BAB IV ANALISA GANGGUAN SWITCH GEAR 10.5 KV

Transkripsi

1 48 BAB IV ANALISA GANGGUAN SWITCH GEAR 10.5 KV 4.1 Pengujian Sistem Transfer Untuk dapat mengidentifikasi permasalahan kegagalan dari sistem auto fast transfer, sebelumnya terlebih dahulu dilakukan tahapan-tahapan pengujian meliputi : Mempelajari Logic Diagram Sistem transfer Mempelajari wiring control auto fast transfer dan slow transfer Pengumpulan data pada saat unit operasi Melakukan simulasi transfer dan melakukan pengukuran kecepatan kontak Tahapan-tahapan pengujian tersebut, di buat sebagai landasan untuk mempermudah kajian lebih lanjut dari sistem auto fast transfer. Adapun, untuk lebih jelasnya mengenai tahapan-tahapan pengujian yang dilakukan adalah sebagai berikut: Logic Diagram Sistem transfer Sebelum mempelajari lebih jauh mengenai sistem auto fast transfer, terlebih dahulu dipelajari logic diagram dari sistem transfer switch gear 10,5kV yang ada di UBP Suralaya Unit 5-7. Untuk logic diagram sistem transfer dapat digambarkan sebagai berikut : 48

2 49 Gambar 4.1 logic diagram sistem transfer main side Dari gambar diatas, dapat dipahami bahwa sistem auto fast transfer akan bekerja ketika mendapat sinyal dari lock out relay 86A1 dan 86B1. Lock out relay 86A1 merupakan relay yang bekerja ketika ada pemasalahan di unit pembangkit yang meliputi : Boiler Trip Turbin Trip Excitation Off/ AVR trip 500 kv Breaker Off

3 50 Sedangkan, untuk lock out relay 86B1 bekerja ketika ada permasalahan di unit pembangkit yang meliputi: Coolans trip Over excitation Loss of excitation Reverse Power dan Auto stop oil pressure low Stator ground Dari data diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa lock out relay 86A1 dan 86B1 akan bekerja ketika terjadi gangguan di unit pembangkit seperti yang telah dipaparkan di atas. Dengan adanya gangguan tersebut maka dengan sendirinya relay 86A1/86B1 akan bekerja dan memberi sinyal ke sistem auto fast transfer untuk menginisiasi. Gambar 4.2 logic diagram sistem transfer second side

4 51 Selain untuk menginisiasi terjadinya sistem auto fast transfer, lock out relay 86A1/86B1 juga berperan untuk menginisiasi perintah open/trip pada incoming breaker 10,5kV dari UST seperti yang digambarkan diatas. Dengan demikian, dapat ditarik kesimpulan bahwa ketika unit pembangkit mengalami gangguan yang menyebabkan lock out relay 86A1/86B1 bekerja, maka sistem auto fast transfer akan bekerja. Dan apabila sistem auto fast transfer bekerja dengan baik, maka switch gear 10,5kV akan tetap teraliri tegangan, dan diharapkan supply yang masuk ke switch gear 10,5kV akan terjaga, sehingga peralatan di unit pembangkit diharapkan tetap bekerja optimal dan proses recovery unit dapat cepat terjadi Wiring control auto fast transfer dan Slow Transfer Untuk pemahaman sistem auto fast transfer, terlebih dahulu harus diketahui wiring control dari sistem atu fast transfer. Wiring auto fast transfer dapat digambarkan sebagai berikut:

5 52 Gambar 4.3 Wiring control autofast transfer Dari gambar sederhana tersebut terlihat ada sembilan item peralatan yang dapat menimbulkan proses gagalnya sistem auto fast transfer. Adapun, beberapa penyebab berhasil atau tidaknya sistem auto fast transfer diantaranya yaitu : DCIS auto fast tansfer on/off Lock Out relay Generator Reset/Trip PMT Position Close/Open Relay 25 Position Syncron/Not syncron Tegangan SST dalam kondisi baik Lock Out Breaker Inc SST Reset Breaker Remote Position Breaker Inc SST Rack In

6 53 Breaker Inc SST Position Sedangkan, untuk prinsip kerja dari sistem auto fast transfer, akan bekerja ketika ada indikasi unit trip (bekerjanya relay 86A1/86B1), seperti tergambar pada diagram logic berikut ini: Gambar 4.4 Logic Diagram Auto Fast transfer switchgear 10,5kV Apabila proses auto fast transfer mengalami kegagalan, dan tegangan di switch gear turun lebih dari 20%, maka relay under voltage 27L akan melepas semua beban 10,5 kv dan 3,3 kv dalam dua detik. Dan apabila tegangan turun terus lebih dari 50%, maka relay 27R akan bekerja dan proses slow transfer dimulai, seperti tergambar pada logic diagram berikut ini: Gambar 4.5 Logic Diagram Slow transfer switchgear 10,5kV

7 54 Dan apabila proses slow transfer yang terjadi, maka peralatan di unit pembangkit sebagian besar tidak beroperasi, sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menghidupkannya kembali. Hal tersebut akan memperlambat proses recovery unit pembangkitan, dan menyebabkan unit pembangkit kehilangan kesempatan beroperasi lebih awal sehingga mengakibatkan kerugian materi yang cukup besar. Berdasar pada pemahaman tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa auto fast transfer harus berhasil dilakuakan sehingga proses recovery unit lebih cepat dan kerugian materi bisa diminimalisir Pengumpulan data pada saat unit operasi/sebelum terjadi unit trip Setelah dipahami logic untuk sistem transfer switch gear 10,5 kv, Untuk tahapan berikutnya yaitu proses pengumpulan data pada saat unit beroperasi dan pada kondisi unit mengalami gangguan/trip. Adapun, beberapa data yang dikumpulkan didapat dari pengukuran parameter operasi yang ada di tampilan layar panel DCIS seperti pada gambar berikut:

8 55 Gambar 4.6 Parameter Operasi Switchgear 10,5kV Dari gambar diatas, didapat data-data (pada saat unit operasi) yang dibutuhkan untuk pengkajian sistem transfer switch gear 10,5 kv. Berdasarkan parameter tersebut, dapat diasumsikan bahwa tegangan SST dalam kondisi baik (±10,5kV) dan juga dalam kondisi sinkron (tegangan SST = tegangan UST). Gambar 4.7 Permissive Sistem transfer switchgear 10,5kV Gambar 4.8 Indikator Sistem transfer switchgear 10,5kV

9 56 Dari penunjukkan data yang diperoleh seperti yang ada pada gambargambar diatas, maka dapat diasumsikan sebagai berikut: Tidak ada alarm auto fast transfer, ini berarti : Tegangan UST dan SST kondisi sinkron Tegangan SST kondisi baik Lock out breaker SST posisi reset Breaker SST posisi remote dan rack in ( readi close ) Command auto fast transfer ON Pemutus tenaga ( PMT ) tidak ada masalah. Switch gear berhasil transfer melalui slow transfer, ini berarti : Breaker SST kondisi baik Fuse untuk breaker SST kondisi baik Dari pengumpulan data-data, didapat seluruh alat auto fast transfer dalam kondisi baik dan siap transfer. Sehingga masih perlu mencari solusi / langkah berikutnya untuk mengetahui masalah yang menyebabkan gagalnya auto fast transfer. 4.2 Melakukan simulasi transfer dan pengukuran kecepatan kontak Pengumpulan data berikutnya yaitu dengan melakukan proses simulasi sistem auto fast transfer dengan kondisi unit mengalami gangguan/trip. Pada saat terjadi unit trip tentu terjadi perubahan status pada peralatan sistem auto fast transfer, perubahan status dari close menjadi open atau sebaliknya memerlukan waktu. Kecepatan kontak ini pula menurut hemat kami akan mempengaruhi gagal

10 57 / berhasilnya auto fast transfer. Adapun dari proses simulasi tersebut didapat data sebagai berikut: Tabel 4.1 Hasil pengukuran kecepatan kontak peralatan auto fast transfer LOCK OUT RELAY LOCK OUT RELAY NO GENERATOR 86A1 GENERATOR 86A1 / 86B1 WAKTU / 86B1 RESET TRIP DCIS AUTO FAST 1 TRANSFER ON DCIS AUTO FAST TRANSFER OFF 320 Mili Second 2 RELAY 25 / SINCRON RELAY 25 / NOT SINCRON 47 Mili Second KONTAK AUXILIARI Asumsi 52 Mili 3 PMT CLOSE KONTAK AUXILIARI PMT OPEN Second 4 BREAKER UST CLOSE BREAKER UST OPEN 23 Mili Second 5 BREAKER SST OPEN BREAKER SST CLOSE 55 Mili Second Beda waktu saat Relay 25 / Not Sincron dan Breaker SST Close 08 Mili Second Setelah mendapatkan data dari kecepatan kontak breaker pada saat auto fast transfer berlangsung, dapat diketahui bahwa permasalahan terletak pada lamanya proses close breaker SST. Selanjutnya, dilakukan indiviual test pada breaker SST dan UST (sebagai pembanding). Data individual test breaker UST dan SST adalah sebagai berikut:

11 58 Tabel 4.2 Hasil pengukuran individual test kecepatan kontak breaker NO POSISI BREAKER POSISI BREAKER WAKTU 1 BREAKER UST CLOSE BREAKER UST OPEN 23 Mili Second 2 BREAKER SST OPEN BREAKER SST CLOSE 30 Mili Second Perbedaan waktu saat UST Open dan SST Close 7 Mili Second 4.3 Analisa Sistem Dari Tabel 4.1 hasil pengukuran kecepatan kontak peralatan auto fast transfer, didapat waktu yang dibutuhkan breaker SST dari open menjadi close lebih lama sekitar 8 mili second dari kontak relay sinkron open / not sinkron. Inilah yang menurut hemat Penulis factor penyebab masalahnya. Idealnya waktu yang dibutuhkan breaker SST dari posisi open menjadi posisi close harus lebih cepat / sama dibandingkan dengan waktu kontak relay sinkron open / not sinkron yaitu 47 mili second. Pada tabel 4.2 hasil individual test kecepatan kontak breaker menunjukan waktu breaker SST close lebih lambat 7 mili second dari breaker UST open. Dengan pertimbangan bahwa nilai normal kinerja breaker antara mili second dan melihat hasil individual test breaker SST yaitu 30 mili second,berarti waktu breaker SST close masih bisa dibuat lebih cepat lagi.

12 59 UNIT TRIP DCIS AUTO FAST TRANSFER OFF 320 msec RELAY 25 / NOT SINCRON KONTAK AUXILIARI PMT OPEN 47 msec 52 msec BREAKER UST OPEN 23 msec BREAKER SST CLOSE 55 Sec Dari hasil analisa, didapat kesimpulan kecepatan kontak breaker SST dari posisi open menjadi posisi close dipersingkat waktunya sehingga mendekati kecepatan kontak breaker UST open yaitu 23 mili second. dengan harapan waktu breaker SST close lebih cepat atau sama dengan relay sinkron open / not sinkron. UNIT TRIP DCIS AUTO FAST TRANSFER OFF 320 msec RELAY 25 / NOT SINCRON KONTAK AUXILIARI PMT OPEN BREAKER UST OPEN 23 msec 47 msec 52 msec BREAKER SST CLOSE 23 msec< x <47 msec a. Solusi Alternatif Dari pengumpulan data hasil pengujian, penulis dapat menganalisis bahwa faktor penyebab dari kegagalan auto fast transfer disebabkan oleh lambatnya prose open/close dari breaker SST. Sehingga solusi termudah yang dapat dilakukan yeitu dengan melakukan setting/pengaturan ulang waktu pada proses

13 60 open/close breaker SST menjadi lebih cepat dari proses Sinkron (Relay 25) yaitu harus lebih cepat dari 47 ms dan lebih lambat dari proses pembukaan (opening) breaker UST yaitu 23ms. Dari variabel diatas, dapat disimpulkan bahwa rentang pengaturan proses open/close breaker SST yaitu antara 23ms sampai 47ms. Adapun tindakan yang bisa dilakukan untuk proses pengaturan waktu open/close breaker SST yaitu dengan malakukan Reseting mecanicel closing breaker ( push road ). b. Hasil Simulasi Gambar 4.9 Unit normal operasi Pada saat unit normal operasi energi listrik dialirkan melalui Trafo UST (Unit Service Transformer), dimana tegangan normal yang diberikan sebesar

14 61 (±10,5kV). Apabila sistem tidak terjadi masalah maka tegangan yang dialirkan tetap terjaga pada tegangan tersebut. Gambar 4.10 Relay 86A1/86B1 bekerja prinsip kerja dari sistem auto fast transfer, akan bekerja ketika ada indikasi unit trip (bekerjanya relay 86A1/86B1). Seperti pada Gambar 4.10 dapat dipahami bahwa sistem auto fast transfer akan bekerja ketika mendapat sinyal dari lock out relay 86A1 dan 86B1. Lock out relay 86A1 merupakan relay yang bekerja ketika ada pemasalahan di unit pembangkit

15 62 Gambar 4.11 Auto transfer UST ke SST gagal Apabila proses auto fast transfer mengalami kegagalan, dan tegangan di switch gear turun lebih dari 20%, maka relay under voltage 27L akan melepas semua beban 10,5 kv dan 3,3 kv dalam dua detik. Dan apabila tegangan turun terus lebih dari 50%, maka relay 27R akan bekerja dan proses slow transfer dimulai karena tegangan menjadi 50% (±5,5kV).

16 63 Gambar 4.12 Langkah pemulihan unit slow transfer Proses penormalan unit apabila menggunakan slow transfer maka waktu yang dibutuhkan relatif lebih lama dibanding auto transfer. Seperti yang terlihat pada Gambar 4.11 diatas. Gambar A1/86B1 trip auto transfer berhasil

17 64 Gambar 4.14 Langkah pemulihan unit Auto transfer Proses penormalan unit apabila menggunakan Auto transfer maka waktu yang dibutuhkan relatif lebih cepat dibanding slow transfer dan proses produksi energi listrik dapat dibangkitkan. Seperti yang terlihat pada Gambar 4.13 diatas.