BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang. PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero) adalah Badan Usaha Milik Negara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero) adalah Badan Usaha Milik Negara yang memproduksi aluminium batangan terletak di Desa Kuala Tanjung, Kecamatan Sei Suka, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara. Perusahaan didirikan pada tahun 1976 dengan desain maksimum awal ton per tahun. Untuk mendukung pelaksanaan operasinya, PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero) mempunyai pembangkit listrik sendiri dengan kapasitas terpasang 600 MW. Dengan pengembangan teknologi yang dilakukan saat ini, PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero) mampu memproduksi aluminium batangan ton/tahun. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan aluminium dunia termasuk dalam negeri, maka Inalum menargetkan untuk dapat memproduksi aluminium hingga ton/tahun pada Salah satu strategi yang akan dilakukan adalah dengan meningkatkan produksi dari sistem yang telah ada menuju ke ton/tahun. Sedangkan sisanya ton lagi ditargetkan dengan ekspansi pabrik peleburan baru. Sistem kelistrikan memegang peranan terpenting dalam bisnis peleburan aluminium karena proses ini memanfaatkan proses elektrolisis dalam upaya melebur bubuk alumina menjadi aluminium cair. Proses elektrolisis ini memanfaatkan listrik DC yang memakan energi listrik dalam jumlah yang sangat besar. Sumber energi listrik Inalum berasal dari PLTA Sigura-gura dan PLTA Tangga dengan total daya 1

2 2 dibangkitkan sebesar 600 MW. Energi listrik ini kemudian ditransmisikan sejauh 120 Km ke area pabrik peleburan di Kuala Tanjung dengan tegangan tinggi 275 kv. Sebelum sampai ke pabrik peleburan, energi listrik ini akan masuk ke Switch Yard Substation Inalum. Disini terdapat empat penyulang utama, tiga penyulang beroperasi normal dan satu penyulang sebagai cadangan, yang masing-masingnya memiliki satu transformator utama (Main Transformer/MTR) yang menurunkan tegangan (step-down) dari 275 kv ke 33 kv. Kemudian dari MTR, energi listrik ini akan dialirkan ke transformator pengatur tegangan (On Load Voltage Regulator/LVR) agar arus yang akan disearahkan dapat konstan besarnya. Untuk memperoleh listrik DC, energi listrik AC dari LVR akan disearahkan oleh enam unit Rectiformer (Rectifier Transformer) sebelum masuk ke pabrik peleburan atau Gedung reduksi. Gambar 1.1 memperlihatkan diagram satu garis gardu induk PT Inalum. Gambar 1.1 Sistem Penyearah di Gardu Induk Inalum Kuala Tanjung

3 3 Pada pabrik peleburan aluminium, jumlah aluminium yang dapat diproduksi akan berbanding lurus dengan besar arus listrik DC yang mengalir pada tungku-tungku reduksi. Berdasarkan studi yang dilakukan oleh KANNAK Swiss (konsultan teknologi peleburan Aluminium), tungku reduksi Inalum masih mampu beroperasi hingga 255 ka dengan beberapa modifikasi pada konstruksinya [1]. Namun saat ini arus maksimum yang dapat disuplai ke Gedung reduksi no.3 hanya sebesar 193 ka karena kapasitas suplai peralatan yang ada seperti MTR, LVR dan Rectiformer gedung reduksi no.3 tidak mencukupi lagi khususnya faktor daya LVR yang baru bisa sebesar 0,88 lagging. Peningkatan kapasitas suplai harus dilakukan dengan mempertimbangkan semua aspek penting terkait dengan kelangsungan operasional perusahaan seperti keandalan sistem, faktor biaya dan manfaat yang akan diperoleh sehingga harus juga mengoptimalkan peralatan yang ada dan melakukan efisiensi pemakaian energi listrik [2]. Untuk melaksanakan penggantian transformator dalam rangka untuk meningkatkan kapasitas suplainya harus mempertimbangkan usia transformator. Usia transformator daya umumnya bervariasi dari 25~50 tahun dan sebagai pertimbangan lainnya untuk penggantian adalah historical pembebanan, waktu operasi, catatan gangguan serta ketersediaan suku cadang [3]. Disamping usia pemakaian, kondisi transformator juga bisa dijadikan dasar untuk penggantian transformator. Indikasi kondisi transformator bisa diketahui berdasarkan hasil pengujian Dissolved Gas Analysis (DGA), catatan pemeliharaan, data pabrikan atau karakteristik spesifikasi desain, kondisi bushing, arrester, cooling system dan pendapat ahli [4]. Untuk menentukan penggantian transformator bisa juga dilakukan dengan analisis risiko yang

4 4 mempertimbangkan kemungkinan terjadinya kegagalan dan dampak yang ditimbulkan dari kegagalan tersebut [5]. Atas dasar pertimbangan transformator daya di penyulang sudah beroperasi lebih dari 36 tahun, kondisi dan analisis risikonya, maka penggantian sudah layak dilakukan dan ditingkatkan rated dayanya untuk meningkatkan kapasitas suplai arus menjadi 255 ka. Metode lainnya yang dilakukan dalam peningkatan kemampuan suplai daya yakni melalui perbaikan faktor daya untuk memaksimalkan daya aktif dari LVR sehingga arus pada sisi sekunder dapat ditingkatkan [6]. Implementasi dari hal tersebut dapat dilakukan melalui pemasangan kapasitor bank beserta filter aktif untuk meredam harmonisa yang dihasilkan oleh sistem penyearah [7]. Dengan langkah-langkah ini maka MTR harus diganti dengan kapasitas yang mampu mengalirkan arus sebesar 255 ka atau sebesar 230 MVA. Kemudian dilakukan penambahan Load Voltage Regulator dan penyearahnya sebesar 45 MVA atau setara dengan 45 ka. Selanjutnya perbaikan faktor daya sebagai kompensasi daya reaktif dimaksudkan sebagai pengganti sumber daya reaktif beban untuk meningkatkan kinerja dari sistem daya AC di sisi transformator LVR. Pemanfaatan sumber daya reaktif ini sekaligus dapat mengurangi rugi-rugi daya pada transformator tersebut [8]. Target besaran arus yang dibutuhkan dari Rectiformer adalah sebesar 210 ka.

5 Rumusan Masalah Dari latar belakang permasalahan yang telah dijelaskan tersebut maka rumusan masalah yang akan dikaji dalam penelitian karya akhir ini adalah: a. Pada pabrik peleburan Aluminium PT Inalum, produksi aluminium bergantung pada besar arus listrik DC yang mengalir pada tungku-tungku reduksi yang saat ini sudah pada kapasitas maksimum. b. Arus maksimum Gedung Reduksi No. 3 yang dapat disuplai penyulang saat ini baru sebesar 193 ka, sedangkan berdasarkan kajian KANNAK Swiss, arus untuk gedung No.3 dapat ditingkatkan hingga 255 ka. c. Keterbatasan kapasitas Main Transformer (MTR) sehingga Arus dari penyulang tidak dapat ditingkatkan lagi dan butuhnya tambahan Rectiformer serta masih rendahnya faktor daya dari Load Voltage Regulator (LVR) yaitu 0,88 lagging. d. Untuk peningkatan kapasitas suplai arus perlu adanya suatu kajian untuk memberikan jaminan kelayakan terhadap pelaksanaannya jika di aplikasikan. e. Penentuan kapasitas kapasitor bank yang harus dipasang sebagai kompensasi daya reaktif transformator LVR, kapasitas LVR tambahan dan kapasitas daya untuk penggantian transformator utama.

6 Tujuan Penelitian Melakukan kajian peningkatan kapasitas suplai arus melalui penggantian transformator utama (MTR), penambahan Load Voltage Regulator (LVR) beserta penyearahnya (rectiformer) dan perbaikan faktor daya (LVR) di penyulang gardu induk PT. Inalum (Persero) dalam rangka meningkatkan stabilitas sistem dan kapasitas suplai arus menjadi 255 ka di gedung reduksi no Batasan Masalah Penelitian dilakukan untuk menaikkan kapasitas arus searah yang akan disuplai ke pabrik peleburan gedung reduksi No.3. Penelitian ini merupakan studi kasus di PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero) dengan batasan : 1. Sistem yang dibahas adalah penyulang No.4 gardu induk PT Indonesia Asahan Aluminium (Persero). 2. Suplai arus searah maksimum adalah 255 ka untuk gedung reduksi No. 3 dengan kapasitas MTR baru 230 MVA dan Load Voltage Regulator dan penyearahnya sebesar 45 MVA atau setara dengan 45 ka 3. Kapasitas arus sekunder LVR adalah ampere dengan perbaikan faktor daya yang dianalisis sampai menghasilkan arus suplai 210 ka. 4. Data-data yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari data spesifikasi peralatan, data pengukuran parameter listrik, dan perhitungan/rumusan teknis yang ada pada PT Inalum.

7 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian adalah sebagai pertimbangan bagi manajemen perusahaan untuk meningkatkan kapasitas produksi dan meningkatkan keandalan sistem. Sementara sebagai penulis lebih memahami dan mengetahui potensi pengembangan di smelter aluminium melalui peningkatan kapasitas suplai gardu induk.

8