Studi Peralatan Pembangkit dan Penggerak Mula

Gangguan pada Pusat-pusat Listrik secara garis besar dapat dibagi atas 4 kelompok, yaitu :
a. Gangguan pada sirkit listrik generator
b. Gangguan pada mesin penggerak mula
c. Gangguan pada instalasi yang berhubungan dengan lingkungan seperti instalasi air pendingin dan saluran air terbuka pada PLTA.
d. Gangguan pada sirkit kontrol.

Dalam instalasi yang dijaga oleh operator seperti Pusat Listrik dan Gardu Induk ada gangguan yang tidak atau belum dilihat oleh Relai, tapi dilihat oleh operator yang kemudian berinisiatif men-trip-kan atau membuka Pemutus Tenaga (PMT)/circuit breaker demi keselamatan instalasi, maka dalam hal ini operator bertindak sebagai relai. Gangguan pada Sirkit Listrik Generator yang menyebabkan tripnya PMT, pada umumnya disebabkan oleh :
a. Gangguan diluar seksi generator tetapi PMT generator ikut trip sebagai akibat kurang selektifnya relai generator
b. Ada gangguan dalam seksi generator yang disebabkan karena: " Kerusakan generator atau alat bantu generator, " Binatang yang menimbulkan arus hubung singkat" Kontak-kontak listrik yang belum sempurna
c. Ada gangguan dalam sistem eksitasi generator, biasanya menyangkut pengatur tegangan otomatis.
d. Ada gangguan pada sistem arus searah khususnya yang diperlukan untuk mentripkan PMT. Gangguan pada sirkit listrik tersebut di atas berlaku untuk semua macam Pusat Listrik.

Gangguan Pada Mesin Penggerak Generator (prime mover) merupakan gangguan yang paling sering terjadi pada semua Pusat Listrik. Hal-hal yang menyebabkan gangguan mesin penggerak generator secara singkat adalah :
a. Kerusakan pada bagian-bagian yang berputar atau bergeser, seperti bantalan, batang penggerak, katup-katup (khususnya yang jarang bergerak dan pada waktu diperlukan malah macet).
b. Kerusakan pada bagian-bagian dimana terdapat pertemuan antara zat-zat yang berbeda suhunya seperti kondensor PLTU, pemanas udara PLTU. Hal serupa bisa pula terjadi pada alat-alat pendingin di PLTA atau PLTD.
c. Kerusakan pada pengabut yang bertugas mengubah bahan bakar minyak menjadi kabut gas. Pengabut semacam ini terdapat pada PLTU, PLTG dan PLTD dan seringkali merupakan sumber gangguan karena tersumbat.
d. Kebocoran pada perapat dari bagian yang mengandung zat cair atau gas yang bertekanan tinggi. Kebocoran semacam ini dapat menyebabkan gangguan operasi dari Pusat Listrik yang bersangkutan. Gangguan Pada Instalasi Yang Berhubungan Dengan Lingkungan. Pada PLTU gangguan ini misalnya karena air laut yang berfungsi sebagai pendingin mengandung binatang laut dan kotoran yang menyumbat instalasi air pendingin atau menyumbat kondensor.

Pada PLTA sering kali terjadi air sungai banyak mengandung kotoran, sehingga saringan air masuk tersumbat dan mengganggu operasi Pusat Listrik yang bersangkutan. Masalah kotoran yang dibawa sungai dapat menimbulkan gangguan pada PLTD yaitu apabila kotoran tersebut menyumbat instalasi air pendingin. Gangguan Pada Sirkit Kontrol Dalam setiap Pusat LIstrik selalu terdapat sirkit kontrol yang mengatur baik sirkit listrik generator, mesin penggerak generator maupun alat-alat bantu. sirkit kontrol dapat berupa sirkit listrik, sirkit mekanik, sirkit pneumatik ataupun sirkit hidrolik. Dapat pula merupakan kombinasi dari beberapa macam sirkit kontrol. Seringkali gangguan timbul karena adanya bagian dari sirkit kontrol yang tidak berfungsi dengan baik. Sebagai contoh kegagalan start dari unit PLTG sering disebabkan oleh adanya bagian dari sirkit kontrol yang kurang baik kerjanya.

Pengamanan Sistem Tenaga Listrik

Dalam sistem tenaga listrik banyak sekali terjadi gangguan yang dapat merusak peralatan pembangkit listrik. Untuk melindungi peralatan listrik terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem diperlukan alat-alat pengaman. Khusus alat pengaman yang berbentuk relai mempunyai 2 fungsi, yaitu :
a. Melindungi peralatan terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem, jangan sampai mengalami kerusakan
b. Melokalisir akibat gangguan, jangan sampai meluas dalam sistem.

Untuk memenuhi fungsi butir a. alat pengaman harus bekerja cepat agar pengaruh gangguan dapat segera dihilangkan sehingga pemanasan berlebihan akibat hubung singkat dapat segera dihentikan. Untuk memenuhi fungsi butir b. alat pengaman dalam system harus dapat dikordinasikan satu sama lain, sehingga hanya alat-alat pengaman yang terdekat dengan tempat gangguan saja yang bekerja.

Ditinjau dari letaknya dalam sistem ketenagalistrikan ada 5 kategori pengamanan, yaitu :
a. Pengaman generator
b. Pengaman saluran transmisi
c. Pengaman transformator dalam GI
d. Pengaman sistem distribusi.
e. Pengaman penggerak mula (PLTA,PLTD,PLTP,PLTG,PLTU).


Pengaman Generator

Pengaman Generator sebagai sumber energi listrik dalam sistem ketenagalistrikan, perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan, karena kerusakan generator akan sangat mengganggu jalannya operasi sistem tenaga listrik. Oleh karenanya generator perlu dilindungi terhadap semua gangguan yang dapat merusak generator.

Pengaman generator secara garis besar terdiri dari :
a. Pengaman terhadap gangguan diluar generator, yaitu gangguan dalam sistem yang dihubungkan dengan generator. Gangguan diluar generator yang belum diamankan adalah gangguan di rel, pengamanan yang dibutuhkan bersifat back-up. Oleh karena itu untuk gangguan di rel yang langsung berhubungan dengan generator, pengamanan yang terpenting adalah relai arus lebih. Untuk generator yang besar perlu ditambah relai arus urutan negatif.
b. Pengamanan terhadap gangguan yang terjadi didalam generator, Gangguan dalam generator secara garis besar ada 5 macam, yaitu : " Hubung singkat antara fasa atau hubung singkat fasa ke tanah, " Suhu tinggi ", “Penguatan hilang", “Hubung singkat dalam sirkit rotor”.
c. Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak yang memerlukan pelepasan PMT generator. Gangguan dalam mesin penggerak ada kalanya memerlukan trip atau membuka secara paksa dari PMT/CB generator, misalnya apabila tekanan minyak terlalu rendah maka mesin penggerak perlu segera dihentikan, karena tekanan minyak yang terlalu rendah dapat menimbulkan kerusakan bantalan. Untuk menghindarkan tetap berputarnya generator sebagai akibat daya balik yang merubah generator menjadi motor, maka PMT generator perlu ditripkan. Begitu pula apabila suhu air pendingin pada mesin PLTD atau PLTU menjadi terlalu tinggi, maka mesin PLTD atau PLTU tersebut perlu segera dihentikan dan PMT generator harus juga di trip-kan. Trip dari PMT generator karena tekanan minyak pelumas terlalu rendah, atau karena suhu air pendingin terlalu tinggi dilakukan oleh relai mekanik.

Pengaman Saluran Transmisi

Saluran transmisi adalah bagian dari sistem ketenaga listrikan yang paling sering mengalami gangguan. Oleh karena itu pengamanan saluran transmisi ini merupakan masalah paling sulit dalam pengamanan sistem tenaga listrik.

Pengaman Transformator

Pengaman transformator terdiri dari:
a. Pengaman terhadap gangguan diluar transformator
b. Pengaman terhadap gangguan di dalam transformator

Untuk pengaman transformator terhadap gangguan luar dipakai relai arus lebih atau relai hubung tanah dan untuk pengaman transformator terhadap gangguan didalam trafo, seperti halnya pada generator dipakai relai differensial. Sedangkan untuk gangguan hubung tanah dipakai Restricted earth fault relay. Disamping itu untuk transformator tegangan tinggi umumnya ada relai Bucholz yang bekerja atas dasar timbulnya gelembung-gelembung gas dari minyak trafo. Transformator distribusi yang daya terpasangnya relatif kecil, sering hanya diamankan dengan sekering lebur atau memakai Load Break Switch.

Pengaman sistem distribusi

Pengaman jaringan distribusi, untuk mengamankan feeder distribusi yang keluar dari GI yang terpenting adalah :
a. Relai arus lebih
b. Relai arus hubung tanah.

Pada kondisi diujung feeder distribusi ada Pusat Listrik, maka relai arus lebih dan relai arus hubung tanah tersebut harus bersifat power directional. Karena jumlah gangguan per km jaringan per tahun pada jaringan tegangan menengah adalah tinggi, maka untuk dapat melokalisir gangguan secepat mungkin sering kali jaringan tegangan menengah dibagi atas beberapa seksi, gangguan tidak akan merembet pada seksi didepannya. Pengaman Penggerak Mula Peralatan pengaman untuk mesin penggerak mula (PLTD,PLTA,PLTG,PLTU, dll) berbeda antara satu dengan yang lain.

Pengujian Peralatan Listrik

Oleh karena banyaknya variasi, dan masih berkaitan dengan pengujian peralatan listrik, maka Komisioning Pusat Listrik sengaja tidak dibahas disini. Komisioning Pusat Listrik Sebelum Pusat-pusat Listrik dioperasikan masuk ke dalam Jaringan Sistem Tenaga Listrik, peralatan pengaman yang dipasang perlu di uji untuk membuktikan telah sesuai dengan perencanaannya. Pada masa-masa pengujian peralatan pengaman Unit Pembangkit Listrik yang baru, dilakukan juga uji unjuk kerja Unit Pembangkit Listrik dan uji unjuk kerja alat-alat bantunya. Serangkaian uji-uji dari uji peralatan pengaman Pusat Listrik sampai uji unjuk kerja Unit Pembangkit Tenaga Listrik biasa disebut Komisioning. Jadi jelas bahwa Komisioning Pusat Listrik merupakan inti daripada Keamanan Peralatan Ketenagalistrikan.

Seperti sudah sering dilaksanakan di PT PLN (Persero), Komisioning Pusat Listrik sudah dijadikan syarat kelayakan operasi unit Pembangkit Listrik yang baru, untuk memasuki jaringan Sistem Tenaga Listrik. Untuk dapat dinyatakan layak, operasi Unit Pembangkit Listrik yang baru setelah di uji hasilnya harus memenuhi syarat-syarat/kriteria tertentu.

Kriteria Penilaian Bahan rujukan yang dipergunakan dalam penilaian hasil komisioning suatu Pusat Listrik baru adalah sebagai berikut :
a. Ketentuan-ketentuan yang dicantumkan di dalam kontrak
b. Memiliki sertifikat pengujian pabrik
c. Standar SNI, IEC, ASME, ISO, ASTM, atau standar lain yang disepakati bersama antara pemilik Unit Pembangkit dengan kontraktor.
d. Ketentuan-ketentuan dari pabrik pembuatnya atau data / petunjuk perlengkapan / komponen / peralatan / instalasi sesuai tujuannya.
e. Gambar desain dan gambar pemasangannya
f. Ketentuan-ketentuan lain yang mendukung untuk pengoperasian
g. Pengaman terhadap lingkungan/manusia
h. Fasilitas kominikasi,setelan relai,standing operation prosedur dan operator.
i. Kesepakatan bersama seluruh pihak terkait.

Tahapan Komisioning-Komisioning Unit Pembangkit Listrik baru dilaksanakan melalui tahapan sebagai berikut :
a. Pengujian individual peralatan, yaitu tahap pengujian karakteristik untuk kerja dari masing-masing peralatan yang dapat dirujuk dari SPLN, IEC, ASME, ISO atau standar lain yang sesuai dengan pengalaman.
b. Pengujian subsistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja dari subsistem yang dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
c. Pengujian sistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja sistem-sistem di pembangkit, yang prosedurnya dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
d. Pengujian unit, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui unjuk kerja Pusat Listrik secara keseluruhan, yang prosedurnya dapat dirujuk dari SPLN,IEC, ASME, ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.