LAPORAN AKHIR PEMELIHARAAN TRANSFORMER DAYA 30 MVA PADA PLTP LAHENDONG
Diuraikan oleh:
Markus Milen Mangago NIM: 12-021-001 Tanggung Jawab Penguatan Ruben P. Soenpiet, SST NIP. 19601019 199003 1.0
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS MANADO FAKULTAS TEKNOLOGI TENAGA LISTRIK 1
TAHUN 2015 DAN PERSETUJUAN PEMELIHARAAN TRANSFORMER DAYA 30MVA DI PLTP LAHENDONG
Nome: Markus Milen Mangga NIM: 12-021-001
Laporan Akhir ini telah diterima dan disahkan sebagai syarat penyelesaian Program Diploma III Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Elektro Universitas Teknologi Negeri Manado
Manado, 31 Juli 2015 Menyetujui:
Penasihat Penyelesaian Tugas
Panitia Desain Akhir
Reinir Ruben P. Soenpiet, SST NIP. 19601019 199003 1 003
Fanny J. Doringin ST. NIP MT. 19670430 199203 1 003
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Joseph L. Mappadang, MT NIP. 1961 0601 199003 1 002 2
KATA DISTRIBUTOR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat, pertolongan dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan praktek lapangan ini sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Penyusunan laporan ini berdasarkan hasil praktek lapangan di PT.PLTP Lahendong. Aksi ini berlangsung dari tanggal 23 Maret hingga 17 Juli 2015. Dalam pelaksanaannya, penulis mendapatkan banyak hal baru, tidak hanya dari segi keilmuan, tetapi juga dari pengalaman dalam penanganan masalah atau gangguan pada sistem penyediaan tenaga listrik. . Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya atas bimbingan, masukan, bahkan nasihat yang telah diberikan dalam pelaksanaan kerja lapangan dan penulisan laporan kerja lapangan ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. p. . Jemmy Rangan, selaku direktur Politeknik Negeri Manado. 2. Bapak Jusuf L. Mappadang, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Dr. Johny Lantang dan Ibu Flora Sajow yang selalu membantu pedagang kaki lima. 4. Bapak Marson Budiman, SST.MT selaku Ketua Program Studi dan Ketua Panitia Praktek Lapangan. 5. Bapak Reiner Ruben P.Soenpiet.SST selaku pengelola laporan. 6. Bapak Jorry PA Ngantung, ST selaku pengelola PLTP Lahendong. 7. Mr. Golioth D.Kalolo selaku field manager di PLTP Lahendong. 8. Seluruh karyawan PT. PLTP Lahendong bagi pihak-pihak yang membantu selama proses pelaksanaan jajanan. 9. Keluarga dan ibu-ibu melakukan olah raga dan sholat. 10. Nofita Angreyni, Yohana, Jonathan sebagai penyemangat. 11. Seluruh keluarga tercinta, teman-teman Toraja dan teman-teman belajar serta banyak lagi yang tidak bisa dicoret satu persatu yang selalu memberi semangat, motivasi dan doa. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan laporan ini, baik dalam penyusunan maupun materinya. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan laporan ini.Akhir kata semoga Laporan Magang ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Manaus, Juli 2015
penulis 3
ISI
HALAMAN DEPAN ................................................ .................... dan KATA PENGANTAR ........................... .... ......................... ii INDEKS ................... .. ................................................. ....................... iii DAFTAR TABEL .v DAFTAR GAMBAR .................. ................................................vi BAB I
PENDAHULUAN ……………………………………………….1 I.1. Latar Belakang ……………………………………………………… 1 I.2. Pernyataan masalah .............................................. ....... .1 I.3. Lingkup masalah ………………………………………………. 1 I.4. Tujuan Penulisan ……………………………………………….. 2 I.5. Manfaat menulis................................................2 I. 6. Sistematika penulisan …………………………………………………..….3
BAB II Kajian Pustaka …………………………... 4 2.1. Sistem distribusi tenaga listrik……………………………………………………….. 4 2.2. Jaringan Distribusi Dasar................................................... ............. ...............4 2.3. Jaringan Distribusi Sekunder................................................4 2.4. Pedoman Pemeliharaan……………………….5 2.4.1. Pemeriksaan Operasi ………………………..5 2.4.2. Pengukuran dalam operasi................................................5 2.4.3 . Termovisi/Termografi……………………………….. 5 2.4.4. Prinsip pemeliharaan trafo................................................ 6 2.5. Proses pembangkitan listrik di PLTp Lahendong…..8
4
2.6. Pemeliharaan komponen dan peralatan …………………..10 2.6.1. Demister …………………………………………………..10 2.6.2. Voivod................................................11 2.6.3. Turbin…………..….11 iii 2.6.. Menara pendingin………………………………………14 2.6.7 . Pompa air pendingin utama (MCWP) ............................................... ........16 2.6.8. Pompa air pendingin primer (PCWP) ..................17 2.6.9. Pamp secondary cooling water (SCWP)……………..18 2.6.10. Tangki penyimpanan……………………… 19 2.6.11. Tangki minyak................................................19 BAB III Gambaran Umum ............................................................... .............................................. ....20 3.1. Teori transformator daya ............................................... ........ ..21 3.2. Jenis-jenis Transformator Daya………………………………………………………..23 3.3. pembangunan transformator daya……23 3.3.1. Rangkaian elektromagnetik (inti besi) …………………….23 3.3.2. Rangkaian penghantar arus (belitan) …………………….24 3.3.3. Lengan .............................................................. ..25 3.3.4. Pendinginan................................................... ..........26 3.3.5. Pemeliharaan dan Ekspansi Minyak Mentah………….………..……27 3.3.6. Minyak isolasi transformator dan isolasi kertas …………27 3.3.7. Ketuk pengubah ............................................... 29 3.4.8. Resistansi pembumian kawat netral ………………………………………………………………..30 3.4.9. Gambar dan model transformator ............................................... ........ ..............31 3.4. Alat pelindung………………………………32
5
3.5. Karakteristik pengoperasian transformator ............................................................... ...32 3.4.1 Transformator tanpa beban ........................................ ..........................32 3.4.2. Trafo bermuatan................................................33 3.4.3. Efisiensi trafo……34 iv 3.4.4. Transformator grup vektor……34 3.6. Fitur Trafo Daya PLTP Lahendong…………35 3.7. Interferensi transformator................................................36 3.7.1. Gangguan Internal................................................... ............ ............37 3.7.2. Gangguan eksternal………………………………..38 3.8. Sistem proteksi dan kontrol pada transformator …………39 3.8.1. Relai Buchholz…………..39 3.8.2. Estafet Jansen……………..…39 3.8.3. Pemancar tekanan tiba-tiba……………………………………………………...40 3.8.4. Relai termal………………..42 BAB IV PENUTUP ………………………………………………………… 45 IV.1. Permohonan ……………………………………………….
45
IV.2. Saran…………………………….46 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………… … … ………. 46
6
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Jenis Refrigeran Pada Transformator ……………… 39 Tabel 3.2. Nilai batas parameter minyak isolasi menurut IEC 60422, yang baru saja dimasukkan ke dalam alat sebelum proses pensaklaran ………………………………………………………………… …… … …… …… 41 Tabel 3.3 Setting Rele Proteksi Trafo .................................. .....51 Tabel 3.4. Hasil Uji Laboratorium Transformator Daya UNIND……….. 53 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Domestikator………………………………………………………………. 10 Gambar 2.2. Regulator ……………………………….. 11 Gambar 2.3. Turbin uap……………….……………………… … …………………. 15 Gambar 2.4. Menara pendingin………………………………………………. 28 Gambar 2.5. Tampak Atas Cooling Tower 2….………28 Gambar 2.6. Tangki soda api………….29 Gambar 2.7. MCWP Unit 1………………………………………………………30 Gambar 2.8. PCWP Unit 2………………………………………………………31 Gambar 2.9. SCWP Unit 1…………………………………………………… 31 Gambar 2.10 Tangki minyak ……………………………………………… … … …… 33 Gambar 3.1. Arus bolak-balik mengelilingi inti transformator………….34 Gambar 3.2. Prinsip operasi transformator ............................................... .35 Gambar 3.3. Inti besi trafo................................................... .............36 Gambar 3.4. Belitan transformator …………………………. 37 Gambar 3.5. Busing ……………………………………………………….38 7
Gambar 3.6. Pendinginan transformator................................................ 39 Gambar 3.7. Tukang suap................................................. 40 Gambar 3.8. Minyak isolasi trafo................................................... ............ 40 Gambar 3.9. Sakelar manual Menyambung trafo…………… 42 Gambar 3.10. Tap-changer berbeban pada trafo…………… 43 Gambar 3.11 Trafo berbeban……………….. 45 Gambar 3.12. Papan Nama Trafo PLTP Lahendong……..47
BAB I PENDAHULUAN 1.1
PENDAHULUAN Selain kelas akademik, kelas praktis dilakukan di fakultas
yang merupakan kegiatan akademik yang harus dilakukan oleh mahasiswa teknik elektro sebagai salah satu cara untuk mengenal dunia kerja terkait dengan pendidikan akademik yang dipelajarinya. Pelatihan profesi ini tidak hanya dimaksudkan untuk mengenalkan mahasiswa pada dunia kerja, tetapi juga menuntut mahasiswa untuk dapat bekerja dengan ilmu yang diperolehnya selama kuliah dan memadukannya dengan pengalaman di lingkungan kerja yang praktis. Oleh karena itu, diharapkan kedepannya para calon studi di bidang Teknik Elektro memiliki pengalaman dan keterampilan yang mumpuni
8
ilmuwan dan spesialis untuk lebih kompetitif atau mampu bersaing di pasar tenaga kerja yang ada. Ketika datang ke
Melakukan
Penerapan
Praktik
Bekerja
Campo,
Penulis
diimplementasikan di PLTP Lahendong mulai 23 Maret hingga 17 Juli 2015.
1.2 RUMUSAN MASALAH 1. Kajian sistem perawatan trafo tegangan PLTP Lahendong 1.3 BATASAN MASALAH Dalam penulisan laporan tugas akhir ini, penulis membahas secara singkat tentang perawatan trafo tegangan PLTP Lahendong di PLTP Lahendong.
1.4 Tujuan Penulisan I.4.1. Tujuan Umum 1. Melengkapi persyaratan kurikulum program studi Diploma III Teknik Elektro Universitas Teknologi Negeri Manado. 2. Asimilasi pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh di PLTP
Lahendong
saya suka ini
menggunakan
pengetahuan
keterampilan yang sudah Anda miliki. 3. Dapatkan pengalaman di dunia kerja. I.4.2. Tujuan rinci 1. Identifikasi gangguan pada transformator daya PLTP Lahendong. 2. Menganalisis strategi pemeliharaan transformator daya di PLTP Lahendong.
9
mi
1.5 Manfaat menulis 1.5.1. Manfaat Bagi Mahasiswa 1. Memperoleh pengetahuan yang tidak diperoleh selama studi tentang Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi pada umumnya, dan Transformator Energi pada khususnya. 2. Mengatasi permasalahan yang sering terjadi dalam ketenagakerjaan khususnya di PLTP Lahendong. 1.5.2. Manfaat untuk program studi 1. Mendapatkan partner baru. 2. Memperkuat hubungan kerjasama dengan pemangku kepentingan.
1.6
SISTEM PENULISAN Sistem penulisan laporan ini terdiri dari beberapa bab, yaitu: BAB I.
PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan latar belakang, maksud dan tujuan, waktu dan tempat kerja praktek, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika pelaporan.
BAB II.
Tinjauan Pustaka Bagian ini memberikan gambaran umum
perusahaan, lokasi, jangkauan layanan, pemanfaatan tenaga kerja, jam kerja, fasilitas, dan tugas dan fungsi utama perusahaan.
10
BAB III.
PEMBAHASAN Bab ini menjelaskan pemeliharaan trafo
Tegangan PLTP di Lahendong. BAB IV.
KESIMPULAN Bab ini berisi kesimpulan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
SISTEM DISTRIBUSI ENERGI LISTRIK Sistem distribusi tenaga listrik adalah pendistribusian tenaga listrik dari gardu induk
jaringan listrik (GI) listrik ke konsumen pada tingkat tegangan yang diperlukan. Jaringan distribusi terdiri dari dua bagian, yang pertama adalah jaringan tegangan menengah/primer (JTM), yang menggunakan tiga atau empat konduktor untuk tiga fasa. Jaringan distribusi primer berada di antara pembangkit/gardu induk dan trafo distribusi. Jaringan kedua adalah jaringan tegangan rendah/sekunder (JTR) 380/220 volt.
11
2.2 JARINGAN DISTRIBUSI DASAR Jaringan distribusi utama adalah jaringan tegangan menengah yang tugasnya menghubungkan gardu listrik dengan gardu distribusi. Sistem tegangan menengah yang digunakan pada sistem distribusi Sangihe adalah 20 kV. Jaringan ini memiliki struktur/pola yang memudahkan dan dapat diandalkan untuk bekerja dengannya.
2.3
Jaringan Distribusi Sekunder Jaringan Distribusi Sekunder atau Jaringan Tegangan Rendah (JTR)
Ini adalah jaringan listrik yang terhubung langsung dengan konsumen. Maka besarnya tegangan untuk jaringan distribusi sekunder adalah 130/230 V dan 130/400 V untuk sistem lama atau 230/400 V untuk sistem baru. Tegangan 130 V dan 230 V merupakan tegangan antar fasa, sedangkan 400 V merupakan tegangan antar fasa. 2.4
PEDOMAN PEMELIHARAAN 2.4.1. ulasan di situs
Inspeksi operasional adalah kegiatan inspeksi yang dilakukan pada saat trafo dialiri arus/dalam kondisi kerja. Pemeriksaan operasional bertujuan untuk mendeteksi secara dini kejanggalan yang mungkin terjadi pada transformator tanpa harus mematikannya. Subrakitan transformator yang dilakukan selama pemeriksaan servis adalah:
lengan baju
lebih dingin
pernafasan
Sistem kontrol dan perlindungan
12
2.4.2. Pengukuran operasional Pengukuran operasional adalah kegiatan pengukuran/pengujian yang dilakukan pada saat transformator dalam keadaan tegangan/beroperasi (in service). Pengukuran operasional bertujuan untuk mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang kondisi trafo tanpa harus mematikan trafo.
2.4.3. Termografi/pencitraan termal Ketika transformator beroperasi, bagian transformator yang membawa arus menghasilkan panas. Panas dalam pendingin trafo dan tangki utama dari belitan trafo akan memiliki suhu atas tipikal yang akan semakin tinggi daripada suhu bawah. Sedangkan untuk selongsong, suhu penjepitan pada selongsong pin akan lebih tinggi dari suhu sekitar. Temperatur transformator yang tidak normal dapat diartikan sebagai ketidaknormalan pada bagian atau lokasi tersebut. Metode pemantauan suhu trafo secara keseluruhan untuk mendeteksi ketidakberesan pada trafo dilakukan dengan alat pencitraan termal/thermal imaging camera.
2.4.4 Aturan perawatan transformator. Pemeliharaan trafo berupa pemantauan dilakukan oleh operator secara harian untuk stasiun jaga atau dengan patroli di stasiun tidak dijaga dan secara mingguan (Jadwal Mingguan) pada kondisi operasi. Tabel 2.1 Peralatan/Komponen yang Diverifikasi No
trafo besar
transformator menengah
trafo kecil
13
Metode implementasi
Tangki, pendingin, 1. pompa oli, pipa, katup, sumbat.
Tangki, pendingin, Tangki, pendingin, Periksa pompa untuk kebocoran oli, tabung, oli, tabung oli, katup, tabung, katup, sumbat. bakiak.
2. Kipas pendingin
kipas pendingin
Kipas pendingin, karat pada sirip, dan putaran halus dan stabil,
Periksa apakah ada kipas peniup
Terminal utama, busbar, kepala kabel, jembatan, lemari kontrol
Terminal utama, busbar, kepala kabel, jembatan, lemari kontrol
Periksa kotoran/bangkai hewan atau hewan dan benda asing lainnya. Periksa level oli di indikator tangki, konservator.
3.
Terminal utama, busbar, kepala kabel, jembatan, lemari kontrol
4. Minyak indeks tinggi Minyak indeks tinggi
indeks minyak tinggi
. 5.lengan
lengan baju
lengan baju
Periksa retakan, kotoran, keripik dan kebocoran oli
6. Pengukur Pompa Pengukur Pompa Pengukur Pompa Periksa apakah pengukur sirkulasi pompa sirkulasi masih menunjukkan aliran oli yang sempurna
14
7. Sumber arus searah (DC) Pemadam api
Sumber arus searah (DC) Pemadam api
Sumber arus searah (DC) Pemadam api
Periksa sumber listrik AC/DC apakah saklar tertutup dan MCB benar-benar ON. Periksa tekanan air di tangki pemadam, silinder CO2, BCF dan sistem alarm.
8. Kumparan transformator dan temperatur oli
Temperatur/suhu minyak trafo dan koil
Temperatur minyak transformator dan koil
Periksa suhu minyak transformator dan gulungan.
9. Transformator pengisian daya
Trafo Bebanka
Beban trafo
Periksa beban trafo
10. Lemari kontrol dan perlindungan
lemari kontrol dan
kontrol kabin
Periksa apakah pintu menutup dengan sempurna, tutup kembali jika perlu, dan bersihkan jika kotor.
dan Proteksi Proteksi
2.5. Proses Pembangkit Listrik PLTP Lahendong Sistem Pembangkit PLTP Lehendong merupakan sistem pembangkitan yang menggunakan energi panas bumi berupa uap dan merupakan sistem uap dan air tertutup. Uap diambil dari perut bumi dan dikembalikan
15
kembali sebagai air melalui sumur re-injeksi. Steam diperoleh dari sumur-sumur produksi (hot wells) yang disuplai oleh Pertamina yang digali dengan cara dibor hingga kedalaman ±2 km (kedalaman pipa di Lahendong). Uap Pertamina pertama-tama dialirkan ke separator dan demister yang berfungsi untuk memisahkan dan menghilangkan partikulat dan air yang terkandung dalam uap yang berasal dari Pertamina. Pemisahan dan eliminasi adalah untuk menghindari pembentukan endapan di corong, katup dan erosi turbin, terutama silika. Silika dalam jumlah besar dapat mengganggu pengoperasian turbin. Silika tersebut akan melekat pada turbin sedemikian rupa sehingga akan menimbulkan ketidakseimbangan dan getaran pada turbin. Kandungan silika yang diperbolehkan pada PLTP Lahendong adalah ≤ 100 mikron. Jika kandungan silika > 100 mikron, akan gagal pada putaran 3000 rpm. Uap bersih kemudian dialirkan melalui main shutoff valve (MSV) menuju main control valve (MCV)/control valve, kemudian uap masuk ke turbin. Uap yang masuk ke turbin PLTP Lahendong memiliki tekanan ± 7,8 barg berdasarkan ketinggian dan letak PLTP Lahendong dari permukaan laut, laju aliran massa ± 146 t/d dan temperatur 171°C. Uap yang mengalir dari Pertamina ke PLTP Lahendong memiliki kandungan uap sebesar 98%. Uap tersebut kemudian digunakan untuk memutar poros generator yang dihubungkan dengan poros turbin pada putaran 3.000 rpm. Pada generator, energi mekanik putaran rotor generator akan diubah menjadi energi listrik tiga fasa dengan frekuensi 50 Hz, tegangan 11 kV dan daya 20 MW. Output dari generator memiliki cos ɸ 0.8 (nyata 0.98). Blok 1 PLTP Lahendong menggunakan 2 jenis exciter yang menggunakan baterai, dan blok 2 menggunakan self exciter (magnet permanen) yang dikopel pada poros turbin dan generator. Tegangan 11 kV yang dihasilkan oleh generator diinjak dalam trafo step up menjadi 150 kV kemudian dihubungkan secara paralel dengan sistem interkoneksi Minahasa-Kotamobagu-Gorontalo. Agar turbin beroperasi secara efisien, uap buangan/uap limbah dari turbin yang menuju kondensor utama harus dalam keadaan vakum. Vakum di kondensor utama tercipta ketika uap limbah dari turbin, yang memiliki suhu lebih tinggi dan densitas massa lebih rendah daripada air pendingin, disemprot dengan air (utama
16
cooling water system) dari cooling tower dan diinjeksikan ke main condenser melalui spray nozzle. Hal ini mengembunkan uap bekas dari turbin dan menyebabkan suhu uap bekas turun, kerapatan massa uap bekas meningkat dan uap bekas menyusut ke volume tetap di kondensor utama. Selain kondensasi uap bekas di kondensor utama, kondensor utama juga dikenai tekanan negatif oleh ejektor tahap pertama dan ejektor uap tahap kedua. Untuk menjaga kondisi vakum di kondensor utama, gas yang tidak dapat terkondensasi harus terus menerus dihilangkan oleh sistem ekstraksi gas. Gas-gas ini mengandung: CO285-90%, H2S 3,5%, dan sisanya adalah N2 dan gas lainnya. Sistem ekstraksi gas terdiri dari ejektor tahap pertama dan ejektor tahap kedua. Uap yang tidak dapat diembunkan di main condenser dihisap oleh steam ejector tahap pertama dan diarahkan ke intermediate condenser dimana steam mengembun dengan air (primary cooling water circuit) yang dipompakan oleh primary cooling water pump (PCWP). Uap yang dapat dikondensasikan dalam kondensor antar tahap didaur ulang ke kondensor utama sedangkan gas yang tidak dapat dikondensasikan disedot kembali melalui steam ejector tahap kedua ke kondensor masuk. Uap yang gagal mengembun di kondensor dikondensasi lagi dengan air melalui PVCP. Uap yang dapat diembunkan di after condenser dikembalikan ke main condenser, dan gas yang tidak dapat diembunkan dilepaskan ke udara ambien melalui cooling tower. Ketinggian air kondensasi di kondensor utama selalu dipertahankan dalam kondisi normal oleh dua pompa air pendingin utama (MCWP). Kondensat yang dipompa oleh MCWP ke menara pendingin kemudian didinginkan di menara pendingin. Dalam hal ini, menara pendingin bertindak sebagai penukar panas yang besar. Pada dasarnya, air yang terkondensasi diinjeksikan ke menara pendingin dan didinginkan oleh kipas yang terletak di menara pendingin. Air bersuhu 41°C dari kondensor utama yang masuk ke menara pendingin turun mengalami penurunan suhu hingga 29°C saat mencapai bak air dingin.
17
sudah dingin dikembalikan ke kondensor utama. Air kondensor utama dijaga agar ketinggian air tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu rendah. Semua pekerjaan komponen utama dan tambahan diatur oleh Distribute Control and Information System (DCIS). Bisa dibilang, DCIS adalah otak di balik semua kegiatan PLTP Lahendong. DCIS mengontrol sistem secara keseluruhan dengan memantau dan menganalisis setiap proses di PLTP Lahendong. DCIS merupakan unit distribusi mikroprosesor dengan konfigurasi hardware dan software yang terdiri dari :
Perangkat
uji coba,
kontrol
peraturan
mi
urutan
saya suka ini
E/S
Antarmuka (masukan/keluaran).
Sistem Antarmuka Manusia untuk operator.
2.6. Komponen dan peralatan dalam pemeliharaan II.6.1. Demister Demister adalah alat berbentuk silinder yang di dalamnya terdapat jaring baja yang berfungsi untuk menghilangkan dan menyaring tetesan air yang terdapat pada uap Pertamina. Di bagian bawah terdapat kerucut untuk menangkap air dan partikel padat lainnya.
Gambar II.1. Indikator demisting. II.6.2. Regulator Regulator adalah katup yang mengatur jumlah uap yang masuk ke turbin. Regulator secara tidak langsung mengatur kecepatan putar generator yang dikopel dengan turbin. Perubahan kecepatan dapat memengaruhi output frekuensi dan daya.
18
Gambar II.2 Governor II.6.3 Turbin Turbin pembangkit listrik tenaga panas bumi merupakan mesin utama pengubah energi potensial berupa tekanan dan temperatur serta energi mekanik berupa putaran. Turbin PLTP Lahendong mampu menghasilkan listrik sebesar 20 MW pada putaran 3.000 rpm. Prinsip pengoperasian turbin di PLTP Lahendong Unit 1 adalah sebagai berikut: 1. Uap masuk ke turbin melalui nozzle. Di dalam nosel, energi uap diubah menjadi energi kinetik dan uap mengembang. Tekanan uap keluar nosel lebih rendah dari tekanan uap masuk nosel, tetapi kecepatan uap keluar nosel lebih tinggi daripada tekanan masuk nosel. Uap yang keluar dari nosel diarahkan ke sudu-sudu turbin. 2. Jika uap yang keluar dari sudu turbin masih memiliki kecepatan, ini berarti hanya sebagian energi kinetik uap yang diserap oleh sudu turbin. Agar energi kinetik yang tersisa tetap dapat digunakan, turbin memiliki banyak sudu. Sebelum memasuki deretan sudu-sudu bergerak berikutnya, dipasang satu baris sudu-sudu tetap di antara sudu-sudu bergerak, yang digunakan untuk mengubah arah kecepatan uap sehingga uap dapat memasuki baris sudu-sudu bergerak berikutnya dengan arah yang benar.
19
3. Kecepatan uap yang meninggalkan sudu terakhir harus dijaga serendah mungkin sehingga energi kinetik yang tersedia dapat digunakan secara lebih efisien. Dalam hal ini, efisiensi turbin akan tinggi jika kehilangan energinya kecil.
Gambar II.3. Turbin uap.
Turbin PLTP Lahendong 1 dilengkapi dengan item tambahan yaitu: 1. Main steam filter Main steam stream dipasang pada main steam inlet upstream main shut-off valve (MSV). Tugasnya adalah melindungi atau mencegah benda asing yang terkandung dalam uap masuk ke turbin.
2. Katup Penutup Utama Master Shutoff Valve (MSV) adalah katup yang digunakan untuk mengarahkan uap bertekanan tinggi ke turbin dan untuk menghentikan pasokan uap bertekanan tinggi saat turbin dimatikan dalam keadaan darurat. Posisi MSV terbuka selama operasi normal. MSV di turbin
20
satuan 1 jumlah 2 buah. MSV akan menutup karena gaya atau tekanan pegas yang dipasang di hilir MSV saat aktuator diperintahkan untuk menutup. 3. Regulating Valve/Main Control Valve (MCV) Sebelum steam bertekanan tinggi dapat masuk ke steam turbin, terlebih dahulu harus melewati Regulator Valve/MCV. MCV berfungsi untuk mengatur jumlah aliran uap dan mencegah aliran uap masuk ke turbin. 4. Turning man Turning man memutar poros turbin pada saat unit berhenti atau pada saat pemanasan sebelum menghidupkan turbin sehingga tidak terjadi deformasi poros akibat pemanasan/pendinginan yang tidak merata. Dalam hal ini, sumbunya adalah cacing 180°. 5. Bantalan Bantalan Bantalan digunakan untuk mentransfer gaya radial ke poros turbin. 6. Bantalan dorong Bantalan dorong digunakan untuk mentransfer gaya aksial ke poros turbin. 7. Kopling Kopling digunakan untuk menyalurkan/memindahkan daya dari poros turbin ke poros generator. Terdapat celah antara rumah turbin dan roda turbin yang dapat menyebabkan uap di dalam turbin keluar ke lingkungan karena perbedaan tekanan tinggi ke rendah. Untuk mencegah kebocoran uap, cairan uap berfungsi sebagai segel poros.
II.6.3. Menara Pendingin (Cooling Tower) Air yang keluar dari kondensor akan dipompa ke menara pendingin oleh MCWP. Air yang dipompa memasuki menara pendingin dari atas dan disemprotkan ke menara melalui nosel semprot, membuat air menjadi butiran halus dan didinginkan oleh kipas menara pendingin.
21
Gambar II.4. Menara pendingin (cooling tower).
Setelah proses pendinginan selesai, air akan tenggelam di bawah gravitasi, yang menariknya ke dalam tangki air dingin. Air dingin kemudian disaring melalui filter menara pendingin dan kembali ke kondensor utama.Filter menara pendingin dibersihkan seminggu sekali dalam kondisi normal dan dibersihkan dua kali seminggu dalam angin kencang dan hujan.
Gambar II.5. Tampilan samping atas unit menara pendingin 2. Anda dapat melihat uap mengepul dari permukaan menara pendingin ke luar. 22
Menara pendingin PLTP Lahendong Unit 1 dan 2 masing-masing memiliki tiga kipas aksial suction paksa untuk menarik aliran udara melewati sirip-sirip menara pendingin yang bertukar panas dengan air di kondensor utama. Kipas digerakkan oleh motor listrik yang terletak di atas menara pendingin. Untuk menetralkan pengasaman air di tempat penampungan menara pendingin, larutan NaOH (natrium hidroksida) digunakan, yang diinjeksikan dari tangki soda kaustik melalui motor listrik.
Gambar II.6. Tangki soda kaustik.
II.6.7. Pompa Air Pendingin Utama (MCWP) Pompa air pendingin utama adalah motor listrik tiga fase yang memompa air kondensasi dari kondensor utama ke menara pendingin. Ada 2 MCWP di PLTP unit 1 dan 2. Jika satu MCWP tidak dapat memompa kondensat sesuai permintaan cooling tower, maka MCWP lain akan bekerja membantu mensuplai air untuk dipompakan ke cooling tower. Dalam hal ini, MCWP bekerja secara berurutan (satu unit beroperasi sedangkan unit lainnya standby).
23
Gambar II.7. MCWP 1 unit.
MCWP dioperasikan oleh panel listrik yang mengontrol dan melindungi MCWP dari interferensi. Unit MCWP 1 menggunakan tegangan tiga fasa 400 V dengan rasio start-delta. Fungsi startdelta dirancang untuk mencegah arus start motor yang tinggi. Panel MCWP juga mencakup beberapa perlindungan TOR (Thermal Overload Relay) dan Thermal Relay.
II.6.8.Primary Cooling Water Pump (PCWP) Pompa air pendingin utama di PLTP Lahendong Unit 1 dan 2 masing-masing memiliki 2 buah pompa. . PVCP juga bertindak sebagai pendingin untuk sistem air pendingin sekunder melalui penukar panas. Dalam hal ini, PCWP bertindak sebagai pembantu dan dioperasikan secara berurutan.
24
Gambar II.8. PCWP 2 unit.
II.6.9. Pompa Air Pendingin Sekunder (SCWP) Pompa air pendingin sekunder adalah motor listrik yang memompa air untuk mendinginkan generator, mendinginkan oli (minyak) dan udara dari kompresor melalui sistem pertukaran panas.
Gambar II.9. Satuan SCWP1.
Terdapat 2 SCWP di PLTP Lahendong unit 1 dan 2, dimana SCWP tersebut berperan sebagai peralatan bantu dan dioperasikan secara berurutan.
25
II.6.10. Tangki make-up Tangki make-up adalah tangki berisi air yang digunakan untuk menambah volume air pada sistem air pendingin sekunder saat volume air dikurangi. Berkurangnya volume air pada sistem air pendingin sekunder disebabkan oleh kebocoran/celah pada sistem perpipaan yang memungkinkan air mengalir. Penurunan daya juga terjadi karena adanya heat loss pada lube oil cooler, generator cooler dan air cooler pada sistem kompresor.
Gambar II.9. Tangki rias.
II.6.11 Tangki Minyak Tangki minyak berfungsi sebagai tangki minyak. Minyak mentah digunakan untuk berbagai keperluan, yaitu: a. Seperti tekanan hidrolik pada main shut-off valve (MSV). B. Sebagai pengatur tekanan pada control valve. di. Sebagai pelumas. Sebagai pelumas, oli digunakan pada poros generator dan turbin yang membutuhkan pelumasan untuk mengurangi gesekan. Oli juga berguna untuk menyerap panas akibat gesekan poros dan bantalan turbin yang berputar.
26
Gambar II.10. Tangki minyak. Prinsip kerja pelumasan adalah minyak pelumas yang mengapung di tangki minyak dipompa oleh main oil pump (MOP) ke bagian-bagian turbin dan generator yang membutuhkan pelumasan. Setelah pelumasan selesai, oli kembali dan didinginkan oleh lubricating oil cooler dan dibersihkan oleh oil separator.
27
BAB III Pembahasan
3.1. Teori Transformator Daya Trafo atau trafo adalah komponen elektromagnet yang berfungsi untuk memindahkan daya/energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya dengan frekuensi yang sama. Transformator merupakan jantung distribusi dan transmisi yang diharapkan dapat beroperasi secara optimal (terus beroperasi tanpa henti). Transformator menggunakan prinsip hukum induksi Faraday dan hukum Lorentz dalam perpindahan daya, dimana arus bolak-balik yang mengalir di sekitar inti besi menyebabkan inti besi berubah menjadi magnet. Dan jika magnet dililitkan pada belitan, akan terjadi beda potensial pada kedua ujung belitan. Hal ini dapat kita lihat pada Gambar 3.1 di bawah ini.
Gambar 3.1. Arus bolak-balik mengelilingi inti transformator. Sumber: Pedoman pengoperasian dan pemeliharaan transformator daya. JUMAT PLN (Persero)
28
Arus yang mengalir pada belitan primer menginduksi inti besi transformator, sehingga timbul fluks magnet pada inti besi, kemudian fluks magnet menginduksi belitan sekunder, sehingga muncul beda potensial pada belitan sekunder.
Gambar 3.2. Prinsip pengoperasian transformator. Sumber: Pedoman pengoperasian dan pemeliharaan transformator daya. JUMAT PLN (Persero).
Agar transformator berfungsi dengan baik, maka harus dipelihara dan dirawat dengan baik menggunakan sistem dan peralatan yang benar. Trafo terdiri dari 2 jenis, yaitu trafo step up dan trafo step down. Trafo step up berfungsi untuk menaikkan tegangan sedangkan trafo step down berfungsi untuk menurunkan tegangan. Trafo biasanya dibumikan pada titik netral seperti yang dipersyaratkan oleh sistem keselamatan atau keamanan. Contoh transformator 150/20 kV dibumikan langsung ke sisi netral transformator 150 kV dan 70/20 kV.
3.2. Jenis-jenis trafo Berdasarkan fungsinya, trafo tenaga dibedakan menjadi: 1. Trafo pembangkit 2. Trafo gardu induk/distribusi 3. Trafo distribusi
29
Berdasarkan fungsi distribusinya, transformator daya dibedakan menjadi 3, yaitu:
1. Trafo besar 2. Trafo sedang 3. Trafo kecil 3.3. Konstruksi Transformator Daya 3.3.1 Rangkaian Elektromagnetik (inti besi) Inti besi digunakan untuk melewatkan fluks dari induksi arus bolak-balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi. Inti besi terbuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang disusun sedemikian rupa. Membuat inti berlapis akan mengurangi arus eddy yang disebabkan oleh arus bolak-balik yang menginduksi tegangan pada inti trafo itu sendiri. Arus eddy yang besar dapat menghasilkan panas dan kehilangan daya.
Gambar 3.3. Inti besi transformator. Sumber: Pedoman pengoperasian dan pemeliharaan transformator daya. PT.PLN (Persero).
30
3.3.2. Rangkaian pembawa arus (belitan) Pada sebuah belitan trafo terdiri dari belitan tembaga berinsulasi yang mengelilingi inti besi, dimana ketika arus bolak-balik mengalir pada belitan tembaga, inti besi akan terinduksi dan menimbulkan fluks magnet.
Gambar 3.4. Belitan transformator. Sumber: Pedoman pengoperasian dan pemeliharaan transformator daya. JUMAT PLN (Persero).
3.3.3 Bushing Bushing digunakan untuk menghubungkan belitan dengan jaringan luar. Busing terdiri dari konduktor yang dilapisi dengan isolator. Isolator bertindak sebagai penyekat antara busing dan badan tangki utama trafo.
31
Gambar 3.5. Bushing Bushing dapat dibagi menjadi 4 bagian utama, yaitu isolasi, kabel, terminal sambungan dan aksesoris. Insulasi pada penetrasi terdiri dari 2 jenis yaitu oil-impregnated paper dan resin-impregnated paper. Isolasi kertas yang diresapi minyak menggunakan kertas isolasi dan minyak isolasi. Dalam sejenis kertas yang diresapi resin, isolatornya adalah kertas isolasi dan resin. Saluran pada gorong-gorong terdiri dari saluran berongga yang memiliki besi penghubung atau tegangan di tengah lubang untuk saluran utama, saluran kaku dan saluran fleksibel. Klem penghubung digunakan untuk mengikat antara selongsong pin dan konduktor di luar selongsong. Busing aksesori terdiri dari pengukur ketinggian oli, gasket/segel, dan keran inspeksi.
32
3.3.4. Pendingin Selama operasi, suhu trafo akan naik. Ini akan mempengaruhi kualitas tegangan listrik, rugi-rugi trafo dan suhu sekitar. Oleh karena itu trafo harus didinginkan.
Gambar 3.6. Pendinginan transformator.
Tabel 3.1 Jenis pendingin pada media trafo
TIDAK
Bagaimana
Em
Untuk
Sistem
Transformator
Transformator
pendinginan *)
Sirkulasi Sirkulasi Sirkulasi Alami
Pada
Alami
Pada
1.
SATU
-
-
Ar
-
2.
Z
-
-
-
Ar
3.
ITU
Minyak
-
Ar
-
4.
PADA MATI
Minyak
-
-
Ar
5.
DI ATAS
-
Minyak
Ar
-
6.
OFAF
-
Minyak
-
Ar
7.
OFWF
-
Minyak
-
Ar
8.
Kombinasi ONAN/ONAF 3 dan 4
33
9.
Kombinasi ONAN/OFAN 3 dan 5
10. ONAN/OFA
Kombinasi 3 dan 6
11. Kombinasi ONAN/OFWF 3 & 7 Sumber: Manual Pengoperasian dan Pemeliharaan PT. PLN (Persero).
3.3.5 Konservasi dan pemuaian minyak (conservator) Konservator digunakan untuk menyimpan minyak jika terjadi kenaikan temperatur transformator. Ada indikator dalam Konservatif yang menunjukkan tingkat Konservatif.
Gambar 3.7. Konservatif. 3.3.6. Dielektrik (minyak isolasi transformator dan kertas isolasi) Minyak isolasi transformator bertindak sebagai bahan isolasi, bahan pendingin dan melindungi belitan terhadap oksidasi. Minyak transformator adalah minyak mineral dan terbagi menjadi 3 jenis: parafinik, neptana dan aromatik.Ketiga minyak ini tidak boleh dicampur karena masing-masing minyak ini memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda. Sedangkan kertas isolasi berfungsi sebagai isolator, spacer, dan memiliki sifat mekanik.
34
Gambar 3.8. Minyak isolasi transformator.
Tabel 3.2 Nilai Batas Parameter minyak isolasi menurut IEC 60422, yang dimasukkan ke dalam alat sesaat sebelum proses penyalaan. Tegangan tertinggi untuk perangkat Properti kV >72,5
72,5 untuk 170
> 170
Bening, bebas sedimen dan
Penampilan
zat tersuspensi
Warna (pada skala yang diberikan dalam ISO
maks 2.0
maks 2.0
maks 2.0
Tegangan tembus (kV)
>55
>60
>60
Kadar air (mg/kg)a
20b
<10
<10
maks 0,03
maks 0,03
maks 0,03
maks 0,015
maks 0,015
min. 60
min. 60
2049)
Keasaman (mg KOH/g) Faktor disipasi dielektrik pada 90°C
i 40 Hz hingga 60 Hz c
Resistivitas pada 90°C (GΩm) Stabilitas Oksidasi Tegangan Antarmuka (mN/m)
maks.0,010 mnt. 60
Menurut IEC 60296 min. 35
Total PCB (mg/kg)
min. 35
min. 35
Tidak terdeteksi (Total < 2)
partikel
-
-
Lihat Tabel 8.1d
Sumber: Pedoman pengoperasian dan pemeliharaan transformator daya. JUMAT PLN (Persero).
35
3.3.7. Ketuk Pengubah Stabilitas
Ketegangan
Ini
sesuatu
hal
ada musik
Anda mengerti.
Transformator diharapkan memiliki nilai tegangan keluaran yang stabil. Ini dapat dilakukan dengan mengubah hubungan antara belitan primer dan sekunder sesuai kebutuhan. Tap changer digunakan untuk mengatur rasio trafo. Proses perubahan rasio dapat dilakukan dengan trafo berbeban (pada on-load tap-changer) atau pada saat trafo tidak berbeban (tanpa on-load tap-changer). Sakelar terdiri dari: 1. Sakelar pemilih 2. Sakelar pengalih 3. Resistor pengalir Sakelar pemilih adalah sirkuit mekanis yang terdiri dari terminal yang digunakan untuk menentukan posisi rasio tap atau belitan primer. Sakelar pengalih adalah sirkuit mekanis yang dirancang untuk membuat atau melepaskan kontak dengan kecepatan tinggi. Resistansi transfer adalah resistansi sementara yang melaluinya arus primer mengalir ketika keran berubah.
Gambar 3.8. Manual Tap Changer Trafo PLTP UNINDO Lahendong.
36
Deskripsi: 1. Ruang sakelar pengalih 2. Sakelar pemilih
Gambar 3.9. Ketuk pengubah pada trafo. Sumber: Pedoman pengoperasian dan pemeliharaan transformator daya. PT.PLN (Persero).
3.3.8 NGR (Neutral Earth Resistance) NGR adalah resistansi yang dipasang seri dengan netral sekunder transformator sebelum dihubungkan ke bumi. Tujuan pemasangan NGR adalah untuk mengontrol besarnya arus hubung singkat yang mengalir dari netral ke bumi. Ada 2 jenis NGR, yaitu NGR cair dengan menggunakan larutan air murni yang dibenamkan dalam wadah dengan ditambahkan air garam (NaCl) untuk mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan. NGR padat terbuat dari baja tahan karat, FeCrAl, besi tuang, cupronickel atau nichrome, yang disesuaikan dengan resistansi.
37
3.4. GAMBAR DAN DATA PLAT IDENTIFIKASI TRAFO
MFG - UNINDO DATA MFG - 1997 MAIN TANK S/N - A97158212 KVA - 30000 PRI - 150000 V Sec - 11000 V Kilogram - 56000 Tipe Peralatan - Trafo Kelas Trans - Impedansi ONAF - 12,57% Fasa/Siklus - 3/50 Hz 38
JENIS CAIR - LITER MINYAK CAIR - 16000 POWERED - YA
3.5. Alat Pelindung Alat pelindung transformator dirancang untuk mengidentifikasi gangguan dan mengisolasi bagian yang rusak dari bagian lain yang masih berfungsi dengan baik, sekaligus melindungi bagian yang berfungsi dengan baik dari kerusakan atau kehilangan lebih lanjut. Peralatan pelindung memainkan peran yang sangat penting.
3.6. Kapasitas trafo 3.6.1. transformator tanpa beban
Gambar 3.10. Transformator tanpa beban. Sumber: Analisis rangkaian sistem tenaga dalam keadaan tunak. BAB II. Transformator. Sudaryanto Sudirham.
39
Pada saat trafo menerima tegangan, inti trafo akan menghasilkan fluks magnet 𝝍 = N1
= N1F
dia melakukannya
ω cos ωt. Karena ω = 2πf adalah belitan primer transformator
Tegangan induksi yang dihasilkan adalah sebagai berikut:
E1=
√
Ô maks. = 4,44 f N1 Ô maks
Sedangkan tegangan induksi akan dibangkitkan pada belitan sekunder berupa : E2 = 4,44 f N2 Ф max Dari tegangan induksi pada belitan primer dan sekunder diperoleh hubungan :
=
= untuk
3.6.2 Trafo berbeban Pada saat trafo dibebani pada sisi sekunder, arus I2 akan mengalir pada sisi sekunder. Di mana: -
Arus I2 tertinggal jika bebannya induktif.
-
Arus I2 mengarah jika bebannya kapasitif.
40
Gambar 3.11. Transformator bermuatan. Sumber: Sudirham Sudaryantho, Analisis rangkaian sistem tenaga tunak.
Tegangan induksi pada sisi sekunder akan menghasilkan arus sekunder I2. I2 saat ini menciptakan fluks yang berlawanan dengan fluks dan sebagian bocor (fluks bocor sekunder). Fluks bocor ini menginduksi tegangan El2, yang disebut penurunan tegangan dalam reaktansi bocor belitan sekunder X2. Jika resistansi belitan sekunder adalah R2, maka kita mendapatkan hubungan berikut: E2 = V2 + I2R2 + El2= V2 + I2R2+ jI2X2 dimana V2 adalah tegangan pada beban RB. Pada beban penuh, hubungan antara arus primer dan sekunder adalah konstan.
3.6.3. Efisiensi Trafo Efisiensi trafo dapat diketahui dengan membandingkan daya keluaran dan daya masukan.
Efisiensi =
Namun nyatanya, kerugiannya masih sangat kecil. Ini dapat dihitung dengan mengukur input dan output. Efisiensi =
=
h=
= 1-
Rugi Cu = I2R = Wcu Rugi besi = Rugi histeresis + Rugi arus Eddy = Wh +We = Wi
41
3.6.4 Kelompok vektor (jumlah jam) Kelompok vektor transformator menyatakan perbedaan sudut fasa tegangan primer dan tegangan sekunder. Contoh:
-
AA0
Menunjukkan perbedaan sudut 0°
-
Jd1
Ini menunjukkan perbedaan sudut 1x30° = 30°
-
Jd11
Ini menunjukkan perbedaan sudut 11x30° = 330°
Perbedaan sudut (dalam jam) adalah konsekuensi dari cara menghubungkan klem fase.
3.7. Cechy transformatora mocy Lahendong PLTP
Untuk menaikan tegangan menjadi 11 kV yang berasal dari genset, unit PLTP Lahendong 1 menggunakan trafo step up UNIND untuk menaikan tegangan menjadi 150 kV. Trafo daya untuk unit PLTP Lahendong adalah trafo daya tiga fasa 30MVA 50Hz.
42
Gambar 3.12. Papan Nama Trafo PLTP Lahendong 1.
3.7.1. Data teknis unit Lahendong 1 trafo PLTP power
Nomor seri
: 9715212
Tempat produksi
: Indonesia
Tahun produksi
: 1997
Nomor kontrak energi
: 020.PJP / 922 / 1995 / M : 25/30 MVA
3.8. Kegagalan transformator
Seperti halnya manusia, transformator juga tidak lepas dari gangguan (kondisi abnormal) yang disebabkan oleh pengaruh eksternal maupun internal. Semakin besar daya yang dibawa oleh trafo maka semakin besar pula gangguan yang akan terjadi pada trafo tersebut. Bagian yang sangat rentan terhadap gangguan adalah oli trafo. Minyak transformator memainkan peran yang sangat penting
Pentingnya kualitas minyak trafo untuk menentukan umur trafo. Kegagalan transformator dibagi menjadi:
3.8.1 Gangguan internal Gangguan yang terjadi pada zona proteksi transformator, baik di dalam maupun di luar transformator, terbatas pada lokasi transformator arus. Penyebab kerusakan internal biasanya akibat dari: Kerusakan isolasi pada belitan, pelat inti atau baut pengencang inti, atau kerusakan minyak isolasi, yang mungkin disebabkan oleh kualitas minyak yang buruk, terkontaminasi uap air dan dekomposisi karena terlalu panas, oksidasi karena sambungan listrik yang buruk; Kebocoran minyak; Resistensi
Melakukan
saat ini
gangguan
(listrik
mi
tekanan mekanis); Kegagalan sakelar; Gangguan pada sistem pendingin; Tabrakan di lengan. Gangguan internal dapat dibagi menjadi 2 (dua) kelompok, yaitu: a.Kegagalan awal: Kegagalan menumpuk secara perlahan dan akan berkembang menjadi kegagalan besar jika tidak terdeteksi dan ditangani. Termasuk dalam gangguan kegagalan awal yaitu : overheating, overflow dan overpressure. Penyebab Overheating Ketidaksempurnaan
koneksi
Bom
Listrik
Magnetik; Kebocoran minyak; Aliran tersumbat dalam sistem pendingin; Kipas sistem pendingin atau kegagalan pompa.
Penyebab luapan 44
TIDAK
Ini terjadi ketika tegangan berlebih dan frekuensi rendah dapat menyebabkan tambahan kehilangan besi, menyebabkan penumpukan panas yang dapat merusak isolasi motherboard dan bahkan isolasi belitan. Penyebab tekanan berlebih Pelepasan gas karena terlalu panas; Hubungan pendek belitan dalam fase; Pelepasan gas sebagai hasil dari proses kimia. B. Kegagalan Aktif: Disebabkan oleh kegagalan isolasi atau komponen lain yang cepat dan biasanya dapat menyebabkan kerusakan parah. Penyebab gangguan hubung singkat aktif adalah: hubung singkat fasa atau fasa ke tanah;
Hubung singkat antara belitan fasa (loop dalam);
Kegagalan inti;
Cacat pada tangki; Flashover lengan.
3.8.2. Gangguan eksternal Gangguan yang terjadi di luar area proteksi transformator. Normalnya gangguan ini terjadi pada jaringan listrik yang akan dirasakan dan mempengaruhi resistansi kumparan trafo primer dan sekunder/tersier. Fenomena interferensi eksternal seperti: •
Untuk menggabungkan
pendek
(bantuan)
Yang
Hai
jaringan
bangun
yang kedua oleh
atau rasa bersalah
bimbingan pendidikan tinggi.
Frekuensi dan besarnya arus gangguan diharapkan dapat mengurangi umur transformator; •
Pengisian Lebih Banyak (Overload);
•
Tegangan lebih yang disebabkan oleh pemerataan atau petir;
•
Frekuensi terlalu rendah atau terlalu tinggi karena derau sistem;
•
Singkat sistem eksternal.
45
3.9. Sistem Proteksi dan Pengendalian Trafo Tenaga PLTP Lahendong Proteksi trafo adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian yang mengganggu dan tidak mengganggu untuk meminimalkan gangguan trafo dan mengantisipasi kerugian yang lebih tinggi untuk mencegah pasokan listrik internal dan eksternal. Ini dibagi menjadi 2, yaitu perlindungan mekanik dan listrik. Proteksi mekanis menggunakan relai Buchholz, relai Jansen, relai tekanan Suden, dan relai termal. Sedangkan proteksi kelistrikan menggunakan relai diferensial, relai gangguan tanah terbatas (REF), relai arus lebih (OCR) dan relai gangguan tanah (GFR) sebagai proteksi cadangan. Gangguan pembumian cadangan (SBEF) digunakan untuk membumikan belitan Y dengan resistor. Fungsi SBEF untuk melindungi NGR.
3.9.1. Relai Buchholz Penggunaan relai Buchholz pada transformator dimaksudkan untuk melindungi transformator dari gangguan internal yang biasanya menyebabkan pembangkitan gas. Gas-gas ini akan terkumpul di ruang relai dan kemudian menggerakkan kontak alarm. Relai juga terdiri dari perangkat yang bereaksi terhadap ketidakteraturan aliran oli yang terjadi selama kegagalan transformator utama. Perangkat ini akan menggerakkan kontak trip yang biasanya terhubung ke rangkaian trip pemutus sirkuit trafo.
3.9.2. Jansen Relay Jenis Jansen Relay kurang lebih sama dengan Buchholz Relay dan memiliki prinsip pengoperasian yang sama hanya saja Jansen Relay digunakan untuk memproteksi ruang OLTC.
3.9.3. Relai tekanan tiba-tiba
46
Kilat atau korsleting pada trafo, biasanya terkait dengan tekanan yang lebih tinggi di dalam tangki. Dengan mengurangi tekanan trafo, jumlah overpressure yang mengancam tangki trafo dapat dibatasi.
3.9.4 Relai termal Temperatur pengoperasian trafo akan dipengaruhi oleh kualitas tegangan listrik, rugi-rugi pada trafo itu sendiri, dan suhu sekitar. Temperatur operasi yang tinggi merusak isolasi kertas trafo. Relai termal digunakan untuk menemukan suhu operasi dan menunjukkan suhu operasi abnormal pada transformator. Relai termal ini terdiri dari sensor suhu berupa termokopel, kapiler dan pengukur penunjuk.
Tabel 3.3 Pengaturan relai proteksi transformator. relay perlindungan
Instalasi
Konteks
Transformator relai diferensial
OCR+EFR
Transformator
REF
Transformator Transformator (Netral)
OCR OCR
Is = 0,3 x In Is = 1,2 x In Im = 8 x Is Iso = 0,2 x In Imo = 8 x Iso Is = 0,15 x In Is = 0,1 x In Im = 4 x Is Is = 0,4 x Dalam Im = 8 x Is
Transformer (tangki)
Relai Daya Transformator Pengganggu Lokal Relai Pengganggu Lokal Mengaktifkan Relai
ts = 0,75s (D2) tso = 0,75s (D2)
ts = 0,75s (D2) ts = 0,05s (D2)
250:1 250:1 125:1 250/1
Is = 0,1 x In ts = 350ms
47
Stosunek (CT) 250:1 1500:1 250:1
3.10. Perawatan Trafo PLTP Lahendong Perawatan trafo adalah tindakan merawat bagian-bagian trafo guna memperpanjang umur trafo itu sendiri. Trafo yang dirawat dengan baik akan memberikan operasi yang andal dengan sedikit gangguan trafo internal atau eksternal. Perawatan trafo listrik PLTP Lahendong dilakukan dengan 3 cara, yaitu: 3.10.1. Pemeliharaan Prediktif Pemeliharaan prediktif (conditional baseline maintenance) adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan memprediksi kondisi peralatan listrik, apakah peralatan tersebut akan rusak, dan kapan peralatan tersebut akan rusak. Dengan prediksi tersebut, gejala kerusakan dapat diketahui lebih awal. Pemeliharaan dapat dilakukan secara online atau offline. Contoh pemeliharaan tersebut adalah analisis kualitas oli pada trafo. Semakin baik kualitas oli maka semakin baik kinerja trafo tersebut. Berikut adalah tabel yang menunjukkan hasil pengujian Laboratorium Power Transformer pada unit PLTP Lahendong 1.
Tabel 3.4. Hasil uji laboratorium transformator daya UNIND
volume. Bagan Spesifikasi Warna Diesel Kelembaban Terlihat (ppm) DGA (ppm)
ppm Grau H2 O2 N2 CH4
48
16.000 liter 0,022 28,9 89,0 1,5 0,869 C 10 A 14 5,621 61,606 129
CO CO2 C2H6 C2H4 C2H2 TDCG 26° lpf (c)
100°
Dbpc Furan Metal dengan Corr Sulf Oil
AlFeCu2C
223 1.918 324 18 0 708 0.27 7.64 0.00 11 0.00 0.00 0.13 Ket: Tidak korosif
Saran: Lakukan regenerasi oli Sumber: Data hasil pengujian Unit 1 Laboratorium PLTP Power Transformer Lahendong
Dari hasil pemeriksaan laboratorium dapat disimpulkan bahwa:
Keasaman minyak transformator sebesar 0,022 mgKOH/g kaleng
diadopsi. -
Tegangan antarmuka pada 28,9 mN/m dipertanyakan. dari hasil,
bahwa minyak trafo PLTP Lehendong Unit 1 terkontaminasi berbagai kotoran. -
Tegangan tembus dielektrik 89 kV diperbolehkan.
-
Warna, berat jenis dan visualisasi dalam kondisi normal.
-
Dari uji analisis gas terlarut, trafo memiliki
mengalami overheating. Hal ini ditunjukkan dengan adanya metana dan etana, yang mendominasi gas yang mudah terbakar.Konsentrasi etana yang tinggi mengindikasikan pemanasan berlebih hingga 150°C.
49
-
Untuk air dalam minyak trafo adalah 10 ppm i
berada dalam kondisi normal. Trafo yang baik <20 ppm direkomendasikan. -
Analisis Furan menunjukkan isolasi berada dalam kondisi baik
dilahirkan -
Logam dalam air berada di bawah 2 ppm dan dalam kondisi baik
dilahirkan -
Faktor daya bersih adalah 25% yang dipertanyakan. ketika nilai
Jika menunjukkan 100% maka oli tidak dapat digunakan Peningkatan power factor disebabkan oleh oksidasi produk dan pengotor. -
Konten penghambat tidak ditemukan. Penghambat konten bisa
mempercepat proses oksidasi.
Dari hasil tes, disarankan:-
Direkomendasikan
Melakukan
Regenerasi
minyak
menghidupkan kembali transformator
minyak
Transformator.
Lub
menghapuskan
oksidasi yang tidak diinginkan dari minyak isolasi. Pemulihan ini akan mengembalikan kualitas minyak trafo. -
DGA diuji ulang 6 bulan setelah regenerasi oli untuk melihat apakah muncul gas.
3.10.2. Pemeliharaan preventif Pemeliharaan preventif adalah pemeliharaan yang dilakukan secara berkala selama jangka waktu tertentu. Perawatan ini dilakukan sesuai dengan standar khusus atau sesuai dengan petunjuk pengoperasian pabrikan. Tindakan menganalisis operasi transformator dengan verifikasi langsung akan menentukan kondisi transformator. Ada 3 bagian untuk diperiksa yaitu: -
Keamanan
Untuk melindungi trafo listrik PLTP Lahendong dilakukan setahun sekali dengan melakukan pengujian alat pelindung seperti
50
Kontak Buchholz, termometer, termometer titik, katup tekanan berlebih, dan uji insulasi pada transformator arus. -
Sistem pendingin
Pemeliharaan sistem pendingin Trafo dilakukan setahun sekali dengan memeriksa kondisi starting stage, timer, kipas motor, wiring tegangan rendah, rangkaian isolasi dan flow meter oli. -
Aspek umum
Untuk bagian-bagian umum trafo dilakukan perawatan setahun sekali yaitu pengecekan kebocoran oli, box kabel trafo, sambungan, bushing dan pengecatan trafo.
3.10.3 Pemeliharaan korektif Pemeliharaan korektif adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan penjadwalan pada waktu tertentu ketika peralatan menunjukkan ketidaknormalan atau kinerja yang buruk, untuk mengembalikannya ke kondisi semula. Perawatan disertai dengan perbaikan, penggantian suku cadang atau suku cadang yang rusak atau kurang berfungsi untuk menyelesaikan pemasangan. Konservasi ini sering disebut sebagai konservasi kuratif.
51
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan Pada PLTP Lahendong, trafo atau biasa disebut trafo memegang peranan penting dalam sistem pembangkit listrik, karena untuk mensuplai listrik ke AP2B perlu dilakukan perubahan tegangan generator dari 11.66kV menjadi 150kV. Transformator adalah salah satu elemen elektromagnet yang bertugas menyalurkan daya/energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya dengan frekuensi yang sama. Transformator merupakan jantung distribusi dan transmisi yang diharapkan dapat beroperasi secara optimal (terus beroperasi tanpa henti). Transformator menggunakan prinsip hukum induksi Faraday dan hukum Lorentz dalam perpindahan daya, dimana arus bolak-balik yang mengalir di sekitar inti besi menyebabkan inti besi berubah menjadi magnet. Dan jika magnet dililitkan pada belitan, akan terjadi beda potensial pada kedua ujung belitan. Transformator sering mengalami gangguan, baik internal maupun eksternal. Untuk mengatasi gangguan tersebut, transformator harus diproteksi. Proteksi transformator dirancang untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian yang terganggu dan tidak terganggu untuk meminimalkan gangguan transformator dan mengantisipasi kerugian besar untuk menghindari gangguan internal dan eksternal. Seiring berjalannya waktu, umur trafo akan semakin berkurang, untuk menghindari kerusakan akibat penurunan waktu maka trafo harus dijaga. Pemeliharaan transformator dibagi menjadi tiga bagian, yaitu: a. Pemeliharaan preventif b. Pemeliharaan preventif Pemeliharaan kuratif
52
4.2. Saran 1) Sebaiknya PLTP Lahendong memiliki laboratorium sendiri untuk pengujian minyak trafo. 2) Sebaiknya karyawan PLTP Lahendong didominasi oleh karyawan tetap agar kinerja lebih efisien.
DAFTAR PUSTAKA DIETZEL, Fritz. 1996. Turbin, Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta. El-Wakil, M. 1985. Teknologi Pembangkit Listrik, McGrar-Hill Book Co. Pudjanarsa, Astu. 2008. Mesin Konversi Energi, ANDI, Yogyakarta. www://blogspot.com/2011/06/pemeliharaan turbin uap http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/Componentstransformator.html http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/ komponen transformator.html
53