BACK UP SISTEM KELISTRIKAN PLTGU PT. INDONESIA POWER UBP SEMARANG DENGAN START UP DIESEL GENERATOR 6,3KV DAN 400V Alga Bagas Setiawan 1, Ir. Agung Nugroho, Mkom 2. 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang Email : alga_setiawan@gmail.com Pada dasarnya, sistem kelistrikan yang baik adalah sistem yang dapat diandalkan dalam setiap saat dan harus ada sumber tegangan setiap saat pula. Hal ini dikarenakan peralatan listrik adalah peralatan yang rentan terkena kerusakan jika dimatikan dengan tidak mengikuti prosedur yang diberikan oleh perusahaan pemroduksinya. Sehingga kelancaran supply daya adalah kunci utama dari keandalan sistem kelistrikan secara umum. Maka untuk mendapatkan supply daya secara berkelanjutan kita harus memperhitungkan setiap kejadian yang akan terjadi baik ketika normal mauapun ketika keadaan darurat (emergency). Maka backup sistem digunakan untuk menangani keadaan darurat seperti yang sudah diperhitungkan saat perancangan. Kata kunci:back up, black out, sudeg(start up diesel generator). I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pembangkit adalah suatu sumber daya baik aktif maupun reaktif yang dibutuhkan untuk mensupply suatu beban listrik. Peralatan yang terdapat dalam suatu pembangkit pun ada berbagai macam jenis mulai dari generator, trafo, motor, relay, cb, dll. Di dalam sebuah pembangkit mutlak adanya suatu sistem kelistrikan untuk mensupply beban beban dalam yang diperlukan suatu pembangkit untuk beroperasi atau pun starting. Sistem kelistrikan yang bagus adalah sistem kelistrikan yang terjamin keberlangsungannya dengan tidak mengenal waktu. Maka jika sistem utama terjadi kerusakan atau gangguan yang sekiranya bisa memutus keberlangsungan berjalannya sistem kelistrikan, maka disitu mutlak diperlukannya back up sistem agar sistem kelistrikan bisa terjaga keberlangsungannya. 1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui back up sistem kelistrikan pada PLTGU tambak lorok. 1.3 Pembatasan Masalah Dalam penulisan ini akan dibahas tentang sistem kelistrikan dan back upsistem PLTGU TAMBAK LOROK pada saat terjadi black out. II. SISTEM KELISTRIKAN PLTGU COMBINED CYCLE POWER PLANT BLOK I&II 2.1 Sistem Kelistrikan Sistem kelistrikan pada pembangkit meliputi transformator, motor, penggunaan pada perusahaan, penerangan dan juga backup sistem kelistrikannya menggunakan genset yang bertujuan untuk starting awal motor cranking jika terjadi blackout. Namun dalam prakteknya genset ini jarang beroperasi dikarenakan tidak terjadinya blackout.
Gambar sistem kelistrikan bisa dilihat pada lampiran. 2.2 Peralatan yang digunakan 1. Transformator - GT 1, GT 2 dan GT 3 GT atau generator trafo adalah trafo yang digunakan dengan sisi primer gas turbine generator dan di sisi sekundernya saluran transmisi 150 kv. Dengan tegangan kerja 11,5 KV/150KV, kapasitas 140 MVA dan nilai impedansi 11%. - UAT 1, UAT 2 dan UAT 3 UAT kepanjangan dari Unit Auxiliary Transformator adalah trafo tambahan yang berfungsi sebagai penyuplai pemakaian sendiri dalam penggunaannya sisi primernya dari generator dan sisi sekundernya adalah bus dengan tegangan 380V. Trafo ini berkapasitas 1,6 MVA dengan tegangan kerja 11,5 KV/380 V dengan nilai impedansi 6,5 % - GT 4 dan UAT 4 GT 4 ( Generator Transformator 4) adalah trafo dengan sisi primer generator uap dan sisi sekunder saluran transmisis 150 KV. Tranfo ini berkapasitas maksimal 250 MVA. Tegangan kerja trafo ini adalah 15 KV/150KV dengan nilai impedansi 14%. Dan UAT 4 adalah trafo bantu untuk STG dengan tegangan kerja 15KV/6,3KV. UAT 4 mempunyai kapasitas maksimal 20 MVA dengan impedansi 7,5 % - UAT 21 dan UAT 22 UAT 21 dan 22 adalah trafo bantu dengan pemasangan indoor letaknya di ruang switchgear. Trafo ini mempunyai kapasitas maksimal 3,3 MVA dengan tegangan kerja 6,3KV/400V dengan nilai impedansi 7% untuk UAT 21 dan 5,75% untuk UAT 22. Trafo ini berguna untuk mensupplai motor-motor dengan tegangan kerja rendah atau LV dan juga masuk sebagai supplay pada ruang essensial. - SST SST adalah trafo dengan kapasitas maksimal 20 MVAdan tegangan kerja 150KV/6,3KV adalah trafo dengan sisi primer saluran transmisi 150KV dan sisi sekunder station 6,3KV breaker dari motor cranking.dan juga bisa dihubungkan ke trafo SAT 2. Motor Listrik Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Motor yang digunakan pada pembangkit dibagi berdasarkan suplay dayanya menjadi 3, yaitu : - Motor MV (medium voltage) Adalah motor dengan menggunakan tegangan 6,3 KV. Contoh : motor cranking GTG dan HP transfer pump. - Motor LV (low voltage) Adalah motor dengan menggunakan tegangan 400 Volt. Contoh : cooling water pump, sea water treatment dan condenser vaccum pump. - Motor DC
Adalah motor dengan supply arus searah 125 Volt. Contoh : emergency bearing oil pump 3. Pembangkitan Untuk pembangkitannya sendiri pada pltgu tambak lorok blok 1 dan 2 ada dua macam pembangkitan yaitu : - GTG (Gas Turbine Generator) - STG (Steam Turbine Generator) 4. Sistem grounding Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding adalah sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik, petir dll 5. Breaker Breaker adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya.. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal. Breaker motor banyak terdapat pada ruang switchgear, baik motor 6,3 kv ataupun motor 400 V. 6. Station battery charger dan battery Station battery charger adalah suatu alat yang berguna untuk mencharge baterai. Baterai nantinya akan digunakan untuk mensupply ups yang nantinya akan terhubung ke ac vital service jika terjadi pemadam. Karena ac vital service adalah peralatan control dan instrument yang harus selalu mendapat supply. 7. UPS UPS adalah kependekan dari Uninteruptable Power System yaitu batere dengan inverter yang berfungsi sebagai penstabil tegangan maupun bisa sebagai inverter jika terjadi pemadaman. Dan jika terjadi pemadaman maka ac vital service akan mendapat suppy dari baterai melalui ups dulu untuk dibuat menjadi tegangan AC. 8. Start up diesel generator 6,3 kv Start up diesel generator adalah sebuar genset dengan tegangan kerja 6,3 kv. Genset ini berguna untuk mensupply motor cranking waktu starting jika terjadi blackout. Dan bisa juga digunakan untuk mensupply motor low voltage lainnya. Namun pada kenyataannya start up diesel ini jarang digunakan dikarenakan tidak terjadinya blackout pada sistem interkoneksi jawabali. Start up diesel ini terhubung dengan PLTGU blok satu dan blok dua walaupun secara perawatan startup diesel ini termasuk wilayah blok dua. 9. Stanby emergency diesel generator 400 V Stanby emergency diesel generator adalah juga sebuah genset seperti halnya start up diesel generator. Namun tegangan kerja dari genset ini adalah 400 V. Genset ini hanya dihubungkan pada PLTGU blok 1. Genset ini digunakan untuk emergency supply pada sistem 400 V. Pada pemeliharaannya diesel ini berada di wilayah pemeliharaan blok satu. III. SISTEM BACK UP DENGAN START UP DIESEL GENERATOR 6,3KV DAN 400V 3.1 Backup Sistem Sistem kelistrikan yang bagus adalah sistem kelistrikan yang terjamin keberlangsungannya dengan tidak mengenal waktu. Maka jika sistem utama terjadi kerusakan atau gangguan yang sekiranya bisa memutus keberlangsungan berjalannya sistem kelistrikan, maka disitu mutlak diperlukannya back up sistem agar sistem kelistrikan bisa terjaga keberlangsungannya.
Dengan back up sistem, walaupun secara kualitas sistem kelistrikan tidak tersupply secara keseluruhan namun pada pembangkit ada beberapa elemen yang harus selalu tersupply oleh tegangan setiap saat, sehingga diprioritaskan pada elemen tersebut. Jika pada gambar one line diagram bertuliskan ac vital service yang terdiri dari sistem kontrol dan instrument. Jika pada PT Indonesia Power UBP Semarang, maka cadangan paling utama adalah dengan menggunakan baterai dengan arus dc, start up diesel generator dengan tegangan 6,3KV dan standby diesel emergency generator dengan tegangan kerja 400V. Baterai, start up diesel dan emergency diesel generator adalah peralatan backup sistem pada PT Indonesia Power UBP Semarang. Jika terjadi blackuot atau pemadaman pada jala-jala, maka tiga komponen ini akan bekerja mengerjakan tugasnya masing-masing. Dan walaupun tidak jarang sekali dipakai sekalipun, tiga komponen ini selalu dijadwalkan dalam pemeliharaan rutin. Itu yang membuat keandalan sistem kelistrikan pada PLTGU PT Indonesia Power UBP Semarang ini menjadi terjamin kelangsungannya. Namun jika sistem utama berjalan normal, backup sistem ini harus selalu standby untuk pertolongan pertama untuk pensupplay daya sistem kelistrikan. Terutama untuk sistem 230V ac vital service pada peralatan control dan instrumentasi. Peralatan kontrol dan instrumenstasi harus selalu mendapatkan supply daya dari ups, karena peralatan ini sangat vital. Berarti secara umum ac vital service ini bisa disupply daya dari beberapa sumber tegangan, diantaranya: - Sistem listrik normal Dalam keadaan sistem normal sumber bisa didapatkan dari 2 sumber tegangan. Pertama adalah dari generator pada pada pembangkit pada PT Indonesia Power UBP Semarang itu sendiri dan dari sistem jala-jala 150KV - Sistem baterai dc Sistem ini sudah termasuk dalam kategori sistem emergency yaitu dengan listrik dc yang masuk kedalam inverter pada ups dan menjadi listrik 230V ac yang akan mensupply sistem kontrol dan instrumentasi secara langsung. Listrik dc yang menjadi sumber sistem ini didapatkan dari baterai yang terhubung ke ac vital service - Start up diesel generator Dalam keadaan tidak ada supplay dari sistem listrik normal, maka listrik bisa dialihkan ke sumber dari start up diesel generator 6,3KV dengan kapasitas 5,2 MW. Start up diesel generator ini bisa mensupplay ac vital service pada PLTGU baik blok satu ataupun blok dua. Dan start up diesel generator ini juga bisa membantu memutar motor-motor pada satu GTG yang semula mati saat blackout dan ingin dinyalakan untuk mensupply beban baik internal ataupun membantu menbangkitkan jala-jala agar kembali berfungsi normal. - Standby diesel generator Standby diesel generator ini adalah genset yang berfungsi mensupply beban beban motor LV pada blok satu. Dan jika ingin di supply ke blok dua bisa, namun secara effisiensi tidak menguntungkan karena harus melewati kabel 6,3KV dulu sebelum bisa mensupplay blok dua. Sedangkan daya yang dibangkitkan standby diesel generator ini pun termasuk kategorinya daya yang kecil.
Untuk gambaran skema yang menjadi suplay ups dalam mensupplay ac vital service bisa dilihat pada gambar: 3.2 Start up diesel generator 6,3KV Start up diesel generator 6,3KV adalah diesel dengan tegangan keluaran 6,3KV. Seperti namanya generator ini mempunyai fungsi sebagai penyuplai daya awal motor-motor pada pembangkit yang ingin start jika terjadi blackout pada saluran transmisi. Name plate generator : Type : LSA 56 BVL 95-4P Power : 5200 KW Power Rating : 6500 KVA Cos ϕ : 0,8 Y 6300 V595,8 A RPM : 1500 Frekuensi : 50 Hz Phase : 3 Insulation type : F Mass Weight : 14600 kg 3.3 Standby emergency diesel generator Standby emergency diesel generator juga termasuk generator yang dioperasikan dalam keadaan darurat. Keadaan darurat yang dimaksud yaitu keadaan dimana jalajala tidak bertegangan sedangkan pada pembangkit ada beberapa peralatan yang harus selalu tersupply daya yaitu peralatan control dan instrumentasi. Standby emergency diesel generator ini termasuk dalam pemeliharaan blok satu. Excitation : R-B-S Ex rated load : 59V ; 5,2 A Standby emergency diesel generator ini termasuk generator yang mempunyai keluaran 400 V. Daya keluaran emergency diesel ini adalah 800 KW dan mempunyai keluaran daya semu 1MVA
3.4 Alur pembangkitan GTG dengan start up diesel generator Start up diesel generator pada saat sekarang ini tidak berjalan secara otomatis. Sehingga alur pembangkitan GTG dengan menggunakan start up diesel generator adalah: 1. Blackout Terjadi blackout pada sistem transmisi yang mengakibatkan sistem kelistrikan pada PT Indonesia Power UBP Semarang tidak tersupply daya. 2. Start up diesel generator Setelah terjadi blackout pada sistem interkoneksi, maka sudeg akan bekerja secara automatis. Dan dengan kata lain sudeg akan memberi supply kepada ac vital service baik pada blok satu ataupun blok dua 3. Sudeg mensupply GTG starting Sudeg (Start up diesel generator) hanya bisa digunakan untuk mensupply motor- motor untuk satu GTG saja. Setelah GTG beroperasi dengan bantuan sudeg, sudeg akan membangkitkan GTG pada unit lain. Setelah unit pada GTG bekerja, maka untuk mengaktifkan trafo UAT yang digunakan untuk mensupply pemakaian sendiri GTG diharuskan membunyai beban sebesar 10% dari kapasitasnya (100MW). 4. GTG memberi supply ke interkoneksi Setelah 3 GTG beroperasi, GTG akan bekerja dengan beban interkoneksi. 5. Trafo UAT bekerja Setelah GTG memberi line charging ke sistem interkonesi 150KV, UAT bekerja. UAT juga mempunyai syarat untuk bekerja, yaitu ketika GTG sudah terbebani sebesar 10% dari kapasitas maksimal (100MW) maka UAT akan bisa terenergize. 6. Start up diesel generator dimatikan Setelah UAT bisa digunakan untuk mensupply pemakaian sendiri pembangkit, maka sudeg dimatikan. 4. PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Sistem backup perlu digunakan untuk menangani masalah dalam keadaan darurat. 2. Sistem automatis pada generator selalu di standbykan sehingga generator selalu siap untuk beroperasi jikalau ada keadaan darurat yang bisa datang kapan saja 3. Start up diesel generator adalah genset yang berfungsi untuk membantu start awal pembangkit jika terjadi blackout. 4. Standby emergency diesel generator adalah generator untuk membackup sistem 400V pada pembangkit gas blok dua 4.2 Saran 1. Start up diesel generator dan standby diesel generator jangan terlalu lama dalam maintenace yang sampai mengakibatkan generator tidak standby karena baterai hanya bisa mensupply ac vital service dalam jangka waktu yang singkat. DAFTAR PUSTAKA [1] http://onnyapriyahanda.com/sistem- kelistrikan-pembangkit-tenaga-listrik- 2/ [2] http://nurulnuha1.wordpress.com/2009/ 06/09/steam-generator/ [3] http://themoneysaving.blogspot.com/ 2010/09/prinsip-kerja-turbin-gasgenerator.html [4] Tambaklorok combined cycle plant block I phase II GEH-2058L. GE Protection and Control.
BIODATA PENULIS Alga Bagas Setiawan lahir di Semarang tanggal 4 Agustus 1991. Saat ini sedang menempuh pendidikan tinggi di Universitas Diponegoro, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, dan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik. Mengetahui, Dosen Pembimbing Ir. Agung Nugroho, NIP 19590105 198703 1 002