Pengujian Generator Rotor UBP Semarang

PENGUJIAN ROTOR DAN STATOR

GENERATOR SINKRON 50 MW DI PLTU UNIT 1

PT INDONESIA POWER UBP SEMARANG

LAPORAN KERJA PRAKTEK

DI PT. INDONESIA POWER UBP SEMARANG

Disusun Oleh :

EKO PARJONO

L2F 004 473

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2008

LEMBAR PENGESAHAN

Dengan ini menerangkan bahwa laporan kerja praktek yang dilaksanakan

pada tanggal 3 Desember 2007 sampai dengan 31 Desember 2007 dengan judul :

“PENGUJIAN ROTOR DAN STATOR GENERATOR SINKRON 50 MW DI

PLTU UNIT 1 PT INDONESIA POWER UBP SEMARANG”

yang disusun oleh :

Nama : EKO PARJONO

NIM : L2F 004 473

Telah disetujui dan disahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Tempat : SEMARANG

Mengesahkan,

General Manager

Ir. Zaenal Mustofa

Pembimbing Lapangan

Sudjatmo

LEMBAR PENGESAHAN

Dengan ini menerangkan bahwa laporan kerja praktek yang dilaksanakan

pada tanggal 3 Desember 2007 sampai dengan 31 Desember 2007 dengan judul :

“PENGUJIAN ROTOR DAN STATOR GENERATOR SINKRON 50 MW DI

PLTU UNIT 1 PT INDONESIA POWER UBP SEMARANG”

yang disusun oleh :

Nama : EKO PARJONO

NIM : L2F 004 473

Telah disetujui dan disahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Tempat : SEMARANG

Mengesahkan,

Ketua Jurusan Teknik Elektro Dosen Pembimbing

Universitas Diponegoro

Ir. Sudjadi, MT. Abdul Syakur, ST, MT NIP. 131 558 567 NIP. 132 231 132

Abstrak

Generator Sinkron memegang peranan yang sangat penting dalam produksi energi listrik di PTIndonesia Power Tambak Lorok Semarang. Generator ini digunakan untuk mengkonversi energimekanik putaran dari turbin menjadi energi listrik. Kebanyakan tipe generator sinkron yangdigunakan di PT Indonesia Power adalah generator sinkron dengan pendingin hidrogen, karenadengan pendingin hidrogen akan didapatkan kelembaban yang kecil / kering didalam generator.

Untuk menjaga kehandalan sistem diperlukan perawatan dan pengujian secara berkala dengantidak mengesampingkan system proteksinya. Generator sinkron dengan kapasitas besar membutuhkanperawatan ataupun pengujian untuk menjaga agar tetap dapat beroperasi secara normal danterhindar dari bermacam - macam gangguan misalnya adalah vibrasi pada rotor, hubung singkatpada lilitan stator maupun rotor, dsb. Beberapa langkah dilakukan untuk meminimalisasi gangguantersebut. Salah satunya adalah dengan pengujian rotor dan stator yang terdiri dari banyak pengujiandiantaranya adalah High Potensial Test, Megger, dan Balancing Voltage Rotor Test.

Dalam kerja praktek ini, penulis ingin belajar tentang pengujian pada rotor dan statorgenerator sinkron 50 MW dengan pendingin hidrogen. Dengan laporan ini, para mahasiswa dapatbelajar jenis- jenis pengujian pada generator sinkron dengan kapasitas daya besar dan mengetahuibagaimana cara melakukan pengujian pada rotor dan stator generator.

Kata kunci: Generator Sinkron, Proof Test, Analytical Test, Pengujian rotor dan stator.

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, Tuhan semesta alam. Hanya

berkat rahmat dan karunia-Nya semata penulis akhirnya dapat menyelesaikan kerja

praktek di PT. Indonesia Power UBP Semarang, tepatnya di PLTU Unit 1 Tambak

Lorok Semarang.

Laporan Kerja Praktek ini disusun sebagai salah satu syarat bagi penulis

untuk dapat segera menyelesaikan studi di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Diponegaro. Tujuan Kerja Praktek ini adalah untuk mengembangkan

disiplin ilmu yang diperoleh di bangku kuliah melalui penerapannya di dunia kerja.

Selama kurang lebih satu bulan melaksanakan kerja praktek di PT. Indonesia

Power Tambak Lorok Semarang tepatnya di PLTU Unit 1 dan 2 ini penulis

berkesempatan mengangkat topik mengenai “Pengujian Rotor dan Stator

Generator Sinkron 50 MW di PLTU Unit 1 PT. Indonesia Power UBP

Semarang”.

Keberhasilan penulis dalam melaksanakan kerja praktek ini tidak lepas dari

bantuan, bimbingan dan dukungan dari pihak-pihak yang terkait, untuk itu

perkenankanlah penulis untuk berterima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Sudjadi, MT selaku Ketua jurusan Teknik Elektro Universitas

Diponegoro Semarang.

2. Bapak Abdul Syakur, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek dari

Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro.

3. Bapak Sudjatmo selaku Pembimbing Lapangan di PT. Indonesia Power UBP

Semarang.

4. Bapak Boediono Diro, Bapak Bambang, Bapak Solikin, Bapak Subagyo,

Bapak Saulan, Bapak Erwin dan semua Teknisi yang ada "Bengkel Listrik",

selaku asisten pembimbing lapangan, yang telah menemani dan membimbing

penulis di lapangan.

5. Bapak Ikhsan Mudzakir, Bapak Bambang SDM, dan semua karyawan PT.

Indonesia Power UBP Semarang yang telah banyak membantu kami serta

memberi masukan bagi kemajuan kami.

6. Mas Heri dan Edi Purwanto UBH tarima kasih atas waktu, penjelasan dan

bantuannya.

7. Bapak dan Ibu penulis, atas segala pengorbanan yang tak terkira jasanya yang

telah memberikan dukungan, semangat, dan do’a yang tulus ikhlas. Semoga

penulis dapat mencapai cita – cita dan menjadi kebanggaan serta

membahagiakan Bapak dan Ibu. Juga tak lupa kepada kedua adikku semoga

dapat menjadi orang yang sukses, maaf aku jarang pulang.

8. Teman-teman seperjuangan di “Bengkel Listrik” : Rohmat Nugroho (T.

Elekro’04 UNDIP), Lukman and friends (T. Elekro’04 UNY), serta temen –

temen KP dari BLKI dan UNNES.

9. Temen-temen Konsentrasi Power Community 2004 : Achmad "Asraff",

Arie "Lombok”, Cahyo (Makasih bantuannya yok!) , Syaiful, Erline, Fuad

"Bolly", Alberth "Zakar_ia", Pandu "Kuru", Heru “Embong”, Fajar, Wildan

“Komting”, Iskandar, Habib, Rifai, Kaka ”Ontime" dan Hendra.

10. Temen - temen angkatan 2004 Teknik Elektro Universitas Diponegoro.

11. Temen KKN Desa Colo (Coloniensist) : Ikhsan S, Nervalusiana, Rista D.A,

Intan L, Handoyo [Doyok], Haryo Baskoro [Ryo] dan temen - temen

Kecamatan Dawe : Fany, Desi, Kartini dll, yang telah memberiku semangat.

12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan yang telah membantu

memberikan perhatian, dan do’a, serta bimbingan serta pengarahan hingga

Laporan Kerja Praktek ini dapat terselesaikan.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan

Kerja Praktek ini, sehingga kritik dan saran dari semua pihak sangat diharapkan.

Akhirnya penulis hanya berharap semoga penulisan Kerja Praktek ini dapat

memberikan manfaat bagi penulis sendiri serta kalangan civitas akademika lainnya.

Semarang, April 2008

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. ii

ABSTRAK ........................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR......................................................................................... v

DAFTAR ISI........................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................... x

DAFTAR TABEL................................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang........................................................................................ 1

1.2. Waktu dan Lokasi Kerja Praktek............................................................ 3

1.3. Tujuan Kerja Praktek.............................................................................. 3

1.4. Pembatasan Masalah............................................................................... 3

1.5. Metode Penulisan Laporan..................................................................... 3

1.6. Sistematika Penyusunan.......................................................................... 4

BAB II PROFIL DAN SEJARAH PT. INDONESIA POWER

2.1. Sejarah PT. Indonesia Power.................................................................. 6

2.2. Paradigma, Visi, Misi, Motto, Tujuan dan Nilai PT. Indonesia Power.. 7

2.2.1. Paradigma................................................................................... 7

2.2.2. Visi............................................................................................. 8

2.2.3. Misi............................................................................................. 8

2.2.4. Motto.......................................................................................... 8

2.2.5. Tujuan......................................................................................... 8

2.2.6. Tujuh Nilai Perusahaan : IP-HaPPPI.......................................... 9

2.3. Makna Bentuk dan Warna Logo............................................................. 9

2.4. Bisnis Utama PT. Indonesia Power........................................................ 10

2.5. PT. Indonesia Power UBP Semarang..................................................... 12

2.5.1. Sejarah PT. Indonesia Power UBP Semarang............................ 12

2.5.2. Lokasi.......................................................................................... 14

2.5.3. Fasilitas yang Terdapat pada Kompleks Pembangkit................. 14

2.5.4. Struktur Organisasi dan Personalia.............................................. 16

2.6. Lingkungan PT Indonesia Power UBP Semarang.................................. 20

BAB III PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK PADA PLTU

PT. INDONESIA POWER UBP SEMARANG

3.1. Pendahuluan............................................................................................. 21

3.2. Kemampuan Unit .................................................................................... 21

3.3. Proses PLTU........................................................................................... 22

3.3.1. Siklus Rankine............................................................................. 22

3.3.2. Produksi Listrik PLTU.............................................................. 24

3.3.2.1 Siklus Air dan Uap......................................................... 26

3.3.2.2 Siklus Udara dan Gas Pembakaran................................ 27

3.3.2.3 Siklus Bahan Bakar........................................................ 27

3.3.2.4 Siklus Air Pendingin...................................................... 27

3.3.2.5 Siklus Minyak Pelumas................................................. 28

3.3.2.6 Siklus Penyaluran Tenaga Listrik.................................. 28

3.3.2.7 Alat – alat bantu pembangkitan PLTU.......................... 29

3.4. Pemeliharaan Unit................................................................................... 36

BAB IV TINJAUAN UMUM GENERATOR SINKRON

4.1 Dasar Teori.............................................................................................. 37

4.2 Konstruksi Generator Sinkron................................................................ 38

4.3 Eksitasi Generator Sinkron...................................................................... 41

4.4 Eksitasi Tegangan................................................................................... 41

4.5 Pengaturan Generator Sinkron................................................................ 42

4.6 Pengaturan Tegangan Generator ............................................................ 45

4.7 Memparalelkan Generator/Sinkronisasi Generator................................. 46

4.8 Kerja Paralel............................................................................................ 49

4.9 Ayunan (Swing)...................................................................................... 49

4.10 Nilai......................................................................................................... 51

BAB V PENGUJIAN ROTOR DAN STATOR GENERATOR SINKRON 50

MW I PLTU UNIT 1 PT INDONESIA POWER UBP SEMARANG

5.1 Sistem Isolasi Lilitan Rotor dan Stator................................................... 52

5.2 Pengujian Rotor dan Stator....................... ............................................. 53

5.2.1 Proof Test..................................................................................... 53

5.2.2 Analytical test............................................................................... 54

5.3 Ulasan Pengujian.................................................................................... 55

5.3.1 High Potensial Test...................................................................... 55

5.3.1.1 AC High Potensial Test.................................................. 55

5.3.1.2 Very-Low-Frequency Test Voltage................................. 56

5.3.1.3 DC High Potensial Test.................................................. 56

5.3.2 Insulation Resistance Test /Megger Test...................................... 57

5.3.2.1 Megger stator.................................................................. 59

5.3.2.2 Megger rotor.................................................................. 65

5.3.3 DC Leakage................................................................................. 68

5.3.4 Dissipation Factor....................................................................... 69

5.3.5 Balancing Voltage Rotor Test...................................................... 71

5.3.5.1 Pengukuran Impedansi Karakteristik Rotor sebelum

pemasangan Retaining Ring.......................................... 72

5.3.5.2 Pengukuran Impedansi Karakteristik Rotor setelah

pemasangan Retaining Ring.......................................... 73

5.3.5.3 Balancing voltage rotor test........................................... 75

5.3.6 Tahanan Dalam (Rd) Rotor.......................................................... 76

5.3.7 Partial Discharge Test................................................................ 79

BAB VI PENUTUP

6.1. Kesimpulan............................................................................................. 80

6.2. Saran....................................................................................................... 81

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 82

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Lokasi PT Indonesia Power UBP SEmarang ...................................... 14

Gambar 2.2 Tata letak fasilitas PT. Indonesia Power ............................................. 15

Gambar 2.3 Struktur Organisasi PT. Indonesia Power UBP Semarang .................. 16

Gambar 3.1 Siklus Rankine Ideal

(a) Diagram temperatur dengan entropy (T-s) .................................... 22

(b) Diagram antara entalpy dengan entropy ........................................ 23

Gambar 3.2 Diagram aliran siklus rankine ............................................................ 23

Gambar 3.3 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ............................................ 25

Gambar 3.4 Nameplate generator Unit 1 PT. Indonesia Power Tambak Lorok

Semarang ........................................................................................... 36

Gambar 4.1 Instalasi generator 50 MW yang digerakkan dengan turbin ............... 37

Gambar 4.2 Stator generator sinkron ..................................................................... 39

Gambar 4.3 (a) Tampak yang dibentangkan dari lilitan stator tiga fase sederhana

hubungan Y.............................................................. ..................... 39

(b) Cara menghubungkan terminal untuk hubungan delta. ................. 39

Gambar 4.4 Rotor kutub sepatu / salient pole untuk generator sinkron kepesatan

rendah ................................................................................................ 40

Gambar 4.5 Rotor tipe silinder untuk generator sinkron 3000 rpm ......................... 40

Gambar 4.6 Kurva pengaturan generator sinkron pada faktor berbeda ................... 43

Gambar 4.7 Diagram fasor yang disederhanakan dari generator sinkron yang

bekerja pada

(a) faktor daya satu ........................................................................... 44

(b) faktor daya 0,8 tertinggal ............................................................. 44

(c) faktor daya 0,8 mendahuluiKecepatan sinkronisasi dengan 2

pasang kutub ............................................................................... 44

Gambar 4.8 Diagram pengaturan tegangan statik yang disederhanakan ................. 46

Gambar 4.9 Hubungan penyinkronan generator..................................................... 47

Gambar 4.10 Skala Sinkroskop ............................................................................... 49

Gambar 5.1 Sistem isolasi pada lilitan stator generator .......................................... 52

Gambar 5.2 Sistem isolasi pada lilitan rotor generator ........................................... 52

Gambar 5.3 Tahap permulaan dua gangguan internal generator ............................. 54

Gambar 5.4 Perubahan secara tipikal dalam 1 menit dan 10 menit resistansi

isolasi selama proses pengeringan ...................................................... 58

Gambar 5.5 Rangkaian megger stator fasa – ground .............................................. 59

Gambar 5.6 Rangkaian megger stator fasa – fasa................................................... 59

Gambar 5.7 Rangkaian Megger rotor .................................................................... 65

Gambar 5.8 Rangkaian dielektrik dasar. ................................................................ 69

Gambar 5.9 Arus pengisian total ........................................................................... 70

Gambar 5.10 Kumparan dengan sedikit rongga/ kehampaan pada isolasinya

mempunyai PF 2 % pada tegangan kerja. Sedangakan dengan

banyak kehampaan mempunyai PF 5%-10% yang diukur pada

tegangan kerja .................................................................................... 70

Gambar 5.11 Rangkaian pengukuran impedansi karakteristik .................................. 71

Gambar 5.12 Grafik impedansi karakteristik tegangan naik sebelum pemasangan

Retaining Ring...................................................................................... 72

Gambar 5.13 Grafik impedansi karakteristik tegangan turun sebelum pemasangan

Retaining Ring ................................................................................... 73

Gambar 5.14 Grafik impedansi karakteristik tegangan naik setelah pemasangan

Retaining Ring ................................................................................... 74

Gambar 5.15 Grafik impedansi karakteristik tegangan turun setelah pemasangan

Retaining Ring ................................................................................... 74

Gambar 5.16 Rangkaian pengujian balancing tegangan rotor .................................. 75

Gambar 5.17 Pelepasan Retaining Ring (R-R) ........................................................ 77

Gambar 5.18 Rangkaian pengawatan pengukuran hambatan dalam (Rd) dengan

menggunakan Winding Resistance Meter .......................................... 78

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kapasitas Terpasang per-Unit Bisnis Pembangkitan.............................. 11

Tabel 2.2 Produksi listrik pada unit- unit pembangkit ........................................... 11

Tabel 2.3 Daya terpasang (MW) sistem Jawa – Bali ............................................. 12

Tabel 2.4 Daya yang dihasilkan PT Indonesia Power didasarkan

pada jenis pembangkit .......................................................................... 12

Tabel 2.5 Kapasitas terpasang PT Indonesia Power UBP Semarang ..................... 14

Tabel 3.1 Perbandingan PLTU dan PLTG ............................................................ 23

Tabel 5.1 Tegangan yang digunakan pada Hi-Pot Test ......................................... 64

Tabel 5.2 Megger awal stator fasa – ground ......................................................... 64

Tabel 5.3 Megger awal stator fasa – fasa. ............................................................. 64

Tabel 5.4 Megger fasa – ground stator sebelum penambahan resin ....................... 64

Tabel 5.5 Megger fasa – fasa stator sebelum penambahan resin ............................ 64

Tabel 5.6 Megger fasa – ground stator setelah penambahan resin ......................... 64

Tabel 5.7 Megger fasa – fasa stator setelah penambahan resin ............................. 64

Tabel 5.8 Megger fasa – ground stator sebelum divarnis....................................... 64

Tabel 5.9 Megger fasa – fasa stator sebelum divarnis .......................................... 64

Tabel 5.10 Megger fasa – ground stator setelah rotor dimasukkan .......................... 64

Tabel 5.11 Megger fasa – fasa stator setelah rotor dimasukkan .............................. 64

Tabel 5.12 Megger fasa – ground stator sebelum busbar di connect ........................ 64

Tabel 5.13 Megger fasa – fasa stator sebelum busbar di connect............................ 64

Tabel 5.14 Megger awal rotor (sebelum heating dan cleaning) ............................... 64

Tabel 5.15 Megger rotor sebelum Retaining Ring di lepas ...................................... 64

Tabel 5.16 Megger rotor sebelum injeksi DC (Retaining Ring dilepas)................... 64

Tabel 5.17 Megger rotor setelah Retaining Ring masuk .......................................... 64

Tabel 5.18 Cek megger rotor setelah Retaining Ring masuk ................................... 64

Tabel 5.19 Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan naik sebelum

pemasangan Retaining Ring ................................................................. 64

Tabel 5.20 Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan turun sebelum

pemasangan Retaining Ring ................................................................. 64

Tabel 5.21 Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan naik setelah

pemasangan Retaining Ring. ................................................................ 64

Tabel 5.22 Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan turun setelah

pemasangan Retaining Ring. ................................................................ 64

BAB I

PENDAHULUAN

1.7.Latar Belakang

Pada milenium ke 3, Indonesia sebagai negara berkembang mulai bergerak

menuju ke arah negara industri. Pembangunan industri - industri tersebut guna

meningkatkan taraf hidup masyarakat dan mengurangi pengangguran yang melanda

Indonesia pasca krisis moneter tahun 1998. Hal ini ditambah dengan banyaknya

proyek – proyek pemukiman/perumahan seiring dengan bertambahnya jumlah

penduduk di Indonesia terutama di Pulau Jawa dan juga luasnya wilayah Negara

Kesatuan Republik Indonesia. Industri dan proyek perumahan diatas, menimbulkan

peningkatan permintaan kebutuhan listrik. Industri memerlukan listrik guna

menjalankan motor – motor listrik guna kegiatan/ proses produksi seperti pabrik

semen, pabrik garmen, pabrik bahan kimia dll yang tentunya daya yang digunakan

sangat besar. Sedangkan, pemukiman/ rumah tangga membutuhkan listrik guna

menyuplai peralatan elektronik misalnya: lampu, pendingin ruangan (AC ), magic

jar, komputer, mesin cuci, pompa air, televisi, radio dan sebagainya.

Uraian diatas hanya memberikan gambaran bahwa energi listrik memegang

peranan strategis dalam kehidupan masyarakat Indonesia pada khususnya dan

manusia pada umumnya. Arti strategis adalah manusia tidak dapat hidup tanpa

listrik karena dibutuhkan dalam kehidupan yang serba elektronis di zaman modern

ini. Buktinya saat adanya pemadaman bergilir masyarakat merasa terganggu dan

resah dengan kurangnya pasokan listrik dan kerugian yang sangat besar bagi industri

yang diakibatkan oleh hal tersebut. Kecenderungan peningkatan kebutuhan energi

listrik harus segera diantisipasi oleh pemerintah (BUMN dalam hal ini PLN) yang

memonopoli produksi energi listrik Tanah Air. Gejala ini harus diantisipasi oleh

penyedia jasa energi listrik yaitu PLN (Perusahaan Listrik Negara) dengan

pembangunan pembangkit listrik baru berbahan bakar non-fosil (tidak terbaharui).

Oleh karena itu, pemerintah berusaha menyosialisasikan bio-fuel dan batu bara yang

dianggap sebagai solusi seiring dengan menipisnya bahan bakar minyak. Batubara

sebagai alternatif baru karena diperkirakan melimpah ruah di Indonesia terutama di

Pulau Kalimantan dan dapat digunakan ratusan tahun. Contoh pembangkit baru yang

dibangun dengan bahan bakar batu bara Pembangkit Tanjung Jati B di Jepara.

Energi listrik merupakan energi yang sangat dibutuhkan oleh masyarakat dan

industri. Untuk pemenuhan kebutuhan ini, maka dibangunlah banyak pembangkit

listrik di Indonesia. Berdasarkan jenis energi yang dikonversikan menjadi tenaga

listrik, maka pembangkit energi listrik dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain

yaitu : PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), PLTU (Pembagkit Listrik Tenaga

Uap), PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel), PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga

Gas), PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi). Selain itu, ada juga gabungan

dari dua jenis pembangkit PLTG dan PLTU yang biasa dikenal dengan nama

PLTGU (Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap).

Proses Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) terdapat peralatan yang

menunjang proses produksi energi listrik. Secara umum proses dalam PLTU

berdasarkan siklus Renkine (Renkine Cycle). Peralatan- peralatan utama siklus

renkine adalah pompa, boiler (pemanas), turbin, generator, dan kondensor. Proses

sederhana produksi listrik tenaga uap adalah dengan memanaskan air dengan

menggunakan bahan bakar minyak residu/ MFO (pada boiler) sampai menghasilkan

uap kering. Setelah itu, uap kering bertekanan dan bertemperatur tinggi tersebut

digunakan untuk menggerakkan sudu - sudu turbin uap (sebagai penggerak mula

generator) yang dikopel dengan rotor generator. Pada generator terjadi proses

konversi energi dari energi mekanik menjadi energi listrik. Listrik tersebut kemudian

di naikkan tegangannya menggunakan trafo step up, dan kemudian di transmisikan

melalui switch yard.

Salah satu peralatan yang penting dalam penyediaan listrik ke konsumen

adalah generator sinkron. Sedangkan, pada saat peralatan listrik tersebut mengalami

gangguan misalnya hubung singkat pada lilitannya dan sebagainya, maka diambil

suatu tindakan preventif untuk mengatasi gangguan tersebut. Untuk mengatasi hal

tersebut, mutlak diperlukan suatu pemeliharaan. Salah satu pemeliharaan tersebut

adalah dengan pengujian pada rotor maupun stator generator sinkron.

Pada laporan ini, penulis hanya membahas pengujian rotor dan stator pada

generator sinkron tiga fasa 50 MW di PLTU Unit 1 PT Indonesia Power UBP

Semarang. Generator sinkron ini digunakan sebagai alat pengkonversi energi dari

energi mekanik putar dari turbin ke energi listrik.

1.8.Waktu dan Lokasi Kerja Praktek

Waktu dan tempat pelaksanaan kerja praktek adalah sebagai berikut :

Tempat : Pembangkit Listrik Tenaga Uap ( PLTU ) Unit 1 dan 2

di PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Semarang,

Jalan Ronggowarsito, Komplek Pelabuhan Tanjung Emas,

Semarang, Jawa Tengah.

Waktu : 3 Desember 2007 sampai dengan 31 Desember 2007.

1.9.Tujuan Kerja Praktek

Tujuan dari kegiatan kerja praktek ini adalah :

1. Mengetahui proses pembangkitan energi listrik di PT. Indonesia Power

UBP Semarang tepatnya di PLTU Tambak Lorok.

2. Mempraktekkan apa yang telah dipelajari dibangku kuliah.

3. Belajar untuk terlibat langsung dalam dunia kerja yang sesungguhnya.

4. Mempelajari pengujian yang dilakukan pada rotor dan stator generator

sinkron berkapasitas besar.

1.10. Pembatasan Masalah

Dalam penyusunan laporan kerja praktek ini, pembahasan hanya dibatasi

pada penjelasan proses PLTU, dan pengujian yang dilakukan pada rotor dan stator

generator sinkron di PLTU Unit 1 PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan

(UBP) Semarang.

1.11. Metode Penulisan Laporan

Dalam penyusunan laporan kerja praktek ini, metode yang digunakan untuk

mengumpulkan data adalah sebagai berikut :

1. Metode Interview

Yaitu penyusun melakukan tanya jawab secara langsung mengenai suatu

masalah yang dihadapi kepada pembimbing di lapangan.

2. Metode Observasi

Yaitu terjun langsung untuk mengamati dan mencatat apa saja yang

dianggap penting guna melengkapi data – data.

3. Metode Studi Literatur

Data dikumpulkan dari buku pustaka yang berada di perpustakaan PT.

Indonesia Power Semarang

1.12. Sistematika Penyusunan

Laporan kerja praktek ini dibagi menjadi enam bab yang saling berhubungan

satu sama lain. Adapun sistematika penulisan laporan kerja praktek ini adalah

sebagai berikut:

1. BAB I PENDAHULUAN

Pembahasan mengenai latar belakang dan permasalahan, waktu dan

lokasi kerja pratek, tujuan kerja praktek, batasan masalah, metodologi

penyusunan laporan dan sistematika laporan.

2. BAB II PROFIL DAN SEJARAH PT. INDONESIA POWER

Penjelasan mengenai profil PT. Indonesia Power secara umum; mulai

dari sejarah, paradigma, visi-misi, motto, tujuan dan nilai, makna bentuk dan

warna logo, bisnis utama, dan PT. Indonesia Power UBP Semarang secara

khusus; sejarah, fasilitas, dan struktur organisasi.

3. BAB III PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK PADA PLTU PT.

INDONESIA POWER UBP. SEMARANG

Berisi tentang proses produksi listrik pada Pembangkit Listrik

Tenaga Gas Uap (PLTU) di PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan

Semarang yang secara garis besar meliputi proses Renkine.

4. BAB IV TINJAUAN UMUM GENERATOR SINKRON

Berisi tentang dasar teori, kontruksi, eksitasi, pengaturan tegangan,

memparalelkan generator/sinkronisasi generator, kerja paralel, ayunan

(swing), nilai, dan rugi-rugi dan efisiensi generator sinkron.

5. BAB V PENGUJIAN ROTOR DAN STATOR GENERATOR SINKRON 50

MW DI PLTU UNIT 1 PT INDONESIA POWER UBP SEMARANG

Pembahasan mengenai sistem isolasi lilitan rotor dan stator,

pengujian rotor dan stator, ulasan mengenai pengujian yang meliputi : High

Potensial Test, Insulation Resistance Test, DC Leakage, Dissipation Factor,

Balancing Voltage Rotor Test, Tahanan Dalam (Rd) rotor, Partial Discharge

Test.

6. BAB VI PENUTUP

Berisi kesimpulan mengenai pokok-pokok penting yang diperoleh

selama pelaksanaan kerja praktek di PLTU Tambak Lorok PT. Indonesia

Power UBP Semarang serta sumbangan saran-saran.

BAB II

PROFIL DAN SEJARAH PT. INDONESIA POWER

2.7. Sejarah PT. Indonesia Power

Pada awal tahun 1990-an, pemerintah Indonesia mempertimbangkan perlunya

deregulasi pada sektor ketenagalistrikan. Langkah ke arah deregulasi tersebut diawali

dengan berdirinya Paiton Swasta I, yang dipertegas dengan dikeluarkannya

Keputusan Presiden No. 37 Tahun 1992 tentang pemanfaatan sumber dana swasta

melalui pembangkit-pembangkit listrik swasta. Kemudian pada akhir tahun 1993,

Menteri Pertambangan dan Energi (Mentamben) menerbitkan kerangka dasar

kebijakan (Sasaran & Kebijakan Pengembang Sub Sektor Ketenagalistrikan) yang

merupakan pedoman jangka panjang restrukturisasi sektor ketenagalistrikan.

Sebagai penerapan tahap awal, pada tahun 1994 PLN diubah statusnya dari

Perum menjadi Persero. Setahun kemudian, tepatnya pada tanggal 3 Oktober 1995,

PT. PLN (Persero) membentuk dua anak perusahaan yang tujuannya untuk

memisahkan misi sosial dan komersial yang diemban oleh Badan Usaha Milik

Negara tersebut. Salah satu dari anak perusahaan tersebut adalah PT. Pembangkitan

Tenaga Listrik Jawa Bali I, atau yang lebih dikenal dengan nama PLN PJB I. Anak

perusahaan ini ditujukan untuk menjalankan usaha komersial pada bidang

pembangkitan tenaga listrik dan usaha-usaha lain yang terkait.

Pada tanggal 3 Oktober 2000, bertepatan dengan ulang tahunnya yang

kelima, Manajemen Perusahaan secara resmi mengumumkan perubahan nama PLN

PJB I menjadi PT. Indonesia Power. Perubahan nama ini merupakan upaya untuk

menyikapi persaingan yang semakin ketat dalam bisnis ketenagalistrikan dan sebagai

persiapan untuk privatisasi perusahaan yang akan dilaksanakan dalam waktu dekat.

Walaupun sebagai perusahaan komersial di bidang pembangkitan yang baru

didirikan pada pertengahan 1990-an, PT. Indonesia Power mewarisi sejumlah aset

berupa pembangkit dan fasilitas-fasilitas pendukungnya. Pembangkit-pembangkit

tersebut memanfaatkan teknologi modern berbasis komputer dengan menggunakan

beragam energi primer seperti air, batubara, panas bumi dan sebagainya. Namun

demikian, dari pembangkit-pembangkit tersebut, ada pula pembangkit paling tua

Indonesia seperti PLTA Plengan, PLTA Ubrug, PLTA Ketenger dan sejumlah PLTA

lainnya yang dibangun pada 1920-an dan sampai sekarang masih beroperasi. Dari

uraian diatas, dapat dipandang bahwa secara kesejarahan pada dasarnya usia PT.

Indonesia Power sama dengan keberadaan listrik di Indonesia.

PT. Indonesia Power merupakan perusahaan pembangkit tenaga listrik

terbesar di Indonesia (9.040 MW) dengan 8 Unit Bisnis Pembangkitan Utama di

beberapa lokasi strategis di Pulau Jawa dan Bali. Unit-unit Bisnis Pembangkitan

tersebut adalah: Priok, Suralaya, Saguling, Kamojang, Mrica, Semarang, Perak &

Grati, dan Bali.

UBP Semarang memiliki tiga jenis pembangkit yaitu PLTGU (Pembangkit

Listrik Tenaga Gas dan Uap), PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas ), dan PLTU

(Pembangkit Listrik Uap). Dengan kapasitas terpasang 1496 MW, Unit Bisnis

Pembangkitan Semarang memegang peranan penting dalam menjaga keandalan mutu

sistem kelistrikan Jawa-Bali, memberikan kontribusi 16,71 % dari keseluruhan

kapasitas terpasang pembangkit yang dimiliki PT Indonesia Power.

PLTGU merupakan pembangkit jenis combined cycle. Pembangkit jenis ini

menggunakan gas panas pembuangan dari pembangkit tenaga gas untuk

memanaskan air dalam pipa-pipa HRSG menjadi uap untuk menggerakan turbin uap.

Penggunaan teknologi combined cycle menjadi operasi pembangkit lebih efisien

sebab cara ini memanfaatkan gas panas pembuangan pembangkit listrik primer

menjadi tenaga listrik pada tahap sekunder. Selain itu pembangkit tenaga gas

merupakan pembangkit yang akrab dengan limbah lain yang sangat rendah. Jadi

selain efisien jenis pembangkit ini juga merupakan bukti kepedulian terhadap

lingkungan. Sedangkan PLTU menggunakan bahan bakar minyak (residu) untuk

memanaskan air pada boiler melalui closed loop dan efisiensinya lebih besar

daripada PLTGU.

2.8.Paradigma, Visi, Misi, Motto, Tujuan dan Nilai PT. Indonesia Power

PT. Indonesia Power sebagai perusahaan memiliki paradigma, visi, misi,

motto, dan tujuan.

2.2.1. Paradigma

Paradigma adalah suatu kerangka berpikir yang melandasi cara seseorang

menilai sesuatu. Paradigma dari PT. Indonesia Power adalah “Bekerja dan berusaha

untuk meningkatkan nilai Perusahaan bagi kepentingan Stakeholder (pihak terkait) ”.

2.2.2. Visi

Visi PT.Indonesia Power adalah menjadi perusahaan publik dengan kinerja

kelas dunia dan bersahabat dengan lingkungan.

Penjabaran Visi :

1. Maju, berarti perusahaan bertumbuh dan berkembang sehingga menjadi

perusahaan yang memiliki kinerja setara dengan perusahaan sejenis di

dunia.

2. Tangguh, memiliki sumber daya yang mampu beradaptasi dengan

perubahan lingkungan dan sulit disaingi. Sumber daya PT. Indonesia Power

berupa manusia, mesin, keuangan maupun sistem kerja berada dalam

kondisi prima dan antisipatif terhadap setiap perubahan.

3. Andal, sebagai perusahaan yang memiliki kinerja memuaskan stakeholder.

4. Bersahabat dengan lingkungan, memiliki tanggung jawab sosial dan

keberadaannya bermanfaat bagi lingkungan.

2.2.3. Misi

Misi PT. Indonesia Power adalah melakukan usaha dalam bidang

pembangkitan tenaga listrik dan mengembangkan usaha-usaha lain yang berkaitan

berdasarkan kaidah industri dan niaga yang sehat, guna menjamin keberadaan dan

pengembangan perusahaan dalam jangka panjang.

2.2.4. Motto

Motto PT. Indonesia Power adalah Bersama...kita maju.

2.2.5. Tujuan

Tujuan PT. Indonesia Power adalah :

1. Memberikan nilai tambah bagi pelanggan, karyawan, dan pemilik.

2. Menghasilkan keuntungan yang menjamin pertumbuhan yang

berkesinambungan.

3. Mencapai tingkat kinerja setara dengan perusahaan pembangkitan tenaga

listrik kelas dunia.

4. Membangun budaya perusahaan yang memilik nilai-nilai : Profesional,

Harmoni, Pelayanan Prima, Peduli, Pembelajar, dan Inovatif.

2.2.6. Tujuh Nilai Perusahaan : IP-HaPPPI

1. Integritas

Sikap moral yang mewujudkan tekad untuk memberikan yang terbaik

kepada Perusahaan.

2. Profesional

Menguasai pengetahuan, ketrampilan, dan kode etik sesuai dengan bidang

pekerjaannya.

3. Harmoni

Serasi, selaras, dan seimbang dalam pengembangan kualitas pribadi,

hubungan dengan stakeholder, dan hubungan dengan lingkungan hidup.

4. Pelayanan Prima

Memberi pelayanan yang memenuhi kepuasan melebihi harapan

stakeholder.

5. Peduli

Peka-tanggap dan bertindak untuk melayani stakeholder serta memelihara

lingkungan sekitar.

6. Pembelajar

Terus-menerus meningkatkan pengetahuan dan keterampilan serta

kualitas diri yang mencakup fisik, mental, sosial, agama, dan kemudian

berbagi dengan orang lain.

7. Inovatif

Terus-menerus dan berkesinambungan menghasilkan gagasan baru dalam

usaha melakukan pembaharuan untuk penyempurnaan baik proses

maupun produk dengan tujuan peningkatan kinerja.

2.3. Makna Bentuk dan Warna Logo

Logo PT. Indonesia Power adalah sebagai berikut :

Makna bentuk dan warna logo PT. Indonesia Power (perusahaan) merupakan

cerminan identitas dan lingkup usaha yang dimilikinya.

Secara keseluruhan nama Indonesia Power merupakan nama yang kuat untuk

melambangkan lingkup usaha perusahaan sebagai power utility company di

Indonesia. Walaupun bukan merupakan satu-satunya power utility company di

Indonesia, namun karena perusahaan memiliki kapasitas terbesar di Indonesia

bahkan di kawasannya , maka nama Indonesia Power dapat dijadikan brand name.

Bentuk :

1. Karena nama yang kuat, INDONESIA dan POWER ditampilkan dengan

menggunakan dasar jenis huruf (font) yang tegas dan kuat :

FUTURA BOOK / REGULAR dan FUTURA BOLD.

2. Aplikasi bentuk kilatan petir pada huruf “O” melambangkan “TENAGA

LISTRIK” yang merupakan lingkup usaha utama perusahaan.

3. Titik / bulatan merah (red dot) di ujung kilatan petir merupakan simbol

perusahaan yang telah digunakan sejak masih bernama PT. PLN PJB I. Titik

ini merupakan simbol yang digunakan di sebagian besar materi komunikasi

perusahaan. Dengan simbol yang kecil ini, diharapkan identitas perusahaan

dapat langsung terwakili.

Warna :

1. Merah

Diaplikasikan pada kata “INDONESIA”, menunjukkan identitas yang kuat

dan kokoh sebagai pemilik sumber daya untuk memproduksi tenaga listrik,

guna dimanfaatkan di Indonesia dan juga di luar negeri.

2. Biru

Diaplikasikan pada kata “POWER”. Pada dasarnya warna biru

menggambarkan sifat pintar dan bijaksana, dengan aplikasi pada kata

“POWER”, maka warna ini menunjukkan produk tenaga listrik yang

dihasilkan perusahaan memiliki ciri-ciri yaitu berteknologi tinggi, efisien,

aman dan ramah lingkungan.

2.4. Bisnis Utama PT. Indonesia Power

Sesuai dengan tujuan pembentukannya, Indonesia Power menjalankan bisnis

pembangkit tenaga listrik sebagai bisnis utama di Jawa dan Bali. Saat ini, Indonesia

Power memasok lebih dari separuh atau sekitar 54 % kebutuhan pangsa pasar tenaga

listrik sistem Jawa-Bali. Kemampuan tersebut didukung oleh kenyataan bahwa

Indonesia Power merupakan pembangkit yang memiliki sejumlah pembangkit yang

terdiri dari 132 unit pembangkit dan fasilitas pendukung lainnya. Dengan kapasitas

terpasang total sebesar 9040 MW. Ini merupakan kapasitas terbesar yang dimiliki

perusahaan di Indonesia atau yang ketiga terbesar di dunia. PT. Indonesia Power

sendiri mempunyai kapasitas yang terpasang per-unit bisnis pembangkit yang dapat

dilihat pada tabel 2.1.

Tabel. 2.1 Kapasitas Terpasang per-Unit Bisnis Pembangkitan

Unit Bisnis Pembangkitan KapasitasSuralaya 3.400Priok 1.563Saguling 798Kamojang 360Mrica 306Semarang 1.469Perak-Grati 864Bali 335Total PT. Indonesia Power 9.095

Untuk produksi listrik pada unit-unit bisnis pembangkitan dari tahun 2000

sampai dengan semester 1 tahun 2006 dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Produksi listrik pada Unit-unit Bisnis Pembangkitan

Unit BisnisPembangkitan 2000 2001 2002 2003 2004 2005 SM I

2006 Suralaya 21.212 21.063 21.449 23.462 22.711 24.520 11.714 Priok 7.457 6.914 6.787 7.248 6.797 6.961 3.841 Saguling 2.656 3.392 2.683 2.098 2.366 2.903 1.179 Kamojang 2.728 2.908 3.056 2.804 2.988 2.870 1.316 Mrica 1.121 1.173 826 869 892 960 600 Semarang 4.799 4.558 5.096 5.146 5.524 5.782 2.552 Perak-Grati 67 476 931 1.534 1.745 2.959 964 Bali 526 503 1.022 1.214 1.394 1.367 716 Jumlah 40.487 40.987 41.849 44.374 44.417 48.322 22.882

Sedangkan dalam menyuplai kebutuhan tenaga listrik di Jawa –Bali dari

tahun 1999 sampai 2005, tidak hanya PT. Indonesia Power yang menyuplai tetapi

juga pembangkit lain di Jawa-Bali yaitu IPP ,PT. PMT ,dan PT. PJB seperti pada

tabel 2.3

Tabel 2.3 Daya Terpasang (MW) Sistem Jawa Bali

Perusahaan 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005PT. Indonesia Power 37.054 40.486 40.987 41.849 44.374 44.417 48.322PT. PJB 27.095 26.115 27.828 26.902 26.417 27.883 26.137PT. PMT 0 0 0 0 0 900 2.064IPP 3.752 8.225 12.409 17.738 19.151 22.293 23.435Jumlah 67.901 74.826 81.224 86.489 89.941 95.493 99.958

Dari data diatas tampak bahwa kebutuhan beban dari tahun ke tahun semakin

meningkat. Sedangkan dalam menyuplai kebutuhan tenaga listrik di PT. Indonesia

Power berdasarkan jenis pembangkitnya dari tahun 2000 sampai tahun 2006

semester I berdasarkan tabel 2.4Tabel 2.4 Daya yang dihasilkan PT. Indonesia Power didasarkan pada jenis pembangkit

JenisPembangkitan 2000 2001 2002 2003 2004 2005 SM I

2006 PLTA 3.777 4.564 3.509 2.968 3.258 3.863 1.779 PLTD 93 72 92 66 71 136 59 PLTG 466 484 1.035 1.608 1.942 1.976 908 PLTP 2.649 2.908 3.056 2.804 2.988 2.870 1.316 PLTU 23.125 23.125 23.308 25.718 24.871 26.457 12.508 PLTGU 10.377 9.834 10.849 11.211 11.284 13.020 6.312 Jumlah 40.487 40.987 41.849 44.374 44.417 48.322 22.882

Dari data diatas tampak bahwa daya terbesar dihasilkan oleh PLTU, dan daya

terkecil dihasilkan oleh PLTD dari tahun 2000 sampai tahun 2006 semester I di PT.

Indonesia Power.

2.5. PT. Indonesia Power UBP Semarang

2.5.1. Sejarah PT. Indonesia Power UBP Semarang

PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) Semarang

Sebelumnya adalah PLN Sektor Semarang yang didirikan pada tanggal 5 Oktober

1979 sesuai dengan SK Pimpinan PLN Wilayah XIII No. 001/PW XIII/79 yang

disempurnakan dengan SK pimpinan PLN Wilayah XIII No. 03/PW XIII/81 tanggal

1 Juli 1981 dengan pengelolaan unit PLTU yaitu Unit 1 dan 2 sebesar 2 x 50 MW.

Kemudian ditambah PLTG Unit 1, 2, 3 (14 MW; 19,45 MW; 20,1 MW) yang

terletak di Pandean Lamper dan unit 4 (21,35 MW) yang terletak di Tambak Lorok,

Serta PLTU unit 3 yang berkapasitas 200 MW. Untuk PLTG unit 1 dan 2 sudah tidak

beroperasi, sedangkan unit 3 dipindah ke Ujung Pandang (Sulawesi Selatan) dan unit

4 dipindah ke Padang (Sumatra Barat).

Mulai tanggal 3 Februari 1983 PLN Semarang masuk ke dalam jajaran

Pembangkit Jawa Bali I (PJB I) sesuai dengan SK Direksi No. 016/DIR/83,

kemudian sejak bulan November 1994 ditambah 1 blok PLTG yang terdiri dari 3 unit

pembangkit PLTG (3 x 109,65 MW). Tahun 1996 ditambah lagi 1 blok PLTG (3 x

109,65 MW) dan pada tahun 1997 dilengkapi dengan PLTU nya (2 x 188).

Kemudian sejak tanggal 3 Oktober 2000 atau bertepatan dengan peringatan ulang

tahunnya yang ke-5 PLN PJB I Unit Pembangkit Semarang berubah nama menjadi

PT. Indonsia Power Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) Semarang.

Unit Bisnis Pembangkitan (UBP) Semarang memegang peranan yang sangat

penting dalam menjaga keandalan dan mutu sistem kelistrikan Jawa-Bali terutama di

Jawa Tengah, memberikan kontribusi 16,71 % dari keseluruhan kapasitas terpasang

pembangkit yang dimiliki oleh PT. Indonesia Power. Daya yang terpasang di Unit

Bisnis Pembangkitan Semarang ini adalah sebagai berikut pada tabel 2.5:

Tabel 2.5 Kapasitas terpasang PT Indonesia Power UBP Semarang

Mesin Pembangkit Daya Terpasang Merek Mesin Tahun Operasi

PLTU

Tambak Lorok 1 50,00 MW GE 25-09-1978

Tambak Lorok 2 50,00 MW GE 17-10-1978

Tambak Lorok 3 200,00 MW Mitsubishi 02-07-1983

PLTGU

Tambak Lorok GTG 1.1 109,65 MW GE 31-08-1993



Tambak Lorok STG 1.0 188,00 MW GE 27-11-1997




Tambak Lorok STG 2.0 188,00 MW GE 16-05-1997

PLTG

Sunyaragi 1 20,03 MW Alsthom 06-06-1976




Cilacap 1 29,00 MW Westinghouse 26-08-1996

Cilacap 2 26,00 MW Westinghouse 15-10-1996

Total Daya Terpasang 1468,21 MW

2.5.2. Lokasi

PT. INDONESIA POWER Unit Bisnis Pembangkitan Semarang terletak di

sebelah timur Pelabuhan Tanjung Mas Semarang, sebelah utara kota Semarang

dengan menempati areal seluas 400.000 m2. Pemilihan lokasi yang dekat dengan

pantai adalah karena dalam pengoperasian PLTU memerlukan air yang cukup

banyak, selain itu untuk memudahkan transportasi untuk mengangkut bahan bakar

yang digunakan PLTU dengan kapal laut.

Gambar 2.1 Lokasi PT. Indonesia Power UBP Semarang

2.5.3. Fasilitas yang Terdapat pada Kompleks Pembangkit

Fasilitas-fasilitas untuk mendukung berlangsungnya pembangkitan

listrik di PT. Indonesia Power UBP Semarang Tambak Lorok antara lain:

1. Switch yard 150 KV

2. Bangunan intake dan chlorination

3. Bangunan gedung bengkel

4. Bangunan garasi

PT. INDONESIA POWER U

5. Rumah jaga

6. Bangunan desalination dan water treatment

7. Bangunan pemadam kebakaran

8. Bangunan hydrogen plant, package steam

9. Bangunan control building

10. Fasilitas penyediaan, penyimpan dan pengolahan air (supply, storage and

treatment facility)

11. Bangunan utama pembangkit

12. Fasilitas bahan bakar minyak (fuel oil facility)

13. Fasilitas dok (dock facility)

14. Fasilitas jalan (road)

Gambar 2.2 Tata letak fasilitas PT. Indonesia Power UBP Semarang

Utilitas merupakan bagian dari suatu pabrik yang bertujuan menyediakan

kebutuhan- kebutuhan yang mendukung proses sebagai sarana untuk memperlancar

operasi PLTU dan PLTGU serta kebutuhan lainnya.

2.5.4. Struktur Organisasi dan Personalia

Struktur Organisasi PT. INDONESIA POWER UBP SEMARANG dapat

dilihat dalam Gambar 2.3.

Struktur Organisasi

Unit Bisnis Pembangkitan Semarang

Bagan Susunan Jabatan

Bidang Pemeliharaan

Unit Bisnis Pembangkitan Semarang

Gambar 2.3 Struktur organisasi PT. Indonesia PowerUBP Semarang

Tugas – tugas dalam struktur organisasi PT. Indonesia Power :

1. General Manager

General Manager merupakan pimpinan perusahan dan penanggung

jawab tertinggi terhadap seluruh kegiatan perusahaan. Bertugas

mengkoordinasikan seluruh kegiatan dengan manajer bidang sehingga

perusahaan menjadi maju.

2. Manajer Operasi dan Niaga

Manajer Operasi dan Niaga bertanggung jawab dalam bidang

pengoperasian unit pembangkit sehingga unit menghasilkan produk energi

listrik sampai dengan pemasaran atau penjualan hasil energi listrik yang

didapatkan.

Dalam pelaksanaannya dibantu oleh:

a. Supervisor Senior Pengendalian Niaga

Memsuspensi pengendalian niaga dan pelaksanaan pngendalian niaga.

b. Supervisor Senior kimia dan Bahan Bakar

Mensupervisi, mengelola, dan mengurus bahan bakar, kimia, termasuk

mengrus klaien ats penerimaan bahan bakar.

c. Staf Kinerja

Membantu manager operasi dan niaga dalam evaluasi dan kinerja operasi

serta merencanakan rencana kerja anggaran (RKA) rutin maupun non

rutin.

d. Staf Keandalan

Membantu mnager opri dan naga dalam mengoptimalkan operasi pusat

pembangkitan dan menganalisis gangguan pusat pembangkitan serta

menemukan solusi permsalahan srta membuat usulan perbaikannya.

3. Manajer Pemeliharaan

Mengelola, mengurus dan mengkoordinasikan kegiatan pemeliharaan

unit pembangkitan sesuai target kinerja dan kebijakan yang ditetapkan

manager unit serta membina SDM-nya.


a. Supervisor Senior Pemeliharaan Mesin

Mensuspensi pelaksanaan intaalasi mesin dan alat bantuannya, termaasuk

daftar kebutuhan, suku cadang, material. Peralatan kerja, kebutuhan jasa,

tenaga kerja, termasuk pengendalian kinerja bawahannya.

b. Supevisor Senior Pemeliharaan Listrik

Mensupervisi pelaksanaan instalasi listik dan alat bantuannya, termasuk

daftar kebutuhan, suku cadang, material, peralatan kerja, kebutuhan jasa,

tenaga kerja, serta anggarannya.

c. Supervisor Senior Harian Kontrol dan Instrumen

Mensupervisi pekerjaan pemeliharaan peralatan kontrol dan instrumen

termasuk mengusulkan daftar kebutuhan suku cadang, material,

perawatan kerja, kebutuhan jasa, tenaga kerja, dan anggaran yang

dierlukan.

4. Manajer Logistik

Manajer Logistik bertanggung jawab atas pemenuhan semua

kebutuhan perusahaan termasuk sarana yang diperlukan untuk kelangsungan

proses produksi listrik.


a. Supervisor Senior Perencanaan Logistik

b. Supervisor Senior Pengadaan Barang/Jasa

c. Supervisor Senior Gudang

5. Manajer Sistem dan SDM

Manajer Sistem dan SDM bertugas mendukung General Manager

dalam mengelola bidang SDM, membangun dan memelihara citra positif

perusahaan dalam pandangan masyarakat dan pihak-pihak terkait lainnya.


a. Supervisor Senior Administrasi Kepegawaian

b. Supervisor Senior Sistem Informasi

c. Staf Perencanaan SDM dan Formasi

d. Staf Kinerja Pegawai dan Budaya Perusahaan

e. Staf Pengembangan Kompetisi dan Diklat

f. Staf Managemen Mutu Pelaksanaan Pengembangan SDM

6. Manajer Keuangan

Manajer Keuangan bertanggung jawab atas seluruh kegiatan anggaran

keuangan dan akuntansi unit serta administrasi umum sesuai sasaran, strategi,

kebijakan dan program-program unit.

Dalam pelaksanaannya dibantu manajer keuangan dibantu oleh:

a. Supervisor Senior Anggaran

Mensuspensi Tata usaha anggaran dan meyakinkan bahwa setiap

pelaksana telah menghayati dan mengerti atas tugas-tugas yang diberikan.

b. Supervisor Senior Keuangan

Mensupervisi tata usaha keuangan dan meyakinkan bahwa setiap

pelaksana telah menghayati dan mengerti atas tugas-tugas yang diberikan

dan kelancaran tata laksana keuangan, serta membuat lapran sesuai

dengan bidang tugasnya.

c. Supervisor Senior Akuntansi

Mensupervisi dan menyelenggarakan proses akuntansi perusahaan sesuai

ketentuan yang berlaku meliputi penyusunan jurnal, buku besar dan

laporan keuangan termasuk menganalisis, mengevaluasi dan menyajikan

data dan laporan finansial lainnya yang dibutuhkan managemen,

mengendalikan dan menilai bawahan dalam bidang tugasnya.

7. Manajer Humas

Manajer Humas bertugas mengurusi hubungan antara perusahaan

dengan pihak luar dalam berbagai bidang yang turut mendukung kemajuan

bagi perusahaan.


a. Supervisor Senior Sekretariat dan Rumah Tangga

Mensupervisi tat laksana sekretaris dan rumah tangga termasuk menyusun

RKA dalam bidangnya meliputi: pengadaan dan pemeliharaan sarana dan

fasilitas kerja, pelayanan rumah tangga kantor dan kendaraan serta

mengadakan kerja sama dengan pihak-pihak terkait dalam penanganan

masalah keamanan.

b. Supervisor Senior Humas dan Lingkungan

c. Supervisor Senior K3 dan Keamanan.

8. Manajer Unit

Manajer Unit baik PLTG Sunyaragi, PLTG Cilacap bertanggung

jawab tentang kegiatan operasi masing-masing unit pembangkitan dan

bertanggung jawab langsung kepada General Manajer.

2.6 Lingkungan PT Indonesia Power UBP Semarang

Saat ini, semua Unit Bisnis Pembangkitan di PT. Indonesia Power telah

dilengkapi dengan dokumen AMDAL dan diimplementasikan melalui Rencana

Pengelolaan Lingkungan dan Rencana Pemantauan Linkungan. Laporan Rencana

pengolahan dan pemantauan tersebut setiap bulan dilaporkan ke BAPEDAL

Pusat.

PT. Indonesia Power secara bertahap telah menerapkan ISO 14001

(Sertifikat Sistem Manajemen Lingkungan) di seluruh unit pembangkitnya, mulai

dari UBP Saguling dan disusul UBP Mrica. Kemudian PT. Indonesia Power

memberikan prioritas yang sama terhadap perlindungan lingkungan,

pembangunan masyarakat, keamanan maksimum, produk berkualitas tinggi, dan

efisien komersial yang optimal. Kegiatan tersebut merupakan aktivitas yang

mencerminkan perhatian terhadap masa depan.

PT. Indonesia Power juga secara terus -menerus berusaha memanfaatkan

energi terbaru yang ramah lingkungan, mengingat semakin menipisnya sumber

daya minyak. Selain itu, PT. Indonesia Power juga memasang perangkat untuk

mengatasi pencemaran yaitu CEMS (Continous Emission Monnitoring System)

serta perusahaan mengantisipasi terhadap pencemaran udara akibat gas buang

serta mengurangi tingkat kebisingan unit-unit pembangkit.

Terhadap masyarakat PT. Indonesia Power juga memberikan sumbangan

dan bakti sosial untuk kelompok masyarakat, terutama mereka yang bermukim di

dekat unit-unit pembangkitan.

BAB III

PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK PADA PLTU

PT. INDONESIA POWER UBP SEMARANG

3.5. Pendahuluan

PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkit Semarang sebagai penghasil

listrik berskala besar, secara garis besar berfungsi sebagai :

A. Pembangkit / Pusat Listrik Tenaga Uap ( PLTU ).

B. Pembangkit / Pusat Listrik Tenaga Gas ( PLTG ).

C. Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) / Combined Cycle.

PLTU dan PLTG mempunyai beberapa perbedaan yang mengarah pada

keuntungan dan kerugian masing-masing. Berikut perbandingan antara PLTU dan

PLTG : Tabel 3.1 Perbandingan PLTU dan PLTG

No Uraian PLTU PLTG

1 Biaya Pembangunan Tinggi Rendah

2 Waktu Pembangunan Lama Cepat

3 Lokasi Luas Sempit

4 Kapasitas Besar Sedang

5 Biaya Operasi Sedang Tinggi

6 Kebutuhan Air Pendingin Banyak Tidak Ada

7 Sistem Pembebanan Tetap Bervariasi

8 Waktu Start Sampai Beban Penuh Lama Cepat

9 Temperatur Kerja Sedang Tinggi

10 Jumlah Operator Banyak Sedikit

Sedangkan, pada PLTGU sistem yang digunakan adalah menggabungkan

(combine) dari PLTU dan PLTG sehingga dalam proses produksi tenaga listrik

menjadi lebih efisien yaitu dengan memanfaatkan gas buang dari PLTG untuk

memanaskan air dan memutar turbin uap pada PLTU.

Dalam Laporan Kerja Praktek ini, Penulis hanya akan menjelaskan proses

produksi listrik pada PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan Semarang

sebagai Pusat Tenaga Listrik Uap ( PLTU ) sesuai dengan pembatasan pokok

bahasan karena objek Kerja Praktek yang diambil penulis berada pada PLTU Unit 1.

3.6. Kemampuan Unit

Pusat Listrik Tenaga Uap (Closed Loop) menggunakan uap kering sebagai

penggerak turbin uap dan kemudian dikopel dengan rotor generator sinkron 50 MW

(daya terpasang). Listrik tersebut ditransmisikan ke switchyard melalui generator

transformer (GT) yang kemudian diinterkoneksikan ke sistem 150 kV.

Pusat Listrik Tenaga Uap PT. Indonesia Power terdiri atas 3 STG (Steam

Turbin Gas) / Unit yaitu:

Ø Unit 1 dengan kapasitas 50 MW/ 11,5 kV

Ø Unit 2 dengan kapasitas 50 MW/ 11,5 kV

Ø Unit 3 dengan kapasitas 200 MW/ 18 kV

Kapasitas daya ketiga unit diatas adalah kapasitas daya terpasang.

3.7. Proses PLTU

3.3.1 Siklus Rankine

Siklus dasar yang praktis untuk turbin PLTU adalah siklus Rankine. Secara

sederhana siklus Rankine yang ideal dapat diperlihatkan pada gambar 3.1.a dan b.

Sedangkan untuk diagram aliran siklus Rankine dalam suatu pembangkitan dapat

dilihat pula pada gambar 3.2.

Gambar 3.1 Siklus Rankine Ideal, (a) diagram temperatur dengan entropy (T-s) fluida, (b)

diagram antara enthalpy dengan entropy (h-s)

Pada siklus Rankine, untuk proses 1 – 2 merupakan proses yang terjadi pada

turbin uap, dimana kondisi uap yang masuk ke turbin adalah bertekanan tinggi (P1)

dan bertemperatur tinggi atau merupakan uap kering (superheated vapor). Dengan

asumsi bahwa proses yang berlangsung di dalam turbin adalah proses isentropik,

maka uap yang keluar dari turbin akan menjadi uap jenuh. Proses 1 – 2 (isentropik)

dimana energi potensial uap akan menghasilkan energi putaran poros turbin,

sehingga pada proses ini merupakan proses yang menghasilkan daya luaran (Wout)

Gambar 3.2. Diagram aliran siklus Rankine

Pada proses 2 – 3 merupakan proses yang berlangsung di dalam kondensor

pada tekanan konstan (isobarik). Kondensor berguna untuk mengembunkan uap

jenuh yang berasal dari turbin menjadi air (cair jenuh). Untuk memudahkan proses

kondensasi, tekanan pada kondensor diusahakan dibawah tekanan atmosfer. Pada

kondensor terjadi proses pelepasan kalor (Qout).

Proses 3 – 4 merupakan proses pemompaan untuk menaikan tekanan fluida

(cair jenuh) secara isentropik. Pada proses ini terjadi proses pemasukan kerja ke

dalam (Win) sistem karena proses pemompaan air yang dihasilkan dari proses

kondensasi oleh kondensor. Tekanan yang dihasilkan sama dengan tekanan uap yang

masuk ke turbin.

Proses 4 – 1 merupakan proses untuk menghasilkan uap sesuai dengan

kebutuhan turbin. Proses ini berlangsung pada boiler secara isobarik, dimana untuk

menguapkan air tersebut dibutuhkan masukan panas tertentu (Qin). pada proses 4 – 5

memperlihatkan percampuran antara liquid bertemperatur rendah dengan

bertemperatur tinggi. Sedangkan pada titik 4 menunjukan keadaan cair (liquid) yang

tak berubah massa jenisnya karena ditingkatkan tekanannya.

Nilai efisiensi dari siklus ini merupakan perbandingan antara energi keluaran

dengan energi masukan. Energi keluarannya merupakan jumlah bersih pengurangan

energi yang dihasilkan turbin dikurangi energi yang diberikan ke pompa. Maka nilai

efisiensi siklus ini adalah sebagai berikut :

1,4

4,32,1 -Q

QQnetto =η atau ( ) ( )

( )41

3412

----

HHHHHH

netto =η (3-1)

di mana, Q1,2 = Energi yang dihasilkan oleh turbin (KJ)

Q3,4 = Energi yang diberikan oleh pompa ke sistem (KJ)

Q4,1 = Energi yang dibutuhkan oleh boiler (KJ)

H1 = Enthalpy pada saat uap memasuki turbin (KJ/detik)

H2 = Enthalpy pada saat uap meninggalkan turbin (KJ/detik)

H3 = Enthalpy pada saat uap memasuki pompa (KJ/detik)

H4 = Enthalpy pada saat uap meninggalkan pompa (KJ/detik)

3.3.2 Produksi Listrik Pada PLTU

Proses sederhana produksi listrik tenaga uap adalah dengan memanaskan air

dengan menggunakan bahan bakar minyak residu/ MFO (pada boiler) sampai

menghasilkan uap kering. Setelah itu, uap kering bertekanan dan bertemperatur

tinggi tersebut digunakan untuk menggerakkan sudu - sudu turbin uap (sebagai

penggerak mula generator) yang dikopel dengan rotor generator. Pada generator

terjadi proses konversi energi dari energi mekanik menjadi energi listrik. Listrik

tersebut kemudian di naikkan tegangannya menggunakan trafo step up, dan

kemudian di transmisikan melalui switch yard.

Sedangkan untuk proses lengkapnya adalah sebagai berikut

Gambar 3.3. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Pada prinsipnya, PLTU mempunyai sistem/ siklus aliran (secara ringkas

dapat di lihat pada gambar 3.3) , yaitu meliputi:

Air laut di pompa menggunakan Circulating Water Pump (CWP)

diproses menjadi air murni ( desalination ) dipanaskan pada ketel uap (boiler)

dengan menggunakan burner. Pada proses pemanasan digunakan bahan bakar

berupa solar untuk tahap start up dan residu untuk operasi normal. Pemanasan air

tersebut melalui beberapa tahap pemanasan (heater) yaitu LP heater, daerator,

HP heater, economizer, dan superheater sampai menghasilkan uap panas kering

yang bertekanan dan bertemperatur tinggi. Kemudian, uap kering tersebut

digunakan untuk memutar sudu-sudu pada turbin. Rotor generator yang dikopel

dengan turbin akan ikut berputar sehingga dapat menghasilkan energi listrik

dengan bantuan penguat / exciter pada rotor generator. Tegangan listrik yang

dihasilkan dinaikkan oleh GT (Generator Transformer) dari 11,5 KV menjadi

150 KV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi 150 KV. Dan juga

disalurkan ke MAT (Main Auxillary Transformers) yang digunakan untuk

pemakaian sendiri saat keadaan normal yang tegangannya 11,5 KV dari generator

diturunkan menjadi 4,16 KV. Sedangkan, jika saat keadaan abnormal

menggunakan transformator RAT (Reserve Auxillary Transformers).

3.3.2.1 Siklus Air dan Uap

Bahan baku utama dalam proses PLTU adalah air laut. Air laut terlebih

dahulu disaring oleh Bar Screen dan Travelling Screen dan kemudian

diinjeksikan chlorine agar hewan –hewan laut dan kotoran tidak terbawa aliran

air (proses intake). Air tersebut kemudian dipompa oleh Circulating Water

Pump ( CWP ) yang sebagian besar digunakan sebagai media pendingin pada

condenser dan Auxiliary Cooling Water ( ACW ) dan sebagian lagi disalurkan

pada Desalination Evaporator. Pada Desalination Evaporator air laut diubah

menjadi air tawar melalui proses penguapan bertingkat dengan menggunakan uap

bantu ( Auxiliary Steam ). Proses desalination ini bertujuan untuk memisahkan

air dengan kadar garam yang terkandung agar tidak terjadi korosi pada pipa-pipa.

Setelah menjadi air tawar kemudian dipompa oleh Destilate Water Pump untuk

mengisi tangki. Kemudian, dipompa lagi menuju Demineralizer untuk diubah

menjadi air murni dengan cara menginjeksikan resin anion dan kation. Lalu air

murni tersebut ditampung di Demin Water Tank. Air pada Demin Water Tank

dipompa menggunakan Demin Water Pump menuju condensor bersatu dengan

Water Condensate. Air dari condenser dipompa oleh Condensate Pump menuju

Low Pressure Heater untuk dipanaskan dengan menggunakan uap extraction

steam .

Setelah melalui pemanasan pada LP Heater, air tersebut menuju

Deaerator. Deaerator berfungsi untuk memisahkan oksigen dari air karena

oksigen dapat menimbulkan korosi pada pipa-pipa. Air dari deaerator dipompa

oleh Boiler Feed Pump menuju High Pressure Heater untuk dipanaskan lagi

dengan menggunakan uap extraction steam. Setelah melalui pemanasan pada HP

Heater, air menuju ke economizer untuk dipanaskan sehingga suhu air pengisi

boiler hampir mendekati suhu yang diinginkan pada boiler. Pemanasan tersebut

bertujuan agar tidak terjadi thermal stress pada pipa-pipa. Kemudian uap kering

menuju ke steam drum untuk ditampung dan dibagi ke pipa-pipa penguapan pada

boiler. Dari steam drum dihasilkan uap jenuh (basah), uap basah tersebut masih

mengandung titik-titik air (uap basah) sehingga perlu diproses lagi guna

menghindari kerusakan pada turbin. Oleh karena itu, uap tesebut dipanaskan lagi

oleh super heater menghasilkan uap kering.

Uap yang dihasilkan dialirkan melalui Main Stop Valve ( MSV ) dan

Generator Valve untuk memutar turbin. Kemudian uap bekas tersebut

didinginkan oleh air laut pada Condensor (kondensasi) yang kemudian

divakumkan sehingga uap turun dari turbin dan ditampung pada Hot Well

(sumur panas) bersatu dengan demin water. Siklus tersebut berjalan secara

berulang-ulang dalam rangkaian siklus tertutup.

3.3.2.2 Siklus Udara dan Gas Pembakaran

Udara yang dibutuhkan dalam proses pembakaran disuplai oleh Force

Draftt Fan (FD Fan) dan dipanaskan pada Air Preheat Coil (APC) . Air Preheat

Coil dirancang untuk mempertahankan temperature udara pada temperature rata-

rata gas buang yaitu sebesar 114 C0 . Kemudian udara menuju Air Heater untuk

dipanaskan kembali .

Pada Air Heater, media pemanas yang digunakan adalah gas panas bekas

pembakaran pada boiler. Dari Air Heater, udara dialirkan menuju Wind Box yang

kemudian mengalir melalui register bercampur dengan bahan bakar sehingga

terjadilah pembakaran di furnace boiler (tempat pembakaran). Gas keluaran dari

ruang bakar digunakan sebagai pemanas udara pada Air Heater yang kemudian

dibuang melalui cerobong / stack.

3.3.2.3 Siklus Bahan Bakar

Bahan bakar pada PLTU menggunakan minyak residu / MFO ( Main Fuel

Oil) yang dialirkan dari kapal tongkang menuju pumping house kemudian

dipompakan menuju Fuel Oil Tank. Kemudian, MFO dipompakan menuju Fuel

Oil Heater untuk dipanaskan dengan menggunakan uap bantu (Auxiliary Steam).

Kemudian residu menuju ke burner untuk dikabutkan dan digunakan untuk

pembakaran . Pada saat penyalaan awal / start up burner, digunakan bahan bakar

berupa solar dan untuk operasi selanjutnya digunakan MFO.

3.3.2.4 Siklus Air Pendingin

a. Silkus Air Pendingin Utama

Air yang digunakan sebagai media pendingin utama berupa air laut yang

dipompa oleh CWP menuju condenser. Pada condenser air digunakan untuk

kondensasi uap bekas turbin. Selain itu air juga sebagai pendingin pada

Auxiliary Cooling Water Heat Exchanger. Kemudian air tersebut dibuang

melalui pipa-pipa dischange tunnel menuju laut lepas.

b. Silkus Air Pendingin Bantu (Auxillary Cooling Water)

Air pendingin bantu diambil dari air murni pada Make Up Water Tank

yang mengalir melalui ACW Pump menuju Heat Exchanger. Bagian-bagian yang

didinginkan meliputi:

v Minyak Pelumas Turbin ( Turbine Oil Cooler )

v Gas hydrogen yang digunakan sebagai pendingin generator.

v Minyak pelumas pada peralatan–peralatan lain, seperti condensate

pump , boiler feed pump , dll.

Air yang digunakan sebagai pendingin menjadi panas yang kemudian

didinginkan oleh air laut. Setelah dingin air tersebut dialirkan kembali sebagai

pendingin. Proses ini berlangsung secara terus-menerus dalam siklus tertutup

sehingga air akan mengalami pengurangan . Untuk penambahan air agar sesuai ,

air diambil dari Make Up Water Tank.

3.3.2.5 Siklus Minyak Pelumas

Minyak pelumas digunakan untuk pelumasan dan pendinginan pada

bearing-bearing turbin selain itu juga digunakan sebagai seal/ perapat dan

pendingin hydrogen dan generator. Sebelum digunakan minyak pelumas terlebih

dahulu didinginkan pada Lube Oil Cooler dengan media air yaitu Auxiliary

Cooling Water. Air pada Auxiliary Cooling Water yang telah dipakai didinginkan

oleh air laut pada Auxiliary Cooling Water Heat Exchanger.

3.3.2.6 Siklus Penyaluran Tenaga Listrik.

Pada suatu pembangkit, rotor generator dikopel dengan turbin sehingga

turbin ikut berputar. Perputaran ini menghasilkan energi listrik dengan bantuan

penguat / exciter, tegangan yang dihasilkan mencapai 11,5 KV (Unit 1 dan 2)

yang kemudian oleh Generator Transformer dinaikkan menjadi 150 KV. Energi

listrik yang dihasilkan kemudian disalurkan melalui Switch Yard menuju gardu

induk melalui transmisi tegangan tinggi 150 kV, dan akhirnya energi listrik

tersebut disalurkan ke konsumen. Selain itu juga digunakan untuk pemakaian

sendiri yang diambil dari Main Auxiliary Transformer ( MAT ) dan Reserve

Auxiliary Transformer (RAT). MAT digunakan untuk mensuplai tenaga listrik ke

pemakaian sendiri dari unit operasi normal, yang dipasang secara parallel

dengan Generator Transformer. Trafo ini menurunkan tegangan dari 11,5 KV

menjadi 4360 V. Reserve Auxiliary Transformer digunakan untuk mengubah

tegangan 22 KV dari luar pembangkitan (switch yard) menjadi 4360 V untuk

pemakaian sendiri apabila unit terjadi gangguan dan mengharuskan unit untuk

berhenti beroperasi. Sedangkan, trafo SUS (Secondary Unit Substation)

digunakan untuk menurunkan tegangan 4360 V ke tegangan 400/380 V dan

dipakai untuk menjalankan motor – motor.

3.3.2.7 Alat-alat Bantu pembangkitan PLTU

a. Alat-alat bantu pada Boiler

Boiler atau ketel uap adalah suatu alat yang digunakan untuk

memproduksi uap dengan tekanan dan temperature tertentu.Uap yang dihasilkan

digunakan untuk menggerakkan turbin uap sehingga dari turbin uap tersebut akan

didapatkan energi mekanis. Selanjutnya, energi mekanis ini akan diubah menjadi

energi listrik didalam generator.Adapun boiler sendiri mempunyai alat-alat bantu

seperti berikut :

1. Forced Draft Fan ( FD Fan )

Force Darft Fan adalah alat yang digunakan untuk memasukkan udara

luar kedalam furnace (ruang bakar) sebagai udara pembakaran. Untuk menaikkan

efisiensi boiler, maka udara pembakaran sebelum dimasukkan kedalam ruang

bakar perlu dipanaskan terlebih dahulu. Adapun pemanasannya dilakukan dua

tingkat yaitu :

1. Pemanasan awal dilakukan pada air preheat coil dengan media pemanas

air panas yang diambil dari deaerator storage tank.

2. Pemanasan kedua dilakukan pada air heater , dengan media pemanas gas

bekas boiler.

Fungsi utama dari FD Fan selain mensuplai udara pembakaran, juga

berfungsi untuk pendinginan flame detector dan juga sebagai perapat (seal) kaca

pada lubang pengintip.

2. Air Preheat Coil

Air Preheat Coil adalah suatu alat yang digunakan untuk memanaskan

udara pembakaran dengan menggunakan media pemanas air panas yang

diambilkan dari deaerator storage tank. Jadi udara pembakaran yang dari

discharge FD Fan langsung masuk ke pemanas awal yang disebut air preheat

coil. Fungsi utama air preheat coil adalah :

1. Sebagai alat pemanas awal udara pembakaran

2 Sebagai pengatur suhu rata-rata antara suhu udara masuk dan suhu gas

bekas keluar dari air heater dari sisi dingin sehingga hal ini dapat

mencegah terjadinya korosi pada elemen-elemen air heater yang

dikarenakan belerang.

3. Air Heater

Air heater adalah suatu alat yang digunakan untuk memanaskan udara

pembakaran dengan media pemanas kalor gas bekas yang akan dibuang ke

cerobong. Air heater dikonstruksikan dari suatu lempengan lempengan

penghantar panas yang baik dan tersusun dalam suatu lingkaran yang

memungkinkan untuk diputar dengan tujuan mengambil panas dari gas bekas dan

memberikan panas terhadap lempengan penghantar panas sehingga udara bakar

yang lewat air heater akan menjadi panas.

4. Air Register

Air Register adalah suatu alat yang digunakan untuk mengatur besar

kecilnya udara pembakaran sesuai dengan yang diinginkan sehingga banyak

udara yang masuk ke ruang bakar sebanding dengan banyaknya bahan bakar

yang disemprotkan. Dengan demikian pembakaran akan berjalan dengan

sempurna. Setiap burner dilengkapi dengan sebuah air register.

5. Economizer

Economizer adalah alat yang digunakan untuk memanaskan air pengisi

ketel dengan media pemanas energi kalor yang terkandung didalam gas bekas.

Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan air pengisi ketel yang suhunya tidak

jauh berbeda dengan air yang terdapat pada boiler drum, serta untuk menaikkan

efisiensi boiler.

6. Drum Uap / Steam Drum

Steam drum adalah alat yang digunakan untuk memisahkan bagian air,

uap basah dan uap kering karena didalam boiler terjadi pemanasan bertingkat.

Setiap unit boiler dilengkapi oleh sebuah steam drum dan dipasang pada bagian

atas dari boiler.

7. Super Heater.

Uap yang dihasilkan boiler drum ada yang masih berupa uap basah , dan

untuk mendapatkan uap yang betul-betul kering. Uap basah yang berasal dari

boiler drum perlu dipanaskan lagi pada super heater sehingga uap kering yang

dihasilkkan naik ke steam drum dan memutar sudu – sudu turbin uap. Setiap

boiler biasanya dilengkapi dengan dua buah super heater yaitu primary dan

secondary super heater yang dipasang pada bagian atas dari ruang pembakarn (

furnace ).

8. Desuper Heater

Desuper Heater merupakan spray water yang digunakan untuk mengatur

temperatur uap yang dialirkan ke turbin. Alat sudah dibuat sedemikian rupa

sehingga bila temperatur uap melebihi ketentuan, maka desuper heater ini akan

menyemprotkan air yang berasal dari discharge boiler feed pump sampai

temperaturnya normal kembali.

9. Soot Blower

Soot Blower merupakan alat pembersih pipa di dalam boiler yang

diakibatkan menempelnya sisa-sisa pembakaran, dengan media pembersih

auxiliary steam.

10. Igniter

Igniter merupakan alat pembakaran yang menggunakan bahan bakar

solar, dan pembakarn ini merupakan pembakaran awal sebelum pembakaran

main burner dengan bahan bakar utama fuel oil. Fungsi dari igniter adalah :

1. Sebagai alat pembakaran awal pada saat start up.

2. Sebagai pembantu didalam penyalaan main burner.

11. Burner

Burner adalah alat pembakaran dengan menggunakan bahan bakar residu

atau Main Fuel Oil (MFO). Setelah pembakaran awal dinilai cukup, selanjutnya

pembakaran diganti dengan main burner yang dipasang pada front boiler.

12. Boiler Feed Pump ( BFP )

Boiler Feed Pump merupakan pompa pengisi air boiler. Pompa tersebut

memompakan deaerator storage tank ke boiler.

b. Alat-alat bantu pada Turbin

1. Condensor

Condensor dibuat dari sejumlah pipa-pipa kecil yang mana air laut

sebagai media pendingin dapat mengalir melalui pipa-pipa tersebut. Sedangkan

uap bekas yang keluar dari turbin akan memasuki sela-sela pipa kondensor

sehingga terjadilah perpindahan panas dari uap ke air laut yang selanjutnya akan

terjadi pengembunan dan kondensasi uap. Uap yang sudah berubah menjadi air

didalam kondensor ditampung didalam hot well. Fungsi dari condensor adalah

sebagai berikut :

a. Menaikkan efisiensi turbin, karena dengan mengusahakan vacuum

didalam kondensor uap bekas dari turbin akan segera dapat keluar

dan tidak memberikan reaksi tekanan terhadap putaran turbin.

b. Untuk mengembunkan uap bekas dari turbin dengan media

pendingin air laut yang mengalir melalui pipa-pipa kecil didalam

kondensor sehingga air kondensasi tersebut dapat dijadikan sebagai

air pengisi ketel.

2. Condensate Pump

Setelah air kondensasi terkumpul pada hot well, maka air tersebut

dipompakan oleh condensate pump ke deaerator tank dengan melalui heater.

3. Low Pressure Heater

Alat ini berguna untuk memanaskan air condensate yang berasal dari hot

well, sebelum dimasukkan ke deaerator tank. Konstruksi pemanasan ini terdiri

dari pipa-pipa air yang dilalui oleh air condensat dan pada bagian luarnya

dipanasi dengan uap yang diambilkan dari extraction steam dari turbin.

4. Auxiliary Cooling Water Pump

Pompa ini berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin yang

dibutuhkan untuk mendinginkan minyak pelumas dan gas hydrogen. Air

pendingin yang disirkulasikan pleh pompa ini didinginkan lagi oleh air laut

didalam auxillary cooling water heat exchanger.

5. High Pressure Heater

Alat ini berguna untuk memanaskan air pengisi ketel yang berasal dari

deaerator storage tank, yang selanjutnya akan dikirim ke ketel lewat economizer.

Konstruksi alat ini terdiri dari pipa-pipa air yang dilalui oleh air boiler feed dan

bagian luarnya dipanasi dengan uap.

6. Deaerator

Daerator adalah alat yang berfungsi untuk membuang O2 dan gas-gas lain

yang terkandung dalam air kondensat, disamping itu juga berfungsi sebagai

pemanas air kondensat. Alat ini dikonstruksikan dari tray-tray yang berlapis-lapis

sehingga memungkinkan untuk membuat partikel-partikel air condensat yang

dimasukkannya. Dengan adanya air kondensat yang sudah menjadi partikel-

partikel tersebut serta adanya uap extraksi yang disemprotkan, maka akan

memungkinkan O2 dan gas-gas lainnya yang terkandung didalamnya akan

terlepas dan dibuang ke atmosfir.

7. Air Ejector

Air Ejector adalah suatu alat yang dikonstruksikan dari sebuah nozzle

sehingga bilamana dialiri uap akan dapat menarik udara dan gas-gas yang tidak

dapat mengembun didalam kondensor sehingga condensor akan menjadi vacuum.

Dengan adanya kevakuman pada kondensor maka akan dapat menaikkan

efisiensi dari turbin.

Alat ini ada dua macam yaitu :

a. Primming Ejector

Primming Ejector digunakan pada saat start up, kemudian bila

kemampuannya sudah mencapai batas maka penarikan vacuum dilakukan

oleh alat lain.

b Air Ejector

Air Ejector digunakan untuk menarik kevakuman setelah melalui alat

primming ejector.

c. Alat-alat bantu pada Generator

Bagian – bagian pada generator sinkron adalah

- Stator, yaitu bagian yang tidak bergerak di mana terpasang terminal untuk

mengalirkan energi listrik yang dihasilkan oleh generator.

- Rotor, yaitu bagian yang berputar yang merupakan belitan kawat sebagai

sumber elektromagnet. Rotor inilah yang membangkitkan medan

magnet setelah belitannya dialiri arus DC dari suatu sistem penguat

atau exciter.

Pada generator terdapat sistem exitasi generator, yaitu suatu sistem yang

menyediakan sumber daya untuk penguatan kumparan medan generator. Sistem

exitasi pada generator PLTU Semarang tidak menggunakan exciter seperti

generator kuno, tapi dalam mendapatkan sumber arus exitasi diperoleh dari

terminal output generator itu sendiri melalui sistem yang terdiri dari komponen-

komponen statis. Sehingga dinamakan exitasi statis. Apabila generator belum

menghasilkan tegangan yaitu sewaktu unit start up, arus exitasinya diambilkan

dari battery ( accu ). Begitu regulator arus exitasinya diputar maka arus dari

battery ( accu ) langsung masuk ke kumparan rotor untuk memberikan arus

penguatan sehingga generator akan menghasilkan tegangan. Dan sistem exitasi

statis langsung menggantikan arus exitasi yang disuplai dari accu secara

otomatis. Komponen dari sistem exitasi statis terdiri dari:

1. Trafo Exitasi

Power Potensial Transformer bersama-sama reactor linear akan

memberikan daya exitasi medan generator pada waktu beban kosong. Sedangkan

Saturable Current Transformer yang dihubungkan seri dengan sisi netral

generator berfungsi untuk memberikan daya exitasi tambahan pada waktu

generator dibebani dan memberikan daya exitasi pada waktu terjadi gangguan

hubungan singkat.

2. Power Rectifier

Power Rectifier (penyearah daya) terdiri dari rangkaian-rangkaian

jembatan dioda yang dihubungkan sedemikian rupa untuk memperoleh

penyearah gelombang penuh. Input untuk penyearah ini didapat dari output trafo

exitasi. Untuk memungkinkan pemeliharaan pada waktu mesin-mesin beroperasi,

tiap jembatan penyearah dilengkapi dengan isolated switch lima kutub yang

dapat mengisolasi jembatan penyearah dioda terhadap tegangan input bolak-balik

maupun tegangan searah hasil penyearahan jembatan lainnya yang sedang

beroperasi.

Spesifikasi Teknis Turbin dan Generator PLTU Unit 1 adalah sbb :

Turbin:

a. Jumlah : 1 buah/ unit

b. Pabrik : General Electric

c. Nomor seri : 197709

d. Rating : 50001 KW

e. Steam Conditions Pressure : 88,90 kg/cm2

f. Temperatur : 5100C

g. Exhaust Pressure : 87,87 mm.Hg abs

h. Putaran : 3000 rpm

Generator:

a. Jumlah : 1 buah/ unit

b. Pabrik : General Electric

c. Nomor seri : 316X150

d. Jumlah kutup : 2

e. Type : Hidrogen cooled- generator

f. Suhu maksimum gas pendingin : 46°C

g. Putaran : 3000 rpm

h. Tegangan jangkar : 11500 V

i. Tegangan eksitasi : 250 V DC

j. Faktor daya : 0,85

k. Rating KVA : 62500

l. Kapasitas KVA : 57500

Gambar 3.4. Nameplate generator Unit 1 PT. Indonesia Power Tambak Lorok Semarang

Pada generator Unit 1 menggunakan rating 62500 KVA dengan faktor daya

0,85, sehingga nilai rating generator setelah dikalikan faktor daya adalah 53125 MW

akan lebih tinggi daripada rating turbin yaitu sebesar 50001 MW. Ini dimaksudkan

supaya generator beroperasi diatas rating turbin, sehingga saat turbin dalam kerja

normal generator mampu menahan tegangan atau arus pada saat turbin dalam rating

maksimumnya.

3.4 Pemeliharaan Unit

Pada PLTU Tambak Lorok, pemeliharaan yang dilakukan meliputi:

1. Pemeliharaan Rutin.

Adalah pemeliharaan yang dilaksanakan dalam jangka waktu tertentu

tanpa tergantung berapa jam pengoperasian mesin, untuk instrument

control biasa ditentukan setiap seminggu sekali pengecekan.

2. Pemeliharaan Periodik

Adalah pemeliharaan yang dilaksanakan tergantung dari jam

pengoperasian mesin.

3. Pemeliharaan Khusus

Adalah Pemeliharaan yang dilaksanakan berdasarkan kejadian khusus

baik disebabkan oleh gangguan perubahan lingkungan ataupun perubahan

desain. Dalam pelaksanaannya pemeliharaan khusus biasanya bersamaan

dengan pemeliharaan periodik dengan pemberian tanda plus.

BAB IV

TINJAUAN UMUM GENERATOR SINKRON

4.1. Dasar Teori

Generator arus bolak-balik yang kadang-kadang disebut dengan generator

sinkron atau alternator adalah sebuah peralatan listrik yang berfungsi untuk

mengubah energi gerak (mekanis) menjadi energi listrik AC dimana kecepatan

putaran medan dan kecepatan putaran rotornya sama atau tidak ada slip. Kumparan

medan pada generator sinkron terletak pada rotornya sedangkan kumparan

jangkarnya terletak pada stator.

Generator besar yang digunakan untuk mencatu jala-jala daya listrik nasional

modern digerakkan oleh turbin uap atau kincir angin. Generator yang digunakan

untuk mencatu sistem daya terpisah, atau sistem yang lebih kecil atau untuk

memperlengkapi daya beban puncak tambahan terhadap jala-jala listrik yang lebih

besar kerap kali digerakkan oleh mesin diesel atau turbin bakar. Gambar stasiun

pembangkit dimana terpasang generator 50 MW yang digerakkan oleh turbin uap

ditunjukkan oleh gambar 4.1. Pengeksitasi yang dihubungkan langsung dapat dilihat

pada bagian ujung kiri dari gambar.

Gambar 4.1 Instalasi generator 50 MW yang digerakkan dengan turbin

Prinsip kerja generator sinkron adalah menggunakan prinsip induksi

elektromagnetik dimana disini rotor berlaku sebagai kumparan medan (yang

menghasilkan medan magnet) dan akan menginduksi stator sebagai kumparan

jangkar yang akan menghasilkan energi listrik. Pada belitan rotor diberi arus eksitasi

DC yang akan menciptakan medan magnet. Rotor ini dikopel dengan turbin putar

dan ikut berputar sehingga akan menghasilkan medan magnet putar. Medan magnet

putar ini akan memotong kumparan jangkar yang berada di stator. Oleh karena

adanya perubahan fluks magnetik pada tiap waktunya maka pada kumparan jangkar

akan mengalir gaya gerak listrik yang diinduksikan oleh rotor.

Kecepatan sudut putar rotor

pfn 120

=

Dimana :

n = kecepatan putar rotor (rpm)

f = frekuensi (Hz)

p = jumlah kutub

4.2 Konstruksi Generator Sinkron

Dalam generator dc, lilitan jangkar dipasang pada bagian mesin yang berputar

agar memungkinkan pengubahan tegangan bolak-balik yang dibangkitkan dalam

lilitan menjadi tegangan searah pada terminal melalui penggunaan komutator yang

berputar. Kutub medan diletakkan pada bagian mesin yang diam. Dalam semua

generator bolak-balik bertegangan rendah yang kecil, medan diletakkan pada bagian

yang berputar atau rotor, dan lilitan jangkar pada bagian yang diam atau stator dari

mesin.

Konstruksi medan yang berputar dan jangkar-diam menyederhanakan

masalah isolasi generator ac. Karena tegangan yang biasa dibangkitkan adalah

setinggi 18.000 sampai 24.000 volt, maka tegangan tinggi ini tidak perlu dikeluarkan

melalui cincin slip (slip ring) dan kontak geser tetapi dapat dikeluarkan langsung ke

alat penghubung dan pembagi (switchgear) melalui kawat berisolasi dari jangkar

diam. Konstruksi ini juga mempunyai keuntungan mekanis yaitu getaran lilitan

jangkar berkurang dan gaya sentrifugal menjadi lebih baik. Medan yang berputar

dicatu/dieksitasi dengan arus searah dengan tegangan 125, 250 atau 375 V melalui

cincin slip dan sikat-sikat, atau melalui hubungan kabel langsung antara medan dan

penyearah yang berputar jika digunakan sistem eksitasi tanpa sikat-sikat (brushless).

Lilitan jangkar atau stator bisa salah satu dari sekian banyak tipe. Tipe yang

paling banyak digunakan adalah lilitan rangkaian terbuka yang dibentuk dari

kumparan yang terisolasi terpisah mirip dengan lilitan sengkelit generator dc.

Sebenarnya, lilitan yang demikian tersusun dari tiga lilitan terpisah (pada generator

tiga fase), yang masing-masing terpisah satu sama yang lain sebesar 120 derajat.

Ketiga lilitan bisa hubungan Y atau delta. Hubungan Y adalah yang paling umum

karena dengan sendirinya langsung memberikan tegangan tinggi, dan kawat netral

dapat dikeluarkan bersama tiga saluran membentuk sistem empat kawat tiga fase.

Stator generator ac bersama lilitannya ditunjukkan dalam gambar 4.2.

Gambar 4.2 Stator generator sinkron

Gambar yang telah dibentangkan dari lilitan tiga fasa sederhana ditunjukkan

dalam gambar 4.3. Lilitan yang ditunjukkan dalam gambar a adalah hubungan Y.

Cara menghubungkan terminal untuk hubungan delta ditunjukkan dalam gambar b.

Lilitan yang digambarkan disebut lilitan yang terpusatkan (concrentrated winding)

karena semua konduktor tiap-tiap fase dimasukkan dalam satu alur dibawah tiap-tiap

kutub. Lilitan komersial seperti yang ditunjukkan dalam gambar 4.2 adalah lilitan

yang terdistribusi, dengan konduktor tiap-tiap grup fase menempati dua atau lebih

alur dibawah tiap-tiap kutub. Lilitan yang terdistribusi memberikan distribusi panas

yang lebih merata dan hasilnya adalah pembangkitan gelombang ggl yang lebih baik.

Gambar 4.3 (a) Tampak yang dibentangkan dari lilitan stator tiga fase sederhana hubungan Y.

(b) Cara menghubungkan terminal untuk hubungan delta.

Ada dua jenis yang berbeda dari struktur medan generator sinkron, yaitu tipe

kutub-sepatu (salient) dan silinder.

§ Rotor tipe kutub-sepatu (salient pole)

Generator kepesatan rendah seperti yang digerakkan oleh mesin diesel atau

turbin air mempunyai rotor dengan kutub medan yang menonjol atau kutub medan

sepatu seperti rotor yang ditunjukkan dalam gambar 4.4. Keping kutub yang

dilaminasi dengan kumparan medannya dipasang pada bingkai dari besi, yang

terpasok pada poros.

Gambar 4.4 Rotor kutub sepatu / salient pole untuk generator sinkron kepesatan rendah

§ Rotor tipe silinder

Generator kepesatan tinggi atau tipe turbo mempunyai rotor silinder seperti

yang ditunjukkan dalam gambar 4.5. rotor yang ditunjukkan akan dibelitkan untuk

dua kutub dan dirancang untuk bekerja pada 3000 putaran per menit (rpm).

Konstruksi silinder penting dalam mesin kepesatan tinggi karena tipe kutub sepatu

sukar dibuat untuk menahan tekanan pada kepesatan tinggi. Lebih lanjut, rotor kutub

sepatu mempunyai rugi angin yang tinggi pada kepesatan yang tinggi. Generator

sinkron dengan konstruksi rotor silinder digerakkan oleh turbin uap atau gas.

Generator yang ditunjukkan oleh gambar 4.1 mempunyai rotor silinder dua kutub.

Gambar 4.5 Rotor tipe silinder untuk generator sinkron 3000 rpm

4.3 Eksitasi Generator Sinkron

Sistem eksitasi konvensional sebelum tahun 1960 terdiri dari sumber arus

searah (DC) yang dihubungkan ke medan generator ac melalui dua slip ring dan

sikat-sikat. Sumber dc biasanya generator dc yang digerakkan motor atau generator

dc yang digerakkan oleh penggerak mula yang sama yang diberi daya oleh generator

ac.

Setelah adanya solid state, beberapa sistem eksitasi yang berbeda yang

menggunakan alat ini telah dikembangkan dan digunakan. Dalam salah satu sistem,

daya diambil dari terminal generator ac, diubah ke dc oleh penyearah stasioner solid

state dan kemudian dicatukan ke medan generator ac dengan menggunakan cincin

slip konvensional dan sikat-sikat. Dalam sistem serupa yang digunakan dalam

generator besar yang digerakkan oleh turbin uap, daya dicatukan ke penyearah solid

state dari lilitan tiga fase terpisah yang terletak diatas alur stator generator. Satu-

satunya fungsi dari lilitan ini adalah menyediakan daya eksitasi untuk generator.

Sistem pembangkitan lain yang masih digunakan baik dengan generator

sinkron tipe kutub sepatu maupun tipe rotor silinder adalah sistem brush less / tanpa

sikat, yang mana generator ac kecil dipasang pada poros yang sama sebagai

generator utama yang digunakan sebagai pengeksitasi. Pengeksitasi ac mempunyai

jangkar yang berputar, keluarannya kemudian disearahkan oleh penyearah dioda

silikon yang juga dipasang pada poros utama. Keluaran yang telah disearahkan dari

pengeksitasi ac, diberikan langsung dengan hubungan yang diisolasi sepanjang poros

ke medan generator sinkron yang berputar. Medan dari pengeksitasi ac adalah

stasioner dan dicatu dari sumber dc terpisah. Keluaran dari pengeksitai ac, dan

berarti tegangan yang dibangkitkan oleh generator sinkron, dapat dikendalikan

dengan mengubah kekuatan medan pengeksitasi ac. Jadi sistem eksitasi tanpa sikat

tidak mempunyai komutator, cincin slip atau sikat-sikat yang sangat memperbaiki

keandalan dan menyederhanakan pemeliharaan mesin.

4.4 Eksitasi Tegangan

Setelah generator ac mencapai kepesatan yang sebenarnya oleh penggerak

mula (prime mover), medannya dieksitasi dari catu dc. Ketika kutub lewat dibawah

konduktor jangkar yang berada pada stator, fluksi medan yang memotong konduktor

menginduksikan ggl kepadanya. Ini adalah ggl bolak-balik, karena kutub dengan

polaritas yang berubah-ubah terus menerus melewati konduktor tersebut. Karena

tidak menggunakan komutator, ggl bolak-balik yang dibangkitkan keluar pada

terminal lilitan stator.

Besarnya ggl yang dibangkitkan bergantung pada laju pemotongan garis gaya

atau dalam hal generator, besarnya ggl bergantung pada kuat medan dan kepesatan

rotor. Karena generator bekerja pada kepesatan konstan maka besarnya ggl yang

dibangkitkan menjadi bergantung pada eksitasi medan. Ini berarti bahwa besarnya

ggl yang dibangkitkan dapat dikendalikan dengan mengatur besarnya eksitasi medan

yang diberikan pada generator. Eksitasi medan dapat langsung dikendalikan dengan

mengubah besarnya tegangan eksitasi yang dikenakan pada medan generator.

Faktor daya dari generator dapat ditentukan dengan karakteristik beban yang

sedang dicatu ( kecuali generator bekerja secara paralel dengan generator lain ).

Frekuensi ggl yang dibangkitkan bergantung pada jumlah kutub medan dan

kepesatan generator. Pada kumparan tertentu, akan dibangkitkan tegangan satu siklus

lengkap bila sepasang kutub rotor (kutub uatra dan selatan) digerakkan melewati

kumparan. Maka jumlah siklus yang dibangkitkan dalam satu putaran rotor sama

dengan jumlah pasang kutub rotor atau p/2, dimana p adalah jumlah total kutub. Jika

n adalah kepesatan rotor dalam putaran per menit, maka n/60 adalah putaran per

sekon. Frekuensi dalam hertz atau siklus per sekon, maka

120602pnnxpf ==

Sejauh ini frekuensi jala-jala yang paling umum digunakan di Amerika

adalah 60 Hz, dan ada juga yang menggunakan 25 Hz. Frekuensi yang biasa

digunakan di Eropa adalah 50 Hz.

4.5 Pengaturan Generator Sinkron

Jika beban ditambahkan pada generator sinkron yang sedang bekerja pada

kepesatan konstan dan dengan eksitasi medan konstan, tegangan terminal akan

berubah. Besarnya perubahan akan bergantung pada rancangan mesin dan pada

faktor daya beban. Pengaruh dari faktor daya yang berbeda dan perubahan tegangan

pada terminal dengan perubahan beban pada generator sinkron ditunjukkan pada

gambar 4.6.

Gambar 4.6 Kurva pengaturan generator sinkron pada faktor berbeda

Pengaturan generator sinkron didefinisikan sebagai persentase kenaikan

tegangan terminal ketika beban dikurangi dari arus beban penuh ternilai sampai nol,

dimana kepesatan dan eksitasi medan dijaga konstan, atau

Persen pengaturan (pada faktor daya tertentu) adalah

%100penuhbebantegangan

penuhbeban tegangan-bebananpategangan t x=

Faktor-faktor yang mempengaruhi pengaturan generator adalah sebagai berikut :

1. Penurunan tegangan IR pada lilitan jangkar.

2. Penurunan tegangan IXL pada lilitan jangkar

3. Reaksi jangkar (pengaruh magnetisasi dari arus jangkar).

Dalam generator dc, ggl E yang dibangkitkan merupakan jumlah dari

tegangan terminal Vt dan penurunan tegangan IR pada rangkaian jangkar. Dalam

generator ac, penurunan tegangan karena reaktansi induktif lilitan harus

diperhitungkan. Maka ggl yang dibangkitkan generator ac sama dengan tegangan

terminal ditambah penurunan tegangan IR maupun IXL dalam lilitan jangkar.

Diagram fasor yang disederhanakan dari generator ac yang bekerja dengan

faktor daya satu ditunjukkan dalam gambar 4.7a. ggl E yang dibangkitkan adalah

jumlah fasor tegangan terminal Vt , dan penuruna tegangan IXL yang mendahului

sebesar 90o.

Gambar 4.7 Diagram fasor yang disederhanakan dari generator sinkron yang bekerja pada

(a) faktor daya satu

(b) faktor daya 0,8 tertinggal

(c) faktor daya 0,8 mendahului

Diagram fasor gambar 4.7b menggambarkan generator dengan arus beban

yang sama seperti dalam gambar 4.7a tetapi dengan arus yang tertinggal dengan

tegangan terminal sebesar 36.9o ( faktor daya = 0.8 tertinggal ). Seperti sebelumnya,

ggl yang dibangkitkan adalah jumlah fasor dari Vt , penurunan tegangan IR dan

penurunan tegangan IXL dalam lilitan jangkar. Pengamatan dari gambar 4.7a dan 4.7b

menunjukkan bahwa untuk ggl tertentu yang dibangkitkan, tegangan terminal untuk

faktor daya 0.8 tertinggal adalah lebih kecil. Pada faktor daya tertinggal yang lebih

rendah, penurunan tegangan IR dan IXL lebih merendahkan lagi tegangan terminal.

Gambar 4.7c menyatakan kasus dimana generator mencatu beban dengan

faktor daya mendahului. Jika penurunan tegangan IR dan IXL ditambahkan sebagai

fasor ke tegangan terminal, ternyata bahwa ggl yang dibangkitkan lebih rendah

daripada tegangan terminal. Hal ini memungkinkan karena adanya hubungan fase

dari penurunan tegangan IR dan IXL terhadap tegangan terminal.

Diagram fasor pada gambar menunjukkan pengaruh penurunan tegangan IR

dan IXL pada tegangan terminal untuk E tertentu. E dalam generator adalah tidak

konstan, tetapi berubah dengan besarnya beban dan faktor daya beban karena

pengaruh reaksi jangkar. Pada faktor daya satu, pengaruh reaksi jangkar adalah

minimum, pengaruhnya semata-mata hanyalah aksi distorsi pada fluksi medan

utama. Pada faktor daya tertinggal, pengaruh pemagnetan arus jangkar melawan ggm

medan utama, sehingga melemahkan fluksi medan dan menurunkan E. Makin rendah

faktor daya dalam arah tertinggal, ggm jangkar makin demagnetized oleh medan.

Pada faktor daya mendahului ggm jangkar membantu atau memperkuat ggm

medan utama, sehingga ggl yang dibangkitkan lebih tinggi dengan naiknya beban.

Pengaruh pemagnetan ini bertambah jika faktor daya lebih mendahului.

4.6 Pengaturan Tegangan Generator

Karena tegangan terminal generator sinkron banyak berubah dengan

berubahnya beban, maka untuk operasi hampir semua peralatan listrik diperlukan

usaha untuk menjaga agar agar tegangannya konstan. Cara yang biasa dilakukan

untuk ini adalah menggunakan alat pembantu yang disebut pengatur tegangan

(voltage regulator) untuk mengendalikan besarnya eksitasi medan dc yang dicatukan

pada generator. Bila tegangan terminal generator turun karena perubahan beban,

pengatur tegangan secara otomatis menaikkan pembangkitan medan sehingga

tegangan kembali normal. Sama halnya bila tegangan terminal naik karena

perubahan beban, pengatur tegangan mengembalikan nilai tegangan normalnya

dengan mengurangi eksitasi medan.

Hampir semua pengatur tegangan mengendalikan eksitasi medan generator

secara tak langsung yaitu dengan mengoperasikan rangkaian pengeksitasi medan.

Arus yang harus ditangani oleh pengatur jauh lebih kecil dalam rangkaian medan

pengeksitasi daripada dalam rangkaian generator.

Salah satu tipe pengatur tegangan generator adalah jenis tahanan geser kerja

langsung (direct acting rheostatic type). Pada dasarnya pengatur ini terdiri tahanan

variabel yang dikendalikan secara otomatis dalam rangkaian medan pengeksitasi.

Elemen tahanan geser yang dihubungkan seri dengan pengeksitasi medan terdiri dari

tumpukkan blok tahanan atau wafer bukan logam, ditumpuk sehingga tahanan dari

tumpukkan dapat diubah jika dimiringkan ke depan atau ke belakang oleh elemen

kopel. Elemen kopel dihubungkan ke transformator tegangan generator. Jika

tegangan keluaran generator sinkron adalah konstan, elemen kopel diam yang

membuat elemen tahanan konstan. Tetapi jika tegangan generator berubah karena

beban berubah dari harga yang ditentukan semula, elemen kopel bekerja menaikkan

atau menurunkan tahanan elemen tahanan geser dan mengembalikan tegangan

generator ke harga semula. Pengatur ini sebagian besar telah digantikan oleh jenis

statik dimana bagian mekanis yang bergerak digantikan oleh alat solid-state.

Prinsip kerja pengatur tegangan statik sama seperti jenis tahanan geser kerja

lengsung, yaitu tegangan generator ac diatur dengan mengubah tahanan efektif dalam

rangkaian medan pengeksitasi, yang selanjutnya mengubah keluaran tegangan dari

pengeksitasi tersebut. Diagram elementer yang disederhanakan dari salah satu jenis

pengatur tegangan statik ditunjukkan gambar 4.8.

Gambar 4.8 Diagram pengaturan tegangan statik yang disederhanakan

Dalam sistem eksitasi yang ditunjukkan gambar 4.8, tahanan efektif

rangkaian pengeksitasi medan pengeksitasi diubah oleh transistor daya yang

dihubungkan paralel dengan tahanan geser medan pengeksitasi. Transistor ini

disakelarkan dari keadaan konduksi menjadi tidak konduksi pada laju yang berubah

bergantung pada besarnya koreksi yang diperlukan dalam tegangan generator

sinkron. Hal ini berarti secara bergantian mem-bypass dan menghubungkan tahanan

geser kedalam rangkaian medan pengeksitasi. Laju perubahan on dan off dari

transistor daya, yang berarti pula mengatur arus pengeksitasi medan, dikendalikan

oleh piranti solid-state pembantu dan sensor yang dihubungkan pada transformator

arus dan transformator tegangan dari generator.

Peralatan bantu termasuk peralatan penstabil dipasang untuk meredam isolasi

dalam pengatur dan untuk mencegah lonjakan atau overshoot pada pengatur bila

tegangan berubah dengan cepat. Transformator arus dipasang pada peralatan

pembantu yang digunakan dalam kaitannya dengan upaya kompensasi arus silang

untuk secara otomatis mengatur pembagian beban kilovar antara generator yang

bekerja paralel.

4.7 Memparalelkan Generator / Sinkronisasi Generator

Jika beban pada stasiun pembangkit menjadi sedemikian besar sehingga nilai

(rating) generator yang sedang bekerja dilampaui, maka perlu penambahan generator

lain secara paralel untuk menaikkan penyediaan daya dari stasiun pembangkit

tersebut.

Sebelum dua generator sinkron diparalelkan harus dipenuhi beberapa kondisi

atau syarat – syarat berikut ini:

1. Urutan fasanya harus sama

2. Tegangan terminalnya harus sama

3. Tegangannya harus sefase

4. Frekuensinya harus sama

Jika dua generator beroperasi dan persyaratan ini dipenuhi maka dikatakan

dalam keadaan sinkron. Operasi agar mesin dalam keadaan sinkron dinamakan

penyinkronan.

Gambar 4.9. Hubungan penyinkronan generator

Sebelum generator disinkronkan dengan generator lain untuk pertama kali,

urutan fasenya harus diperiksa untuk disesuaikan dengan urutan fasa generator lain

dalam stasiun. Hal ini biasanya dilakukan dengan instrumen penguji yang disebut

indikator urutan fase dan berputar dalam arah berlawanan untuk urutan fase lainnya.

Metode untuk pengujian urutan fase dan penyinkronan lainnya akan dijelaskan

dengan mengacu pada diagram hubungan yang ditunjukkan dalam gambar 4.9

Jika generator baru telah dipasang dan siap untuk diuji, maka generator

dioperasikan kira-kira mendekati ternilainya kepesatan dan tegangan dengan

pemutus arus terbuka. Indikator urutan fase dihubungkan sementara pada

transformator tegangan bus sistem pada titik a, b, dan c dan urutan fase sistem dicatat

pada indikator. Kemudian hubungan indikator urutan fase dipindahkan ke

transformator tegangan generator, dengan hubungan sementara dibuat pada titik a’.

b’, dan c’dan urutan fase generator dicatat. Jika urutan dari generator dan sistem

adalah sama, generator siap untuk langkah berikutnya dalam proses penyinkronan.

Jika seandainya urutan fase generator berlawanan dengan sistem, maka dua dari tiga

kawat hubung utama generator harus dipertukarkan agar urutan geberator benar.

Setelah ditentukan bahwa urutan fase generator sesuai dengan sistem, maka dibuat

hubungan permanen antara generator dan pemutus arus, dan tidak perlu lagi

memeriksa urutan fase setiap kali akan melakukan sinkronisasi.

Untuk menentukan kondisi sisanya agar persyaratan kerja paralel dipenuhi,

dua buah voltmeter dan sinkroskop dihubungkan seperti ditunjukkan dalam gambar

4.9. Sakelar penyinkronan disediakan antara transformator tegangan generator

maupun bus dan peralatan penyinkronan, sehingga peralatan penyinkronan dapat

dihidupkan selama berlangsungnya operasi penyinkronan.

Dengan generator baru bekerja mendekati nilai kepesatan, dengan pemutus

arus terbuka dan dengan sakelar penyinkronan tertutup, tegangan generator seperti

yang ditunjukkan oleh voltmeter baru yang terpasang, disetel agar sesuai dengan

tegangan bus, seperti yang ditunjukkan oleh voltmeter yang telah bekerja. Tegangan

generator dinaikkan atau diturunkan dengan menyetel eksitasi medan generator.

Sinkroskop kemudian digunakan untuk meyakinkan bahwa tegangan

generator sefase dengan tegangan bus dan frekuensinya sama. Sinkroskop adalah

instrumen untuk menunjukkan perbedaan fase dan frekuensi antara dua tegangan.

Instrumen ini sebenarnya adalah motor fase- terbagi atau split phase yang akan

menghasilkan kopel jika dua tegangan yang dikenakan berbeda frekuensinya.

Tegangan dari bus dan generator yang baru beroperasi itu dikenakan pada

sinkroskop. Penunjuk yang dipasang pada rotor instrumen, bergerak diatas

permukaan skala dengan arah baik searah jarum maupun berlawanan arah jarum jam,

bergantung apakah frekuensi generator baru itu lebih tinggi atau lebih rendah

dibandingkan dengan frekuensi bus. Jika penunjuk berhenti dalam posisi vertikal

(seperti jam 12), sinkroskop menunjukkan bahwa frekuensinya sama dan

tegangannya sefase. Tanda – tanda pada skala sinkroskop ditunjukkan dalam gambar

4.10

Gambar 4.10. Skala Sinkroskop

Dalam operasi penyinkronan, frekuensi generator baru dinaikkan dan

diturunkan agar sesuai dengan generator atau bus yang sedang jalan. Frekuensi

generator ditambah dengan menambah atau mengurangi kepesatan penggerak mula

yang menggerakkan generator. Jika penunjuk sinkroskop berhenti pada posisi

vertikal dan kedua voltmeter pembacaanyan sama, pemutus arus generator dapat

ditutup untuk memparalelkan generator yang sedang berjalan dengan yang baru.

Dalam praktek kadang-kadang sukar untuk menyetel kepesatan generator

yang akan diparalelkan agar cukup dekat untuk menyetop penunjuk sinkroskop pada

posisi yang benar. Jika terjadi demikian, frekuensi generator baru harus disetel

sedekat mungkin dengan frekuensi bus, dan pemutus arus ditutup tepat sebelum

penunjuk mencapai posisi vertikal ketika bergerak sangat lambat dalam arah “cepat”.

Hal ini menyebabkan generator baru mengambil sejumlah kecil beban segera setelah

penutupan penutup arus dan menghasilkan kerja yang stabil dari generator yang

diparalelkan.

4.8 Kerja Paralel

Setelah dua generator sinkron diparalelkan, beban biasanya terbagi sebanding

dengan nilainya. Jadi makin besar mesin, makin bear bagian beban yang

ditanganinya.

Pembagian beban yang layak antara generator dapat dilakukan dengan

menyetel pengatur penggerak mula pada generator. Salah satu pengatur penggerak

mula dibuka seraya yang lain ditutup sedikit. Dengan cara ini, frekuensi sistem

dipertahankan konstan seraya beban digeser dari satu mesin ke mesin yang lain.

Sakelar-sakelar kendali pengatur dipasang pada panel sakelar sehingga operator

dapat mengawasi instrumen panel sakelar seraya penyetelan pembagian beban

dilakukan.

Faktor daya setiap sistem distribusi ac bergantung pada beban. Maka

generator yang bekerja sendirian, harus bekerja pada faktor daya dari beban yang

dicatunya. Tetapi jika dua atau lebih generator bekerja paralel, faktor daya masing-

masing ditentukan oleh medan eksitasinya.

Secara umum besarnya medan eksitasi yang layak untuk generator yang

bekerja paralel adalah besarnya pembagkitan masing-masing generator yang akan

diperlukan jika mengaliri beban itu sendiri pada tegangan dan frekuensi yang sama.

Jika eksitasi dari generator yang bekerja paralel dengan generator lain

dinaikkan melampaui harga normal ekitasinya, faktor dayanya berubah menuju

tertinggal dan keluaran arusnya bertambah tanpa perubahan yang berarti pada

kilowatt. Sama halnya jika generator kurang dieksitasi, faktor dayanya menjadi lebih

mendahului dan keluaran arusnya bertambah tanpa mengubah keluaran kilowatt.

Arus yang bertambah dalam kedua hal tersebut diatas tidak dicatukan ke beban tetapi

bersirkulasi diantara generator yang dihubungkan ke sistem, sehingga menambah

kerugian dan menurunkan kapasitas kemampuan. Oleh sebab itu dalam hampir

semua kasus, diinginkan pengoperasian setiap generator pada faktor daya yang sama

agar arus sirkulasinya minimum.

Jadi suatu perubahan dalam eksitasi medan menyebabkan perubahan beban

amper tetapi bukan pada kilowatt. Pembagian beban kilowatt antar generator sinkron

harus dilakukan dengan meyetel kendali pengatur penggerak mula.

Tegangan sistem yang dicatu oleh beberapa generator yang diparalelkan

dapat dinaikkan atau diturunkan dengan secara simultan dengan menambah atau

mengurangi eksitasi medan semua generator. Demikian pula frekuensi sistem dapat

dinaikkan atau diturunkan dengan menambah atau kepesatan beberapa penggerak

mula.

4.9 Ayunan (Swing)

Generator sinkron yang bekerja paralel kadang-kadang mempunyai

kecenderungan untuk berayun (swing). Jika kopel penggerak yang dikenakan pada

generator berdenyut, seperti yang dihasilkan oleh mesin diesel, rotor generator dapat

tertarik maju atau mundur secara periodik dari posisi normalnya ketika berputar.

Aksi osilasi ini dinamakan ayunan atau swing.

Ayuan menyebabkan generator menggeser beban dari satu ke lainnya. Dalam

beberapa hal, daya osilasi ini menjadi kumulatif dan cukup kuat untuk menyebabkan

generator menjadi tak sinkron.

Kecenderungan generator yang digerakkan oleh diesel berayun dapat

dikurangi dengan menggunakan roda gila, untuk mengurangi perubahan torsi. Lilitan

peredam, kerap kali disebut lilitan amortisseur atau damper winding , dipasang pada

permukaan beberapa rotor generator untuk mengurangi kecenderungan berayun.

Rotor yang ditunjukkan dalam gambar dilengkapi dengan lilitan peredam yang terdiri

dari konduktor yang dihubung singkat dan dibenamkan pada muka kutub. Jika

ayunan terjadi, ada pergeseran fluksi jangkar melewati muka kutub, sehingga

menginduksikan arus dalam lilitan peredam. Karena setiap arus induksi melawan

aksi yang menimbulkannya, aksi ayunan dilawan oleh aliran arus induksi. Generator

yang digerakkan oleh turbin uap umumnya tidak mempuyai kecenderungan berayun

karena kopel yang dikenakan tidak berdenyut.

4.10 Nilai

Kapasitas generator dinilai dalam kilovoltamper dan biasanya dalam kilowatt

pada faktor daya tertentu. Data lain pada nameplate generator termasuk nilai

tegangan, arus, frekuensi, jumlah fase dan kepesatan. Kenaikan temperatur

maksimum dinyatakan bersama-sama dengan metode pengukuran temperatur yang

digunakan. Kebutuhan eksitasi juga dinyatakan, termasuk nilai tegangan medan dan

ampere/arus medan.

BAB V

PENGUJIAN ROTOR DAN STATOR GENERATOR SINKRON 50 MW

DI PLTU UNIT 1 PT INDONESIA POWER UBP SEMARANG

5.1 Sistem Isolasi Lilitan Rotor dan Stator

Sistem isolasi generator menggabungkan beberapa material berbeda untuk

memproteksi lilitan medan dan lilitan stator, sehingga bagian utama sistem

melibatkan banyak pengujian untuk mendapatkan batasan – batasan isolasi. Ini

meliputi kekuatan dielektrik yang telah secara tradisional berhasil dengan

menggunakan mika dalam bermacam – macam bentuk. Generator yang disusun

dengan isolasi lilitan asphalt-mika telah mempunyai sejarah dapat menyerap

kelembaban yang dalam beberapa kasus membutuhkan pengeringan lilitan untuk

mendapatkan level resistansi isolasi yang memuaskan. Sekarang lilitan menggunakan

isolasi epoxy-mica karena mempunyai kekuatan mekanik dan kekedapan terhadap

air, oli atau kontaminasi lain terhadap isolasi, yang ditimbulkan selama kondisi

abnormal.

Gambar 5.1. Sistem isolasi pada lilitan stator generator

Gambar 5.2. Sistem isolasi pada lilitan rotor generator

Fungsi utama isolasi adalah membatasi tegangan pada isolasi, jika tegangan

yang berlebihan diterapkan pada lilitan, stress tegangan akan mengakibatkan

pemanasan pada isolasi dan dapat mengakibatkan kerusakan. Tentunya level

tegangan yang cukup tinggi akan menghasilkan breakdown dengan segera.

Mempertahankan kekompakan dan kualitas sistem isolasi adalah sangat penting

terhadap pemanasan, kehampaan, kerusakan mekanis atau ketidaknormalan lain yang

mengakibatkan kelemahan terhadap isolasi. Kelemahan isolasi ini akan meningkat

secara berkelanjutan pada saat generator terus beroperasi pada tegangan kerja. Jika

tegangan breakdown mengalir pada isolasi sementara generator melayani beban, ini

kemungkinan besar akan mengakibatkan kerusakan yang terjadi pada komponen

generator, ini dapat menjadi sangat serius karena akan membutuhkan rewinding atau

pengantian lilitan. Untuk menghindari masalah - masalah tersebut maka seharusnya

dilakukan pemeliharaan secara berkala terhadap semua komponen dari sistem isolasi

sehingga kita dapat mencegah masalah - masalah tersebut sebelum terjadi.

5.2 Pengujian Rotor dan Stator

Ada beberapa pengujian pada sistem isolasi untuk mengevaluasi kekuatan

dielektrik untuk menjamin keandalan. Dari semuanya tanpa kecuali, melibatkan

tegangan yang melewati dinding/permukaan isolasi. Perbedaan dari satu pengujian

ke pengujian yang lain adalah perbedaan level tegangan yang diterapkan, pengukuran

dan penunjukkan hasil.

Secara garis besar pengujian rotor dan stator pada generator dibagi atas dua

kategori :

5.2.1 Proof Test

Proof test yaitu pengujian yang menggunakan level tegangan yang lebih tinggi

daripada tegangan kerja.

Argumen yang sering digunakan dalam pengujian tegangan lebih adalah

mungkin akan menimbulkan breakdown pada lilitan. Biaya dari waktu outage mesin

sangat bervariasi diantara outage yang direncanakan, pada saat beberapa waktu

perawatan dilakukan, dan outage selama kondisi beban puncak. Breakdown biasanya

mengalir selama kondisi beban puncak. Jika generator mempunyai isolasi tipis,

dimana dapat memungkinkan breakdown selama transient atau surja dalam sistem,

pengujian tegangan ini umumnya umumnya lebih ekonomis diperbaiki selama outage

yang direncanakan. Jika satu atau lebih titik lemah pada lilitan mengalir gangguan,

ini kemudian akan menjadi titik grounding dari lilitan, menggantikan netral dan

kemudian menerapkan tegangan yang besar ke bagian lain lilitan. Breakdown

susulan dapat mengalir kemudian, dimana dapat menghasilkan arus sirkulasi yang

tinggi seperti gangguan fasa ke fasa (seperti gambar 5.3). Ini akan menghasilkan

kerusakan inti, yang mengharuskan inti diperbaiki dan kemungkinan seluruhnya

diganti lilitannnya. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mencari kelemahan, dan

kemungkinan breakdown.

Contoh proof test pada generator adalah pengujian High Potensial Test.

GangguanSekunder

Arus Gangguan melewati inti statorTidak dapat diatasi oleh CB

Gambar 5.3 Tahap permulaan dua gangguan internal generator.

5.2.2 Analytical Test

Analytical test yaitu pengujian dengan menggunakan level tegangan yang

biasanya dibawah tegangan kerja.

Beberapa diantaranya jenis – jenis analytical test adalah sebagai berikut :

a. Insulation Resistance Test / Megger Test

b. DC Leakage

c. Dissipation Factor

d. Balancing Voltage Rotor Test

e. Tahanan Dalam (Rd) Rotor

f. Partial Discharge Test (PD Test)

Pengujian pada peralatan baru pada perusahaan berdasarkan standar ANSI

(American National Standards Institute) dan dilakukan oleh perusahaan sebelum

pengiriman. Jika pengguna memilih menggunakan pengujian tambahan pada

peralatan, ini juga harus berdasarkan standar yang dipublikasikan oleh ANSI.

5.3 Ulasan Pengujian

5.3.1 High Potensial Test

High Potensial Test atau biasa disebut dengan Hi-Pot Test adalah cara terbaik

dalam menentukan jaminan apakah iya atau tidak isolasi pada lilitan sesuai untuk

suatu level tegangan khusus. Hi-Pot Test paling umum diterapkan pada lilitan stator

generator untuk mencari kerusakan pada lilitan. Pengujian ini merupakan pengujian

yang dimaksudkan untuk memperkirakan kekuatan dielektrik isolasi dari lilitan stator

generator.

Prinsip kerja pengujian ini adalah jika ada kerusakan isolasi yang cukup besar,

tegangan yang cukup besar diterapkan pada lilitan maka akan mengakibatkan

breakdown pada isolasi tersebut, pengujian ini jarang dilakukan karena sifatnya

merusak sehingga perlu melilit ulang rotor atau stator jika terjadi breakdown.

Selama pengujian masing – masing fasa terpisah, salah satu fasa dites

sedangkan dua fasa lainnya digroundkan.

High Potensial Test dapat diklasifikasikan dalam tiga kategori utama yaitu

sebagai berikut :

5.3.1.1 AC High Potensial Test

AC High Potensial Test /AC Hi-Pot Test atau biasa disebut pengujian tegangan

50/60 hertz adalah pengujian dengan menggunakan tegangan pengujian normal 50/60

hertz untuk memenuhi standar pengiriman dari perusahaan. Tegangan pengujian

50/60 hertz digunakan diperusahaan karena pada simulasi stress yang dijumpai pada

isolasi lilitan stator selama generator beroperasi secara normal. Pada masa dahulu

peralatan pengujian AC Hi-Pot Test relatif berat, dan sehingga ukuran generator

meningkat, kemampuan perlengkapan pengujian telah meningkat juga. Peralatan

portabel resonant test telah dikembangkan yang menghasilkan arus yang diperlukan

tanpa menjadi lebih berat. Banyak generator telah dibuat sekarang dengan

perlengkapan pengujian yang dibutuhkan 300 kva atau lebih untuk pengujian AC Hi-

Pot Test pada lilitan stator. Tegangan yang diterapkan dalam pengujian AC Hi-Pot

Test adalah sebesar satu setengah kali dari tegangan line-to-line RMS generator

(1,5E) untuk keserasian dengan peralatan dan setelah penggantian kumparan atau bar

dipasang, sedangkan pada saat sebelum penggantian kumparan dipasang adalah

sebesar 1,5 E + 2000.

5.3.1.2 Very-Low-Frequency Test Voltage

Very-Low-Frequency Test Voltage atau VLF Test Voltage adalah pengujian

dengan menggunakan tegangan frekuensi 0.1 hertz. Peningkatan reaktansi kapasitif

pada range frekuensi sangat rendah mengurangi arus pengosongan pada pengujian.

Sehingga peralatan pengujian tegangan tinggi 0,1 hertz lebih ringan dan lebih mudah

untuk dibawa daripada peralatan konvensional AC Hi-Pot Test dan sebanding dengan

ukuran peralatan resonat test 50/60 hertz. Peralatan pengujian 0,1 hertz mempunyai

kemampuan untuk mencari perkiraan kerusakan seperti peralatan pengujian AC Hi-

Pot Test. Tegangan pada pengujian 0,1 hertz adalah harus 15% lebih besar daripada

nilai RMS tegangan pada pengujian AC Hi-Pot Test supaya mempunyai kemampuan

yang sama untuk mencari kerusakan.

5.3.1.3 DC High Potensial Test

Pada Hi-Pot Test selain dengan menggunakan tegangan AC juga dapat dengan

menggunakan tegangan DC atau biasa disebut dengan DC Hi-Pot Test. Peralatan

yang digunakan pada pengujian DC adalah lebih kecil daripada peralatan pengujian

AC Hi-Pot Test disebabkan oleh KVA yang dibutuhkan lilitan sangat kecil selama

pengujian. Besarnya tegangan pengujian DC seharusnya 70 % lebih besar daripada

tegangan RMS pengujian AC Hi-Pot Test untuk mendapatkan kemampuan yang

sama untuk mencari kerusakan.

Tabel 5.1 : Tegangan yang digunakan pada Hi-Pot Test

Pengujian Tegangan

Pengujian

50/60-Hertz

AC (RMS)

Tegangan Pengujian

0,1-Hertz AC (puncak)

Tegangan

Pengujian

DC

Sebelum penggantian

kumparan/bar dipasang

1,5 E + 2000 )20005,1(15,12 +Exx 1.7 x (1,5E) =

2,25E

Keserasian/kecocokan

dengan peralatan

1,5 E )5,1(15,12 Exx 1.7 x (1,5E) =2,25E

Setelah penggantian

kumparan/bar dipasang

1,5 E )5,1(15,12 Exx 1.7 x (1,5E) =2,25E

Dimana : E = Tegangan RMS line-to-line dari generator

5.3.2 Insulation Resistance Test / Megger Test

Insulation Resistance Test atau Megger Test merupakan pengujian yang

paling mudah dan sederhana untuk menentukan kemampuan isolasi. Megger test ini

dilakukan pada rotor dan stator generator, selain itu juga dapat diterapkan pada

semua mesin atau lilitan. Peralatan yang digunakan untuk pengujian ini disebut Mega

Ohm Meter atau biasa disebut Megger Tester atau Megger saja. Peralatan ini

membangkitkan tegangan internal tetap dan mempunyai resistansi internal yang

tinggi. Pengukuran sesungguhnya adalah mensensing tegangan terminal, jadi arus

yang mengalir menurunkan pembacaan skala yang dikalibrasi dalam Mega ohm.

Indeks yang biasa digunakan dalam menunjukkan pembacaan megger

dikenal sebagai dielectric absorbtion, yang diperoleh dengan pembacaan yang

berkelanjutan untuk periode waktu yang lebih lama. Jika pengujian berkelanjutan

untuk periode selama 10 menit, megger akan mempunyai kemampuan untuk

mempolarisasikan atau mencharge kapasitansi tinggi ke isolasi stator, dan

pembacaan resistansi akan meningkat jika isolasi bersih dan kering. Rasio

pembacaan 10 menit dibandingkan pembacaan 1 menit dikenal sebagai Polarization

Index atau Indeks Polarisasi (IP). Nilai Indeks polarisasi adalah 2,5 atau lebih tinggi

pada stator dan 1,25 atau lebih tinggi pada rotor/medan.

Hasil pembacaannya mengindikasikan apakah ada atau tidak bagian lilitan

yang terhubung singkat pada atau disekitar sistem isolasi. Jika IP terlalu rendah ini

mengindikasikan bahwa lilitan mungkin terkontaminasi oli, kotoran, serangga, atau

terbasahi oleh air.

Besarnya Polarization Index atau Indeks polarisasi (IP) dapat dirumuskan

sebagai berikut :

menit

menit

RRIP

1

10=

Dimana ; R10 menit : Resistansi pengukuran pada menit ke-10 ( M

R1 menit : Resistansi pengukuran pada menit pertama ( M

Pembacaan megger yang sangat rendah dan juga indeks polarisasi yang kecil

biasanya mengindikasikan adanya kelembaban dan pengeringan harus segera

dilakukan. Jika lilitan dipanaskan untuk menghilangkan kelembaban, pembacaan

resistansi akan bervariasi seperti ditunjukkan pada grafik gambar 5.4.

Gambar 5.4. Perubahan secara tipikal dalam 1 menit dan 10 menit resistansi isolasi selama proses

pengeringan 13,800 volt ac pada isolasi klas B kumparan jangkar. Apabila bersih dan kering IP-nya

akan lebih tinggi dari 2,5. Jika lembab dan atau kotor akan mempunyai IP mendekati 1 dan merupakan

indikasi permulaan masalah isolasi.

Secara garis besar megger pada generator dibagi menjadi dua yaitu megger

stator dan megger rotor, yang membedakan adalah tegangan yang diterapkan untuk

masing – masing pengujian.

Tegangan yang digunakan pada pengujian Insulation Resistance masih

dibawah tegangan puncak kerja line-to-ground lilitan sehingga test ini bukan

merupakan Hi-pot test.

Berdasarkan standar IEEE no 43-2000 besarnya tegangan yang diterapkan

untuk pengujian berdasarkan tegangan kerja pada lilitan generator dapat dilihat pada

tabel berikut.

Tabel 5.2. Tegangan DC yang diterapkan untuk pengujian megger berdasarkan tegangan kerja lilitan.

VAC (L – L)( tegangan kerja lilitan (line-to-line) )

VDC( tegangan DC yang diterapkan )

<100 5001000 – 2500 500 – 10002501 – 5000 1000 – 2500

5001 – 12000 2500 – 5000>12000 5000 -10000

Alat yang digunakan dalam megger adalah Metriso 5000A dengan tegangan

yang diterapkan untuk megger stator sebesar 5000 Volt DC sedangkan dalam megger

rotor tegangan yang diterapkan adalah 500 Volt DC karena melihat kemampuan rotor

untuk menahan tegangan. Megger terhadap stator sangat dipengaruhi oleh kondisi

cuaca/ kelembaban.

5.3.2.1 Megger Stator

Secara garis besar megger stator sendiri dibagi menjadi dua yaitu megger fasa

ke fasa dan fasa ke ground. Berikut adalah rangkaian megger stator :

Gambar 5.5. Rangkaian megger stator fasa – ground

Gambar 5.6. Rangkaian megger stator fasa – fasa

Dalam pengukuran megger stator tidak hanya dilakukan sekali saja,

pengukuran megger stator tesebut dilakukan berdasarkan tahapan dan waktunya

adalah sebagai berikut yaitu :

§ Megger awal stator

§ Megger stator sebelum penambahan resin

§ Megger stator setelah penambahan resin

§ Megger stator sebelum divarnis

§ Megger stator setelah rotor dimasukkan

§ Megger stator sebelum busbar di connect

Maksud megger stator yang berkelanjutan ini dimaksudkan untuk

memastikan bahwa kelembaban lilitan stator tetap terjaga dan tidak terjadi hubung

singkat atau kerusakan isolasi selama proses perawatan. Jika dalam proses yang

berkelanjutan tersebut didapatkan nilai indeks polarisasi (IP) yang terlalu kecil itu

mengisyaratkan bahwa stator terlalu lembab maka perlu dipanasi/pengeringan

dengan lampu halogen.

Dari megger stator tersebut berikut adalah datanya yang dilakukan selama 10

menit untuk mendapakan indeks polaritas.

a. Megger awal stator

Megger ini dilakukan pada saat awal rotor generator dikeluarkan. Pada

pengukuran ini generator harus dalam kondisi mati.

Cuaca : setelah hujan (29 °C )Tabel 5.2 : Megger awal stator fasa – groundMenit ke R (G ) S (G ) T (G )1 2,5 0,9 1,72 3 1,2 23 3,2 1,3 2,24 3,2 1,4 2,55 3,2 1,5 2,86 3,3 1,5 2,97 3,3 1,5 3,28 3,3 1,5 3,49 3,5 1,6 3,510 3,5 1,6 3,6

IP = 1,4 IP = 1,7 IP = 2,11

Tabel 5.3 : Megger awal stator fasa – fasa.

Menit ke-R - S, T-Ground(G )

R - T ,S-Ground(G )

S - T, R-Ground(G )

1 3,6 2,9 3,1

2 3,6 3,6 3,63 3,9 4 3,94 4,2 4,2 45 4,3 4,9 4,26 5 5 4,37 5,2 5,2 4,58 5,4 5,8 4,89 5,5 5,8 4,810 5,6 6 4,8

IP = 1,8 IP = 2,0 IP = 1,6

b. Megger stator sebelum penambahan resin

Cuaca : mendung ( 30 °C )Tabel 5.4 : Megger fasa – ground stator sebelum penambahan resin

Menit ke R (G ) S (G ) T (G )1 1 0,79 0,72 1,1 0,85 0,713 1,2 0,9 0,754 1,3 0,92 0,755 1,3 0,95 0,786 1,4 0,975 0,87 1,4 0,975 0,88 1,4 1 0,89 1,5 1 0,810 1,5 1 0,8

IP = 1,5 IP = 1,26 IP = 1.14

Tabel 5.5 : Megger fasa – fasa stator sebelum penambahan resin

Menitke-

R - S, T-Ground(G )

R - T ,S-Ground(G )

S - T, R-Ground(G )

1 1,8 1,7 1,52 2,1 2 1,83 2,1 2,1 1,94 2,2 2,2 25 2,2 2,2 26 2,3 2,2 27 2,3 2,3 2,18 2,4 2,3 29 2,5 2,3 210 2,5 2,5 2,2

IP = 1,4 IP = 1,4 IP = 1,46

c. Megger stator setelah penambahan resin

Cuaca : hujan ( 29°C )Tabel 5.6 : Megger fasa – ground stator setelah penambahan resin

Menit ke R (G ) S (G ) T (G )1 0,6 0,7 0,92 0,68 0,78 13 0,7 0,81 1,24 0,72 0,85 1,25 0,75 0,87 1,36 0,76 0,88 1,37 0,78 0,9 1,38 0,8 0,9 1,39 0,8 0,9 1,310 0,81 0,91 1,3

IP = 1,35 IP = 1,3 IP = 1,44

Tabel 5.7 : Megger fasa – fasa stator setelah penambahan resin

Menit keR - S, T-Ground(G )

R - T ,S-Ground(G )

S - T, R-Ground(G )

1 1,6 1,8 1,72 1,7 2 1,83 1,8 2,1 1,94 2 2,1 25 2 2,2 26 2 2,2 27 2 2,3 28 2,1 2,3 29 2,1 2,3 2,110 2,1 2,3 2,1

IP = 1,3 IP = 1,27 IP = 1,23

Pemberian resin akan mengakibatkan lilitan stator menjadi lembab jadi

setelah pemberian resin perlu dipanaskan agar tidak lembab, pengeringan dapat

dilakukan dengan lampu halogen.

Penambahan resin dimaksudkan untuk meningkatkan kekuatan isolasi karena

resin mempunyai sifat – sifat sebagai berikut :

§ Secara mekanik sebagai lock windage yaitu penahan lilitan dari getaran

atau sebagai pengunci lilitan.

§ Secara elektrik sebagai isolator untuk mengisolasi lilitan.

d. Megger stator sebelum divarnis

Cuaca : mendung ( 30 °C )Tabel 5.8 : Megger fasa – ground stator sebelum divarnis

Menit ke R (G ) S (G ) T (G )1 1,2 1 1,12 1,3 1,1 1,13 1,5 1,1 1,24 1,5 1,2 1,25 1,5 1,3 1,26 1,5 1,4 1,37 1,5 1,5 1,48 1,5 1,5 1,49 1,5 1,5 1,410 1,5 1,5 1,5

IP = 1,25 IP = 1,5 IP = 1,5

Tabel 5.9 : Megger fasa – fasa stator sebelum divarnis


R - T ,S-Ground(G )

S - T, R-Ground(G )

1 3 3 22 3,6 3,5 23 3,8 3,6 2,34 3,9 3,7 2,35 4 3,7 2,46 4,5 3,7 2,47 4,5 3,8 2,48 4,7 3,8 2,59 4,8 3,8 2,510 4,9 3,8 2,5

IP = 1,6 IP = 1,26 IP = 1,25

e. Megger stator setelah rotor dimasukkan

Cuaca : mendung ( 30°C )Tabel 5.10 : Megger fasa – ground stator setelah rotor dimasukkan.

Menit ke R (G ) S (G ) T (G )1 1,8 0,9 1,22 2,2 1 1,33 2,3 1,1 1,44 2,3 1,1 1,55 2,3 1,1 1,66 2,3 1,2 1,77 2,4 1,3 1,7

8 2,5 1,3 1,79 2,5 1,3 1,710 2,5 1,3 1,8

IP = 1,3 IP = 1,4 IP = 1,5

Tabel 5.11 : Megger fasa – fasa stator setelah rotor dimasukkan.


R - T ,S-Ground(G )

S - T, R-Ground(G )

1 2,5 3 2,82 2,8 3,5 33 3 3,7 3,14 3,1 3,8 3,15 3,2 3,8 3,26 3,2 3,8 3,27 3,3 3,9 3,28 3,4 3,9 3,29 3,5 3,9 3,210 3,6 3,9 3,2

IP = 1,4 IP = 1,3 IP = 1,1

Megger stator setelah rotor dimasukkan dimaksudkan untuk memastikan

apakah ada gangguan hubung singkat yang tejadi pada stator, gangguan ini bisa

diakibatkan adanya kerusakan isolator pada saat rotor dimasukkan akibat gesekan

antar lilitan rotor dan stator sehingga mengakibatkan isolasinya rusak/lecet.

f. Megger stator sebelum busbar di connect

Cuaca : setelah hujan ( 29 °C )Tabel 5.12 : Megger fasa – ground stator sebelum busbar di connect.

R (G ) S (G ) T (G )0,95 0,75 0,6

Tabel 5.13 : Megger fasa – fasa stator sebelum busbar di connect.

R - S, T-Ground (G ) R - T ,S-Ground (G ) S - T, R-Ground (G )1,7 1,5 1,7

Megger stator sebelum busbar di connect ini dimaksudkan untuk memastikan

bahwa lilitan stator tidak ada yang mengalami hubung singkat. Apabila terjadi

hubung singkat pada lilitan maka pada megger akan menghasilkan nilai hambatan

sebesar nol (Z= 0).

Dengan hasil IP seperti pengujian diatas maka stator masih lembab sehingga

perlu dikeringkan supaya dapat didapatkan nilai IP yang sesuai. Kelembaban sangat

mempengaruhi nilai IP karena resistansi pada awal pertama besar dan hanya

meningkat sedikit pada saat menit kesepuluh sehingga didapatkan IP yang kecil. Ini

berbeda pada saat kondisi kering pada saat awal menit pertama nilai resistansi kecil

dan meningkat secara bertahap sampai menit ke 10 sehingga akan didapatkan nilai IP

yang bagus.

Selain dengan menggunakan acuan indeks polarisasi sebagai penentu apakah

lilitan generator dalam keadaan lembab atau mengalami hubung singkat juga dapat

digunakan acuan berdasarkan nilai resistansi minimum dengan syarat besarnya nilai

resistansinya adalah sebesar tegangan operasi dalam KV ditambah 1 untuk kemudian

dikalikan dengan 100 M yang dapat dirumuskan sbb :

Ω+= MxVrmsR .100)1(min

Dimana : Rmin = resistansi minimum lilitan dalam M

Vrms = tegangan rms dalam KV (line-to-line)

Contoh pada generator dengan tegangan operasi 11,5 KV maka resistansi

minimumnya adalah sebesar :

Rmin = (11,5 + 1) x 100 M = 1250 M = 1,25 G

5.3.2.2 Megger Rotor

Pada Megger rotor tegangan yang dikenakan tidak boleh besar karena akan

merusak isolasi pada rotor, karena tegangan yang dapat ditahan rotor terbatas

menyesuaikan tegangan eksitasinya. Pada megger rotor ini digunakan tegangan

sebesar 500 V DC.

Gambar 5.7. Rangkaian Megger rotor

Berdasarkan tahapannya megger rotor pada saat overhaul tidak jauh berbeda

dengan megger stator, berikut adalah tahap – tahap megger dari rotor :

§ Megger awal rotor

§ Megger rotor (sebelum Retaining Ring di lepas)

§ Megger rotor sebelum injeksi DC (Retaining Ring dilepas)

§ Megger rotor (setelah Retaining Ring masuk)

§ Cek Megger rotor (setelah Retaining Ring masuk)

a. Megger awal rotor

Megger awal rotor ini dilakukan ketika rotor baru saja dikeluarkan dari

generator sebelum dilakukan sebelum heating dan cleaning.Tabel 5.14 : Megger awal rotor (sebelum heating dan cleaning)

Cuaca : setelah hujan ( 29 °C )Tegangan : 500 VWaktu ( t ) : 1 menitHasil : Z = 800 M

Resistansi rotor dan stator sangat dipengaruhi oleh kelembaban disekitarnya

karena akan mempengaruhi kelembaban lilitan, semakin besar kelembaban maka

impedansi semakin besar.

b. Megger rotor sebelum Retaining Ring di lepas

Tabel 5.15 : Megger rotor sebelum Retaining Ring di lepas

Cuaca : mendung ( 30 °C )Tegangan : 500 VWaktu ( t ) : 1 menitMegger Rotor Z = 2,5 GMegger Rotor diberi Resin Z = 1 G

c. Megger rotor sebelum injeksi DC (Retaining Ring dilepas)

Tabel 5.16 : Megger rotor sebelum injeksi DC (Retaining Ring dilepas)

Cuaca : hujan ( 29 °C )Tegangan : 500 VWaktu ( t ) : 1 menitkutup A- ground : ZA = 5 M

d. Megger rotor setelah Retaining Ring masuk

Tabel 5.17 : Megger rotor setelah Retaining Ring masuk

Cuaca : Mendung (30 °C)Tegangan : 500 VWaktu ( t ) : 1 menitMegger Rotor Z = 90 M

Setelah Retaining Ring masuk ini sangat mempengaruhi resistansi rotor

sehingga didapatkan nilai hasil megger yang besar.

e. Cek Megger rotor setelah Retaining Ring masuk

Cuaca : Mendung (30 °C)

Tabel 5.18 : Cek megger rotor setelah Retaining Ring masuk

Menit ke Z (M )1 652 1003 1004 1055 1106 1207 1218 1259 12510 130

IP = 2

Dengan hasil pada cek megger rotor setelah Retaining Ring masuk

didapatkan hasil bahwa indeks polarisasi sudah memenuhi standar yang ditentukan

yaitu sebesar 1,25. Selain itu cek megger rotor setelah Retaining Ring masuk ini

dimaksudkan untuk memastikan bahwa tidak ada hubung singkat pada lilitan rotor

setelah Retaining Ring masuk karena dalam pemasangan atau pelepasan Retaining

Ring dengan memakai suhu yang sangat tinggi.

Setelah rotor dimasukkan sudah tidak dilakukan lagi megger rotor karena

rotor sudah dimasukkan pada statornya dan sebelum dimasukan sudah di megger.

5.3.3. DC Leakage

DC Leakage adalah tipe pengukuran lain untuk menentukan resistansi isolasi.

Ini diperoleh dengan pengujian dengan set tegangan yang berubah ubah dimana

tegangan yang diterapkan pada isolasi dinaikkan secara bertahap dan arus bocor yang

melewati isolasi diukur pada masing – masing tegangan. Ini membutuhkan peralatan

yang lebih kompleks dan besar daripada megger tetapi memberikan ketepatan lebih,

seperti dasar level isolasi. Ini mempunyai kemampuan lebih tinggi dan dapat

menjaga tegangan yang dipilih konstan saat sementara arus bocor diukur pada point

tegangan yang diinginkan. Pengujian ini telah digunakan secara ekstensif dalam

peralatan elektris yang sudah tua, terutama menyangkut sistem isolasi, yang

didasarkan kepada penyerapan kelembaban.

Mesin berpendingin udara berdasarkan perubahan kelembaban dalam udara

pendingin. Pada mesin berpendingin hidrogen, lingkungan sekitar sungguh kering

dan lilitan terhindar dari kelembaban. Bahkan jika gangguan tidak ada pada isolasi

dalam lapisan udara yang sangat kering, sepanjang gangguan pada saat kering dan

bersih, tidak cukup besar arus bocor dc yang didapatkan. Ini kemudian

memungkinkan bahwa pengujian dc leakage akan gagal / tidak sesuai untuk

mengindikasikan gangguan pada generator berpendingin hidrogen. Sementara sistem

epoxy-mica tidak menyerap kelembaban dalam kondisi normal.

Tegangan dc yang diterapkan secara bertahap pada pengujian dc leakage

tegangan maksimumnya dibatasi sampai dua kali nilai RMS tegangan kerja ac dari

generator.

rmsxVmaksimumV ACDC 2=

Dimana,

VDC maksimum : Tegangan dc maksimum pada pengujian dc leakage

VAC rms : Tegangan RMS generator

5.3.4. Dissipation Faktor

Dissipation faktor atau faktor disipasi isolasi diukur sebagai bagian dari

keseluruhan rencana evaluasi untuk menentukan kondisi isolasi. Pengukuran ini juga

biasa disebut power factor atau tan delta dan merupakan parameter untuk

memperlihatkan efisiensi isolasi. Pengujian tan delta dilakukan pada lilitan stator.

Pengujian ini efektif untuk mendeteksi kontaminasi isolasi, kualitas

semikonduktor, jumlah kandungan kehampaan, kerusakan parsial discharge,

delamination isolasi.

Isolasi yang sempurna adalah mempunyai PF 0 dan tidak mempunyai rugi –

rugi internal. Peningkatan faktor disipasi sebagai fungsi tegangan mengindikasikan

angka peningkataan ionisasi, rugi – rugi internal dan pemanasan.

Angka perubahan dalam slope pada kurva, kurva ini menyediakan nilai dalam

menentukan kualitas isolasi.

Pengujian ini merupakan pengujian AC yang menggunakan frekuensi kerja

peralatan. Pada saat tegangan dengan frekuensi kerja diterapkan pada isolasi stator,

jumlah arus yang mengalir terdiri dari dua komponen arus kapasitif yang relatif besar

( ic ), yang mendahului tegangan 90°, dan arus resistif yang lebih kecil ( ir ) yang

sefasa dengan tegangan. Dielektrik kapasitor yang disimulasikan adalah sistem

isolasi yang meliputi dua elektroda, konduktor tembaga tegangan tinggi dan inti besi

stator. Faktor daya adalah cos , sudut antara tegangan yang diterapkan dan total

arus.

VAWatts

EiW

EiEi

iiCos

tt

r

t

r ====θ

Gambar 5.8. Rangkaian dielektrik dasar.

Gambar 5.9. Arus pengisian total.

Pengukuran ini merupakan pengukuran rugi – rugi dielektrik isolasi dan

memberikan informasi yang sesuai tentang kualitas isolasi. Faktor daya diterapkan

per fasa pada tegangan yang meningkat, dimulai dibawah tegangan permulaan

korona timbul dan berlanjut sampai rating tegangan fasa ke netral generator dan

mungkin 25 % ke atas. Tip-up faktor daya adalah faktor daya yang diukur pada

tegangan line-netral di kurangi faktor daya tegangan rendah ( umumnya diterapkan

100 % dan 25 % dari tegangan line – netral ).

Gambar 5.10. Kumparan dengan sedikit rongga/ kehampaan pada isolasinya mempunyai PF 2 % pada

tegangan kerja. Sedangakan dengan banyak kehampaan mempunyai PF 5%-10% yang diukur pada

tegangan kerja.

Selama semua tipe isolasi kering mengandung kehampaan, faktor daya akan

meningkat dengan peningkatan tegangan pengujian. Peningkatan faktor daya sebagai

fungsi tegangan dikarenakan oleh ionisasi gas pada kehampaan sistem isolasi.

Pada sistem isolasi dengan kehampaan yang berlebihan akan mempunyai tip-

up faktor daya yang lebih tinggi ( lihat gambar 5.10). Kehampaan yang berlebihan

mungkin dikarenakan penuaan kertas pengikat isolasi atau material

pengikat/penyusun sistem isolasi. Penuaan material ini menimbulkan pengurangan

kekuatan fisik dan dapat menghasilkan kehampaan/rongga. Sekali kehampaan yang

berlebihan terjadi, parsial discharge akan terjadi yang juga akan merusak material

penyusun isolasi. Degradasi sistem isolasi mungkin akan terjadi secara internal

maupun pada permukaan koil/bar diantara slot.

Lilitan stator harus diisolasi dan netral terpisah sehingga masing – masing

fasa diuji secara terpisah. Masing – masing fasa diuji pada fasa ke ground.

Pengujian faktor daya pada lilitan stator dilakukan pada saat tidak beroperasi

dan pada saat rotor dikeluarkan.

5.3.5. Balancing Voltage Rotor Test

Sebelum melakukan balancing voltage rotor test maka dilakukan dahulu

pengukuran Impedansi Karakteristik Rotor untuk menentukan kelinearan impedansi

rotor apabila diterapkan tegangan baik dengan pengujian tegangan naik maupun

tegangan turun dengan tegangan AC sampai dengan tegangan yang akan diterapkan

pada pengujian balancing tegangan rotor.

Dalam balancing voltage rotor ini dibutuhkan alat – alat antara lain adalah

supply tegangan yang dapat divariasi berupa voltage regulator, tang Amperemeter

dan AVO meter. Berikut adalah rangkaian pengukuran impedansi karakteristik :

Gambar 5.11. Rangkaian pengukuran impedansi karakteristik.

Berdasarkan pengukuran berikut adalah data pengukuran impedansi

karakteristik untuk pengujian tegangan naik maupun tegangan turun.

5.3.5.1 Pengukuran Impedansi Karakteristik Rotor Sebelum

Pemasangan Retaining Ring.Tabel 5.19. Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan naik sebelum pemasangan Retaining

Ring.

Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

10 10 0.53 18.8620 19.9 1.04 19.1330 30.2 1.56 19.3640 40 2.03 20.750 50.2 2.47 20.3260 60.1 2.9 20.7270 70 3.31 21.1480 80 3.7 21.6290 90 4.1 21.95100 100 4.47 22.37110 110 4.85 22.68120 120 5.23 22.94130 130 5.6 23.21

Gambar 5.12. Grafik impedansi karakteristik tegangan naik sebelum pemasangan Retaining Ring.

Tabel 5.20. Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan turun sebelum pemasangan Retaining

Ring.

Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

130 130 4.99 26.05120 120 4.95 24.24110 110 4.58 24.01100 100 4.23 23.6490 90 3.87 23.2580 80 3.78 21.1670 70 3.11 22.560 60 2.73 21.9750 50 2.33 21.45

40 40 1.94 20.6130 30 1.51 19.8620 20 1.04 19.2310 10 0.54 18.51

Gambar 5.13. Grafik impedansi karakteristik tegangan turun sebelum pemasangan Retaining Ring.

Pada waktu uji impedansi karakteristik seharusnya nilai Z perubahannya tidak

terlalu banyak baik pada saat pengujian tegangan naik maupun pada saat tegangan

turun. Tegangan tertinggi pada saat melakukan pengujian impedansi karakteristik

adalah sebesar tegangan yang akan dinjeksikan sewaktu pengujian balancing rotor

yaitu 130 Volt AC. Ukur Impedansi Karakteristik dilakukan sebelum dan sesudah

pemasangan Retaining Ring (R-R) ini dimaksudkan untuk memastikan impedansi

karakteristik rotor masih linear dengan peningkatan tegangan yang diterapkan.

5.3.5.2 Pengukuran Impedansi Karakteristik Rotor Setelah Pemasangan

Retaining Ring.Tabel 5.21. Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan naik setelah pemasangan Retaining

Ring.

Vac-regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

10 10.1 0.62 16.2920 20.3 1.21 16.7730 29.9 1.7 17.5840 39.9 2.19 18.2150 50.8 2.71 18.7460 60.9 3.18 19.1570 70.9 3.64 19.4780 80.3 4.05 19.8290 90 4.46 20.18100 100.6 4.94 20.36

110 110.4 5.34 20.67120 120.6 5.75 20.97130 130.1 6.14 21.18

Gambar 5.14. Grafik impedansi karakteristik tegangan naik setelah pemasangan Retaining Ring

Tabel 5.22. Data pengukuran impedansi karakteristik tegangan turun setelah pemasangan Retaining

Ring.

Gambar 5.15. Grafik impedansi karakteristik tegangan turun setelah pemasangan Retaining Ring.

Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

130 130.1 6.14 21.19120 120.6 5.74 21.01110 110.5 5.27 20.96100 100.5 4.89 20.5590 90.5 4.46 20.2980 80.5 4 20.1270 70.6 3.55 19.8860 60.2 3.05 19.7350 50.3 2.61 19.2740 40.3 2.1 19.1930 30.4 1.57 19.3620 20.1 1.06 18.9610 10.4 0.6 17.33

Dari pengukuran impedansi karakteristik tersebut diatas didapatkan hasil

impedansi karakteristik yang linear terhadap tegangan yang diterapkan secara

bertahap.

5.3.5.3. Balancing Voltage Rotor Test

Balancing voltage rotor test adalah mengukur ketidakseimbangan tegangan

(unbalance voltage) antara kutup A dan kutup B terhadap center pole pada rotor.

Caranya adalah dengan cara menginjeksi tegangan AC sebesar 130 Volt AC

pada kedua ujung kutup rotor kemudian mengukur besarnya tegangan kutup A

terhadap center pole kemudian mengukur kutup yang lain (kutup B) sehingga akan

didapatkan tegangan masing masing tegangan kutup A terhadap center pole (VA) dan

tegangan kutup B terhadap center pole (VB). Rangkaian pengujian balancing voltage

rotor adalah sebagai berikut :

Gambar 5.16. Rangkaian pengujian balancing tegangan rotor.

Besarnya tegangan yang diinjeksikan pada lilitan rotor adalah sebesar 130

Volt AC yang dinjeksikan pada ujung lilitan rotor.

Dari hasil pengukuran didapatkan hasil percobaan untuk masing masing

kutup terhadap center pole adalah sebagai berikut :

V kutup A - center pole = 68,8 V

V kutup B - center pole = 59,4 V

Syarat seimbang adalah tegangan diantara kutup terhadap center pole adalah

harus sama atau masih dalam batas toleransi yaitu maksimal drop tegangannya ( V)

adalah tidak boleh lebih dari 10 % dari total tegangan yang diinjeksikan ke rotor.

Dimana drop tegangannya dapat dirumuskan sebagai berikut :

persenxV

VVV

R

CBCA 100−− −=∆

Dimana :

V = drop tegangan dalam %

VR = tegangan yang diinjeksikan ke lilitan rotor

VA-C = tegangan hasil pengukuran kutup A terhadap center pole

VB-C = tegangan hasil pengukuran kutup B terhadap center pole

Dari pengujian diatas total tegangan yang diinjeksikan adalah 130 Volt. Jadi

dalam perhitungan drop tegangan adalah sebesar :

persenpersenxV 076,7100130

4,596,68=

−=∆

Jadi besarnya drop tegangan masih dalam toleransi yaitu sebesar 7,076 % jadi

dapat disimpulkan bahwa rotor tersebut masih sesuai dengan ketetapan yang

ditentukan.

5.3.6 Tahanan Dalam (Rd) Rotor

Pengujian tahanan dalam atau coil resistance test adalah pengujian untuk

mengetahui kesetidaktimbangan antar fasa/kutup, kesesuaian antara nilai tahanan

dalam lilitan yang diukur, pengukuran sebelumnya dan dengan nilai pada nameplate.

Jika terjadi masalah, rotor seharusnya diperiksa untuk mencari penyebab

ketidaksesuaian tersebut. Masalah yang timbul biasanya adalah hubung singkat

dengan rotor, hubung singkat diantara lilitan baik antara fasa yang sama atau

berbeda, dan lepas atau rusaknya koneksi lilitan. Sebenarnya lebih jauh Hi-pot atau

Surge test tidak perlu dilakukan selama hasil pengukuran tahanan dalam telah sesuai.

Pada pengukuran tahanan dalam rotor (Rd) hanya dapat dilakukan pada saat

Retaining Ring (R-R) dilepas karena center pole terletak disebelah sisi dalam dari

Retaining Ring. Pelepasan retaining ring ini membutuhkan waktu yang lama karena

proses pelepasannya harus dengan pemanasan yang sangat tinggi ( sekitar 300° C )

secara merata sehingga retaining ring dapat memuai sehingga retaining ring dapat

didorong keluar. Pemanasan ini dengan media arus yang besar yang dialirkan melalui

keramik.

Gambar 5.17. Pelepasan Retaining Ring (R-R)

Peralatan yang digunakan untuk mengukur tahanan dalam adalah Winding

Resistance Meter, pada pengukuran ini digunakan alat produk dari Vanguard

Instruments Company type WRM-40. Winding Resistance Meter dapat mengukur

resistansi secara akurat dengan range dari 1 mikro ohm sampai ratusan ohm, alat ini

dapat digunakan untuk mengukur resistansi lilitan motor, lilitan trafo atau pengujian

resistansi rendah yang lain..

Cara pengukuran adalah dengan memberikan tegangan pengujian maksimum

sebesar 36 Vdc sehingga akan ada arus yang mengalir ke lilitan rotor yang besarnya

menyesuaikan supply tegangan pengujian, besarnya arus maksimum sampai dengan

40 Ampere. Pada saat pengujian ini maka akan timbul panas pada lilitan rotor, suhu

yang terukur pada lilitan rotor ini kemudian akan dicari nilai resistansi ekivalennya

dari lilitan aluminum atau tembaga berdasarkan standar referensi suhu. Nilai

resistansi ekivalen inilah yang kemudian disebut hambatan dalam.

Dari hasil pengukuran didapatkan besarnya tahanan dalam masing – masing

lilitan dari kedua kutup adalah sebagai berikut :

R1 : 118,6 miliohmR2 : 119,4 miliohm

Dimana R1 adalah besarnya tahanan dalam kutup A terhadap center pole,

sedangkan R2 adalah besarnya tahanan dalam kutup B terhadap center pole.

Besarnya batas maksimum perbedaan tahanan dalam adalah tidak boleh

melebihi dua persen ( 2 % ) dari total tahanan dalam.

persenxRR

RRR 10021

21max +

−=∆

Dimana :

Rmax = selisih maksimum antara tahanan dalam R1 dan R2

R1 = besarnya tahanan dalam kutup A terhadap center pole

R2 = besarnya tahanan dalam kutup B terhadap center pole.

Jadi berdasarkan hasil pengukuran didapatkan besarnya selisih maksimum

antara tahanan dalam R1 dan R2 adalah sebesar :

persen

persenx

persenxR

3361.0

100238

8,0

1004,1196,1184,1196,118

max

=

=

+−

=∆

Dari hasil pengukuran dapat disimpulkan bahwa nilai tahanan dalam rotor

masih memenuhi standar karena besarnya selisih maksimum antara tahanan dalam R1

dan R2 masih dibawah 2 % yaitu sebesar 0,3361 %.

Untuk diagram pengawatan pengukuran hambatan dalam adalah sbb :

Gambar 5.18. Rangkaian pengawatan pengukuran hambatan dalam (Rd) dengan menggunakan

Winding Resistance Meter.

Perbedaan antara megger rotor dengan pengukuran tahanan dalam (Rd) rotor

adalah level tegangan yang digunakan untuk pengujian, dalam megger rotor tegangan

pengujian adalah besar dengan arus yang kecil hanya dalam orde miliampere.

Sedangkan dalam pengukuran tahanan dalam rotor tegangan pengujian hanya sampai

beberapa Volt dengan arus yang besar hingga orde puluhan Ampere.

5.3.7. Partial Discharge Test

Partial Discharge Test atau PD test telah dipakai lebih dari 50 tahun untuk

mengukur kualitas isolasi, dan kadang – kadang untuk mendeteksi penurunan isolasi

yang terjadi pada peralatan tegangan tinggi. Untuk beberapa tipe peralatan, tujuan

pengukuran PD adalah untuk mencari masalah pembuatan dalam peralatan baru,

sementara beberapa pengguna juga menggunakan PD test untuk mendeteksi

kemunduran saat peralatan saat sedang digunakan.

Partial Discharge Test atau PD test dapat dilakukan pada saat generator

beroperasi (on-line PD test) dan pada saat generator berhenti operasi atau

mengenergize peralatan tegangan tegangan tinggi dengan trafo eksternal (off-line PD

test). Pengujian partial discharge secara langsung mengukur pulsa arus yang

dihasilkan dari PD pada lilitan. Jadi proses kegagalan yang dihasilkan PD sebagai

gejala dapat dideteksi dengan metode ini. Pengujian ini relevan/sesuai untuk lilitan

stator dengan rating tegangan 2300 volt atau diatasnya. Metode umum PD test

terbagai menjadi beberapa klasifikasi yang meliputi :

1. Off-line PD test pada stator untuk mengukur aktifitas PD

2. TVA (corona) probe test untuk menentukan lokasi PD

3. Ultrasonic probe test untuk menentukan lokasi PD

4. Blackout or ultraviolet test untuk menentukan lokasi PD

5. On-line PD test untuk mengukur aktifitas PD selama kondisi normal operasi.

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

1. PT. Indonesia Power membangkitkan energi listrik dengan Unit Pembangkit

Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap

(PLTGU).

2. Pembangkit Listrik Tenaga Uap memiliki daya terpasang 300 MW, terdiri

atas unit 1 sebesar 50 MW, unit 2 sebesar 50 MW dan unit 3 sebesar 200 MW

3. Komponen utama Pembangkit Listrik Tenaga Uap, yaitu:

a. Pompa (BFP, CWP, dll)

b. Boiler (Economizer, Superheater, burner dll.)

c. Turbin (Tekanan tinggi, tekanan menengah ,dan tekanan rendah)

d. Kondensor (sistem pendinginan)

e. Generator sinkron

4. Sistem isolasi yang digunakan dalam rotor dan stator generator sinkron 50

MW Unit 1 adalah isolasi epoxy-mica karena mempunyai kekuatan mekanik

dan kekedapan terhadap air, oli atau kontaminasi lain.

5. Berdasarkan tegangan yang diterapkan pengujian rotor dan stator generator

dibagi atas Proof Test dan Analitycal Test.

6. Pada pengujian Proof Test/High Potensial Test dapat menimbulkan

breakdown pada isolasi karena tegangan yang diterapkan diatas tegangan

kerja.

7. Macam – macam pengujian rotor dan stator generator sinkron adalah sebagai

berikut:

a. High Potensial Test

b. Insulation Resistance

c. DC Leakage

d. Dissipation Factor

e. Balancing Voltage Rotor Test

f. Tahanan Dalam (Rd) Rotor

g. Partial Discharge Test

6.2 Saran

1. Untuk menghindari masalah - masalah kerusakan sistem isolasi maka

seharusnya dilakukan pemeliharaan secara berkala terhadap semua komponen

dari sistem isolasi sehingga kita dapat mencegah masalah - masalah tersebut

sebelum terjadi.

2. Kerja sama dengan lingkungan akademis agar lebih ditingkatkan, dengan

mengadakan berbagai macam kegiatan yang bisa bermanfaat bagi mahasiswa

pada khususnya dan dunia kerja pada umumnya.

DAFTAR PUSTAKA

[1] C. Stone. Greg, “Recent Important Changes in IEEE Motor and Generator

Winding Insulation Diagnostic Testing Standards”, IEEE Fellow, Iris Power

Engineering, 1 Westside Drive Unit 2 Toronto, Canada, PCIC – XX, 2004.

[2] Lister,“Mesin dan Rangkaian Listrik”, Edisi keenam, Erlangga, Jakarta, 1993.

[3] Marsudi, Ir. Djiteng, “Pembangkitan Energi Listrik”, Erlangga, Jakarta, 2005.

[4] Theraja. BL, “Electrical Technology Volume II”, S. Chand & Company LTD,

Ram Nagar, New Delhi, 1994.

[5] United States Department of The Interior, “Testing Solid Insulation of

Electrical Equipment, Facilities Instructions, Standards, and Tecniques”,

Volume 3-1, Facilities Engineering Branch Denver, Colorado, 2000.

[6] www.gmc-instruments.com/english/pgruppe/electricaltesting.htm

[7] www.gepower.com/prod_serv/serv_for/generators/en/testing_insp/index.htm

[8] www.indonesiapower.co.id

[9] www.vanguard-instruments.com/products/lrmeters/wrm40.php

[10] ........., “Drying Turbine Generator Windings, GEI-69534B”, Manual Book

PLTU Unit 1&2 PT. Indonesia Power UBP Semarang.

[11] ........., “Drying Turbine Generator Windings-Hidrogen Cooled Turbine

Generator, GEI-53946D , Manual Book PLTU Unit 1&2 PT. Indonesia

Power UBP Semarang.

[12] ........., “Insulation Testing of Turbine-Generator Windings, GEK-7613A ,

Manual Book PLTU Unit 1&2 PT. Indonesia Power UBP Semarang.

[13] ........., “Insulation Testing of Turbine-Generator Windings (Epoxy-Bonded

Mica Insulation System), GEK-7613F , Manual Book PLTU Unit 1&2 PT.

Indonesia Power UBP Semarang.

http://www.gmc-instruments.com/english/pgruppe/electricaltesting.htm

http://www.gepower.com/prod_serv/serv_for/generators/en/testing_insp/index.htm

http://www.indonesiapower.co.id

http://www.vanguard-instruments.com/products/lrmeters/wrm40.php

Makalah Seminar Kerja PraktekPENGUJIAN ROTOR DAN STATOR GENERATOR SINKRON 50 MW

DI PLTU UNIT 1 PT INDONESIA POWER SEMARANGEko Parjono (L2F 004 473)Email: [email protected]

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Abstrak Generator Sinkron memegang peranan yang sangat penting dalam produksi energi listrik di PTIndonesia Power Tambak Lorok Semarang. Generator ini digunakan untuk mengkonversi energi mekanikputaran dari turbin menjadi energi listrik. Kebanyakan tipe generator sinkron yang digunakan di PTIndonesia Power adalah generator sinkron dengan pendingin hidrogen, karena dengan pendingin hidrogenakan didapatkan kelembaban yang kecil / kering didalam generator. Untuk menjaga kehandalan sistem diperlukan perawatan dan pengujian secara berkala dengan tidakmengesampingkan system proteksinya. Generator sinkron dengan kapasitas besar membutuhkan perawatanataupun pengujian untuk menjaga agar tetap dapat beroperasi secara normal dan terhindar dari bermacammacam gangguan misalnya adalah vibrasi pada rotor, hubung singkat pada lilitan stator maupun rotor, dsb.Beberapa langkah dilakukan untuk meminimalisasi gangguan tersebut. Salah satunya adalah denganpengujian rotor dan stator yang terdiri dari banyak pengujian diantaranya adalah High Potensial Test,Megger Test , dan Balancing Voltage Rotor Test. Dalam kerja praktek ini, penulis ingin belajar tentang pengujian pada rotor dan stator generatorsinkron 50 MW dengan pendingin hidrogen. Dengan laporan ini, para mahasiswa dapat belajar jenis- jenispengujian pada generator sinkron dengan kapasitas daya besar dan mengetahui bagaimana cara melakukanpengujian pada rotor dan stator generator.

Kata kunci: Generator Sinkron, Proof Test, Analytical Test, Pengujian rotor dan stator.

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Di dalam pusat pembangkitanterdapat generator yang digunakan untukmengkonversi energi dari energimekanik putar dari turbin ke energilistrik. Generator yang digunakandalam pusat listrik tenaga uap (PLTU)adalah generator sinkron. Di dalam PLTU,generator sinkron berperan penting bagikelangsungan operasi di dalampenyediaan listrik ke konsumen.Sedangkan, pada saat peralatan listriktersebut mengalami gangguanmisalnya hubung singkat padalilitannya dan sebagainya, makadiambil suatu tindakan preventif untukmengatasi gangguan tersebut. Untukmengatasi hal tersebut, mutlakdiperlukan suatu pemeliharaan. Salahsatu pemeliharaan tersebut adalahdengan pengujian pada rotor dan statorgenerator sinkron.

1.2 TujuanTujuan penulisan laporan ini adalah

untuk mempelajari pengujian yang dilakukanpada rotor dan stator generator sinkron 50MW di PLTU Unit 1 PT. Indonesia PowerTambak Lorok Semarang.

1.3 Batasan MasalahDalam penulisan makalah ini, penulis

hanya menjelaskan tentang pengujian yangdilakukan pada rotor dan stator generatorsinkron 50 MW yang meliputi atas Proof Testdan Analitycal Test, khususnya InsulationResistance/ Megger, Balancing Voltage RotorTest dan Tahanan Dalam (Rd) Rotor di PLTUUnit 1 PT. Indonesia Power Tambak LorokSemarang.

II. DASAR TEORI2.1 Spesifikasi Teknis Turbin dan

Generator PLTU Unit 1Generator sinkron adalah sebuah

peralatan listrik yang berfungsi untuk

mailto:[email protected]

mengubah energi gerak menjadi energilistrik AC. Besarnya kapasitas daya yangdihasilkan generator PLTU Unit 1 adalah50 MW. Berikut adalah data spesifikasiGenerator PLTU Unit 1.

Tabel 1. Data spesifikasi Generator PLTUUnit 1Jumlah 1 buah/ unitPabrik General Electric (GE)Nomor seri 316X150Jumlah kutup 2

Type Hidrogen cooled-generator

Suhu maksimum gaspendingin 46°C

Putaran 3000 rpmTegangan jangkar 11500 VTegangan eksitasi 250 VFaktor daya 0,85Rating KVA 62500Kapasitas KVA 57500

Sedangkan, sebagai penggerak mulaatau prime mover adalah turbin uapgenerator merk General Electric denganspesifikasi listrik sebagai berikut (tabel 2):

Tabel 2. Data turbin uap

Jumlah 1 buah/ unitPabrik General Electric

Nomor seri 197709

Rating 50001 KW

Steam ConditionsPressure 88,90 kg/cm2

Temperatur 5100C

Exhaust Pressure 87,87 mm.Hg abs

Putaran 3000 rpm

2.2 Generator Sinkron2.2.1 Dasar Teori

Generator sinkron atau alternatorberfungsi untuk mengubah energi gerak(mekanis) menjadi energi listrik ACdimana kecepatan putaran medan dankecepatan putaran rotornya sama atautidak ada slip. Kumparan medan generatorsinkron terletak pada rotornya sedangkankumparan jangkarnya terletak pada stator.

Prinsip kerja generator sinkron adalahmenggunakan prinsip induksi elektromagnetikdimana disini rotor berlaku sebagai kumparanmedan (yang menghasilkan medan magnet)dan akan menginduksi stator sebagaikumparan jangkar yang akan menghasilkanenergi listrik. Pada belitan rotor diberi aruseksitasi DC yang akan menciptakan medanmagnet. Rotor ini dikopel dengan turbin putardan ikut berputar sehingga akan menghasilkanmedan magnet putar. Medan magnet putar iniakan memotong kumparan jangkar yangberada di stator. Oleh karena adanyaperubahan fluks magnetik pada tiap waktunyamaka pada kumparan jangkar akan mengalirgaya gerak listrik yang diinduksikan olehrotor.

2.2.2 Konstruksi Generator SinkronDalam semua generator bolak-balik

medan diletakkan pada bagian yang berputaratau rotor, dan lilitan jangkar pada bagianyang diam atau stator dari mesin.

Medan yang berputar dicatu/dieksitasidengan arus searah melalui cincin slip dansikat-sikat, atau melalui hubungan kabellangsung antara medan dan penyearah yangberputar jika digunakan sistem eksitasi tanpasikat-sikat (brushless).

Ada dua jenis yang berbeda daristruktur medan generator sinkron, yaitu tipekutub-sepatu (salient) dan silinder.§ Rotor tipe kutub-sepatu

Generator kepesatan rendah yangdigerakkan oleh mesin diesel atau turbin airmempunyai rotor dengan kutub medan yangmenonjol atau kutub medan sepatu sepertirotor yang ditunjukkan dalam gambar 2.

Gambar 2. Rotor kutub sepatu untuk generatorsinkron kepesatan rendah§ Rotor tipe silinder

Generator kepesatan tinggi atau tipeturbo mempunyai rotor silinder seperti yangditunjukkan dalam gambar 3. Rotor yang

ditunjukkan pada gambar 2 dirancanguntuk bekerja pada 3000 rpm. Konstruksisilinder penting dalam mesin kepesatantinggi karena tipe kutub sepatu sukardibuat untuk menahan tekanan padakepesatan tinggi. Generator sinkrondengan konstruksi rotor silinderdigerakkan oleh turbin uap atau gas.

Gambar 3. Rotor tipe silinder untuk generatorsinkron 3000 rpm

2.2.3 Memparalelkan GeneratorJika beban pada stasiun pembangkit

menjadi sedemikian besar sehingga nilai(rating) generator yang sedang bekerjadilampaui, maka perlu penambahangenerator lain secara paralel untukmenaikkan penyediaan daya dari stasiunpembangkit tersebut.

Sebelum dua generator sinkrondiparalelkan harus dipenuhi beberapasyarat – syarat berikut ini:

5. Urutan fasanya harus sama6. Tegangan terminalnya harus sama7. Tegangannya harus sefase8. Frekuensinya harus sama

Jika dua generator beroperasi danpersyaratan ini dipenuhi maka dikatakandalam keadaan sinkron. Operasi agarmesin dalam keadaan sinkron dinamakanpenyinkronan.

2.2.4 Ayunan (Swing)Generator sinkron yang bekerja

paralel mempunyai kecenderungan untukberayun (swing). Jika kopel penggerakyang dikenakan pada generator berdenyut,seperti yang dihasilkan oleh mesin diesel,rotor generator dapat tertarik maju ataumundur secara periodik dari posisinormalnya ketika berputar. Aksi osilasi inidinamakan ayunan atau hunting. Dayaosilasi ini menjadi kumulatif dan cukupkuat untuk menyebabkan generatormenjadi tak sinkron.

Lilitan peredam, kerap kali disebutlilitan amortisseur atau damper winding,dipasang pada permukaan beberapa rotorgenerator untuk mengurangi kecenderunganberayun. Rotor yang ditunjukkan dalamgambar 2 dilengkapi dengan lilitan peredamyang terdiri dari konduktor yang dihubungsingkat dan dibenamkan pada muka kutub.Jika ayunan terjadi, ada pergeseran fluksijangkar melewati muka kutub, sehinggamenginduksikan arus dalam lilitan peredam.Karena setiap arus induksi melawan aksi yangmenimbulkannya, aksi ayunan dilawan olehaliran arus induksi. Generator yang digerakkanoleh turbin uap umumnya tidak mempuyaikecenderungan berayun karena kopel yangdikenakan tidak berdenyut.

III. ISI3.1 Sistem Isolasi Lilitan Rotor dan

StatorSistem isolasi generator

menggabungkan beberapa material berbedauntuk memproteksi lilitan medan dan lilitanstator, sehingga bagian utama sistemmelibatkan banyak pengujian untukmendapatkan batasan – batasan isolasi. Inimeliputi kekuatan dielektrik yang telahberhasil dengan menggunakan mika dalambermacam – macam bentuk. Generator yangdisusun dengan isolasi lilitan asphalt-mikamempunyai sejarah dapat menyerapkelembaban yang dalam beberapa kasusmembutuhkan pengeringan lilitan untukmendapatkan level resistansi isolasi yangmemuaskan. Sekarang lilitan menggunakanisolasi epoxy-mica karena mempunyaikekuatan mekanik dan kekedapan terhadap air,oli atau kontaminasi lain terhadap isolasi, yangditimbulkan selama kondisi abnormal.

Gambar 4. Sistem isolasi pada lilitan statorgenerator

Gambar 5. Sistem isolasi pada lilitan rotorgenerator

Fungsi utama isolasi adalahmembatasi tegangan pada isolasi, jikategangan yang berlebihan diterapkan padalilitan, stress tegangan akanmengakibatkan pemanasan pada isolasidan dapat mengakibatkan kerusakan. Mempertahankan kekompakandan kualitas sistem isolasi adalah sangatpenting terhadap pemanasan, kehampaan,kerusakan mekanis atau ketidaknormalanlain yang mengakibatkan kelemahanterhadap isolasi.

3.2 Pengujian Rotor dan StatorAda beberapa pengujian pada sistem

isolasi untuk mengevaluasi kekuatandielektrik untuk menjamin keandalan.Perbedaan dari satu pengujian kepengujian yang lain adalah perbedaanlevel tegangan yang diterapkan,pengukuran dan penunjukkan hasil.

Secara garis besar pengujian rotordan stator pada generator dibagi atas duakategori yaitu Proof test dan Analyticaltest.3.2.1 Proof Test

Proof test yaitu pengujian yangmenggunakan level tegangan yang lebihtinggi daripada tegangan kerja.

Argumen yang sering digunakandalam pengujian tegangan lebih adalahmungkin akan menimbulkan breakdownpada lilitan. Breakdown biasanya mengalirselama kondisi beban puncak. Jika satuatau lebih titik lemah pada lilitan mengalirgangguan, ini kemudian akan menjadi titikgrounding dari lilitan, menggantikannetral dan kemudian menerapkan teganganyang besar ke bagian lain lilitan.Breakdown susulan dapat mengalirkemudian, dimana dapat menghasilkanarus sirkulasi yang tinggi seperti gangguanfasa ke fasa. Ini akan menghasilkan

kerusakan inti, yang mengharuskan intidiperbaiki dan kemungkinan seluruhnyadiganti lilitannnya. Tujuan dari pengujian iniadalah untuk mencari kelemahan, dankemungkinan breakdown. Contoh proof testpada generator adalah pengujian HighPotensial Test.

3.2.2 Analytical TestAnalytical test yaitu pengujian dengan

menggunakan level tegangan yang biasanyadibawah tegangan kerja.

Beberapa diantaranya jenis – jenisanalytical test adalah sebagai berikut :g. Insulation Resistance Test / Megger Testh. DC Leakagei. Dissipation Factorj. Balancing Voltage Rotor Testk. Tahanan Dalam (Rd) Rotorl. Partial Discharge Test Pengujian pada peralatan berdasarkanstandar ANSI dan dilakukan oleh perusahaansebelum pengiriman. Jika pengguna memilihmenggunakan pengujian tambahan padaperalatan, juga harus berdasarkan standar yangdipublikasikan oleh ANSI.

3.3 Ulasan Pengujian3.3.1 High Potensial Test

High Potensial Test atau Hi-Pot Testpaling umum diterapkan pada lilitan statorgenerator untuk mencari kerusakan padalilitan. Pengujian ini merupakan pengujianyang dimaksudkan untuk memperkirakankekuatan dielektrik isolasi dari lilitan statorgenerator.

Prinsip kerja pengujian ini adalah jikaada kerusakan isolasi yang cukup besar,tegangan yang cukup besar diterapkan padalilitan maka akan mengakibatkan breakdownpada isolasi tersebut, pengujian ini jarangdilakukan karena sifatnya merusak sehinggaperlu melilit ulang rotor atau stator jika terjadibreakdown. Selama pengujian masing – masing fasaterpisah, salah satu fasa dites sedangkan duafasa lainya digroundkan. High Potensial Test dapatdiklasifikasikan dalam tiga kategori :

3.3.1.1 AC High Potensial TestAC High Potensial Test /AC Hi-Pot

Test atau pengujian tegangan 50/60 hertzadalah pengujian dengan menggunakantegangan pengujian normal 50/60 hertz.

Tegangan yang diterapkan dalampengujian AC Hi-Pot Test adalah sebesarsatu setengah kali dari tegangan line-to-line RMS generator (1,5E) untukkeserasian dengan peralatan dan setelahpenggantian kumparan atau bar dipasang,sedangkan pada saat sebelum penggantiankumparan dipasang adalah sebesar 1,5 E +2000.

3.3.1.2 Very-Low-Frequency TestVoltageVery-Low-Frequency Test Voltage

atau VLF Test Voltage adalah pengujiandengan menggunakan tegangan frekuensi0.1 hertz.

Tegangan pada pengujian 0,1 hertzharus 15% lebih besar daripada nilai RMStegangan pada pengujian AC Hi-Pot Test.

3.3.1.3 DC High Potensial TestPada Hi-Pot Test selain dengan

menggunakan tegangan AC juga dapatdengan menggunakan tegangan DC ataubiasa disebut dengan DC Hi-Pot Test.

Besarnya tegangan pengujian DCseharusnya 70 % lebih besar daripadategangan RMS pengujian AC Hi-Pot Test.Tabel 3. Tegangan yang digunakan pada Hi-Pot Test

Dimana E :Tegangan RMS line-to-linegenerator

3.3.2 Insulation Resistance TestInsulation Resistance Test/Megger Test

merupakan pengujian yang paling mudah dansederhana untuk menentukan kemampuanisolasi. Megger Test ini dilakukan pada rotordan stator generator, selain itu juga dapatditerapkan pada semua mesin atau lilitan.Peralatan yang digunakan untuk pengujian inidisebut Mega Ohm Meter atau Megger Testeratau Megger saja. Indeks yang biasa digunakan dalammenunjukkan pembacaan megger dikenalsebagai dielectric absorbtion, yang diperolehdengan pembacaan yang berkelanjutan untukperiode waktu yang lebih lama. Jika pengujianberkelanjutan untuk periode selama 10 menit,megger akan mempunyai kemampuan untukmempolarisasikan atau mencharge kapasitansitinggi ke isolasi stator, dan pembacaanresistansi akan meningkat jika isolasi bersihdan kering. Rasio pembacaan 10 menitdibandingkan pembacaan 1 menit dikenalsebagai Polarization Index atau IndeksPolarisasi (IP). Nilai Indeks polarisasi adalah2,5 atau lebih tinggi pada stator dan 1,25 ataulebih tinggi pada rotor/medan.

Hasilnya mengindikasikan apakah adaatau tidak bagian lilitan yang terhubungsingkat pada atau disekitar sistem isolasi. JikaIP terlalu rendah ini mengindikasikan bahwalilitan mungkin terkontaminasi oli, kotoran,serangga, atau terbasahi oleh air.

Besarnya Polarization Index (IP) dapatdirumuskan sebagai berikut :

menit

menit

RRIP

1

10=

Pembacaan megger yang sangat rendahdan juga indeks polarisasi yang kecil biasanyamengindikasikan adanya kelembaban danpengeringan harus segera dilakukan.

Secara garis besar megger padagenerator dibagi menjadi dua yaitu meggerstator dan megger rotor.yang membedakanadalah tegangan yang diterapkan.

Berdasarkan standar IEEE no 43-2000besarnya tegangan yang diterapkan untukpengujian berdasarkan tegangan kerja padalilitan generator dapat dilihat pada tabel 4.

Pengujian TeganganPengujian50/60-Hertz AC(RMS)

TeganganPengujian0,1-HertzAC(puncak)

TeganganPengujianDC

Sebelumpenggantiankumparan

1,5 E +2000 xx 15,12

)20005,1( +E

1.7x(1,5E) =2,25E

Keserasiandenganperalatan

1,5 E 15,12x)5,1( Ex

1.7x(1,5E) =2,25E

Setelahpenggantiankumparan

1,5 E 15,12x)5,1( Ex

1.7x(1,5E) =2,25E

Tabel 4. Tegangan DC yang diterapkan untukpengujian megger berdasarkan tegangan kerjalilitan.VAC(tegangan kerjalilitan (line-to-line))

VDC(tegangan DCyang diterapkan)

<100 5001000 – 2500 500 – 10002501 – 5000 1000 – 25005001 – 12000 2500 – 5000>12000 5000 -10000

Alat yang digunakan dalam meggeradalah Metriso 5000A dengan teganganyang diterapkan untuk megger statorsebesar 5000 Volt DC sedangkan dalammegger rotor tegangan yang diterapkanadalah 500 Volt DC karena melihatkemampuan rotor untuk menahantegangan.

3.3.2.1 Megger StatorSecara garis besar megger stator

sendiri dibagi menjadi dua yaitu meggerfasa ke fasa dan fasa ke ground. Berikutadalah rangkaian megger stator :

Gambar 6. Rangkaian megger stator fasa –ground

Gambar 7. Rangkaian megger stator fasa –fasa

Dalam pengukuran megger statortidak hanya dilakukan sekali saja,pengukuran megger stator tersebutdilakukan berdasarkan suatutahapan/proses.§ Megger awal stator

§ Megger stator sebelum penambahanresin

§ Megger stator setelah penambahan resin§ Megger stator sebelum divarnis§ Megger stator setelah rotor dimasukkan§ Megger stator sebelum busbar di

connectMaksud megger stator yang

berkelanjutan ini dimaksudkan untukmemastikan bahwa kelembaban lilitan statortetap terjaga dan tidak terjadi hubung singkatatau kerusakan isolasi selama prosesperawatan. Jika dalam proses didapatkan nilaiindeks polarisasi (IP) yang terlalu kecil itumengisyaratkan bahwa stator terlalu lembabmaka perlu dipanasi dengan lampu halogen.

Tabel 5. Megger fasa – ground stator sebelumbusbar di connect.R (G ) S (G ) T (G )

0,95 0,75 0,6

Tabel 6. Megger fasa – fasa stator sebelum busbardi connect.R - S,T-Ground(G )

R - T ,S-Ground(G )

S - T,R-Ground(G )

1,7 1,5 1,7

Megger stator sebelum busbar diconnect ini dimaksudkan untuk memastikanbahwa lilitan stator tidak ada yang mengalamihubung singkat. Apabila terjadi hubungsingkat pada lilitan maka pada megger akanmenghasilkan nilai hambatan sebesar nol (Z=0).

Dengan hasil IP seperti pengujian diatasmaka stator masih lembab sehingga perludikeringkan supaya dapat didapatkan nilai IPyang sesuai. Kelembaban sangatmempengaruhi nilai IP karena resistansi padaawal pertama besar dan hanya meningkatsedikit pada saat menit ke-10 sehinggadidapatkan IP yang kecil. Ini berbeda padasaat kondisi kering pada saat awal menitpertama nilai resistansi kecil dan meningkatsecara bertahap sampai menit ke 10 sehinggaakan didapatkan nilai IP yang bagus. Selain dengan menggunakan acuanindeks polarisasi sebagai penentu apakahlilitan generator dalam keadaan lembab atau

mengalami hubung singkat juga dapatdigunakan acuan berdasarkan nilairesistansi minimum dengan syaratbesarnya nilai resistansinya adalah sebesartegangan operasi dalam KV ditambah 1untuk kemudian dikalikan dengan 100

yang dapat dirumuskan sbb :Ω+= MxVrmsR .100)1(min

Dimana :Rmin : resistansi minimum lilitan (M )Vrms : tegangan rms dalam KV (line-to-line) Contoh pada generator 50 MWdengan tegangan operasi 11,5 KV makaresistansi minimumnya adalah sebesar :Rmin = (11,5 + 1) x 100 M = 1250 M = 1,25 G

3.3.2.2 Megger Rotor Pada Megger rotor tegangan yangdikenakan tidak boleh besar karena akanmerusak isolasi pada rotor, karenategangan yang dapat ditahan rotor terbatasmenyesuaikan tegangan eksitasinya. Padamegger rotor ini digunakan tegangansebesar 500 V DC.

Gambar 8. Rangkaian Megger rotor Berdasarkan tahapannya meggerrotor pada saat overhaul tidak jauhberbeda dengan megger stator, berikuttahapan megger rotor :§ Megger awal rotor§ Megger rotor (sebelum Retaining

Ring di lepas)§ Megger rotor sebelum injeksi DC

(Retaining Ring dilepas)§ Megger rotor (setelah Retaining

Ring masuk)§ Cek Megger rotor (Retaining Ring

masuk)Megger awal rotor ini dilakukan

ketika rotor baru saja dikeluarkan dari

generator sebelum dilakukan sebelum heatingdan cleaning.Tabel 7. Megger awal rotorCuaca setelah hujan ( 29 °C )Tegangan 500 VWaktu ( t ) 1 menitHasil Z = 800 M

Resistansi rotor dan stator sangatdipengaruhi oleh kelembaban disekitarnyakarena akan mempengaruhi kelembabanlilitan, semakin besar kelembaban makaimpedansi semakin besar.Tabel 8. Megger rotor sebelum Retaining Ring dilepasCuaca mendung (30 °C)Tegangan 500 VWaktu ( t ) 1 menitMegger Rotor Z = 2,5 GMegger Rotor diberi Resin Z = 1 G

Tabel 9. Megger rotor setelah Retaining RingmasukCuaca Mendung (30 °C)Tegangan 500 VWaktu ( t ) 1 menitMegger Rotor Z = 90 M

Setelah Retaining Ring masuk inisangat mempengaruhi resistansi rotor sehinggadidapatkan nilai hasil megger yang besar.Tabel 10. Cek megger rotor setelah Retaining Ringmasuk

Menit ke Z (M )1 652 1003 1004 1055 1106 1207 1218 1259 12510 130

IP = 2

Dengan hasil pada cek megger rotorsetelah Retaining Ring masuk didapatkanhasil bahwa indeks polarisasi sudahmemenuhi standar yang ditentukan yaitusebesar 1,25. Selain itu cek megger rotorsetelah Retaining Ring masuk inidimaksudkan untuk memastikan bahwatidak ada hubung singkat pada lilitan rotorsetelah Retaining Ring masuk karenadalam pemasangan atau pelepasanRetaining Ring dengan memakai suhuyang sangat tinggi.

3.3.3 DC LeakageDC Leakage adalah tipe

pengukuran lain untuk menentukanresistansi isolasi. Ini diperoleh denganpengujian dengan set tegangan yangberubah - ubah dimana tegangan yangditerapkan pada isolasi dinaikkan secarabertahap dan arus bocor yang melewatiisolasi diukur pada masing – masingtegangan. Pengujian ini telah digunakansecara ekstensif dalam peralatan elektrisyang sudah tua, terutama menyangkutsistem isolasi, yang didasarkan kepadapenyerapan kelembaban. Tegangan dc yang diterapkansecara bertahap pada pengujian dc leakagetegangan maksimumnya dibatasi sampaidua kali nilai RMS tegangan kerja ac darigenerator.

rmsxVmaksimumV ACDC 2=Dimana :VDC maksimum : Tegangan dc maksimumpada pengujian dc leakageVAC rms : Tegangan RMS generator

3.3.4 Dissipation FactorPengukuran ini juga biasa disebut

power factor atau tan delta danmerupakan parameter untukmemperlihatkan efisiensi isolasi.Pengujian tan delta dilakukan pada lilitanstator. Pengujian ini efektif untukmendeteksi kontaminasi isolasi, kualitassemikonduktor, jumlah kandungankehampaan, dan kerusakan parsial.

Isolasi yang sempurna adalahmempunyai PF 0 dan tidak mempunyai rugi –rugi internal. Peningkatan faktor disipasisebagai fungsi tegangan mengindikasikanangka peningkataan ionisasi, rugi – rugiinternal dan pemanasan. Pengujian ini merupakan pengujian ACyang menggunakan frekuensi kerja peralatan.Pada saat tegangan dengan frekuensi kerjaditerapkan pada isolasi stator, jumlah arusyang mengalir terdiri dari dua komponen aruskapasitif yang relatif besar ( ic ), yangmendahului tegangan 90°, dan arus resistifyang lebih kecil ( ir ) yang sefasa dengantegangan. Dielektrik kapasitor yangdisimulasikan adalah sistem isolasi yangmeliputi dua elektroda, konduktor tembagategangan tinggi dan inti besi stator. Faktordaya adalah cos , sudut antara tegangan yangditerapkan dan total arus.

VAWatts

EiW

EiEi

iiCos

tt

r

t

r ====θ

Gambar .9. Rangkaian dielektrik dasar.

Gambar 10. Arus pengisian total.

3.3.5 Balancing Voltage Rotor Test Sebelum melakukan balancing voltagerotor test maka dilakukan dahulu pengukuranImpedansi Karakteristik Rotor untukmenentukan kelinearan impedansi rotorapabila diterapkan tegangan baik denganpengujian tegangan naik maupun teganganturun dengan tegangan AC sampai dengantegangan yang akan diterapkan pada pengujianbalancing tegangan rotor. Dalam balancing voltage rotor inidibutuhkan alat – alat antara lain adalahsupply tegangan yang dapat divariasi berupa

voltage regulator, tang Amperemeter danAVO meter.

V

Power Supply(Regulator )10 - 130 V

Pole A Pole B

Center Pole

A

Gambar 11. Rangkaian pengukuran impedansikarakteristik.

3.3.5.1 Pengukuran ImpedansiKarakteristik Rotor sebelumPemasangan Retaining Ring.

Tabel 11. Data pengukuran impedansikarakteristik tegangan naik sebelumpemasangan Retaining Ring.

Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

10 10 0.53 18.8620 19.9 1.04 19.1330 30.2 1.56 19.3640 40 2.03 20.750 50.2 2.47 20.3260 60.1 2.9 20.7270 70 3.31 21.1480 80 3.7 21.6290 90 4.1 21.95100 100 4.47 22.37110 110 4.85 22.68120 120 5.23 22.94130 130 5.6 23.21

Gambar 12. Grafik impedansi karakteristiktegangan naik sebelum pemasangan RetainingRing.

Tabel 12. Data pengukuran impedansi karakteristiktegangan turun sebelum pemasangan RetainingRing.Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

130 130 4.99 26.05120 120 4.95 24.24110 110 4.58 24.01100 100 4.23 23.6490 90 3.87 23.2580 80 3.78 21.1670 70 3.11 22.560 60 2.73 21.9750 50 2.33 21.4540 40 1.94 20.6130 30 1.51 19.8620 20 1.04 19.2310 10 0.54 18.51

Gambar 13. Grafik impedansi karakteristiktegangan turun sebelum pemasangan RetainingRing. Pada waktu uji impedansi karakteristikseharusnya nilai Z perubahannya tidak terlalubesar baik pada saat pengujian tegangan naikmaupun pada saat tegangan turun. Tegangantertinggi pada saat melakukan pengujianimpedansi karakteristik adalah sebesartegangan yang akan dinjeksikan sewaktupengujian balancing rotor yaitu 130 Volt AC.Ukur Impedansi Karakteristik dilakukansebelum dan sesudah pemasangan RetainingRing (R-R), ini dimaksudkan untukmemastikan impedansi karakteristik rotormasih linear dengan peningkatan teganganyang diterapkan.

3.3.5.2 Pengukuran ImpedansiKarakteristik Rotor setelahPemasangan Retaining Ring.

Tabel 13. Data pengukuran impedansikarakteristik tegangan naik setelahpemasangan Retaining Ring.

Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

10 10.1 0.62 16.2920 20.3 1.21 16.7730 29.9 1.7 17.5840 39.9 2.19 18.2150 50.8 2.71 18.7460 60.9 3.18 19.1570 70.9 3.64 19.4780 80.3 4.05 19.8290 90 4.46 20.18100 100.6 4.94 20.36110 110.4 5.34 20.67120 120.6 5.75 20.97130 130.1 6.14 21.18

Gambar 14. Grafik impedansi karakteristiktegangan naik setelah pemasangan RetainingRing.Tabel 14. Data pengukuran impedansikarakteristik tegangan turun setelahpemasangan Retaining Ring.

Vac- regulator(V)

Vac(V)

I(A)

Z)

130 130.1 6.14 21.19120 120.6 5.74 21.01110 110.5 5.27 20.96100 100.5 4.89 20.55

90 90.5 4.46 20.2980 80.5 4 20.1270 70.6 3.55 19.8860 60.2 3.05 19.7350 50.3 2.61 19.2740 40.3 2.1 19.1930 30.4 1.57 19.3620 20.1 1.06 18.9610 10.4 0.6 17.33

Gambar 15. Grafik impedansi karakteristiktegangan turun setelah pemasangan RetainingRing.

Dari pengukuran impedansikarakteristik tersebut diatas didapatkan hasilimpedansi karakteristik yang linear terhadaptegangan yang diterapkan secara bertahap.

3.3.5.3 Balancing Voltage Rotor TestBalancing voltage rotor test adalah

mengukur ketidakseimbangan tegangan(unbalance voltage) antara kutup A dan kutupB terhadap center pole pada rotor. Caranya adalah dengan caramenginjeksi tegangan AC sebesar 130 VoltAC pada kedua ujung kutup rotor kemudianmengukur besarnya tegangan kutup Aterhadap center pole kemudian mengukurkutup yang lain (kutup B) sehingga akandidapatkan tegangan masing masing tegangankutup A terhadap center pole (VA) dantegangan kutup B terhadap center pole (VB).Rangkaian pengujian balancing voltage rotoradalah sebagai berikut :

Gambar 12. Rangkaian pengujian balancingtegangan rotor

Dari hasil pengukuran didapatkanhasil percobaan untuk masing masingkutup terhadap center pole adalah sebagaiberikut : V kutup A - center pole = 68,8 V V kutup B - center pole = 59,4 V

Syarat seimbang adalah tegangandiantara kutup terhadap center pole adalahharus sama atau masih dalam batastoleransi yaitu maksimal droptegangannya ( V) adalah tidak boleh lebihdari 10 % dari total tegangan yangdiinjeksikan ke rotor. Dimana drop tegangannya dapatdirumuskan sebagai berikut :

persenxV

VVVR

CBCA 100−− −=∆

Dimana :V = drop tegangan dalam %

VR = tegangan yang diinjeksikan ke lilitanrotorVA-C = tegangan hasil pengukuran kutup Aterhadap center poleVB-C = tegangan hasil pengukuran kutup Bterhadap center pole Dari pengujian diatas total teganganyang diinjeksikan adalah 130 Volt. Jadidalam perhitungan drop tegangan adalahsebesar :

100130

4,598,68 xV −=∆ = 7,076 %

Jadi besarnya drop tegangan masihdalam toleransi yaitu sebesar 7,076 %.

3.3.6 Tahanan Dalam (Rd) RotorPengujian tahanan dalam atau coil

resistance test adalah pengujian untukmengetahui kesetidaktimbangan antarfasa/kutup. Masalah yang timbul biasanya

adalah hubung singkat dengan rotor, hubungsingkat diantara lilitan baik antara fasa yangsama atau berbeda, dan lepas atau rusaknyakoneksi lilitan. Peralatan yang digunakan untukmengukur tahanan dalam adalah WindingResistance Meter, produk dari VanguardInstruments Company type WRM-40.Winding Resistance Meter dapat mengukurresistansi secara akurat dengan range dari 1mikro ohm sampai ratusan ohm, alat ini dapatdigunakan untuk mengukur resistansi lilitanmotor, lilitan trafo atau pengujian resistansirendah yang lain. Dari hasil pengukuran didapatkanbesarnya tahanan dalam masing – masinglilitan dari kedua kutup adalah sebagai berikut. R1 : 118,6 miliohm R2 : 119,4 miliohm Besarnya batas maksimum perbedaantahanan dalam adalah tidak boleh melebihidua persen dari total tahanan dalam.

persenxRR

RRR 10021

21max +

−=∆

Dimana :Rmax = selisih maksimum antara tahanan

dalam R1 dan R2R1 = besarnya tahanan dalam kutup Aterhadap center pole.R2 = besarnya tahanan dalam kutup B terhadapcenter pole. Berdasarkan hasil pengukurandidapatkan besarnya selisih maksimumantara tahanan dalam R1 dan R2 adalahsebesar :

persen

persenx

persenxR

3361.0

100238

8,0

1004,1196,1184,1196,118

max

=

=

+−

=∆

Dari hasil pengukuran dapatdisimpulkan bahwa nilai tahanan dalamrotor masih memenuhi standar karenabesarnya selisih maksimum antara tahanandalam R1 dan R2 masih dibawah 2 %yaitu sebesar 0,3361 %.

Perbedaan antara megger rotordengan pengukuran tahanan dalam (Rd)rotor adalah level tegangan yangdigunakan untuk pengujian, dalam meggerrotor tegangan pengujian adalah besardengan arus yang kecil hanya dalam ordemiliampere. Sedangkan dalam pengukurantahanan dalam rotor tegangan pengujianhanya sampai beberapa Volt dengan arusyang besar hingga orde puluhan Ampere.

3.3.7 Partial Discharge Test Partial Discharge Test atau PDtest telah dipakai untuk mengukur kualitasisolasi, dan kadang – kadang untukmendeteksi penurunan isolasi yang terjadipada peralatan tegangan tinggi. PD test dapat dilakukan pada saatgenerator beroperasi (on-line PD test) danpada saat generator berhenti operasi ataumengenergize peralatan tegangantegangan tinggi dengan trafo eksternal(off-line PD test). Pengujian partialdischarge secara langsung mengukurpulsa arus yang dihasilkan dari PD padalilitan. Jadi proses kegagalan yangdihasilkan PD sebagai gejala dapatdideteksi dengan metode ini.

IV. PENUTUP4.1 Kesimpulan8. PT. Indonesia Power membangkitkan

energi listrik dengan Unit PembangkitListrik Tenaga Uap (PLTU) danPembangkit Listrik Tenaga Gas danUap (PLTGU).

9. Pembangkit Listrik Tenaga Uap(PLTU) PT. Indonesia PowerTambak Lorok Semarang memilikidaya terpasang 300 MW, terdiri atasunit 1 sebesar 50 MW, unit 2 sebesar50 MW dan unit 3 sebesar 200 MW

10. Komponen utama Pembangkit ListrikTenaga Uap, yaitu:f. Boiler (Economizer, Superheater,

burner dll.)g. Turbin (Tekanan tinggi, tekanan

menengah ,dan tekanan rendah)h. Generator sinkron

11. Sistem isolasi yang digunakan dalamrotor dan stator generator sinkron 50

MW Unit 1 adalah isolasi epoxy-micakarena mempunyai kekuatan mekanik dankekedapan terhadap air, oli ataukontaminasi lain.

12. Berdasarkan tegangan yang diterapkanpengujian rotor dan stator generator dibagiatas Proof Test dan Analitycal Test.

13. Pada pengujian Proof Test/High PotensialTest dapat menimbulkan breakdown padaisolasi karena tegangan yang diterapkandiatas tegangan kerja.

14. Macam – macam pengujian rotor danstator generator sinkron adalah sebagaiberikut:h. High Potensial Testi. Insulation Resistance Testj. DC Leakagek. Dissipation Factorl. Balancing Voltage Rotor Testm. Tahanan Dalam (Rd) Rotorn. Partial Discharge Test

4.2 Saran1. Untuk menghindari masalah - masalah

kerusakan sistem isolasi maka seharusnyadilakukan pemeliharaan secara berkalaterhadap semua komponen dari sistemisolasi sehingga kita dapat mencegahmasalah - masalah tersebut sebelumterjadi.

2. Kerja sama dengan lingkungan akademisagar lebih ditingkatkan, denganmengadakan berbagai macam kegiatanyang bisa bermanfaat bagi mahasiswapada khususnya dan dunia kerja padaumumnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. C. Stone. Greg, “Recent ImportantChanges in IEEE Motor and GeneratorWinding Insulation Diagnostic TestingStandards , IEEE Fellow, Iris PowerEngineering, 1 Westside Drive Unit 2Toronto, Canada, PCIC – XX, 2004.

2. Lister,“Mesin dan Rangkaian Listrik”,Edisi keenam, Erlangga, Jakarta, 1993.

3. Marsudi, Ir. Djiteng, “PembangkitanEnergi Listrik”, Erlangga, Jakarta, 2005.

4. Theraja. BL, “Electrical TechnologyVolume II , S. Chand & CompanyLTD, Ram Nagar, New Delhi, 1994.

5. United States Department of TheInterior, “Testing Solid Insulation ofElectrical Equipment, FacilitiesInstructions, Standards, andTecniques”, Volume 3-1, FacilitiesEngineering Branch Denver,Colorado, 2000.

6. www.gmc-instruments.com7. www.gepower.com8. www.indonesiapower.co.id9. www.vanguard-instruments.com10. ........., “Drying Turbine Generator

Windings, GEI-69534B , ManualBook PLTU Unit 1&2 PT. IndonesiaPower UBP Semarang.

11. ........., “Drying Turbine GeneratorWindings-Hidrogen Cooled TurbineGenerator, GEI-53946D , ManualBook PLTU Unit 1&2 PT. IndonesiaPower UBP Semarang.

12. ........., “Insulation Testing of Turbine-Generator Windings, GEK-7613A ,Manual Book PLTU Unit 1&2 PT.Indonesia Power UBP Semarang.

13. ........., “Insulation Testing of Turbine-Generator Windings (Epoxy-BondedMica Insulation System), GEK-7613F , Manual Book PLTU Unit1&2 PT. Indonesia Power UBPSemarang.

BIODATA

Nama : Eko ParjonoNIM : L2F 004 473Lahir di Boyolali padatanggal 21 Oktober 1985.Riwayat pendidikan : TKPertiwi Jatirejo, SD NKlabang, SLTP N 1 Sawit,SMU N 1 Kartasura. Saat

ini sedang menempuh pendidikan di JurusanTeknik Elektro Universitas DiponegoroSemarang, semester 8 dengan KonsentrasiKetenagaan. Kerja Praktek di PLTU Unit 1PT. Indonesia Power UBP Semarang padatanggal 3 sampai dengan 31 Desember 2007.

Mengetahui,Dosen Pembimbing

Abdul Syakur, ST, MTNIP. 132 231 132

http://www.gmc-instruments.com

http://www.gepower.com

http://www.indonesiapower.co.id

http://www.vanguard-instruments.com

Pengujian Generator Rotor UBP Semarang

Documents