• 1.1. PENGERTIAN UMUM


  •   
  • FileName: PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK.pdf [read-online]
    • Abstract: 1.1. PENGERTIAN UMUMSecara harfiah yang dimaksud pembangkitan, adalah sesuatu atau hal-halatau suatu aktivitas yang bisa membangkitkan sesuatu, atau timbulnya efek(hasil) tertentu akibat adanya pembangkitan.

Download the ebook

1.1. PENGERTIAN UMUM
Secara harfiah yang dimaksud pembangkitan, adalah sesuatu atau hal-hal
atau suatu aktivitas yang bisa membangkitkan sesuatu, atau timbulnya efek
(hasil) tertentu akibat adanya pembangkitan.
Dalam suatu sistem tenaga listrik, yang dimaksudkan pembangkitan adalah
pembangkit tenaga listrik.
Definisi pembangkit tenaga listrik :
Suatu sub sistem dari sistem tenaga listrik yang terdiri dari instalasi
elektrikal, mekanikal,
elektrikal mekanikal bangunan-bangunan (civil works) bangunan
works),
pelengkap serta bangunan dan komponen bantu lainnya.
Berfungsi untuk merubah energi (potensi) mekanik menjadi energi
(potensi) listrik
listrik.
Dalam mendefinisikan pengertian pembangkit listrik, akan muncul berbagai
definisi/ pengertian, tergantung dari sudut mana orang melihat, memahami,
mengasumsikan dan mendefinisikannya.
1
1.2. PRINSIP KERJA
Potensi mekanik (air uap gas panas bumi nuklir dan lain lain) menggerakkan
(air, uap, gas, bumi, nuklir, lain-lain)
turbin yang porosnya (as-nya) dikopel dengan generator. Dari generator inilah
energi listrik dihasilkan.
Khusus untuk PLTD prinsip kerjanya agak berbeda, karena mesin diesel
merupakan unit lengkap yang langsung menggerakkan generator (merupakan
suatu unit yang rigid/ kompak.
Penggerak mula (prime mover) yang berupa turbin diesel, turbin air, turbin uap,
turbin gas, dan lain-lain, menggerakkan generator sinkron, sehingga dihasilkan
energi listrik arus bolak-balik tiga fasa.
Tegangan keluaran (output voltage) yang dihasilkan pembangkit tenaga listrik
pada umumnya kecil dan sampai saat ini tegangan terbesar yang dihasilkan
adalah 23 KV
KV.
Mengingat energi listrik tersebut akan disalurkan ke pusat-pusat beban yang
j
jaraknya
y j
jauh, maka tegangannya dihasilkan terlebih dahulu dengan
, g g y g
menggunakan trafo penaik tegangan (step-up transformer).
2
1.3. KOMPONEN UTAMA PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Penggerak mula (prime mover) berupa :
mover),
Mesin Diesel.
Turbin (air, uap, gas).
Beserta komponen dan perlengkapannya.
p p g p y
Komponen listrik, antara lain :
Generator dan perelengkapannya.
Transformator dan perlengkapannya.
Peralatan proteksi.
Saluran kabel, busbar, dan lain-lain.
Dan lain sebagainya.
g y
Komponen sipil, antara lain :
Bendungan, pipa pesat (penstock), prasarana dan sarana sipil penunjang
(
(untuk PLTA).
)
Prasarana dan sarana sipil (pondasi peralatan, jalan, cable duct, dan lain-
lain).
Gedung kontrol (control building) dan perlengkapannya.
Komponen mekanisasi, misalnya : serandang peralatan, komponen pelengkap
turbin, dan lain-lain.
3
1.4. PERMASALAHAN PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Masalah teknis :
Penyediaan energi primer (air, BBM, batubara, gas, panas bumi, dan lain-
lain).
Penjernihan air pendingin (untuk pembangkit termal).
e je a a pe d g (u tu pe ba g t te a )
Masalah limbah, misalnya :
• PLTU menghasilkan limbah yang mengandung gas SO2, CO2 dan Nox.
• PLTD dan PLTG menghasilkan limbah berupa minyak pelumas.
Masalah kebisingan (terutama PLTD dan pembangkit termal).
Masalah pengoperasian, yang pada umumnya harus beroperasi nonstop
selama 24 jam sepanjang tahun.
Pemeliharaan.
Gangguan dan kerusakan.
gg
Pengembangan pembangkitan.
Perkembangan teknologi pembangkitan.
Masalah Non Teknis :
Masalah regulasi
regulasi.
Kesulitan mendapatkan lahan.
Masalah sosial, misal : keengganan dan protes dari masyarakat.
Masalah finansial (keterbatasan kemampuan likuiditas pemerintah,
pembayaran ganti rugi yang mahal dan lain-lain)
mahal, lain lain).
In-kondusifitas berbagai hal (investasi, kambtibmas, sosial, hukum, dan lain-
lain).
4
1.5. JENIS PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Pembangkit mini/ mikro :
P b kit i i/ ik
Pembangkit Listrik Tenaga Mini/ Mikro Hidro (PLTMH).
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
Pembangkit Li t ik T
P b kit Listrik Tenaga B
Bayu (PLTB)
(PLTB).
Catatan : - Pada umumnya dipasang di daerah terisolir dan melayani beban
yang kecil/ terbatas.
- Sebagian masih bersifat pengembangan.
Pembangkit makro (kapasitas besar) :
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG).
g g ( )
Pembangkit Listrik Tenaga GAs dan Uap (PLTGU).
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
g g ( )
Catatan : - Pada umumnya dipasang di Pulau-Pulau Besar di Indonesia
(Jawa, Sumatera, Kalimantan, Sulawesi).
- Untuk membangun PLTA, pada saat ini banyak menemui
hambatan/ kendala.
- PLTN d Indonesia saat ini masih b
di d h bersifat sebagai obyek riset
f b b k
dan belum dibangun untuk melayani pelanggan listrik umum.
5
1.6. DUA JENIS OPERASI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
Untuk melayani beban dasar pada umunya jenis pembangkit :
dasar,
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Pembangkit Listrik Tenaga gas (PLTG)
Pembangkit Listrik Tenaga Gas – Uap (PLTGU)
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dan pembangkit Listrik Tenaga Diesel,
tergantung situasi dan kondisi.
Untuk melayani beban dalam keadaan darurat, misalnya karena gangguan listrik
dan untuk mengatasi beban puncak, pada umumnya jenis pembangkit :
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Catatan : Apakah pembangkit tenaga listrik dioperasikan untuk melayani beban
dasar,
dasar beban dalam keadaan darurat atau beban puncak pada
puncak,
kenyataannya sangat tergantung pada situasi dan kondisi yang ada,
misal : untuk daerah terisolir yang hanya memiliki PLTD, maka PLTD
tersebut akan dioperasikan terus menerus, tanpa melihat jenis beban
yang dilayani
dilayani.
6
1.7. BATASAN BAHASAN
Pada buku/ makalah ini, pembahasannya ditekankan pada :
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTA).
Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU).
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
Pada Bab VIII & Bab IX buku/ makalah ini, disajikan pembahasan secara khusus
tentang PLTD, mengingat :
PLTD masih b
ih banyak di
k digunakan di sebagian b
k b i besar d
daerah di I d
h Indonesia,
i
terutama di Pulau-Pulau kecil dan terisolir.
Sumber energi primer PLTD relatif lebih mudah didapat, jika dibanding
sumber energi primer yang lainnya.
Pada daerah-daerah tertentu, tidak efisien jika dibangun PLTU, PLTG,
PLTGU.
Bahkan pada daerah tertentu tidak mungkin dibangun PLTA atau PLTP,
p g g
karena memang tidak ada sumber energi primer yang digunakan.
7
Lanjutan 1.7.
Pada
P d Bab
B b X di jik
disajikan i f
informasi secara garis b
i i besar t t
tentang T h
Tahapan
Perencanaan dan Pelaksanaan Pembangunan Pembangkit Tenaga Listrik,
dengan maksud dan tujuan :
Para peserta uji keahlian kualifikasi Ahli Utama yang kelak akan
menjadi Konstruktor pekerjaan Ketenagalistrikan (termasuk
pembangkit tenaga listrik) , harus mengetahui dan memahami
tentang proses perencanaan dan pelaksanaan pembangunan
pembangkit tenaga listrik.
Dengan mengetahui dan memahami proses perencanaan dan
pelaksanaan pembangunan pembangkit tenaga listrik, diharapkan
akan mampu melaksanakan pekerjaan pembangkit tenaga listrik
dengan baik.
Karena sulitnya mendapatkan buku yang dapat dijadikan
acuan/referensi dalam pelaksanaan pekerjaan pembangunan
pembangkit tenaga listrik, sehingga buku ini dapat memandu pihak-
pihak yang membutuhkan d l
h k b hk dalam melaksanakan pekerjaan
l k k k
pembangkit tenaga listrik.
8
2.1. U M U M
Adalah pembangkit tenaga listrik dengan penggerak utama (prime mover) mesin
diesel, untuk memutar generator.
Bahan bakar (sumber energi primer) yang digunakan :
High speed diesel (HSD/ Solar.
MFO.
Gas.
Catatan : Pada umunya PLTD di Indonesia menggunakan bahan bakar
HSD/ Solar.
Sistem pendinginan :
PLTD kapasitas 5 MW, menggunakan sistem pendinginan radiator/ air.
PLTD kapasitas 5 MW, menggunakan sistem pendinginan Heat Exchanger.
Sirkulasi air untuk heat exchanger, diambil dari kolar air dengan cooling
tower, sungai, danau atau laut. Hal ini sangat tergantung dimana lokasi PLTD
tersebut berada
berada.
9
2.2. SKEMA DIAGRAM
10
2.3. TYPE MESIN DIESEL PADA PLTD
Type mesin :
Type 2 langkah.
Type 4 langkah
Mesin type 2 langkah digunakan pada mesin dengan ukuran yang sangat besar
dan mempunyai putaran rendah, misal : mesin penggerakKapal Laut ukuran
besar dan PLTD kapasitas besar
besar.
Mesin type 4 langkah digunakan pada mesin dengan ukuran yang kecil dan
mempynyai putaran tinggi, misal : mesin penggerak untuk PLTD ukuran kecil.
Penggunaan mesin type 2 langkah atau 4 langkah, mempertimbangkan
beberapa hal, antara lain :
Kapasitas pembangkit.
p p g
Biaya investasi.
Kebutuhan beban.
Aspek operasi dan pemeliharaan.
p p p
Dan lain sebagainya.
11
2.4. BAGAN PROSES KERJA MESIN DIESEL 2 LANGKAH
12
2.5. DIAGRAM TEKANAN ISI TEORITIS MESIN DIESEL
2 LANGKAH
13
2.6. BAGAN PROSES KERJA MESIN DIESEL 4 LANGKAH
14
2.7. DIAGRAM TEKANAN ISI TEORITIS MESIN DIESEL
4 LANGKAH
15
2.8. MINYAK PELUMAS
PLTD memerlukan minyak pelumas dengan volume yang cukup besar.
Dengan mempertimbangkan kondisi tersebut di atas, maka :
Minyak pelumas di
Mi k l ditempatkan pada l k i (
k d lokasi (tempat) tersendiri.
) di i
Sirkulasi minyak pelumas didinginkan melalui heat exchanger.
Heat changer didinginkan oleh air, satu sumber dengan pendinginan heat
changer d mesin.
h dari
Minyak pelumas mempunyai fungsi yang sangat penting pada PLTD dan sangat
berpengaruh terhadap umur hidup (life time) pembangkit.
Terkait dengan minyak pelumas ini, pembuat mesin memberikan ketentuan-
ketentuan tentang :
Kualitas pelumas yang disyaratkan.
Jadual (kapan) penggantian filter elemen dilaksanakan.
Jadual (kapan) pembersihan stainer dilaksanakan.
Dan lain sebagainya.
16
2.9. GARDU INDUK (SWITCH YARD)
Tegangan k l
T keluaran/ t
/ tegangan yang dih ilk ( t t voltage) PLTD umumnya
dihasilkan (output lt ) PLTD,
sebesar 6 KV.
Besarnya tegangan pada sistem penyaluran (jaring distribusi) umumnya 20 KV.
y g g p p y (j g ) y
Pada umumnya PLTD dibangun berdekatan dengan pusat-pusat beban.
Dengan adanya perbedaan antara tegangan yang dihasilkan oleh PLTD dengan
tegangan pada sistem penyaluran (jaring distribusi) maka diperlukan Trafo
Penaik Tegangan (Step-Up Transformer) untuk menaikkan tegangan dari 6 KV
ke 20 KV.
Jadi pembangunan PLTD sangat cocok untuk :
Daerah pelayanan yang bebannnya kecil.
p y y g y
Di tempat yang terisolir (Pulau kecil).
Di tempat yang mudah mendapatkan BBM jika dibanding sumber energi
primer yang lainnya.
Untuk pembangkit yang sifatnya “stand by”.
17
3.1. TYPE PLTA BERDASARKAN CARA MENDAPATKAN AIR
Type PLTA berdasarkan cara mendapatkan air :
PLTA aliran Sungai Langsung (run of the river).
Debit air hampir sama sepanjang tahun, sehingga dipakai sebagai beban
dasar.
PLTA dengan Kolam Tando.
Cara kerjanya sama dengan PLTA dengan aliran sungai langsung, tetapi air
terlebih dahulu ditampung di dalam kolam tando.
PLTA Kolam Tando tahunan.
Kolam tando yang berukuran besar yang dapat menampung air sepanjang
tahun, terutama pada musim hujan.
PLTA Pompa (Pump Storage Hydro PP).
Menggunakan 2 kolam tando atas dan bawah, type ini digunakan untuk
memikul beban puncak. Fungsi turbine dapat diatur sebagai turbin maupun
sebagai pompa.
Tenaga listrik untuk memompa diambil pada waktu tarif listrik rendah atau
diambil dari pusat listrik yang memikul beban dasar.
18
3.2. TYPE BENDUNGAN
Beberapa type bendungan secara umum :
Bendungan Urugan Tanah (
d h (Earth Fill Dam).
h ll )
Bendungan Urugan Batu (Rock Fill Dam).
Bendungan Beton berdasarkan berat sendiri (Concrete Gravity Dam).
Bendungan Beton Penyangga.
Bendungan Beton Berbentuk Lengkung.
g g g
Bendungan Beton berbentuk Lebih dari satu lengkung.
19
3.3. POTONGAN TYPE BENDUNGAN
Bendungan Urugan Tanah (Earth Fill Dam) Bendungan Urugan Batu (Rock Fill Dam)
• Urugan tanah • Lapisan buntu teratur
• Saluran drainage • Urugan batu (rock fill)
• Filter halus
• Filter kasar
• Inti kedap air
• Grouting
20
Lanjutan 3.3.
Bendungan Beton berdasar berat sendiri Bendungan Beton dengan penyangga
Bendungan Berbentuk Lengkung Bendungan Berbentuk lebih dari satu lengkung
21
3.4. GAMBAR PLTA
22
3.5. BAGIAN-BAGIAN PENTING PLTA
Bangunan yang penting dari PLTA (lihat gambar PLTA) :
Kolam Tando
Bangunan Intake Structure
Bendungan Dam
Saluran Air
Terowongan Tekan
Surge T k
S Tank
Pipa Pesat (Pen Stock)
Gedung Control
Tail Race
Gardu Induk
23
3.6. KOMPONEN MEKANIKAL & ELEKTRIKAL PLTA
Mekanikal : Elektrikal :
Turbine Generator
Governor Transformer
Katub Pintu Air
Gardu Induk
Pipa Pesat Baja
Over Head Crane
24
3.7. TYPE TURBIN AIR
Turbin Air ada 5 type :
Impulse Turbine Pelton Turbine
Turbine Reaksi
• Francis Turbine
• Propeler Turbine
Turbine Kaplan
Cara kerjanya sama dengan Propeler Turbine hanya propeler dapat diubah-
ubah sesuai daya yang diperlukan.
y y g p
Turbine Deriaz
Cara kerjanya sama dengan Turbine Kaplan, sudutnya berbentuk diagonal
dapat digunakan sebagai Turbine dan Pompa.
Turbine Turbular
Dipakai pada tinggi terjun yang sangat rendah Turbine inimerupakan
rendah.
perkembangan dari Turbine Propeler.
25
Lanjutan 3.7.
26
3.8. GENERATOR
Pemasangan generator :
Untuk daya kecil dipasang horizontal.
Untuk daya besar dipasang vertikal, karena diperlukan pondasi yang lebih
kecil, dengan sistem pondasi yang lebih rendah.
Generator dengan as vertikal :
Type Conventional
Trust bearing terletak di atas rotor.
Type Umbrella
Trust bearing terletak dibawah rotor, digunakan untuk low speed.
Type Semi Umbrella
Generator dilengkapi trust bearing dan guide bearing dibawah rotor dan
guide bearing diatas rotor, digunakan untuk low speed.
Support Type
Trust bearing diantara Generator dan Turbine.
27
3.9. SUSUNAN BEARING UNTUK TURBIN GENERATOR
28
3.10. RUMUS DAN PERHITUNGAN
Turbine Output dihitung berdasarkan rumus
Rated Discharge Rated Head Efficiency
9,8 X
, Capacity
p y X ( )
(m) X Turbine yang
y g
(m3/sec) diharapkan
Dimana :
9,8 = Gaya Gravitasi (m/sec2)
Turbine Efficiency yang diharapkan berkisar 80 % - 92 %
29
Lanjutan 3.10.
Hubungan antara jumlah Pole Generator dan Rotasi Mesin Turbine adalah :
Dimana :
R.f N = Putaran Mesin (RPM)
N=
P F = Frequency
P = Jumlah Pole
Tenaga Generator : Dimana :
Pt = Out Put Turbine
1
Pg = Pt.ng ng = Efficiency Generator
cos φ
cos φ = Rated Power Factor
30
Lanjutan 3.10.
Kecepatan Turbine dapat digunakan rumus :
NS.Hd 5/4
N=
Pt
Dimana :
NS = Spesific Speed (m-kw)
(m kw)
Hd = Design Head (m)
Pt = Turbine Output (kw)
20.000 Francis Turbine
NS ≤ + 30
Hd + 20
NS ≤
S + 50 Propeler Turbine
Hd + 20
NS ≤ + 12 - 23 Pelton
Hd + 20
31
Lanjutan 3.10.
Rated Voltage pada umumnya adalah :
Generator Output (Kva) Rated Voltage (kw)
< 5000 6,6 atau 3,3
4.000 – 25.000 6,6
15.000 – 80.000 11
35.000 – 150.000 13,2 atau 13,8
> 150 000
150.000 18 - 21
32
Lanjutan 3.10.
33
Lanjutan 3.10.
34
Lanjutan 3.10.
35
3.11. KATUB PINTU AIR
Ada 4 macam Katub Air yang disesuaikan dengan tinggi terjun air dan
dimensi Katub Masuk :
Susunan Utama Pada Katub Masuk
Spherical Butterfly Through flow
Tinggi Terjun Diatas 200 m dibawah 200 m dibawah 300 m
Head Losses Sangat kecil Besar Kecil
Coef.
Coef Head Losses (0 03)
(0,03) (0,25)
(0 25) (0,13)
(0 13)
Kerapatan Air Sangat Bagus Normal Bagus
(kebocoran) (0,2 1/mnt) (12,4 1/mnt) (2,9 1/mnt)
Harga Mahal Murah Agak Murah
36
Lanjutan 3.11.
37
4.1. UMUM
Adalah pembangkit listrik dengan tenaga penggerak utama turbine berbahan
bakar gas.
Terdiri dari Kompresor, Ruang Bakar dan Turbine.
p , g
38
4.2. SIKLUS BRITON
(ABSOLUTE TEMP)
Siklus Bryton
y
Udara Luar masuk ke kompresor
Udara saat keluar kompresor
Udara panas masuk t bi
Ud k turbine
Udara/ gas buang.
39
4.3. GAMBAR DIAGRAM PLTG
40
5.1. PRINSIP DASAR PLTGU
Karena temperatur gas buang dari PLTG cukup tinggi, panas tersebut
dapat dimanfaatkan untuk memanaskan ketel uap yang selanjutnya
akan menghasilkan uap.
Uap panas tersebut dapat dipakai untuk industri.
Selain itu uap panas tersebut juga dapat untuk menggerakkan turbine
j g gg
uap untuk memutar generator. Proses ini disebut PLTGU (Pusat Listrik
Tenaga Gas Uap).
g p)
Pada PLTGU > 100 MW temperatur gas buang bisa mencapai 1.250 0C.
41
5.2. KEUNTUNGAN PLTGU TERHADAP PLTU
Keuntungan PLTGU terhadap PLTU adalah :
Waktu
W kt pembangunan singkat.
b i k t
Total efficiency lebih tinggi.
Area pusat listrik lebih kecil.
Kebutuhan air pendingin sedikit.
p g
Waktu start pendek.
Dampak l k
k lingkungan k l
kecil.
Modus operasi lebih fleksibel.
42
5.3. KONFIGURASI PLTGU
Konfigurasi PLTGU :
2 Gas buang
2 HRSG
1 Turbine Uap
3 Gas Turbine
3 HRSG
1 Turbine Uap
Konfigurasi yang lebih besar tidak dianjurkan karena pertimbangan
investasi, lahan dan ekonomi.
atau
Konfigurasi 1:1:1 tidak fleksibel secara operasional, untuk start
membutuhkan waktu yang lebih lama, karena pemasangan Tandem
Turbine Gas, T bi U d G
T bi G Turbine Uap dan Generator.
t
43
Lanjutan 5.3.
44
5.4. KOMPONEN UTAMA PLTGU
Kompresor :
Udara yang dimampatkan dalam proses pengubahan energi keluar Gas
Turbine, ratio ~ 9.
Ruang Bakar :
Udara yang bertekanan dari kompresor disemprot bahn bakar. Hasil
pembakaran bertekanan tinggi digunakan untuk memutar turbin
turbin.
Turbine :
Energi panas dalam ruang bakar diubah oleh turbine menjadi enerji
mekanik.
Bahan Bakar :
Bahan bakar yang terbaik adalah Gas
Bahan bakar cair adalah HSD dengan kandungan Na, K, Vanadium kecil
g g , ,
untuk mencegah korosi pada sudu
45
Lanjutan 5.4.
Start Up :
Untuk memutar turbin perlu mesin dari luar berupa mesin diesel atau
motor listrik dengan daya ~ 300 ~ 500 HP.
HRSG :
Heat Recovery Steam Generator
y
Gas buangdari turbin ~ 1.250 0C dipakai untuk memanaskan ketel. Uap
panas dapat digunakan untuk industri atau untuk memutar turine uap
y g
yang dihubungkan dengan generator.
g g g
Bahan bakar :
- Natural Gas
- Diesel Oil
- Crude Oil dengan fuel treatment pencucian dan
- Heavy Oil penambahan additive
46
5.5. DIAGRAM KONSEP KERJA PLTGU
47
5.6. PROSES PENGUBAHAN ENERGI PADA PLTGU
Gambar
G b 1: P
Proses P
Pengubahan
b h
Energi Pada PLTU
Gambar 2 : Proses Pengubahan
Energi Pada PLTG
48
Lanjutan 5.6.
Gambar 3 : Proses Pengubahan
Energi Pada PLTGU
49
Lanjutan 5.6.
Keterangan :
K t
PLTU - Pusat Listrik Tenaga Uap
PLTG - Pusat Listrik Tenaga Gas
HRSG - Head Recovery Steam Generator/ Ketel
PLTGU - Pusat Listrik Tenaga Gas Uap
AB - Air Ketel
BB - Bahan Bakar
Ud - Udara Energi Termal (Uap)
MU - Energi Mekanis Tenaga Uap
EU - Energi Listrik Tenaga Uap/Dari Proses Gas
g g
AC - Air Kondenser
MG - Energi Mekanis Tenaga Gas
EG - Energi Listrik Tenaga Gas / Dari Proses Gas
GBB - Gas Buang Ketel l
GBT - Gas Buang Turbin Gas
GBH - Gas BUang HRSG
U - Uap
G - Gas
50
5.7. DIAGRAM SISTEM TEKANAN TUNGGAL
51
5.8. PRINSIP DIAGRAM PLTGU
52
Lanjutan 5.9.
53
6.1. PENGERTIAN UMUM
PLTU adalah Pusat Listrik dengan penggerak utama turbin dengan uap
yang diproduksi oleh ketel melalui proses pembakaran.
Bahan Bakar PLTU :
Gas
Residu
Batubara
Gambut
Kayu Belum d
l digunakan oleh pembangkit d PLN
k l h b k di
Sampah
54
Lanjutan 6.1.
Beberapa Data Lain Tentang PLTU :
Untuk ukuran besar > 200 MW.
Turbin uap terdiri dari 3 cylinder.
Turbin tekanan ti
T bi t k tinggi.
i
Turbin tekanan menengah.
Turbin tekanan rendah.
Dihubungkan dengan satu poros (tandem)
(tandem).
Pada sisi turbin tekanan rendah, uap yang keluar didinginkan di
condensor.
Turbin memutar Generator.
Tegangan generator adalah 11 KV s/d 23 KV t
T t d l h /d tergantung d i d
t daripada
daya generator.
Generator didinginkan dengan :
• Udara, untuk generator < 50 MW.
• H2, untuk generator > 50 MW.
• H2 + H2O untuk generator > 400 MW.
• H2 untuk rotor.
• H2O untuk stator.
55
6.2. TYPE KETEL UAP
Beberapa t
B b type k t l uap :
ketel
2 prinsip utama yang lazim digunakan pada beban dasar PLTU
Force Circulation
Ukuran ketel dapat lebih kecil
kecil.
Natural Circulation
Ukuran ketel besar, biasanya untuk antisipasi beban yang sering
berubah-ubah.
Makin tinggi tekanan uap, akan menghasilkan daya yang makin besar.
Bahan Bakar Ketel :
Gas
Minyak residu
Batubara
Di PLN hampir semua PLTU menggunakan batubara dengan nilai kalori
rata-rata 5000 kcal/kg dengan indeks gerus rata-rata 6 lebih tinggi
daripada 6 memerlukan waktu penggerusan lebih lama untuk
mendapatkan butiran yang lebih kecil.
56
6.3. BLOCK DIAGRAM OF ENERGY CONVERSION
57
6.4. SIMPLIFIED DIAGRAM OF COAL FIRED POWER PLAN
58
6.5. COAL HANDLING SYSTEM
59
6.6. TURBIN KONDENSASI DENGAN 2 DAN 4
ALIRAN TEKANAN RENDAH
60
6.7. KRITERIA SISTEM TEGANGAN
SISTEM TEGANGAN TINGKAT TEGANGAN PHASA KLASIFIKASI BEBAN
Generator 11 KV - 24 KV 3 Tegangan Keluar Generator
6 KV 3 150 KW 5 MW
63
Lanjutan 7.2.
64
7.3. SISTEM KELISTRIKAN PADA GENERATOR
Pada umumnya pada pembangkit tenaga listrik menggunakan generator
sinkron tiga fasa.
Tegangan keluaran (output voltage) yang dihasilkan generator, sampai saat ini
maksimum 23 KV
KV.
Karena akan disalurkan pada jarak yang jauh, maka tegangannya dinaikkan
(70 KV, 150 KV, dan seterusnya) dengan menggunakan transformator penaik
tegangan (step up transformer).
Selanjutnya disalurkan melalui pemutus tenaga (PMT) ke rel atau busbar (lihat
gambar 7.1.).
Gambar 7.1. : Hubungan kumparan generator dan kumparan
transformator penaik tegangan.
65
7.4. REL (BUSBAR)
Rel Tunggal :
gg
Konstruksinya paling sederhana dan paling murah.
Fleksibilitas dan keandalan rendah.
Jika terjadi kerusakan pada rel, untuk perbaikannya harus dipadamkan
pada seluruhnya
seluruhnya.
Sebaiknya rel tunggal digunakan pada pembangkit listrik yang tidak memiliki
peran penting pada suatu sistem.
Rel tunggal dapat dinaikkan keandalannya dengan memasang PMS seksi.
Gambar 7.2. : Pembangkit Tenaga Listrik Rel Tunggal dengan PMS seksi.
66
Lanjutan 7.4
Rel Ganda Dengan Satu PMT :
Pada umumnya dilengkapi PMT dan PMS
Fungsi PMT dan PMS tersebut adalah, untuk menghubungkan rel 1 dan
rel 2 (lihat gambar 7.3.).
Model rel ini memiliki keandalan dan f
fleksibilitas operasi yang lebih baik
jika dibanding dengan rel tunggal.
Traformator Pemakaian Sendiri
Gambar 7.3.: Pembangkit Tenaga Listrik Rel Ganda Dengan
Menggunakan PMT Tunggal
67
Lanjutan 7.4
Rel Ganda Dengan Dua PMT :
Pada prinsipnya sama dengan rel ganda satu PMT
Perbedaannya adalah, disini semua unsur dapat dihubungkan ke rel 1
atau rel 2 atau dua-duanya melalui PMT, sehingga fleksibilitas manuver
lebih baik (lihat gambar 7.4.).
Sebelum melakukan manuver, harus diyakini bahwa rel 1 dan rel 2
tegangannya harus sama, baik besarnya tegangan maupun fasanya. Oleh
karena it PMT h
k itu harus masuk.
k
Traformator Pemakaian Sendiri
Gambar 7.4. : Pembangkit Tenaga Listrik Rel Ganda Dengan menggunakan Dua PMT.
68
Lanjutan 7.4
Rel Dengan PMT 1 ½ :
Pada dasarnya rel dengan PMT 1 ½ adalah rel ganda dengan 3 PMT di
antara dua rel tersebut.
Dibandingkan dengan rel-rel yang lain, jenis ini memiliki keandalan
paling tinggi.
Gambar 7.5. : Pembangkit Tenaga Listrik Rel Ganda Yang Menggunakan PMT 1 ½.
69
7.5. SALURAN KABEL ANTARA GENERATOR DAN REL
Dihubungkan dengan menggunakan kabel yang terletak pada saluran khusus
dalam tanah. Apabila ditempatkan di atas tanah, maka harus diletakkan pada
rak penyangga kabel yang melindungi kabel secara mekanis.
Pada bagian ini umumnya terdapat trafo arus (CT) dan trafo tegangan (PT)
(PT),
yang berfungsi sebagai alat pengukur dan proteksi.
Sesudah melalui trafo arus dan trafo tegangan, kabel dihubungkan ke sakelar
tenaga (PMT) dan sakelar pemisah (PMS), sebelum dihubungkan ke rel.
Gambar 7.6. : Hubungan antara Generator dan Rel.
70
7.6. PERALATAN PEMUTUS DAN PEMISAH
Pemutus T
P t Tenaga (PMT) :
Pemutus Tenaga atau circuit Breaker (CB) adalah sakelar yang mampu
memutus arus gangguan (hubung singkat).
Pemutus B b (PMB) :
P t Beban
Pemutus beban atau Load Breaker Switch (LBS) adalah sakelar yang mampu
memutus arus sebesar arus beban.
Pemisah
P i h (PMS) :
Pemisah atau Insulating/Disconnecting Switch (DS) adalah sakelar yang hanya
dapat dioperasikan tanpa arus (tanpa beban).
Perkembangan k
P k b konstruksi pemutus t
t k i t tenaga :
Pemutus tenaga udara
Pemutus tenaga minyak banyak.
Pemutus tenaga minyak sedikit
sedikit.
Pemutus tenaga gas SF6.
Pemutus tenaga Vakum.
Pemutus tenaga medan magnet.
g g
Pemutus tenaga udara tekan.
71
7.7. INSTALASI PEMAKAIAN SENDIRI
Energi listrik untuk pemakaian sendiri digunakan untuk :
sendiri,
Lampu penerangan.
Air conditioning (penyejuk udara).
Menjalankan alat-alat bantu unit pembangkit , antara lain : pompa air
pendingin, pompa minyak pelumas, pompa transfer bahan bakar
f
minyak, mesin pengangkat, dan lain-lain.
Alat-alat dan mesin perbengkelan yang merupakan unsur pendukung
pemeliharaan dan perbaikan pusat listrik.
Gambar 7.7. : Instalasi Pemakaian Sendiri Pembangkit Tenaga Listrik.
72
7.8. SUMBER LISTRIK ARUS SERAH
Adalah berupa baterai Aki yang berfungsi untuk ;
Aki,
Menjalankan motor pengisi (penegang) pegas PMT.
Men-trip PMT apabila terjadi gangguan.
Melayani alat-alat telekomunikasi.
Memasok instalasi penerangan darurat.
Dua jenis baterai aki yang digunakan pada pembangkit tenaga listrik :
Baterai asam dengan kutub timah hitam.
Baterai basa yang menggunakan nikel cadmium sebagai kutub.
Gambar 7.8. : Instalasi Baterai Aki Beserta Pengisiannya.
73
7.9. TRANSFORMATOR.
Transformator Penaik Tegangan Generator :
Trafo ini digunakan karena tegangan keluaran (output voltage) yang
dihasilkan generator sampai saat ini baru mencapai 23 KV.
Transformator penaik tegangan generator umumnya dianggap
p g g g y gg p
merupakan satu kesatuan dengan generator, terutama dari segi
proteksi.
Transformator Unit Pembangkit :
Digunakan pada unit pembangkit yang besar(di atas 10 MW).
Transformator ini mengambil daya langsung dari generator untuk
memasok alat-alat b t unit pembangkit yang b
k l t l t bantu it b kit bersangkutan, misal :
k t i l
motor-motor pendingin, motor pompa minyak pelumas, dan lain-lain.
Transformator Pemakaian Sendiri :
Mendapat pasokan daya dari rel pembangkit listrik, kemudian memasok
daya ke rel pemakaian sendiri.
Rel pemakaian sendiri digunakan untuk memasok instalasi penerangan,
p g p g ,
baterai ski, mesin-mesin bengkel, mesin pengangkat dan alat-alat
bantu unit pembangkit pada periode start.
74
Lanjutan 7.9.
Transformator A t R l :
T f t Antar Rel
Digunakan pada pembangkit tenaga listrik yang terdiri dari beberapa
rel, dengan tegangan operasi yang berbeda-beda.
Gambar 7.9. : Macam – Macam Transformator
75
7.10. SISTEM KELISTRIKAN LAINNYA
Pembumian Bagian-Bagian Instalasi.
Sistem Eksitasi.
Sistem Pengukuran, dengan besaran yang diukur antara lain : Tegangan Arus,
Daya Aktif, Daya Reaktif, Energi Listrik, Sudut Fasa Q dan Frequensi.
Sistem Proteksi, ng terdiri dari
Si tem P otek


Use: 0.0098