Definisi dan Macam Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik

Transformator Mesin (Pembangkit )

JENIS-JENIS PUSAT TENAGA LISTRIK

Pusat Listrik Tenaga Diesel

Pusat Listrik Tenaga Uap

Pusat Listrik Tenaga Gas

Pusat Listrik Tenaga Diesel

Pusat Listrik Tenaga Air

Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi

Pusat Listrik Tenaga Nuklir

Pusat ListrikAtauPembangkit Listrik Tenaga Diesel( PLTD )

Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.

PLTD merupakan suatu instalasi pemabangkit listrik yang terdiri dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik dan dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin Diesel Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang menggunakannya. Untuk mempermudah dalam melakukan pemeliharaan Mesin Diesel para teknisi harus mempunyai dasar-dasar pengetahuan mengenai Mesin Diesel yang baik, agar setiap melakukan pemeliharaan para teknisi dapat memperlakukan setiap komponen yang berada dalam mesin, sesuai dengan konstruksinya.

Yang dimaksud dengan Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alat-alat bantu serta perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan kerja, membentuk sistem untuk mengubah energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya.dan seterusnya tenaga mekanis tersebut oleh generator diubah menjadi tenaga listrik

Sistim pembangkitan yang bertugas memproduksi energi tenaga listrik dari bahan baku ( bahan bakar ), diproses oleh mesin tenaga menghasilkan tenaga mekanis selanjtnya digunakan untuk memutar poros generator sehingga menghasilkan energi / tenaga listrik. Listrik yang dihasilkan masih bertegangan rendah 380 V pada PLTD berskala kecil atau tegangan menengah 6 kV atau 13,8 kv bagi PLTD Besar. Hal ini tidak dapat langsung disampaikan kepada konsumen yang berjarak jauh. Untuk mengatasi kendala ini maka penyampaian kepada kepada konsumen tersebut diperlukan pengiriman dengan tegangan menengah 20 kV atau tegangan tinggi 115 kv atau 150 kV, bahkan dengan Tegangan Extra Tinggi 230 kV, 350 kV atau 500 kV. Sebab dengan tegangan menengah / tinggi arusnya akan jauh lebih kecil sehingga tidak memerlukan kawat konduktor yang besar sekali.

Penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Selain pemahaman tentang konstruksi mesin, sebagai dasar pengenalan mesin mau tidak mau pengetahuan tentang prinsip kerja Mesin Diesel harus dikuasai dengan baik. Dasar pengetahuan ini memudahkan untuk mengikuti setiap terjadi perkembangan tentang mesin yang semakin lama semakin dituntut lebih  baik lagi dari segi kinerja, pemakaian bahan bakar, dimensi mesin, tingkat polusidan konstruksinya yang semakin kompak dan bobotnya ringan. Kemudian untuk mengatasi gangguan menjadi lebih mudah mendeteksi lebih awal akan terjadinya gangguan serta memudahkan menentukan jenis gannguan serta penanggulangannya.

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik. Indonesia bisa menghemat penggunaan solar dengan memanfaatkan sekam (kulit biji padi) sebagai sumber energi pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD). Enam kilogram sekam bisa diubah menjadi energi setara dengan satu liter solar. Selain hemat, penggunaan sekam juga mengurangi pencemaran udara. 

Terminologi pembangkit listrik berbahan bakar minyak pada umumnya diidentikkan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Walau pada kenyataannya bahan bakar minyak juga terkadang digunakan pada PLTG. Prinsip kerja PLTD adalah dengan menggunakan mesin diesel yang berbahan bakar High Speed Diesel Oil (HSDO). Mesin diesel bekerja berdasarkan siklus diesel. Mulanya udara dikompresi ke dalam piston, yang kemudian diinjeksi dengan bahan bakar kedalam tempat yang sama. Kemudian pada tekanan tertentu campuran bahan bakar dan udara akan terbakar dengan sendirinya. Proses pembakaran seperti ini pada kenyataannya terkadang tidak menghasilkan pembakaran yang sempurna.

Hal inilah yang menyebabkan efisiensi pembangkit jenis ini rendah, lebih kecil dari 50 %. Namun apabila dibandingkan dengan mesin bensin (otto), mesin diesel pada kapasitas daya yang besar masih memiliki efisiensi yang lebih tinggi, hal ini dikarenakan rasio kompresi pada mesin diesel jauh lebih besar daripada mesin bensin.

Keuntungan utama penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar minyak atau sering disebut dengan PLTD adalah dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar. Kehandalan pembangkit ini tinggi karena dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA. Mengingat waktu start-nya yang cepat namun ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun, PLTD disarankan hanya dipakai untuk melayani konsumen pada saat beban puncak.

Investasi awal pembangunan PLTD yang relatif murah, kebutuhan energi di daerah-daerah terisolasi yang mendesak dan kebutuhan energi daerah-daerah yang belum terlalu besar, pemerintah Indonesia berinisiatif membangun PLTD yang berfungsi sebagai base-supply untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah-daerah ini, untuk mengurangi biaya transmisi dan rugi-rugi jaringan dalam menyalurkan energi listrik dari kota terdekat.

Dengan digunakannya bahan bakar konvensional maka adanya kemungkinan pembangkit ini akan sulit dioperasikan di masa depan karena persediaan minyak bumi dunia yang semakin menipis. Harga minyak yang terus meningkat menjadi pertimbangan utama dalam menggunakan pembangkit ini. Harga minyak yang mahal diakibatkan karena pasar minyak dunia yang tidak stabil dan ongkos transportasi untuk membawa minyak tersebut ke daerah yang dituju. Padahal di sisi beban, PLN dipaksa menjual dengan harga murah. Inilah yang menyebabkan PLN rugi besar.

Bentuk dan Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel :

     .1.  Tangki penyimpanan bahan bakar.

       

 

2.    Penyaring bahan bakar.

       

3.    Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring)

       4.Mesin diesel.

       

5.Turbo charger.

       

6.Penyaring gas pembuangan.

       

7.Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).

      

8.  Generator.

       

9.Trafo.

       

             

       10. Radiator

11.Tangki penyimpanan Oli Bekas

12. Sistem Pemadam kebakaran

13. Ruang Operasi (Pengontrolan)

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

a.       Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.

b.      Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.

c.       Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

d.      Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

e.       Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 - 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.

f.       Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.

g.      Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl).

Ggl terbentuk berdasarkan hukum faraday. Hukum faraday menyatakan bahwa jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang berubah-ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis magnet yang dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik. Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban.

Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan

Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan/dikirim ke beban. Di sisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).

Masalah Utama dalam Pembangkitan Tenaga Listrik

Proses pembangkitan tenaga listrik dalam prinsipnya merupakan konversi energi primer menjadi energi mekanik penggerak generator yang selanjutnya energi mekanik ini dikonversi oleh generator menjadi tenaga listrik. Proses demikian menimbulkan masalah-masalah sebagai berikut:

1. Penyediaan energi primer.

Energi primer untuk pusat listrik termal adalah bahan bakar. Penyediaan bahan bakar meliputi : pengadaan, transfortasi dan penyimpangan, terutama yang memerlukan perhatian terhadap resiko kebakaran.

2. Penyediaan air pendingin

Masalah penyediaan air pendingin timbul pada pusat termal seperti PLTU dan PLTD. PLTU dan PLTD dengan daya terpasang di atas 25 MW banyak yang dibangun di daerah pantai karena membutuhkan air pendingin dengan jumlah yang besar sehingga pusat listrik ini dapat menggunakan air laut sebagai pendingin. Untuk unit-unit PLTD yang kecil, di bawah 3 MW, pendinginnya dapat menggunakan udara dengan menggunakan radiator.

3. Masalah limbah

PLTU batubara menghasilkan limbah berupa abu batu bara dengan asap yang mengandung gas SO2, CO2 dan NOx. Semua PLTU mempunyai limbah bahan kimia dari air ketel (blow down). PLTD dan PLTG mempunyai limbah berupa minyak pelumas. PLTA tidak menghasilkan limbah, malah limbah dari masyarakat yang masuk kesungai penggerak PLTA sering menimbulkan gangguan pada PLTA.

4. Masalah kebisingan Pemeliharaan peralatan diperlukan untuk :

- Mempertahankan efisiensi

- Mempertahankan keandalan

- Mempertahankan umur ekonomis

5. Bagian-bagian peralatan yang memerlukan pemeliharaan terutama adalah:

- Bagian-bagian yang bergeser: seperti : bantalan, cincin pengisap (piston ring) dan engsel-engsel.

- Bagian-bagian yang mempertemukan zat-zat dengan suhu yang berbeda seperti : penukar panas (heat exchanger) dan ketel uap

- Kontak-kontak listrik dalam sakelar serta klem-klem penyambung listrik.

6. Gangguan dan kerusakan

Gangguan adalah peristiwa yang menyebabkan Pemutusan Tenaga (PMT) membuka (trip) diluar kehendak operator sehingga terjadi pemutusan pasokan tenaga listrik. Gangguan esungguhnya adalah peristiwa hubung singkat yang penyebabnya kebanyakan petir, dan tanaman. Gangguan dapat juga disebabkan karena kerusakan alat, sebaliknya gangguan ( misalnya yang disebabkan petir) yang terjadi berkali-kali akhirnya mengakibatkan alat ( misalnya transformator ) menjadi rusak.

7. Pengembangan pembangkit

Pada umumnya, pusat lstrik yang berdiri sendiri maupun yang ada dalam sistem interkoneksi memerlukan pengembangan. Hal ini disebabkan karena beban yang dihadapi terus bertambah sedangkan di pihak lain pihak unit pembangkit yang ada menjadi semakin tua dan perlu dikeluarkan dari operasi.

8. Perkembangan teknologi pembangkit

Perkembangan teknologi pembangkit umumnya mengarah pada perbaikan efisiensi dan penemuan teknik konversi energi yang baru dan penemuan bahan bakar baru. Perkembangan ini meliputi segi perangkat keras (hardware) seperti komputerisasi dan juga meliputi segi perangkat lunak ( software) seperti pengembangan model-model matematika untuk optimasi.

Mutu Tegangan Listrik

Dengan makin pentingnya peranan tenaga listrik dalam keidupan sehari-hari, khususnya bagi keperluan industri,maka mutu tenaga listrik juga menjadi tuntutan yang makin besar dari pihak pemakai tenaga listrik.

Mutu tenaga listrik ini meliputi:

a. Kontinuitas penyediaan;apakah tersedia 24 jam sehari sepanjang tahun.

b. Nilai tegangan ; apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.

c. Nilai frekuensi ; apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.

d. Kedip tegangan ; apakah besarnya dan lamanya masih dapat diterima oleh pemakai tenaga listrik.

e. Kandungan harmonisa ; apakah jumkahnya masih dalam batas-batas yang dapat ditrima oleh pemakai tenaga listrik.

Transmisi dan Distribusi

Apabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat-pusat beban dalam jumlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik tersebut kepada pihak pemakai melalui saluran tegangan rendah.

Generator sinkron di pusat pembangkit biasanya menghasilkan tenaga listrik dengan tegangan antara 6-20 kV yang kemudian, dengan bantuan transformator tegangan tersebut dinaikkan menjadi 150-500 kV. Saluran tegangan Tinggi (STT) menyalurkan tegangan listrik menuju pusat penerima, disini tegangan siturunkan menjadi tegangan subtransmisi 70 kV. Pada gardu induk (GI), tenaga listrik yang diterima kemudian dilepaskan menuju trafo distribusi (TD) dalam bentuk tegangan menengah 20 kV. Melalui trafo distribusi yang tersebar diberbagai pusat-pusat beban, tegangan distribusi primer ini diturunkan menjadi tegangan rendah 220/380 V yang akhirnya diterima pihak pemakai.

PROTEKSI  pada unit  Pembangkit  Tenaga  Listrik 

Mesin-mesin listrik seperti generator, motor dan transformator pada dasarnya dirancang untuk beroperasi pada beban nominal atau beban khusus seperti tertera pada pelat namanya. Kondisi operasi pada beban nominal tersebut dinyatakan dalam  bersaran daya, arus, tegangan, frekuensi, putaran suhu sekeliling dan lain data yang ditentukan.

Dalam kenyataannya walaupun sudah dicantumkan operasi normalnya , mesin-mesin listrik tidak dapat terhindar 100 % dari gangguan dan beroperasi melampaui beban nominal.

Gangguan tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal sebagai berikut :

1.      Gangguan karena kesalahan manusaia, seperti kelalaian pada saat manipulasi sistim, lupa membuka pembumian setelah perbaikan dan sebagainya.

2.      Gangguan dari dalam, misalnya gangguan-gangguan dari sistem atau yang berasal dari perlengkapan itu sendiri, misalnya faktor umur seperti keauasan dan lain sebagainya yang menyebabkan kerusakan isolasi perlengkapan.

3.      Gangguan dari luar yaitu gangguan yang berasal dari alam dan lingkungan diantaranya cuaca, gempa bumi, petir, banjir dan debu. Gangguan dari/karena binatang antara lain gigitan tikus, burung dan sebagainya.

Karena nilai investasi perlengkapan tenaga listrik demikian besarnya, maka perhatian khusus harus diberikan agar setiap perlengkapan tidak hanya dapat beroperasi dengan efisien dan optimal, tetapi juga harus aman dari kemungkinan kerusakan atau hal-hal yang dapat menimbulkan kecelakaan pada operator.  Hampir semua perlengkapan tenaga listrik tidak dibiarkan beroperasi tanpa penga-manan ( proteksi ).

Secara umum pengaruh gangguan terhadap pelayanan suply tenaga listrik :

1.      Sistem menjadi tidak stabil

2.      Meluasnya kerusakan pada perlengkapan yang terganggu.

3.      Kemungkinan terjadinya kerusakan pada perlengkapan lainnya ynag masih normal.

4.      Hilangnya suplai ke konsumen

5.      Terjadinya kebakaran atau ledakan

6.      Kemungkinan berbahaya bagi personil atau masyarakat.

Usaha untuk memperkecil kerusakan alat dan terputusnya pelayanan :

a.         Mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan

-           Perencanaan yang baik

-           Koordinasi isolasi yang baik

-           Operasi dan pemeliharaan yang baik

-           Pemasangan dan penyetelan yang baik ( setting )

b.         Mengurangi akibat jika terjadi kesalahan

-           Meringankan akibat kesalahan

                        *          Pemasangan recloser (penutup balik)

                        *          Menghindari pemutusan Pembangkit

                        *          Pembumian titik netral

-           Memisahkan bagian yang terganggu dengan sistem pengamanan yang baik.

-           Meringankan kerugian akibat kesalahan dengan Saluran ganda, dan Interkoneksi.

-           Menggunakan AVR yang cepat

Sistim Pengamanan mesin – generator pada PLTD 

Prime Mover

Penggerak Mula

Generator

Peralatan  Bantu

•

■

Trafo Tenaga

PMT

CT

PT

Rele Kontrol Proteksi  Wiring

Rele / Kontrol /  Proteksi  / Wiring

■

sensor

Rele Kontrol Proteksi  Wiring

out going

X

horn alarm

Beam Light alarm

indikator     lamp

generator

sistim   udara   tekan

parameter :  temperature/tekanan/   aliran/putaran/arus/  tegangan/daya/energi/      cos φ / frekuensi

battery

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Syarat  Pengamanan

Cepat   :           proteksi harus dapat memutuskan gangguan secepat mungkin. Hal ini diperlukan untuk menjaga kestabilan di sistem dan mengurani kemungki nan berkembangnya suatu gangguan menjadi gangguan yang lebih meluas dan lebih parah.

Selektif            :           kemampuan dari duatu sistem pengaman dapat membedakan mana yang memerlukan pemutus segera, mana yang memerlukan perlam-batan, mana yang memerlukan pemutusan & mana yang tidak me merlukan pemutusan atau hanya alarm saja dan terjadinya pemutusan sesuai dengan gangguan yang terjadi

Sensitif            :           adalah kepekaan pengamanan terhadap segala jenis gangguan pada zonenya dan zone yang berada dibawahnya. Jadi rele dapat bekerja pada awal kejadian dan input ( rangsangan ) yang sangat kecil ( minimum )

Andal              :           pengamanan harus siap sedia melakukan fungsinya, dapat diandalkan benar-benar dan beroperasi pada waktunya dan sesuai dengan settingnya pada segala jenis gangguan dan kondisi abnormal dari sistem tenaga listrik sesuai dengan yang direncanakan. Dalam keadaan normal rele pengaman tidak boleh bekerja.

Ekonomis : perencanaan tehnik yang baik tidak terlepas dari pertimbangan ekonomi

Proteksi yang digunakan harus seekonomis mungkin dengan tidak mengesampingkan fungsi dan keandalannya. Rele pengaman tersebut jangan sampai lebih mahal dari perlengkapan yang diamankannya.

Proteksi  Generator

1.Pengaman Terhadap Hubungan Bumi

Stator

Rele pengaman gangguan hubungan bumi pada generator yang titik netralnya tidak dibumikan memerlukan dipasangnya transformator tegangan yang bertugas mendeteksi kenaikan tegangan titik netral terhadap bumi yang selanjutnya akan mengerjakan rele hubung bumi (SG).

Pembumian titik netral generator melalui transformator pembumian T. Tahanan R dimaksudkan untuk memperbesar impedansi sirkit sekunder yang memberi tegangan ke rele SG dan menampung arus dalam periode transien Generator yang dihubungkan langsung ke jaringan distribusi (lihat gambar 33).

Gambar 33

Gambar 34

Apabila titik netral generator dibumikan misalnya melalui tahanan R seperti pada gambar 34, maka gangguan hubung bumi akan menghasilkan arus hubung bumi yang selanjutnya dideteksi melalui transformator arus untuk menggerakkan relai GF.

Rele GF akan mendeteksi adanya hubungan bumi dan bekerja dengan penundaan waktu. Generator dihubungkan ke jaringan melalui trafo.

Pembumian titik netral Generator

Pembumian titik netral generator berpengaruh kepada besarnya arus gangguan hubungan bumi yang terjadi dalam sirkit generator. Apabila generator tidak dilengkapi dengan transformator blok, misalnya seperti yang ditunjukkan oleh gambar maka gangguan hubungan bumi diluar seksi generator akan dirasakan pula oleh generator. Sebaliknya apabila generator dilengkapi dengan transformator blok seperti ditunjukkan oleh gambar maka gangguan hubung bumi diluar seksi generator tidak akan dirasakan oleh generator, khususnya apabila dipakai transformator blok penaik. Apabila generator dihubungkan dengan sistem seperti ditunjukkan oleh gambar maka gangguan hubungan bumi pada bagian sistem yang berhubungan langsung dengan rele A akan dirasakan oleh generator. Tetapi hubungan dengan rel B tidak akan terasa pada generator apabila transformator yang dipakai mempunyai hubungan.

2.  Generator berhubungan langsung dengan jaringan distribusi tegangan menengah atau tegangan rendah.

Gambar 36

3. Generator melalui transformator blok berhubungan dengan jaringan distribusi tegangan menengah atau jaringan transmisi tegangan tinggi.

Gambar 37

Pusat listrik dengan dua macam tegangan rel yang masing-masing berbeban. Generator-generator dihubungkan langsung ke rel A.

4. Rele Rotor Hubung Bumi

 

Gambar 38

Deteksi gangguan bumi rotor

5.         Pengamanan Generator Terhadap Daya Balik (Reverse Power)

Rele daya balik lebih banyak merupakan pengaman bagi mesin penggerak generator. Daya balik pada generator yang digerakkan oleh turbin uap dapat menimbulkan pemanasan yang berlebihan pada sudut-sudut turbin sedangkan bagi yang digerakkan oleh turbin air dapat menimbulkan kavitasi yang berlebihan pada sudut turbin air. Pada generator yang digerakkan oleh mesin diesel, daya balik pada generator tidak menimbulkan masalah bagi mesin diesel, sebagai contoh dapat dilihat bahwa mobil yang digerakkan dengan mesin diesel dapat melakukan pengereman dengan mesin ketika mobil jalan menurun.

 Keadaan mesin diesel mobil yang dipakai untuk mengerem dengan mesin adalah sama dengan diesel yang mengalami daya balik apabila ia menggerakkan generator. Peristiwa adanya balik lebih mungkin terjadi apabila daya yang dibangkitkan oleh generator dalam prosentasi kemampuannya adalah rendah dan dalam keadaan demikian proses pemanasan lebih seperti diuraikan di atas akan mempunyai intensitas yang kecil.

Peristiwa daya balik lebih sering terjadi pada PLTG karena sistem pembakaran PLTG sering mengalami gangguan sedangkan pada PLTU dan PLTA hal ini jarang terjadi. Sesungguhnya gangguan pembakaran yang menimbulkan daya balik kecil kemungkinannya menimbulkan pemanasan lebih pada sudu-sudu turbin gas, karena gas pembakaran yang demikian tentu tidak mempunyai suhu yang tinggi (yang cukup untuk membangkitkan daya).

Berdasarkan pemikiran tersebut di atas ditambah pemikiran bahwa proses pemanasan lebih dan kavitasi adalah proses yang relatif tambahan, sedangkan pusat-pusat listrik umumnya dijaga oleh operator-operator yang terdidik dan terlatih untuk mengambil langkah-langkah pengamanan, maka peristiwa daya balik tidak begitu membahayakan. Pada generator yang bekerja paralel dengan generator lainnya rele daya balik juga dapat mendeteksi gangguan dalam lilitan generator bersama rele arus lebih. Rele daya balik membunyikan alarm terlebih dahulu yang kemudian setelah waktu tertentu menjatuhkan PMB generator.

6. Pengamanan Terhadap Suhu Tinggi

Masalah suhu yang terlalu tinggi, hal ini bisa terjadi pada stator atau pada bantalan generator.

Suhu stator terlalu tinggi bisa disebabkan karena pembebanan lebih pada generator yang terlalu lama, ventilasi yang kurang sempurna atau karena banyak debu/kotoran yang menempel pada isolasi lilitan stator sehingga menghambat pelepasan panas lilitan stator, atau ada hubung singkat kecil antar belitan dalam satu kumparan yang tidak bisa diamankan, atau karena penyetelan bantalan yang kurang baik. Minyak pelumas kotor atau tidak cocok spesifikasinya atau karena aliran minyak pelumas yang kurang baik. Aliran minyak pelumas yang kurang baik bisa disebabkan tekanannya yang kurang tinggi atau ada salurannya yang tersumbat.

Untuk mengamankan generator terhadap masalah suhu, dipakai rele suhu yang pada tahap pertama membunyikan alarm dan pada tahap berikutnya men-trip PMT generator.

7. Pengamanan Generator Terhadap Tegangan Lebih

Rele ini sesungguhnya hanya berfungsi apabila pengatur tegangan otomatis dari generator gagal berfungsi, jadi rele ini adalah cadangan bagi pengatur tegangan otomatis. Jika rele ini bekerja harus menjatuhkan pemutus generator dan pemutus penguat medan.

8.  Pengamanan Generator Terhadap Penguatan Hilang

           

Jika terjadi gangguan pada rangkaian arus penguat sehingga Medan penguat generator menjadi lemah atau hilang maka generator bisa mengalami kondisi “Out of step” atau lepas dari sinkronisasinya dengan sistem dan dapat menimbulkan gangguan dalam sistem khususnya apabila hal ini menyangkut generator yang besar.

Oleh karenanya pada generator-generator yang daya terpasangnya relatif besar disediakan Loss of Field relay untuk mencegah terjadinya situasi out of step tersebut di atas dengan jalan men-trip PMT generator apabila arus penguat hilang atau menjadi terlalu lemah oleh karena ada gangguan pada sirkit arus penguat.

9. Pengamanan Terhadap Arus Urutan Negatif (Negative Sequence)

Beban tidak simetris yang dialami generator akan menghasilkan arus urutan negatif yang akan menaikkan pemanasan rotor.

10.Pengamanan Terhadap Hubungan Pendek Dalam Sirkit Rotor

Apabila terjadi hubungan pendek dalam sirkit rotor maka generator akan mengalami kehilangan penguatan. Sirkit rotor dan stator generator dapat mengalami kerusakan yang disebabkan arus hubungan pendek sirkit rotor.

Untuk mencegah kerusakan ini dipakai rele arus lebih atau sekering lebur dalam sirkit rotor.

Jika baru salah satu kutub (kutub + atau -) mengalami hubung bumi maka hal ini dapat menimbulkan distorsi dalam Medan magnit penguat sehingga timbul getaran yang berlebihan.

Oleh karenanya untuk generator yang besar dipasang rele pengaman terhadap rotor hubung bumi.

Proteksi  mesin Diesel

Masalah pengoperasian pada mesin Diesel PLTD, sangat tergantung pada kondisi peralatan utama dan peralatan bantu (auxilliaies) mesin diesel tersebut, seperti diagram dibawah ini, namun untuk teknik diesel kita terfokus kepada bagaimana caranya menjaga tekanan kompresisi sebaik mungkin sesuai dengan ketentuan buku petunjuk mesin, yang merupakan salah satu syarat penting agar dapat terjadi pembakaran sempurna terutama pada daya/beban nominal mesin.

 

1. Alarm

           

Agar mesin Diesel terhindar dari  terganggunya operasi baik stop karena terhentinya supply bahan bakar sampai trip karena kerusakan maka dipasanglah peralatan warning ( peringatan ) berupa alarm antara lain :

1.      Daily tank Low / Hihg alarm

2.      Rocker gear alarm

3.      Fuel Oil alarm

4.      Botle Air pressure low alarm

5.      Exhaust gas alarm

6.      Differential exhaust gas

Agar mesin Diesel terhindar dari kerusakan yang fatal setiap gangguan yang mengharus kan mesin trip selalu disertai dengan perintah untuk elektrikal trip engine ,  pneumatic trip dan PMT trip

2. Lubrication Oil proteksi

           

Untuk menghindari terjadinya kerusakan akibat kegagalan pada sistim pelumasan maka digunakan pengaman berupa :

1.      Pressure Lub.Oil  alarm  dan Trip

2.      Temperature Lub.Oil alarm dan Trip

3.      Oil Mist Detector

4.      Main Bearing temperature alarm dan Trip

3. Jacket Water proteksi

Untuk menghindari terjadinya kerusakan akibat over heated pada sistim pedingin mesin digunakan pengaman berupa :

1.      Pressure Jacket  Water alarm  dan Trip

2.      Temperature Jacket Water alarm dan Trip

4. Over speed ( putaran lebih )

Putaran mesin Diesel tidak boleh berlebihan atau kecepatannya umumnya dibatasi agar tidak melebihi 110 % dengan alasan :

Kecepatan yang berlebih  akan  menimbulkan  panas yang berlebi-han :

 -          akan merusak karakteristik minyak pelumas sehingga terjadi kega

galan  pada sistim pelumasan dan berakibat  kerusakan yang fatal  pada  main bearing & connecting rod bearing serta crankshaft

- akan terjadi pemuaian pada bearing dan crankshaft sehingga terjadi kemacetan bearing  crankshatdengan kecepatan yang berlebihan akan menimbulkan getaran yang berle-bihan maka sifat shock absorber dari minyak pelumas tidak mampu me-ngimbanginya sehingga terjadi gesekan antara bearing dan crankshaft dan berakibat kerusakan fatal dari bearing crankshaft

Proteksi untuk putaran lebih ( over speed ) pada umumnya dilakukan oleh 2 sistim yaitu dengan  :   

-           elektrik

-           pneumatik

Prime Mover

Penggerak Mula

Generator

Peralatan  Bantu

•

■

Trafo Tenaga

PMT

CT

PT

Rele / Kontrol /  Proteksi  / Wiring

■

Rele Kontrol Proteksi  Wiring

X

parameter :  temperature/tekanan/   aliran/putaran/arus/  tegangan/daya/energi/      cos φ / frekuensi

horn alarm

Beam Light     alarm

indikator     lamp

generator

battery

■

Sistim  Udara Tekan  (pneumatic)

 

5. Oil Mist Detector

Mendeteksi asap yang terjadi didalam crankcas