sistem distribusi SCA01. Sistem SCA02 terdiri dari 2 buah kompresor 15 kw dengan flow rate maisngmasing 123 Nm/jam dan sebuah tangki udara tekan dengan volume 2 m 3 pada tekanan antara 6 9 Bar. Selain itu sistem dilengkapi dengan sistem pendingin (chiller), pengering, mechanic filter, dan carbon filter. Sistem SCA01 adalah sistem jaringan pemipaan yang memasok peralatan/sistemsistem yang berada di level 6,5 m, +0 m, + 8 m dan + 13 m termasuk untuk stop gate, pintu material dan fasilitasfasilitas eksperimen Sistem flooding Tabung Berkas Netron, KWA01 RSGGAS mempunyai 6 buah tabubg berkas netron. Untuk menghindari tingginya paparan radiasi di depan tabung berkas, bila tabung berkas tidak dgunakan pada ujungnya (di dalam kolam reaktor) perlu diisi air sebagai perisai radiasi + 50 l. Air isian tabung berkas netron berasal dari sistem lapisan air hangat (KBE02) dengan debit antara 0 0,5 m 3 /jam atau dari sistem distribusi air bebas mineral (GHC01). Air isian setelah dari tabung berkas bisa dikembalikan ke KBE02 atau dibuang ke sistem penampungan limbah cair aktivitas tinggi (KPK02). Katupkatup yang digunakan pada sistem tabung berkas netron digerakan dengan sistem Bidang Sistem ReaktorPRSG 64

71 selenoid, 2 buah sightglass dipasang pada pipa utama venting dan drainase untuk mengetahui ada/tidaknya aliran pada pipa tersebut. Gas C0 2 digunakan untuk mendorong air di dalam tabung berkas pada saat dilakukan pengedrainan. 8.3 Urutan Pelaksanaan PSO Urutan pelaksanaan PSO merupakan bagian yang penting dan menjadi petunjuk awal yang harus dikerjaklan agar persiapan operasi dapat berjalan sukses. Urutan pelaksanaannya diatur sebagai berikut: a) Untuk menghindari kesalahan maka pelaksanaan harus PSO dilakukan pada moda operasi 3 atau moda operasi 4. b) Jika moda operasi 4 telah selesai maka semua bagian PSO yang tersisa harus segera diselesaikan. c) Jika moda operasi 4 belum selesai, beberapa bagian pelaksanaan PSO dapat disusulkan untuk dilaksanakan dengan sepengetahuan Kepala Sub Bidang Pelaksanaan Operasi. d) Jika start up reaktor belum dilakukan sampai 48 jam setelah pengisian PSO selesai, maka langkah 3 pada bagian PSO harus dilakukan pengecekan ulang. e) Jika start up reaktor belum dilakukan sampai 144 jam setelah pengisian PSO (3 kali melakukan pengisian PSO langkah 3), maka semua bagian PSO harus diulang lagi. 8.4 Pengelompokan Pelaksanaan Pelaksanaan persiapan sarana operasi reaktor dapat dikelompokkan menjadi empat bagian penting, yaitu: a) Pengecekan unjuk kerja sistemsistem yang terdapat dalam Tabel 8.1. b) Pelaksanaan PSO untuk meyakinkan kondisi reaktor dalam keadaan layak operasi atau tidak. c) Pengecekan reaktor beberapa saat sebelum start up reaktor. d) Pernyataan sistem siap beroperasi Pengecekan kinerja sistem yang masuk dalam Tabel 8.1 Pengecekan sistemsistem reaktor khususnya yang terdapat pada Tabel 8.1 dilakukan mulai dari pengecekan basic setting sistem harga batas parameter hingga harga nominal parameter dan kelayakan operasi masingmasing sistem. Setelah pengecekan selesai dilakukan, maka operator harus membubuhkan tanda tangannya pada Tabel 8.1 dan mengisi Lembar Pengecekan A, dengan catatan apabila ada sistem yang mengalami gangguan atau membutuhkan perbaikan Pelaksanaan PSO untuk meyakinkan kondisi reaktor Untuk dapat meyakinkan bahwa reaktor dalam keadaan layak operasi atau tidak, maka dalam langkah yang ke 2 ini perlu diperhatikan halhal sebagai berikut: a) Langkah 1 sampai dengan langkah 7 merupakan langkahlangkah yang saling terkait. b) Semua persiapan sistem mulai dari langkah ke 1.0 s/d langkah 8 harus sudah diselesaikan sebelum melanjutkannya ke langkah 3. c) Semua kelainan yang ditemukan dalam pengisian PSO pada langkah 3 s/d langkah 7 harus ditulis pada lembar cek B. Langkahlangkah pengecekan yang harus dilakukan pada langkah ke 2 ini adalah sebagai berikut: Meyakinkan bahwa semua sistem yang tercantum pada Tabel 8.1 telah diperiksa untuk mendukung operasi reaktor. (a) Lembar Pengecekan A dilampirkan pada Tabel 8.1 untuk diisi apabila terdapat kelainan pada sistem yang ditemukan selama pengisian PSO dan menurut pengamatan operator hal tersebut akan mempengaruhi keandalan sistem. (b) Kepala Sub Bidang Pelaksanaan Operasi mengecek lembar pengecekan A dan mempertimbangkan pengaruhnya terhadap operasi reaktor. (c) Kepala Sub Bidang Pelaksanaan Operasi sudah meyakini bahwa semua sistem siap mendukung operasi reaktor (tidak ada akibat yang bisa menggangu operasi reaktor). Kepala Sub Bidang Pelaksanaan Operasi harus membubuhkan tanda tangannya pada lembar pengecekan A. Bidang Sistem ReaktorPRSG 65

72 8.4.3 Meyakinkan bahwa persyaratan spesifikasi teknik untuk operasi reaktor sudah terpenuhi. a) Meyakinkan bahwa semua tes/uji fungsi yang diperlukan selama reaktor padam (shut down) telah dilakukan. Bila ada tes yang belum dilakukan harus dicatat pada lembar pengecekan B. b) Meyakinkan bahwa semua kalibrasi instrumentasi yang diperlukan selama reaktor padam telah dilakukan. Bila ada kalibrasi yang belum dilakukan harus dicatat pada lembar pengecekan B. c) Meyakinkan bahwa semua tugas perawatan (preventif maintenance) yang diperlukan selama reaktor padam sudah dilakukan. Bila ada sistem yang belum dilakukan harus dicatat pada lembar pengecekan B. d) Meyakinkan bahwa semua permohonan pekerjaan/pesanan khusus sudah dipelajari dan tidak ada masalah yang dapat menggangu operasi reaktor. e) Meyakinkan bahwa semua permohonan pekerjaan penanganan teras reaktor telah selesai dilakukan. f) Dalam penyelesaian langkah ini dilakukan pada moda operasi 3. g) Semua kelainan yang ditemukan dalam langkah 2 (tertulis pada lembar pengecekan B) telah diperiksa ulang dan tidak ada masalah untuk melakukan operasi reaktor Pengecekan sesaat sebelum reaktor Start Up. Beberapa saat sebelum reaktor "start up" diperlukan pengecekan ulang dari beberapa sistem untuk meyakikinkan bahwa sistem yang dicek tersebut benarbenar siap dioperasikan. Pengecekan tersebut dapat dilakukan dengan urutan pelaksanaan sebagai berikut: a) Meyakinkan perintah kerja mulai dari pengisian PSO sampai pada "apakah PSO telah dicek dan tidak ditemukan masalah yang bisa menggangu operasi reaktor". b) Meyakinkan perintah bahwa pemeriksaan permukaan teras/elemen bakar telah dilakukan dan tidak ditemukan masalah yang dapat mengganggu operasi reaktor. c) Meyakinkan bahwa air sampel pendingin primer dan sekunder sudah diambil dan sudah dianalisa. d) Meyakinkan bahwa tidak ada lampu alarm yang menyala di panel Ruang Kendali Utama (RKU) yang berpengaruh pada operasi reaktor. Alarm yang ada di panel RKU dicatat pada lember pengecekan C seperti pada Lampiran 3. e) Semua kelainan yang ditemukan selama melakukan langkah 3 (tertulis pada lembar pengecekan C) telah dikaji ulang dan tidak ada masalah yang dapat menggangu operasi reaktor. 8.5 Sistem Siap Beroperasi Setelah langkah 1, 2, dan 3 serta Lampiran lembar pengecekan A, lembar pengecekan B dan lembar pengecekan C selesai dilaksanakan dan telah dikaji ulang, maka semua sistem siap beroperasi. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pelaksanaan Persiapan Sarana Operasi merupakan hal yang sangat penting untuk dilaksanakan, sehingga tanpa pelaksanaan PSO, reaktor tidak mungkin dioperasikan. a) Keselamatan pengoperasian reaktor didasarkan atas kondisi sistem elektromekanik/sistem operasi. b) Bila pada waktu pelaksanaan PSO ditemukan halhal yang menurut petugas/operator dapat mempengaruhi keselamatan reaktor, maka penyimpangan yang ditemukan tersebut harus segera dilaporkan kepada penanggung jawab operasi untuk dapat ditindak lanjuti. c) Setelah seluruh kegiatan Persiapan Sarana Operasi dilakukan, diharapkan bahwa kondisi Plant tetap dijaga pada moda operasi 3 (shut down) dan semua spesifikasi dari sistemsistem yang dilakukan PSO nya telah memenuhi persyaratan untuk menunjang operasi reaktor pada moda operasi 1 maupun moda operasi Formulir perintah pelaksanaan PSO Disediakan dua berkas fomulir perintah pelaksanaan PSO, yaitu Lembar Pengecekan A ( dalam Tebel 8.1 ), dan Lembar Pengecekan B seperti berikut. Bidang Sistem ReaktorPRSG 66

73 Tabel 8.2. Daftar lembar pengecekan A LEMBAR PENGECEKAN A Hal... dari... Sistemsistem dalam perbaikan/gangguan (dalam Tabel A) No. Nama Sistem Uraian Gangguan No.PPIK Pengaruh Pada Operasi* 1 ya/tidak 2 ya/tidak 3 ya/tidak 4 ya/tidak 5 ya/tidak 6 ya/tidak 7 ya/tidak 8 ya/tidak 9 ya/tidak 10 ya/tidak 11 ya/tidak 12 ya/tidak 13 ya/tidak 14 ya/tidak 15 ya/tidak 16 ya/tidak 17 ya/tidak 18 ya/tidak 19 ya/tidak 20 ya/tidak 21 ya/tidak 22 ya/tidak 23 ya/tidak 24 ya/tidak 25 ya/tidak 26 ya/tidak 27 ya/tidak Dalam kondisi reaktor dapat/tidak dapat *) dioperasikan pada daya tinggi/rendah *) *) coret yang tidak perlu Kasubid. Pelaksana Operasi Tanggal Bidang Sistem ReaktorPRSG 67

74 Tabel 8.2. Lembar Pengecekan B LEMBAR PENGECEKAN B Tanggal... Hal.... dari... Kelainan/gangguan di luar Tabel A (langkah 2) LANGKAH NOMOR URAIAN GANGGUAN/KELAINAN NOMOR PEKERJAAN Bidang Sistem ReaktorPRSG 68

75 9 SISTEM PENTANAHAN DAN PENANGKAL PETIR 9.1 Sistem Pentanahan Sistem pentanahan yang dipakai pada instalasi listrik RSGGAS, terdiri atas pentanahan pondasi, pentanahan dalam, dan pentanahan lingkar. Pentanahan pondasi terbuat dari batang baja yang terdapat pada kerangka beton. Pentanahan lingkar dibuat dari kawat tembaga yang ditanam disekeliling gedung pada kedalaman ± 0,5 m dengan jarak 1 m dari dinding. Kedua cara pentanahan tersebut dihubungkan satu dengan lainnya pada beberapa titik simpul. Pentanahan gedung reaktor, gedung disel, dan cooling tower dihubungkan satu sama lain dengan cara menghubungkan pentanahan lingkar dari tiap gedung. Bila terjadi sambaran petir, maka pentanahan lingkar akan memantau distribusi batas tegangan yang cukup aman bagi manusia dan peralatan. Gedung reaktor, gedung bantu, dan gedung pembangkit listrik tenaga disel dilengkapi dengan jaring baja dari jenis yang dipasang disebelah luar dinding gedung dengan jarak 3,20 m x 5,00 m sehingga menyelimuti bangunan seperti layaknya sangkar, oleh sebab itu jaring ini disebut dengan sangkar Faraday. Sebagai perlindungan terhadap sambaran petir, maka pada atap gedung reaktor, gedung pembangkit listrik tenaga disel, dan gedung bantu dipasang suatu jaringan kawat konduktor pada jarak 10 m x 10 m. Jaringan ini dilengkapi dengan elektroda petir yang dipasang vertikal di sebelah luar bangunan pada jarak tiap 10 m. Konduktor tersebut akan menghubungkan jaring penangkal petir dengan konduktor pentanahan. Dengan cara ini medan magnit yang timbul karena arus petir akan direduksi sampai batas yang diijinkan, sehingga kemungkinan interferensi arus petir dengan sistem instrumentasi dan kendali dapat diperkecil. Pentanahan dalam, adalah pentanahan dari konstruksi metal yang terdapat di dalam bangunan. Pentanahan dalam dihubungkan dengan konduktor petir dan pentanahan lingkar pada beberapa titik simpul tertentu menggunakan kawat tembaga berdiameter 70 mm 2.. Untuk mencapai maksud tersebut diatas, diperlukan penetrasi dinding gedung. 9.2 Tahanan Pentanahan Untuk menjamin pembuangan arus petir ke bumi berlansung dengan aman, maka perlu diperhatikan bahwa nilai tahanan pentanahan haruslah 2 Ohm. Besarnya nilai tahanan pentanahan tersebut di atas dapat diukur dengan Earth Tester menggunakan metoda empat titik yang disesuaikan dengan jumlah gedung di lingkungan Reaktor yang berpotensi memberikan arus sambaran petir. Gedung dimaksud adalah menara pendingin, gedung bantu, gedung reaktor, dan gedung disel. Sistem pentanahan grid seperti yang terpasang pada bagian bawah gedung reaktor merupakan salah satu cara untuk memperoleh nilai tahanan pentanahan serendah mungkin. Menurut Laurent, dengan cara mengekivalenkan sistem grid dengan bentuk lingkaran yang luasnya sama, diperoleh harga tahanan pentanahan, yaitu : 2 L L R g ln k1 k 2 L a' A dimana : R g = tahanan pentanahan (Ohm) a = a2z {untuk konduktor yang ditanam pada kedalaman z (m)} z= 1/5 A L= panjang seluruh konduktor (m) A= luas daerah pentanahan (m 2 ) = tahanan jenis tanah (Ohmm) k 1 = konstanta yang diperoleh dari fungsi panjang(x) untuk daerah pentanahan k 2 = konstanta yang diperoleh dari fungsi lebar (x) untuk daerah pentanahan 9.1) Tahanan jenis tanah Tahanan jenis tanah sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain komposisi tanah dan kelembaban tanah, oleh sebab itu harga tahanan jenis tanah tidak dapat diberikan sebagai suatu Bidang Sistem ReaktorPRSG 69

76 nilai yang tetap, sehingga harga tahanan jenis tanah nilainya sangat bervariasi sesuai dengan keadaan jenis tanah, dengan demikian tahanan jenis tanah yang digunakan sebagai asumsi perhitungan untuk gedung reaktor sebesar 200 m. Besarnya tahanan jenis tanah untuk jenis tanah yang berbeda, diperlihatkan pada Tabel 9.1. Tabel 9.1. Harga tahanan jenis tanah No. Jenis tanah Tahanan jenis tanah (Ohm m) 1 Sawah, rawa Tanah garapan (tanah liat) Tanah garapan (kerikil) Pegunungan biasa Pegunungan berbatu Tahanan kawat Perhitungan besar tahanan kawat pada suatu konduktor dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut : R k dimana : R k = tahanan kawat (Ohm) L = panjang penghantar (m) A = luas penampang (mm 2 ) = tahanan jenis penghantar ( /mm 2 ) 9.3 Penangkal Petir. l (Ohm) ) A Sistem penangkal petir menjadi bagian yang sangat penting sebagai alat pelindung bangunan yang berfungsi untuk menyalurkan arus sambaran petir ke dalam tanah. Dengan demikian bangunan beserta seluruh sistem yang dilindunginya terhindar dari pengaruh sambaran petir. Setelah beroperasi selama 13 tahun, sejak 20 Agustus 1987, sistem penangkal petir gedung RSGGAS dan gedung penunjangnya perlu di analisis. Hal ini dilakukan untuk mengetahui penyimpanganpenyimpangan yang terjadi pada sistem penangkal petir yang terpasang. Analisis yang di lakukan meliputi kegiatan pengamatan lapangan dan pelaksanaan perhitungan. Dari hasil pengamatan yang dilakukan ditemukan kerusakan pada beberapa bagian sistem, baik yang disebabkan karena proses kimiawi maupun kesalahan manusia. Akibat beberapa kerusakan tersebut sistem perlindungan tidak bekerja secara baik sehingga dapat menimbulkan kerusakan pada peralatanperalatan elektronik, kebakaran dan kematian yang akhirnya menimbulkan kerugian yang cukup besar. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan melakukan perawatan, perbaikan dan penggantian terhadap beberapa bagian yang mengalami kerusakan, serta melakukan penelitian lebih jauh terhadap sistem perlindungan, dengan harapan bahwa sistem penangkal petir yang terpasang pada bangunan reaktor dan bangunan penunjang lainnya akan berfungsi lebih baik dalam memberikan perlindungan terhadap bangunan, peralatan dan manusia yang berada didalamnya Komponen sistem penangkal petir Komponen sistem penangkal petir yang terpasang pada gedung RSGGAS meliputi : Terminal udara (finial) Penyalur arus petir (down conductor) Sistem pentanahan (earthing system) Finial yang terpasang pada bagian atap gedung reaktor berfungsi untuk menangkap arus sambaran petir. Finial tersebut berjumlah 10 buah dimana panjang masingmasing konduktor adalah 38,4 m dengan luas penampang 70 mm 2 sehingga panjang seluruh finial 476,16 m. Bidang Sistem ReaktorPRSG 70

77 38,4 m 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala Sedangkan penyalur arus petir yang terpasang pada bagian luar dinding gedung reaktor berfungsi untuk menyalurkan arus sambaran petir ke elektroda pentanahan. Penyalur arus sambaran petir yang terpasang pada gedung RSGGAS berjumlah 16 buah dimana panjang masingmasing konduktor adalah 38,4 m dengan luas penampang 70 mm 2, sehingga panjang seluruh penyalur arus sambaran petir 614,4 m. Bahan finial dan penyalur arus sambaran petir seluruhnya terbuat dari bahan baja galvanis pejal. Komponen utama dari sistem pentanahan adalah elektroda pentanahan. Elektroda pentanahan yang tertanam pada bagian luar dinding gedung reaktor berfungsi untuk menyalurkan arus sambaran petir ke bumi. Elektroda pentanahan yang terpasang pada gedung RSGGAS seluruhnya berjumlah 26 buah dimana panjang masingmasing konduktor adalah 57,6 m dengan luas penampang 70 mm 2, sehingga panjang seluruh elektroda pentanahan 1.497,6 m. Elektroda pentanahan yang terbuat dari bahan tembaga galvanis pilin tersusun menjadi satu kesatuan sehingga membentuk grid dengan luas kisikisinya 3,2 x 3,2 m yang ditanam secara horizontal pada kedalaman 0,5 m dibawah tanah. 9.4 Sistem Sangkar Faraday Sistem pentanahan gedung reaktor terdiri dari sistem pentanahan pondasi dan pentanahan melingkar. Sistem pentanahan pondasi gedung terbuat dari batangbatang baja yang terdapat pada kerangka pondasi beton gedung, sedangkan sistem pentanahan lingkar dibuat dari bahan kawat tembaga yang terletak disekeliling gedung dan ditanam dalam tanah dengan kedalaman kirakira 0,5 m dengan jarak 1 m dari gedung. Untuk memperoleh tahanan pentanahan sekecil mungkin maka kedua sistem tersebut diatas satu sama lainnya dihubungkan, begitu pula dengan sistem pentanahan lingkar yang terdapat pada bangunanbangunan penunjang, sehingga sistem pentanahan gedung reaktor berbentuk sangkar Faraday, lihat Gambar ,4 m 38,4 m 9,6 m 0,5 m Gambar 9.1. Sistem sangkar Faraday gedung reaktor Diagram alir Sistematika perhitungan distribusi arus sambaran petir, dilaksanakan berdasarkan diagram alir seperti diperlihatkan pada Gambar 9.2. Bidang Sistem ReaktorPRSG 71

78 Mulai Persiapan Perhitungan Finial Panjang finial Jumlah finial Luas penampang Tahanan kawat Penyalur Panjang finial Jumlah finial Luas penampang Tahanan kawat Elektroda Panjang finial Jumlah finial Luas penampang Tahanan kawat Program electronic workbench Asumsi Besarnya arus sambaran petir Simulasi Konfigurasi rangkaian listrik Titik sambaran Analisis Distribusi arus sambaran petir Gambar 9.2. Diagram alir tahapan kegiatan Tahapan pelaksanaan Langkah pertama untuk menghitung distribusi arus sambaran petir pada gedung reaktor yang menggunakan sangkar Faraday, yaitu mengasumsikan besarnya arus sambaran petir yang menyambar gedung reaktor. Dalam perhitungan ini diasumsikan besarnya 20 ka [3]. Penggunaan besarnya arus sambaran petir ini didasarkan dari jumlah hari guruh per tahun yang juga menggambarkan jumlah petir dan besarnya arus sambaran per tahun yang terjadi pada suatu daerah atau kawasan. Langkah kedua yaitu melakukan simulasi sambaran petir pada bagian atap gedung reaktor. Dalam simulasi ini diasumsikan bahwa finial yang terpasang pada bagian atap gedung reaktor seluruhnya memungkinkan tersambar petir. Bagianbagian finial yang diasumsikan tersebut dinyatakan dalam bentuk titiktitik seperti diperlihatkan pada Gambar 9.3. Karena sangkar Faraday keseluruhannya terbuat dari bahan baja galvanis, dimana setiap bahan yang terhubung memiliki tahanan kawat. Langkah ketiga yaitu menghitung besarnya tahanan kawat pada sangkar Faraday dengan menggunakan persamaan (9.2). Dengan demikian diperoleh besarnya tahanan kawat pada masingmasing bagian pada sangkar Faraday seperti diperlihatkan pada Gambar 9.3. Langkah keempat yaitu menggunakan Program Electronic Workbench (EWB). Untuk menggunakan program EWB, Gambar 3 diekivalenkan sebagai modal rangkaian listrik yang bersifat kompleks seperti diperlihatkan pada Gambar 9.4. Langkah kelima yaitu melakukan simulasi sambaran petir pada titik sambaran yang dikehendaki. Sebagai contoh perhitungan distribusi arus sambaran petir yang terjadi pada titik E5. Bidang Sistem ReaktorPRSG 72

79 38,4 m 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala 38,4 m C D E 38,4 m 9,6 m A B ,5 m L130 L120 L110 L100 L9 L150 L140 L8 L7 L160 L6 L1 L2 L3 L4 L5 Gambar 9.3. Rangkain pengganti sangkar Faraday gedung reaktor. L13 L12 L11 L10 E L9 L14 D L8 L15 C L7 L16 B L6 A L1 L2 L3 L4 L5 Gambar 9.4. Rangkaian ekivalen sangkar Faraday tampak atas. Bidang Sistem ReaktorPRSG 73

80 E I12 I9 I6 I3 I14 I11 I8 I5 I2 D I23 I21 I19 I17 I25 I22 I20 I18 I16 C I34 I32 I30 I28 I36 I33 I31 I29 I27 B I43 I41 I39 I45 I47 I44 I42 I40 I38 A I55 I53 I51 I Gambar 9.5. Tanpak atas, distribusi arus sambaran petir pada finial datar. 9.5 Distribusi arus sambaran petir Dengan menggunakan persamaan (9.1) diperoleh tahanan pentanahan gedung RSGGAS sebesar 1,16. (sesuai dengan yang disyaratkan yaitu 2 ). Untuk mendapatkan kurva sambaran yang terjadi pada gedung, diasumsikan bahwa telah terjadi sambaran petir pada titik E5. Arus sambaran petir terbesar mengalir pada penyalur L 9, karena jarak penyalur L 9 pendek (tahanan kawat lebih kecil) sehingga arus sambaran petir yang mengalir menuju ke bumi lebih besar, sedangkan arus sambaran petir yang terkecil mengalir pada penyalur L 1, karena jarak penyalur L 1 jauh dari pusat sambaran (tahanan kawat besar). Distribusi arus sambaran petir tersebut diperlihatkan pada Gambar 9.5 dan Gambar 9.6. Arus sambaran petir pada bagian finial datar, terbesar mengalir pada I 2 dan I 3, karena jarak konduktor I 2 dan I 3 pendek yaitu 9,6 m dan berada dekat dengan lokasi sambaran petir, sedangkan I 1 yang juga berada dekat dengan lokasi sambaran, arusnya lebih kecil karena jarak konduktornya lebih panjang yaitu 38,4 m. Distribusi arus sambaran petir pada bagian penyalur (down conductor), untuk simulasi sambaran di titik E5 seperti diperlihatkan pada Gambar 9.7. Arus terbesar terdapat pada I 1 (L 9 ) dan arus terendah terdapat pada I 56 (L 1 ). Bidang Sistem ReaktorPRSG 74

81 Arus (A) 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala Sambaran Petir (I P ) A E D C B L14 L13 L12 L11 L10 L8 L9 L15 L16 L7 L1 L2 L3 L4 L5 L6 Gambar 9.6. Distribusi arus sambaran petir pada sangkar Faraday L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 Penyalur Gambar 9.7. Grafik distribusi arus sambaran petir pada penyalur. Bidang Sistem ReaktorPRSG 75

82 Arus (A) 20 Tahun Sistem Listrik RSGGAS Mendukung Operasi Reaktor Yan Bony Marsahala I1 I3 I5 I7 I9 I11 I13 I15 I17 I19 I21 I23 I25 I27 I29 I31 I33 I35 I37 I39 I40 I41 I43 I45 I47 I49 I51 I53 I55 Finial Gambar 9.8. Grafik distribusi arus sambaran petir pada finial. 9.6 Sambaran pada finial tegak. Gedung RSGGAS memiliki corobong (stack) yang terbuat dari bahan logam. Dalam sistem penangkal petir, cerobong ini berfungsi sebagai finial tegak, yang menangkap sambaran petir dan menyalurkan ke penyalur arus petir kemudian membuangnya ke dalam tanah melalui elektroda pentanahan serta sekaligus memberikan daerah perlindungan terhadap bangunan. Berdasarkan asumsi di atas, maka distribusi arus petir pada finial tegak dapat dilihat pada Tabel 9.2. Tabel 9.2. Hasil perhitungan distribusi arus petir pada finial simulasi dititik E5 Titik Hasil A Titik Hasil A Titik Hasil A I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Tabel 9.3. Perhitungan distribusi arus petir pada penyalur simulasi dititik E5. No. Penyalur Hasil (A) No. Penyalur Hasil (A) 1 L L L L L L L L Bidang Sistem ReaktorPRSG 76

83 5 L L L L L L L L Radius Perlindungan Dengan menggunakan persamaan (9.3), diperoleh radius perlindungan, seperti pada Tabel 9.4, dengan asumsi bahwa T = 70 sec, dan massa finial = 4,3 Kg. Tabel 9.4. Radius Perlindungan Tipe Tinggi lightning protection (m) Perlindungan V Level 1 D=20 m Level 2 D=45 m Level 3 D=60 m Daerah perlindungan yang diberikan oleh cerobong tersebut, secara sederhana diperlihatkan dalam Gambar 9.9. h (m) Gambar 9.9. Sudut perlindungan finial tegak Bidang Sistem ReaktorPRSG 77

84 E D C B A Daerah perlindungan Gambar Daerah perlindungan efektif dari finial tegak Dari Gambar 9.10, terlihat bahwa daerah perlindungan yang diberikan oleh cerobong sebagai finial tidak meliputi seluruh permukaan atap gedung reaktor atau dinamakan sudut perlindungan kritis, sehingga pada beberapa bagian dari atap gedung yang tidak terlindungi. Hal ini dapat memungkinkan bagian yang tidak terlindungi tersambar petir. E D C B A Daerah Gambar Daerah perlindungan efektif pada sisi A5 dan E5. Besarnya sudut perlindungan ( ) untuk gedung reaktor sebesar 25o, alasannya karena semakin kecil sudut yang diberikan akan memberikan perlindungan yang efektif. Dari hasil pengamatan seperti pada Gambar 9.10, diperoleh suatu perkiraan bahwa sisi gedung reaktor yang tidak mendapatkan perlindungan dari cerobong tersebut antara lain titik A5 dan E5. Untuk memberikan perlindungan efektif maka pada bagian sisi A5 dan E5 perlu dipasang finial tegak masingmasing sebanyak 1 buah, sehingga diperoleh daerah perlindungan efektif seperti diperlihatkan pada Gambar Bidang Sistem ReaktorPRSG 78

85 Kegiatan perbaikan, perawatan serta analisis dengan menggunakan program EWB, diperoleh distribusi arus sambaran petir pada sistem sangkar Faraday gedung reaktor. Dengan pemasangan dua buah finial tegak pada atap bangunan reaktor yaitu sudut A5 dan E5, dan satu buah pada bangunan cooling tower diharapkan gedung RSGGAS memiliki sistem perlindungan efektif yang lebih baik dan menjaungkau bangunan penunjang lainnya. 10 PERAWATAN SISTEM DAN BEBAN 10.1 Pemeliharaan Sebenarnya pemeliharaan bukanlah suatu pekerjaan yang luar biasa, asal dikelola secara baik dan tepat serta mengikuti petunjuk yang sesuai, peralatan akan menampilkan keandalan yang tinggi dan dengan biaya yang wajar. Oleh karena itu masalah pemeliharaan ini perlu mendapat perhatian yang sewajarnya. Menurut pengertiannya pemeliharaan tersebut adalah suatu, usaha/kegiatan terpadu yang dilakukan terhadap instalasi dan sarana pendukungnya untuk mencegah kerusakan atau mengembalikan/ memulihkan instalasi dan sarana kepada keadaan yang normal/keadaan yang layak. Sesuai dengan pengertian di atas keadaan yang ingin dicapai itu antara lain adalah agar instalasi dan sarana tersebut : 1. mempunyai umur (masa guna) yang panjang, 2. selalu menampilkan unjuk kerja yang baik seperti keandalan, daya mampu dan efisiensi yang optimal, 3. tetap dalam keadaan baik dan selalu dalam keadaan siap pakai, 4. teratur, rapi dan memberikan suasana yang menyenagkan, 5. dapat mengembalikan modal/biaya yang sudah dikeluarkan dalam jangka waktu yang tepat dan memberikan keuntungan, dan 6. aman terhadap petugas dan lingkungan. Peralatan dalam sistem perlu dipelihara secara periodik sesuai dengan buku petunjuk pemeliharaan yang dikeluarkan oleh pabrik peralatan yang bersangkutan. Namun di lain pihak pemeliharaan peralatan yang menyebabkan peralatan tersebut menjadi tidak siap operasi dalam sistem perlu dikoordinir agar penyediaan daya dalam sistem selalu memenuhi kebutuhan beban + rugirugi. Sementara itu cadangan daya harus cukup tinggi hal ini untuk menjamin tersedianya daya pembangkit yang cukup tinggi dalam sistem. Cadangan daya ini merupakan ukuran keandalan Tujuan Perawatan Menjamin tersedianya energi listrik yang handal pada panel distribusi sesuai dengan spesifikasinya dan siap digunakan bilamana perlu. Untuk mencapai tujuan dimaksud, maka diperlukan manajemen yang baik. Manajemen yang baik harus dibangun dan dikembangkan. Manajemen perawatan yang baik meliputi organisasi, teknis operasional, sumber daya manusia yang terampil, prosedur operasional, dan jaminan kualitas. Untuk menghasilkan sumber daya manusia yang terampil, diperlukan pendidikan dan pelatihan yang berkesinambungan. Materi pelatihan dan pendidikan diantaranya mencakup pengetahuan dasar tentang sistem yang akan dirawat. Dalam pelaksanaannya, perawatan dibagi atas dua bagian, yaitu perawatan perbaikan, dan perawatan pencegahan Perawatan Pencegahan Perawatan pencegahan adalah jenis perawatan pada sistem yang sedang operasi dan dapat dilakukan tanpa melakukan pemutusan hubungan daya ke beban. Tindakan perawatan ini antara lain dilakukan secara visualy check dan atau dengan pengukuran parameter listrik tertentu. Macam tindakan perawatan pencegahan antara lain meliputi: Pemeriksaan kebersihan ruangan Pemeriksaan penkondisian ruangan ( temperatur dan kelembaban) Pengukuran tegangan Pengukuran arus Pemeriksaan kekencangan ikatan sambungan Pemeriksaan apakah terdapat kondisi anomali Bidang Sistem ReaktorPRSG 79

86 Dan lainlain Perawatan Perbaikan Perawatan perbaikan merupakan jenis perawatan yang dilakukan pada sistem/peralatan listrik yang mengalami gangguan, sehingga dilakukan dengan memutus hubungan catu daya ke beban. Tindakan perawatan perbaikan dilakukan untuk keadaan sistem/peralatan seperti: tidak berfungsinya sistem/peralatan sebagaimana mestinya, terdapat kondisi anomali catu daya putus parameter catu daya berada diluar batas toleransinya sistem/peralatan terbakar penggantian peralatan melakukan pengembangan. Cara kerja dan fungsi peralatan yang akan dirawat harus menjadi perhatian utama sebelum tindakan perawatan perbaikan dilaksanakan Perawatan Sistem Perawatan sistem listrik dilingkungan RSGGAS mencakup sistem hulu hingga hilir, dapat di kelompokkan menjadi: perawatan PHTM, perawatan transformator BHT01/02/03, perawatan pembangkit listrik tenaga disel, perawatan panelpanel distribusi, perawatan penyedia daya tak putus, perawatan sistem pentanahan dan penangkal petir. Dari pengelompokan sistem tersebut, memiliki jenis tindakan perawatan yang berbeda namun dengan tujuan yang sama yakni menjaga agar sistem senantiasa berada dalam kondisi laik operasi dan siap melayani beban dengan karakteristik parameter listriknya dalam batas tolerasnsi yang disaratkan Perawatan PHTM Yang penting diperhatikan dalam perawatan PHTM adalah kebersihan, dan kondisi udara ruangan. Mengingat peralatan dalam ruang PHTM bertegangan 20 KV, disarankan agar pelaksanaan perawatan dapat dilakukan secara visual. Bila harus melakukan perawatan dengan membuka panepanel daya, harus diperhatikan prosedur operasi terutama fungsi interlock pentanahan agar tegangan sisa benarbenar telah disalurkan ketanah oleh sistem pentanahan Perawatan transformator Transformator Kering BHT01 dan BHT02 Dua unit transformator yaitu BHT01 dan BHT02 merupakan transformator kering, yang secara teoritis adalah jenis transformator bebas perawatan. Namun demikian, mengingat bahwa mereka dioperasikan didaerah tropis yang banyak debu, maka tetap saja dibutuhkan pemeriksaan secara visual untuk memastikan bahwa kondisi ruang trafo dalam keadaan bebas dari akumulasi debu, dan suhu ruangan tidak melebihi 40 o C. Transformator berpendingin minyak BHT03. Khusus untuk transformator pendingin minyak, diperlukan pengujian minyak trafo secara berkala untuk memastikan bahwa tegangan tembus minyak transformator sesuai dengan standar PLN yaitu 80 kv/2,5 cm. Juga diperlukan pengujian tahanan isolasi belitan trafo. Tahanan isolasi antar belitan phasa adalah MΩ, dan tahahan isolasi belitan phasa dengan pentanahan/bodi sebesar MΩ Perawatan Pembangkit ListrikTenaga Disel Bidang Sistem ReaktorPRSG 80

87 Test Run Perawatan utama disel adalah uji fungsi (test run) yang dilakukan seturut dengan jadwal persiapan operasi reaktor (PSO). Pada waktu melakukan test run, dilakukan pemeriksaan secara visual dan pengukuran parameter: Parameter yang diamati merupakan parameter yang mendukung terlaksananya fungsi operasi darurat, yaitu: tegangan (v), frekuensi (f), faktor daya (cos ), kecepatan putar (rpm), tekanan minyak pelumas, level air pendingin terlalu, temperatur air pendingin Pemeriksaan Sistem Bantu. Perawatan sistem bantu dilakukan dengan cara pengecekan secara visual untuk memastikan bahwa fungsi sistem bantu berjalan dengan baik sesuai dengan yang disaratkan. Pengecekan tersebut mencakup: start electrict system, sistem bahan bakar, sistem pelumasan, sistem pendingin air, dan panel kontrol Perawatan Panelpanel Distribusi Peralatan listrik utama yang membentuk konfigurasi rangkaian pada panel distribusi terdiri atas: pemutus daya, sakelar Pemisah, busbar, saluran masuk, saluran keluar, dan rangkaian transformator. Panel distribusi kadangkala disebut juga sebagai lemari/panel daya, berfungsi sebagai terminal daya listrik sebelum disalurkan pada beban. Sebagai terminal, panel distribusi harus dilengkapi dengan saluran masuk, tempat penampungan, dan saluran keluar. Untuk keperluan operasionalnya, dibutuhkan pengaturan dan perlindungan dari proses penerimaan hingga penyaluran arus agar panel dapat bekerja optimal Jenis kegagalan panel daya Pada umumnya perawatan yang buruk dapat mengakibatkan kegagalan operasi panel. Panel distribusi dikatakan gagal, apabila: Daya tidak tersedia Tegangan tidak stabil Daya tidak dapat disalurkan Daya tidak dapat diputus/dilepas Frekuensi tidak stabil Gangguan tidak dapat diisolir Beban tidak terlindungi Potensi bahaya akibat kegagalan panel Panel terbakar Beban tidak terlayani Beban bekerja abnormal Operasi reaktor terganggu Bidang Sistem ReaktorPRSG 81

88 Beban terpasang rusak Faktorfaktor penyebab kegagalan panel Temperatur ruangan terlalu tinggi Akumulasi debu di dalam ruang kabinet Temperatur di dalam kabinet terlalu tinggi Titiktitik simpul kabel dengan rel daya longgar Kerja MCB gagal Kerja Sekering gagal Ketidak seimbangan daya terlalu tinggi Perawatan Busbar Busbar disebut juga sebagai rel daya merupakan peralatan listrik utama dari panel, sehingga perawatan busbar menjadi perhatian utama. Parameter yang berkaitan dengan busbar adalah: Kapasitas adalah kemampuan busbar menanggung arus beban, dinyatakan dalam amper atau KVA. Daya Tersedia adalah besar daya yang diberikan pada busbar untuk disalurkan ke beban, daya tersedia dapat dinyatakan dalam satuan amper atau KVA. Beban Terpasang adalah beban yang terhubung dengan busbar secara langsung maupun tidak langsung, dan beban tersebut dipasok oleh busbar. Total Beban Terpasang adalah jumlah keseluruhan beban yang disuplai oleh busbar, dinyatakan dalam satuan amper atau KVA. Daya Maksimum adalah jumlah beban terpasang yang dapat disuplai oleh busbar dalam waktu bersamaan, dinyatakan dalam amper atau KVA. Busbar dinyatakan handal bilamana Daya maksimum Daya Tersedia. Daya maksimum = Kd x Daya Tersedia Kd = koefisien yang menyatakan ketidak bersamaan waktu operasi beban terpasang, untuk industri = Perawatan Jalur Distribusi Distribusi daya dilakukan dalam 3 kelompok beban melalui jalur distribusi A, B, dan jalur C masingmasing jalur dipasok oleh transformator BHT01, BHT02, dan jbht03. Kegagalan pada salah satu jalur tidak mempengaruhi operasi jalur lainnya. Distribusi daya dilakukan melalui panel distribusi. berikut: Panel Distribusi Primer 380 V, 50 Hz, terdiri dari : BHA, BHB, BHC Panel Distribusi Sekunder 380 V, 50 Hz, terdiri dari : BHD, BHE, BHF Panel Distribusi Darurat 380 V, 50 Hz, terdiri dari : BNA, BNB, BNC Distribusi daya untuk pasokan daya ke pompa pendingin sekunder dilakukan untuk tiap motorpompa, masingmasing melalui panel distribusi primer BHA, BHB, dan BHC. Daya tersebut disalurkan pada panel lokal yang terdapat diruang motorpompa berada. Tiap motorpompa memiliki panel lokal sendirisendiri. Panel distribusi utama I Dilakukan rekonstruksi panel distribusi primer BHA berikut kelengkapannya seperti rel daya (busbar), pemutus daya (circuit breaker), kontaktor, dan meteran dengan peralatan baru. Rekonstruksi ini dilaksanakan sebagai pengganti dari panel distribusi primer BHA terdahulu yang tidak dapat difungsikan lagi karena mengalami kerusakan akibat terbakar. Rekonstruksi panel distribusi primer BHA disesuaikan dengan kebutuhan sistem seperti pendahulumya sehingga, baik kapasitas maupun jalur distribusi pembebanannya sama seperti sebelumnya. Perbedaannya terdapat pada tipe pemutus daya (circuit breaker). Tipe pemutus daya terkini menggunakan circuit breaker dari Siemens dengan tipe 3WN6. Sistem Proteksi Bidang Sistem ReaktorPRSG 82

89 Sistem proteksi panel dibagi atas dua keperluan, yaitu proteksi instalasi, dan proteksi beban. Pada proteksi instalasi, jenis bahaya yang perlu diwaspadai adalah arus hubung singkat, arus beban lebih, tegangan lebih, dan sambaran petir. Arus hubung singkat yang mungkin terjadi terdiri atas hubung singkat antara phasa dengan phasa, dan hubung singkat antara phasa dengan tanah. Proteksi terhadap arus hubung singkat digunakan sekering, arus beban lebih digunakan rele arus lebih, dan MCB, sedangkan proteksi terhadap tegangan lebih digunakan rele tegangan lebih. MCB dapat di off atau di on kan dalam keadaan berbeban maupun beban nol. Waktu pemutusan MCB diatur sedemikian rupa sehingga bilamana terjadi kasus hubung singkat atau kasus lainnya pada salah satu busbar di hilir, tidak akan menyebabkan pemutusan pada busbar di hulu. Setting waktu pemutusan MCB adalah 0.40 detik untuk panel distribusi primer, 0.25 detik panel distribusi sekunder, dan 0.10 detik untuk panel distribusi darurat. Pada proteksi beban, beban dilindungi oleh rele tegangan lebih sebagai proteksi terhadap bahaya tegangan lebih yang dapat merusak kinerja beban. Yang paling perlu diwaspadai adalah bahwa sambaran petir yang dapat menimbulkan induksi tegangan yang sangat tinggi. Pada proteksi instalasi, jenis bahaya yang perlu diperhatikan adalah: 1. arus hubung singkat, o arus hubung singkat antara phasa denganphasa o arus hubung singkat antara phasa dengan netral 2. arus beban lebih, o arus beban lebih sesaat o arus beban lebih permanen o ketidak setimbangan daya 3. tegangan lebih o tegangan lebih tiga phasa o tegangan lebih satu phasa 4. sambaran petir o induktsi tegangan o aliran arus petir. Arus hubung singkat. Arus hubung singkat yang mungkin terjadi terdiri atas hubung singkat antara phasa dengan phasa, dan hubung singkat antara phasa dengan PE/N. Proteksi terhadap arus hubung singkat digunakan sekering, arus beban lebih digunakan rele arus lebih, dan MCB, sedangkan proteksi terhadap tegangan lebih digunakan rele tegangan lebih. MCB dapat di off atau di on kan dalam keadaan berbeban maupun beban nol Contoh Perawatan Panel. Berikut ini adalah salah satu contoh karakteristik panel yang terdapat pada Panel Distribusi BHD0106 a) Spesifikasi: Tinggi Kabinet : 2200 mm Lebar Kabinet : 400 mm dan 600 mm Panjang Kabinet : 600 mm ; 800 mm ; 900 mm, dan 1200 mm b) Rating elektrik: Rating tegangan dan frekuensi Sirkit utama: 380 V, 50 c/s Sirkit bantu : Sirkit 1 : 220 V, 50 c/s dan Sirkit 2: 24 V, 00 c/s c) Temperatur Lingkungan: Nilai maksimum ratarata untuk 24 jam : 40 0 C d) Rating arus operasional rel daya utama: 1000 A e) Rating arus operasional saluran masuk Panel BHD04: 1000 A f) Ukuran rel daya Konduktor L1 : 2 x 20 x 10 Tembaga. Konduktor L2 : 2 x 20 x 10 Tembaga Konduktor L3 : 2 x 20 x 10 Tembaga Konduktor PE : 2 x 20 x 10 Tembaga Bidang Sistem ReaktorPRSG 83

90 Konduktor N : 2 x 20 x 10 Tembaga g) Tipe Kabel yang terdapat pada Kabinet BHD05 o NYYJ 3 x 25 / 16 2 untuk SMJ10 o NYYJ 3 x 70 / 35 2 untuk SCA02 GS001 o NYYJ 3 x 150 /70 2 untuk JE01 AP001 Kabibet BHD06 o NYYJ 150 /70 untuk KL00 GS001 o NYYJ 3 x 240/120 2 untuk gedung kantor Beban Pada Panel Distribusi Untuk melakukan perawatan panel, diharuskan mengetahui secara pasti bebanbeban apa saja yang terdapat pada panel tersebut, sehingga proses perawatan yang mengharuskan adanya pemutusan beban dapat dilakukan dengan benar. Fungsi Panel Panel distribusi sebagai peralatan listrik berfungsi sebagai terminal daya, penerima dan penyalur daya, alat proteksi instalasi dan beban, dan pembagi daya. Kandungan Panel Pada umumnya panel distribusi disusun dari beberapa peralatan listrik membentuk suatu konfigurasi yang mengandung, antara lain: rel daya utama, rel daya bantu, sakelar pemutus, MCB, kontaktor, star bintangdelta, sekering, kabel dan kabel klem, tray, lampu indikator, dan alat ukur. Parameter Listrik Parameter listrik yang umum dipantau pada panel distribusi dengan menggunakan alat ukur adalah tegangan, frekuensi, faktor daya, dan arus. Dalam upaya untuk mengetahui kesetimbangan tegangan, beberapa panel distribusi dilengkapi alat ukur: 1. Tegangan satu phasa Tegangan phasa L1 terhadap Netral Tegangan phasa L2 terhadap Netral Tegangan phasa L3 terhadap Netral 2. Tegangan tiga phasa Tegangan phasa L1 terhadap L2 Tegangan phasa L1 terhadap L3 Tegangan phasa L2 terhadap L3 3. Frekuensi, faktor daya, dan arus beban. Bidang Sistem ReaktorPRSG 84

91 Saluran masuk M Pemutus Daya PV CV L1 L2 L3 N PE Rel Daya Titik Simpul M M Saluran keluar Beban 3Φ Sekering Panel Distribusi Gambar Diagram tiga garis busbar, 1 saluran masuk dan 2 saluran keluar Bidang Sistem ReaktorPRSG 85

92 Tabel Hasil pengukuran parameter listrik panel distribusi. Rel Daya BHD BHE BHF No SISTEM KKS Tegangan ( Volt ) Arus Beban ( A ) P (KVA) Cosφ L1L2 L2L3 L1L3 IL1 IL2 IL3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 1 Incoming From BHA Paralel 7 kabel / phasa 2 2 Outgoing to BNA Paralel 4 kabel / phasa 3 Lapisan air hangat KBE01AP001 4 Lapisan air hangat KBE02AP001 5 Pemurnian Air Kolam Penyimpan FAK01AP001 B3 6 Pendingin primer JE01AP001 7 Penampung limbah cair Aktifasi rendah KPK01AP002 1 Incoming From BHB Paralel 7 kabel / phasa 2 2 Outgoing to BNB Paralel 4 kabel / phasa Pemurnian air kolam KBE01AP002 4 Lapisan air hangat KBE02AP002 5 Pendingin primer JE01AP001 6 Resin flushing KPK01AP001 7 Resin flushing KBK01AP001 8 Resin flushing KBB01AP001 1 Incoming From BHC Paralel 7 kabel / phasa 2 Outgoing to BNC Paralel 4 kabel / phasa 8 3 Pemurnian Air Kolam Penyimpan FAK01AP002 B3 4 Pendingin primer JE01AP003 5 Penampung limbah cair aktifasi KPK02AP001 tinggi 6 Drainase KTA01AP001 Ket. Bidang Sistem ReaktorPRSG 86

93 Bidang Sistem ReaktorPRSG 87

94 10.4 Perawatan Pencegahan Tujuan perawatan pencegahan adalah untuk menghindari kegagalan operasi panel distribusi, dan sedini mungkin dapat mengetahui/memprediksi akan terjadinya kegagalan dari peralatan listrik yang dikandungnya sehingga kerusakan/kegagaln operasi panel dapat dicegah. Tindakan perawatan pencegahan yang dapat dilakukan, antara lain adalah: a) Melakukan pengamatan secara visual terhadap: Lampulampu indikator Alat alat ukur parameter listrik Kebersihan ruang panel Kondisi operasi beban Ikatan titik simpul Tandatanda akumulasi panas pada bagian tertentu b) Membersihkan bagianbagian panel maupun peralatan listrik yang kotor, dengan: Menghisap debu dari dalam panel Memeriksa kebersihan rel c) Mengencangkan titiktitik simpul, seperti: Ikatan kabel pada rel Ikatan rel netral pada PE/N Ikatan kabel pada bagian MCB, Fuse, dan lainnya. d) Memastikan alat proteksi yang digunakan sesuai spesifikasinya, mis: Sekering, Kontaktor, MCB, dan lainlain. e) Melakukan pengukuran parameter listrik seperti tegangan, arus beban, frekuensi,dan Cos φ dengan tahapan brikut: Memilih alat ukur yang tepat Melakukan pengukuran sesuai prosedur Mencatat hasil pengukuran Melakukan pengukuram temperatur ruangan. f) Mengevaluasi hasil pembacaan alatalat ukur bila terdapat penunjukan penyimpangan harga radikal, dengan membandingkannya pada harga rating, kemudian mempelajari penyimpangan harga dan mencari solusi terbaik Perawatan Beban Perawatan MotorPompa Sekunder. Salah satu contoh perawatan pencegahan yang dapat dilakukan adalah dengan secara terjadwal/terencana melakukan pengawasan dan pemeriksaan visual dan pengukuran temperatur dan kelembaban lingkungan sekitar pompa, dan bodi motorpompa seperti ditunjukkan pada Gambar Hal ini perlu dilakukan untuk mencegah perubahan tahanan isolasi belitan motorpompa yang mengarah kesuatu harga radikal, apabila motorpompa tidak dioperasikan dalam jangka waktu yang relatip cukup lama. Dengan demikian sebelum mengoperasikan pompa tersebut, harus dipastikan bahwa harga tahanan isolasi belitan motorpompa berada dalam kisaran seperti ditunjukkan pada Tabel Pengukuran Parameter MotorPompa Pengukuran Temperatur Lakukan pengukuran temperatur rumah motorpompa pada titiktitik pengukuran yang telah ditentukan seperti pada Gambar 10.2 di bawah ini, kemudian catatlah data hasil pengukuran pada Tabel Bidang Sistem ReaktorPRSG 88

95 Air keluar T1 T2 T3 T4 POMPA Kopling Air masuk MOTOR Gambar Titiktitik pengukuran temperatur rumah motorpompa. Tabel Hasil pengukuran temperatur rumah motorpompa. No. Jam ( WIB ) Arus Beban ( Amper ) TR ( 0 C ) T1 ( 0 C ) T2 ( 0 C ) T3 ( 0 C ) T4 ( 0 C ) Pengukuran Tahanan Isolasi Belitan Stator Motor Pengukuran tahanan isolasi belitan stator motor dilakukan dengan menggunakan megger yang dioperasikan pada tegangan 1000 Vdc, pada suhu ruangan C. Hasil pengukuran seperti pada Tabel Tabel Tahanan Isolasi Belitan Stator Motor No. Tahanan isolasi belitan antara Titik Phasa Tahanan Isolasi ( Mohm ) Belitan Phasa Teoritis Pengukuran 1 G W1 300 U1U2 2 Kerangka kawat G W2 300 V1V2 3 phasa G W3 300 W1W2 4 U1 V Kawat phasa U1 W kawat phasa U2 W U2 V2 300 Bidang Sistem ReaktorPRSG 89

96 1. Resistansi Belitan Stator Motor Lakukan pengukuran resistansi belitan stator motor dengan menggunakan alat ukur milli Ohmmeter. Sebelum melakukan pengukuran, hubungan phasaphasa motor pada panel lokal terlebih dahulu dilepas seperti pada Gambar Catatlah hasil pengukuran seperti berikut: R W1 W2 :...mω R U1 U2 :...mω R V1 V2 :...mω 2. Catu Daya Pengukuran catu daya motor dilakukan pada panel lokal untuk tiga kondisi pembebanan, yaitu start, beban nol, dan berbeban. Kondisi pembebanan tersebut seiring dengan moda hubungan motor yaitu hubung bintang dan hubung delta. Hasil pengukuran dicatat pada Tabel Tabel Parameter catu daya motor. Kondisi Hubung Bintang Hubung Delta Arus Tegangan Cos φ Arus Tegangan Cos φ Start N.A N.A N.A Beban Nol Berbeban N.A N.A N.A mω Panel Lokal Motor 3 Phasa 160 KW W1 V1 U1 W2 V2 U2 Belitan stator motor Ground o Gambar Cara pengukuran resistansi belitan 10.6 Perawatan Perbaikan Maksud perawatan perbaikan adalah untuk mengembalikan fungsi/kinerja panel dan atau peralatan seperti sediakala, dan atau untuk meningkatkan fungsi/kinerja panel dan atau peralatan ke jenjang yang lebih baik, atau untuk merubah atau menghapus fungsi sub panel atau peralatan. Untuk melaksanakan perawatan perbaikan, petugas rawat diwajibkan mengikuti tahapan berikut, yaitu: Melakukan tugas perawatan berdasarkan prosedur perbaikan komponen yang ditentukan, Memilih peralatan kerja yang tepat sesuai dengan prosedur perawatan, Melepas beban yang masuk dalam lingkup pekerjaan satu demi satu, Melepas hubungan saluran masuk bila objek kerja/ruang lingkup pekerjaan berada pada daerah bertegangan, Memastikan bahwa rel daya bebas tegangan, Bidang Sistem ReaktorPRSG 90

97 Memegang teguh disiplin kerja dan kehatihatian untuk menghindari kecelakaan, dan Selalu waspada. Untuk melakukan tugas perawatan yang baik dan benar, diharapkan kepada semua pelaksana rawat untuk selalu membekali diri dengan ilmu pengetahuan khusunya ilmu yang berkaitan dengan lingkup tugas perawatan yang diemban. Sikap waspada dalam melakukan tugas perawatan merupakan hal pokok yang selalu harus diingat, sehingga kemungkinan mendapat musibah kecelakaan dapat diperkecil. Panel distribusi sebagai terminal daya listrik merupakan lingkup pekerjaan yang memiliki resiko tinggi akan terkena sengatan listrik. Menerapkan budaya jaminan mutu dengan motto mengerjakan apa yang tertulis dan menulis apa yang dikerjakan sudah sepatutnya diterapkan dengan sepenuh hati, sehingga tugas perawatan ke depan akan lebih baik lagi. Dan satu hal terakhir yang harus diingat yaitu bahwa pelaksana rawat yang baik dan terampil adalah mereka yang mengenal prilaku/sifat objek yang akan dirawat Petunjuk pelaksanaan perawatan perbaikan Kegiatan perawatan perbaikan dapat dilakukan secara reguler sesuai dengan jadwal perawatan yang telah dibuat. Namun demikian perlu disusun panduan kegiatan perawatan yang disesuaikan dengan perubahanperubahan yang terdapat pada sistem listrik karena modifikasi. Seperti dijelaskan sebelumnya, bahwa modifikasi yang dilakukan pada sistem listrik meliputi modifikasi pada tingkat pembebanan, panel distribusi, transformator daya BHT dan lain sebagainya, dan sebagai konsekwensi atas perubahan tersebut, juga terjadi perubahan pada beban, misalnya pemutusan suplai pada beban tertentu dengan alasan beban dimaksud sudah tidak ada atau sudah tidak difungsikan. Kegiatan perawatan perbaikan yang akan dijelaskan mencakup halhal berikut, yaitu: Teknis pelaksanaan Formulir isian kegiatan Evaluasi hasil perawatan. Teknis pelaksanaan Menentukan objek pekerjaan Menetapkan waktu pelaksanaan Menunjuk petugas rawat Menyiapkan peralatan kerja Menyiapkan peralatan keselamatan kerja Menentukan sasaran perawatan Formulir Isian Kegiatan Dalam upaya menerapkan prinsip jaminan mutu pada pelaksanaan perawatan dengan motto mengerjakan apa yang tertulis dan menulis apa yang dilaksanakan, maka setiap pelaksanaan perawatan harus dilakukan dengan mengisi daftar isian seperti contoh pada Tabel yang memuat hasil pekejaan meliputi: pengamatan visual, pengukuran, dan uraian pelaksanaan. Untuk semua kegiatan seperti diuraikan di atas. Formulir isian dimaksud harus dibawa serta sewaktu kegiatan perawatan dilaksanakan. Dan disarankan agar segala sesuatu yang terjadi pada saat pelaksanaan tugas perawatan yang berkaitan materi perawatan dituliskan apa adanya tanpa mengubah/ memodifikasi hasil yang diperoleh. Hal ini perlu ditegaskan agar riwayat sistem/sub sistem yang ditangani dapat didokumentasikan dengan baik Hasil Kegiatan Perawatan Untuk merealisasikan kegiatan seperti diuraikan di atas, maka setiap kejadian yang diamati/diukur dapat dicatat pada lembar isian seperti contoh pada Tabel Lembar isian tugas perawatan tersebut harus disiapkan dan dibawa serta pada waktu pelaksanaan tugas perawatan. Bidang Sistem ReaktorPRSG 91

98 Contoh kasus perawatan motorpompa. Bilamana pompa sekunder tidak dioperasikan dalam jangka waktu cukup lama, maka sebelum melakukan operasi pompa terlebih dahulu dilakukan pengecekan tahanan isolasi belitan motor. Bila dari hasil pengukuran ternyata diperoleh nilai tahanan isolasi lebih rendah dari 300 Mohm, maka pompa tidak boleh dioperasikan. Lakukan pemanasan isolasi belitan. Salah satu cara yang dapat ditempuh adalah dengan menggunakan lampu sorot yang diarahkan pada motor. Pemanasan dapat dilakukan beberapa lama hingga dicapai tahanan isolasi belitan teoritis sekurangkurangnya 300 Mohm. Bila tahanan tersebut telah dicapai, maka motor aman untuk diopersikan. Halhal yang perlu mendapat perhatian. Untuk melakukan tugas perawatan yang baik dan benar, diharapkan kepada semua pelaksana rawat untuk selalu membekali diri dengan ilmu pengetahuan khusunya ilmu yang berkaitan dengan lingkup tugas perawatan yang diemban. Sikap waspada dalam melakukan tugas perawatan merupakan hal pokok yang selalu harus diingat, sehingga kemungkinan mendapat musibah kecelakaan dapat diperkecil. Panel distribusi sebagai terminal daya listrik merupakan lingkup pekerjaan yang memiliki resiko tinggi akan terkena sengatan listrik. Menerapkan budaya jaminan mutu dengan motto mengerjakan apa yang tertulis dan menulis apa yang dikerjakan sudah sepatutnya diterapkan dengan sepenuh hati, sehingga tugas perawatan ke depan akan lebih baik lagi. Dan satu hal terakhir yang harus diingat yaitu bahwa pelaksana rawat yang baik dan terampil adalah mereka yang mengenal prilaku/sifat objek yang akan dirawat Evaluasi Hasil Perawatan Setelah selesai melakukan perawatan, maka hasil perawatan yang dicatat perlu dievaluasi untuk melihat apakah ada halhal yang menyimpang dari sistem/peralatan yang dirawat tersebut. Evaluasi yang dilakukan meliputi hasil yang diperoleh: berdasarkan pengamatan visual, dan berdasarkan pengukuran, Kemudian membandingkan hasil pengukuran dengan harga nominal, dan membandingkan hasil pengukuran Bidang Sistem ReaktorPRSG 92

99 Gambar Pompa pendingin sekunder RSGGAS. Gambar Kegiatan perawatan pompa pendingin sekunder RSGGAS. Tabel Contoh formulir isian tugas perawatan. Bidang Sistem ReaktorPRSG 93

100 Bulan :...Tahun 2007 Hari Senin Selasa Rabu Kamis Jumat Sabtu Tanggal Kelompok A B Objek Panel Distribusi Primer Busbar BHA BHB BHC Panel Distribusi Sekunder Busbar BHD BHE BHF JENIS KEGIATAN Pengamatan Visual Hasil Pengamatan 1. Kebersihan Ruangan Panel Baik Cukup Kurang 2. Lampulampu indikator ON OFF Rusak 3. Kondisi Lemari Baik Cukup Kurang 4. Kondisi operasi beban ON OFF Pengukuran Parameter Hasil Pengukuran 1. Temperatur Ruangan Panel 0 C 0 C 0 C 2. Tegangan Volt Volt Volt 3. Arus beban A A A 4. Frekuensi Hz Hz Hz 5. Cos φ Kejadian Penting Selama Perawatan: Pelaksana Rawat: Ketua : Anggota: 1. Anggota: 2. Anggota: 3. T.Tangan Bidang Sistem ReaktorPRSG 94

101 11 BEBAN 11.1 Jenisjenis Beban Beban yang dilayani sistem listrik RSGGAS pada dasarnya terbagi atas dua jenis, yaitu beban satu phasa dan beban tiga phasa. Beban satu phasa didominasi oleh lampu dan beberapa motor daya kecil, sedangkan bebanbeban tiga phasa pada umumnya adalah motormotorinduksi yang digunakan untuk memutar pompa pada sistem pendingin, dan motor untuk sistem pengkondisian udara. Juga terdapat beberapa unit motor traksi yang digunakan pada sistem angkat (crane), pintupintu otomatik, dan lift. Ada juga beban yang terdiri dari peralatan elektronika seperti perangkat komputer, alatalat ukur elektronik, dan sistem telekomunikasi Beban Satu Phasa Beban satu phasa dibedakan atas satu phasa dengan catu daya bolakbalik (AC), dan beban satu phasa dengan catu daya tegangan searah (DC). Beban satu phasa yang terdapat dilingkungan RSG GAS, pada umumnya digunakan untuk keperluan penerangan. Lampulampu penerangan tersebut terdiri lampu TL, lampu pijar, dan lampu halogen yang digunakan sebagai peneranagan utama diruang experimental hall Beban Tiga Phasa. Beban beban yang termasuk beban tiga phasa, pada umumnya merupakan motormotor listrik yang digunakan untuk berbagai keperluan seperti sistem proses, dan sistem pengkondisian udara. Secara garis besar bebanbeban tiga phasa dilingkungan RSGGAS terdiri atas: motor sinkron, motor induksi, motor traksi, heater. Beban listrik tiga phasa untuk keperluankeperluan tertentu, kadangkadang terhubung dalam bentuk wey (Y) atau delta (Δ), dengan konfigurasi impedansi seperti pada Gambar Dari Gambar tersebut, impedansi beban tiga phasa hubung bintang untuk masingmasing phasa R, S, dan T adalah Z 1, Z 2, dan Z 3. Sedangkan impedansi beban tiga phasa hubung delta untuk masingmasing phasa R, S, dan T adalah Z a, Z b, dan Z c. Untuk keperluan operasi, maka beban tiga phasa kadangkadang harus merubah konfigurasi impedansinya, misalnya motor insduksi tiga phasa yang digunakan pada motorpompa sekunder harus dipertukarkan dari bentuk bintang pada saat start menjadi bentuk delta dalam operasi normal. Tindakan ini dilakukan untuk mereduksi arus start motor. Transformasi ke dua hubungan impedansi tersebut akan mengakibatkan nilai impednasi phasa berubah. Bentuk perubahan ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Bidang Sistem ReaktorPRSG 95

102 R R Z 1 Z b Z c Z 3 Z 2 T S T Z a S a. rangkaian hubung bintang b. rangkaian hubung delta Gambar Konfigurasi impedansi tiga phasa Transformasi deltabintang. Bila dilakukan perubahan rangkaian impedansi dari bentuk delta menjadi bentuk bintang seperti pada Gambar 11.2., maka nilai impedansi rangkaian yang semula masingmasing adalah Z a, Z b, dan Z c untuk phasa R, S, dan T, maka setelah bentuknya berubah menjadi bintang maka impedansinya menjadi Z 1, Z 2, dan Z 3. Nilai impedansi tersebut dapat dihitung dari persamaan berikut: Z 1 Z a Z. Z b Z b c Z c Z Z. Z a c ) Z a Zb Zc Bidang Sistem ReaktorPRSG 96

103 Z 3 Z a Z a Z. Z b b Z c Transformasi bintangdelta. Bila dilakukan perubahan rangkaian impedansi dari bentuk bintang menjdai bentuk delta seperti pada Gambar 11.2., maka nilai impedansi rangkaian yang semula masingmasing adalah Z 1, Z 2, dan Z 3 untuk phasa R, S, dan T, maka setelah bentuknya berubah menjadi delta maka impedansinya menjadi Z a, Z b, dan Z c. Nilai impedansi tersebut dapat dihitung dari persamaan berikut: R Z b Z 1 Z c Z 3 Z 2 T S Z a Gambar Transformasi Bintang Delta Z a Z Z 1 2 Z1Z Z 1 3 Z 2 Z 3 Z b Z Z Z Z Z ) 2 Z Z Z c Z Z 1 2 Z1Z Z 3 3 Z 2 Z Korelasi arus, tegangan dan daya hubungan bintang. Hubungan antara arus, tegangan dan daya dari rangkaian hubung bintang seperti pada Gamnbar di bawah ini adalah sebagai berikut: Bidang Sistem ReaktorPRSG 97

104 I p Z 1 V p V L Z 3 Z 2 Gambar Korelasi P,V, dan I pada sambungan bintang. Bila pada rangkaian hubung bintang seperti pada Gambar di atas, arus phasa dinyatakan dengan I p, tegangan phasa dinyatakan dengan V p, dan arus line dan tegangan line masingmasing adalah I L, dan V L, maka korelasi diantaranya adalah: I p = I L ) VL Vp ) 3 dan daya tiga phasa dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut: P 3 py 3 I p V p Cos VL P 3 py 3I L ( ) Cos 3 P3 py 3. I L. VL Cos ) Korelasi arus, tegangan dan daya hubungan delta. Hubungan antara arus, tegangan dan daya dari rangkaian hubung delta seperti pada Gamnbar di bawah ini adalah sebagai berikut: I p Y b Y c V p =V L Y a Gambar Korelasi P, V, dan I pada sambungan delta. Bidang Sistem ReaktorPRSG 98

105 Bila pada rangkaian hubung delta seperti pada Gambar di atas, arus phasa dinyatakan dengan I p, tegangan phasa dinyatakan dengan V p, dan arus line dan tegangan line masingmasing adalah I L, dan V L, maka korelasi diantaranya adalah: Vp V L ) I L I p ) dan daya tiga phasa dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut: P 3pΔ = 3.I p.v p.cos θ = 3.(I L / 3).V L.Cos θ = 3.I L.V L. Cos θ ) 11.4 Motor Listrik Motor listrik menurut suplainya dibagi menjadi dua yaitu: motor AC dan motor DC. Motor DC saat ini sudah jarang dipakai karena harus disediakan sumber DC yang memerlukan biaya tambahan. Disini yang akan dibicarakan adalah motormotor AC saja. Halhal perlu diperhatikan dalam memilih motor listrik adalah: Daya/arus Sumber Putaran Momen putar Hubungan motorbeban Jenis kerja motor Ruang yang tersedia Power faktor, dll Daya motor Agar suatu beban dapat digerakkan oleh motor, maka daya motor harus dipilih lebih besar dari daya beban. Perhitungan daya motor ini adalah sebagai berikut: Untuk beban yang bergerak lurus. dimana: N m PxV 75x HP PxV KW 102x ) ) N m = daya motor P = berat beban yang digerakkan (Kg) V = kecepatan beban yang bergerak (m/menit) Untuk beban yang berputar. Motor dengan beban yang berputar seperti motorpompa sekunder dan pompa primer RSG GAS, maka daya motor dapat dihitung dari persamaan berikut: Bidang Sistem ReaktorPRSG 99

106 dimana N m MxV 716x HP Mxn KW 975x M= momen putaran dari beban n = rpm beban η = randemen mesin total Untuk kipas angin/fan atau blower. dimana ) ) VxP N m 75x HP ) vxp KW 102x ) V = volume udara yang dialirkan perdetik (m 3 /detik) p = tekanan udara yang dihasilkan (kg/m 2 ) η = randemen total Untuk pemompaan fluida dimana V. J. h.10 N m 75x ) 3 V. J. h.10 HP KW ) 102x V = debit fluida (m 3 ) J = berat jenis fluida yang dipompa η = randemen total h = total tinggi (head), (m).aktual, dan semu Sumber Sumber tenaga yang akan melayani motor harus diperhatikan, terutama kapasitas daya yang tersedia, tegangan dan frekuensinya. Bila daya yang tersedia cukup, maka tegangan dan frekuensi harus betulbetul sesuai dengan motor yang dipilih. Dalam menentukan daya motor perlu juga diperhatikan benar arus startnya yang besarnya beberapa kali dari arus nominal Putaran (rpm) Mesinmesin ada yang membutuhkan pengaturan kecepatan secara halus atau kasar dan ada pula yang tidak membutuhkan pengaturan. Yang penting dalam penyesuaian putaran adalah bagaimana dan mesin apa yang akan dijalankan motor tersebut serta berapa putarannya Momen Putar Suatu mesin dapat digerakkan oleh motor apabila momen dari motor tersebut lebih besar dari momen beban. Sedangkan momen suatu motor adalah: Bidang Sistem ReaktorPRSG 100

107 dimana M M m =momen putar motor (Kg/m) N m = daya motor (KW) n m = putaran motor (rpm) N m ( kg/ m) n m ) m Pada waktu motor start sampai jalan dengan kecepatan nominal memerlukan asutan (awalan). Untuk membuat percepatan tersebut maka diperlukan momen asut yang besar. Pengasutan motor dipilih menurut kebutuhan, misalnya untuk mesinmesin tekstil, lift, escalator dsb, memerlukan asutan yang khusus. Jadi dalam menggunakan alat asut harus diperhatikan macam bebannya. Karena momen asutan yang besar tersebut, maka motor juga akan menarik arus dari sumber yang besar. Arus ini disebut arus asut atau arus start. Besarnya arus asut dan momen asut pada tingkat pembebanan motor adalah berbeda, dengan prakiraan nilai seperti tercantum dalam Tabel 11.1 di bawah ini. Tabel Arus dan momen asut pada tingkat pembebanan motor. No. Beban (%) I start (%) M start (%) 1 Beban nol Hubungan motor beban Yang dimaksudkan yaitu penyesuaian terhadap bentuk, perhubungan dan pergerakannya. Misalnya dengan Vbelt, kopling vertikal, atau horizontal Macam kerja motor. Ada dua macam kerja motor yaitu kontinyu dan tidak kontinyu. Kerja tidak kontinyu dibagi menjadi dua yaitu kerja jangka pendek dan kerja jangka panjang. Pemilihannya menjadi penting sebab bila salah motor akan terbakar, lihat panas yang timbul pada gambar berikut Ruang yang tersedia. Dalam hal ini harus diperhatikan lingkungan dimana motor tersebut akan dipasang, misalnya: Banyak debu Lembab, banyak air Mudah terbakar/meledak karena terdapat zat kimia tertentu, dsb Untuk itu pemilihan motor ditekankan pada perlindungannya terhadap halhal tersebut di atas. Bidang Sistem ReaktorPRSG 101

108 T r M (a) M T r t k (b) t i M T r t k (c) t i Gambar Macam kerja motor. Keterangan: (a) = Kerja motor kontinyu (b) = Kerja motor tidak kontinyu jangka panjang. (c) =Kerja motor tidak kontinyu jangka pendek. M = kerja motor T r = temperatur yang dibangkitkan T k = waktu kerja dari motor, T i = waktu motor istirahat Power faktor. Power faktor atau cos φ sering juga disebut sebagai efisiensi, semakin kecil cos φ, suatu mesin KVAR dan KVA nya semakin besar untuk daya terpakai (KW) yang tetap. Dengan demikian mesin akan menarik arus lebih besar. Jadi pemilihan motor listrik dengan mempertimbangkan cos φ akan sangat berpengaruh terhadap: Kapasitas daya terpakai/sisa Biaya listrik Testing motor Motor listrik sebelum diintalasi terlebih dahulu harus diketahui apakah motor tersebut dalam kondisi baik. Untuk itu motor harus di test dengan benar dan lengkap, sebab motor dapat rusak karena berbagai hal. Disamping itu belum tentu motor listrik yang baru dibeli pasti dalam keadaan baik. Adapun sebabsebab suatu motor dalam keadaan tidak baik sehingga tidak bekerja normal adalah: Terbakar karena over load atau beban lebih Over heating (belum terbakar) karena beban lebih Terbakar karena single phasing Belitan hubung singkat Bidang Sistem ReaktorPRSG 102

109 Terbakar karena bearing rusak Rotor tidak align terhadap stator Bendabenda asing masuk ke motor Belitan tidak seimbang dan sebagainya Untuk mengatasi halhal tersebut maka dilakukan testing yang meliputi: 1. Test isolasi 2. Test hubung singkat 3. Test keseimbangan 4. Running test Test isolasi dan hubung singkat Menurut peraturan AIEE hambatan isolasi antara kawat dengan body masingmasing phasa adalah: dimana V R min... MOhm KVA ) R min = tahanan isolasi minimum yang diijinkan V = tegangan nominal motor (volt) KVA = daya motor Bila belitan motor dalam keadaan hubung singkat, maka harga tahanan isolasi ini sama dengan nol Test keseimbangan Untuk mengetahui apakah suatu motor seimbang dalam operasi nanti, maka belitan diukur tahanannya. Pengukurannya harus dilakukan dengan Galvanometer agar memberikan hasil yang memuaskan Running test Test ini dilakukan dengan menjalankan motor tanpa beban. Adapun datadata yang perlu diamati antara lain adalah: Kecepatan putar motor Kecepatan motor diukur dengan Tachometer dan harus sesuai dengan kecepatan yang tertera pada name plate. Kecepatan ini penting sebab bila terlalu rendah, momen yang timbul juga tidak sesuai dengan yang kita inginkan.begitu juga bila kecepatannya terlalu tinggi, maka beban akan mengalami kerusakan. Getaran Suara Panas yang timbul Arus yang ditarik dari dumber (juga harus sesuai dengan yang tertera pada name plate). Catatan: I n1 < I f Instalasi Menurut sistem yang dipakai di Amerika, instalasi untuk menjalankan, menghentikan, membalikkan putaran dan pengasutan suatu motor listrik adalah sebagai berikut: Bidang Sistem ReaktorPRSG 103

110 Keterangan: 1) Sumber 2) Sakelar tiga kutub 3) Sekering 4) Magnetik kontaktor 5) Overload 6) Unit stater 7) Motor listrik Gambar Instalasi umum motor. a. Sumber Sumber tenaga yng dipakai untuk melayani motor harus cukup, termasuk ramalan mengenai arus startnya. Apabila arus start ini tidak diperhitungkan maka bisa terjadi pelayanan daya ke beban yang lain akan terganggu. b. Sakelar tiga kutub Sakelar ini sering juga disebut sakelar tiga phasa dimana sakelar tersebut mempunyai empat atau lima kontaktor. Yang perlu diperhatikan pada penutup rangkaian ini adalah rating arusnya minimal 115% dari arus nominal motor. c. Sekering Alat ini berfungsi sebagai pengaman terhadap arus yang berlebihan yang disebut oleh adanya hubung singkat. Rating arusnya adalah: I start I s 2.5 untuk motor yang bekerja secara kontinyu. I start I s 1,5 untuk motor yang bekerja secara tidak kontinyu. Pada umunya besar arus start adalah 2,5 I n d. Magnetik Kontaktor Peralatan ini dipakai untuk menjalani motor secara tidak langsung. Tujuannya, disamping agar arus startnya bisa diatur, juga agar motor tidak bekerja sendiri waktu sumber masuk. Ratingnya adalah: Vmak V sumber I 1, 25 mak I n Bidang Sistem ReaktorPRSG 104

111 Gambar Motor yang digunakan untuk crane. Gambar Motor yang digunakan untuk cooling tower. Bidang Sistem ReaktorPRSG 105

112 12 DAFTAR PUSTAKA Gambar Motor yang digunakan untuk lift. 1) Interatom GmBH, Electrical System Description and Specification MPR30, ) Interatom GmBH, MPR30 Electrical Power Supply Summary, System Description, ) Interatom GmBH, MPR30 Electrical Power Supply Summary, System Spesification, ) Interatom GmBH, Secondary Cooling System Description and Specification of MPR30, ) Interatom GmBH, Data Sheet for Secondary Cooling System of MPR30, ) Interatom GmBH, Diesel Emergency Sets BRV10/20/30 System Description, ) Interatom GmBH, Diesel Emergency Sets BRV10/20/30 System Spesification, ) Interatom GmBH, Electrical Description and Component, ) Interatom Gmbh, Manual Operasi RSGGAS no. Indent RSG/ORS/95, TOP No. 40, ) MPR 30, Turn Over Package No. 42, Earthing and Lightning System, BAW, ) Safety Analisys Report, Volumn VI, ) IAEATECDOC792, Management of research reactor ageing, Vienna, Austria, March ) Eugene C. Lister, Ir. Drs. Hanapi Gunawan, Mesin Dan Rangkaian Listrik, Penerbit Erlangga, Jakarta, ) Fizgerald, Kingsley, Umans, Mesin Mesin Listrik, Penerbit Erlangga, Jakarta, ) Harten, P. Van, Instalasi Listrik Arus Kuat 3, CV. Trimitra Mandiri, Jakarta, ) I J Nagrath, D P kothari, Electric Machines, Tata McGrawHill Publishing Co. Ltd., New Delhi, ) M. V. Deshpande, Electric Motors: Applications And Control, A. H. Wheeler & Co.Ltd, India, ) Theodore Wildi, Electrical Machines, Drives and Power Systems 3 rd, Prentice Hall Inc, New Jersey, Bidang Sistem ReaktorPRSG 106