pengoperasian turbin generator

2. PROSEDUR PENGOPERASIAN TURBIN-GENERATOR

2.

1. Start-up Turbin-generator

Start-up adalah prosedur untuk mengoperasikan mesin dari kondisi stop sampai kondisi running. Prinsip dasar start-up turbin-generator secara umum terdiri dari langkah-langkah kerja sbb.:

1. Periksa bahwa unit siap untuk di-start

2. Aktifkan auxiliary systems

3. Buka inlet valve

4. Buka governor valve

5. Jalankan turbine governor dan kemudian turbin-generator

6. Stop pompa oli tekanan tinggi untuk bearing generator

7. Tutup field breaker

8. Sinkronkan unit ke jaringan (network)

9. Atur beban aktif dan reaktif ke harga-harga referensi (sesuai ketentuan)

Gambar 26 memperlihatkan contoh prosedur start-up PLTA Batang Agam yang mempunyai daya keluaran 3 x 3,5 MW. Terlihat bahwa prosedur start-up terdiri dari langkah-langkah penting yaitu:

-          stop

-          persiapan

-          start

-          eksitasi

-          pengendalian

-          pembebanan (load)

Di bawah ini adalah langkah-langkah prosedur yang sudah menjadi standar operating procedure (SOP) yang digunakan untuk proses start-up

LAKUKAN KOMUNIKASI DENGAN PPB 1 UPB 1. PEMERIKSAAN PERSIAPAN SEBELUM START 1.1   PMT Generator kondisi Off (52 Off) 1.2   Master Relay Release ( 86 -1 8 86 -2 ) 1.3   Generator Brake posisi Off 1.4   Lampu Stop (Green) nyala dan Indikator lampu lainnya Off. 1.5   Switch 43 - 20 pada Governor posisi Auto 1.6   Check Tekanan, Level, Oli dan Kondisi Auxillary unit yg akan distart. 2. START TURBIN GENERATOR. 2.1 Operasikan 1 On kan Master Control ( Switch 01 ) - Main water pump jalan - Solenoide Cooling water pump bekerja (20 WCS ) - Governor Oil Pressure Normal ( 63 Q1 ) - Brake Air Pressure Normal ( 63 AB 1 ) - Guide Vane belum membuka 0% (74L) 2.2 Lampu Prepare ( Persiapan ) On - Master Relay ( 04 ) bekerja - By Pass Valve Open ~ hingga Fuly Open ( 21 BS ) - Seat Valve Open ~ hingga Fuly Open ( 21 SS ) - Main Valve Open ~ hingga Fuly Open ( 21 S ) 2.3   Lampu Indikator Inlet Valve nyala ( On ) - GV Servomotor Operet (74 LS Release) 2.4   Lampu Start Turbin nyala (65 S Operet), Turbin berputar, pada RPM 80% Relay Eksitasi On 2.5   Lampu Eksitasi nyala, selanjutnya perhatikan putaran turbin hingga putaran nominal 600 RPM & Tegangan Gen. 10 KV. (Siap u/ Paralel) 3. MASUK PARALEL 3.1 On kan switch 43 -25 (Selector Switch ke posisi Auto) - Relay 25 - 15 - dan 60 kerja - Setelah persyaratan paralel terpenuhi PMT akan masuk 3.2 Lampu Paralel akan nyala dan PMT (52 On) 3.3 Bebani T/G dengan memutar ke kanan Switch 65 dan 77 3.4 Lampu Load nyala (Beban disesuaikan dengan pengaturan Dispatcher) Catatan : Lakukan Patroli Operasi dan hindari pembebanan kritis Turbin ~ Generator < 7 MW untuk operasi normal.

2.2 Pengendalian Turbin Generator

Unit-unit turbin-generator pada PLTA yang mempunyai daya 4 x 43,75 MW dapat dioperasikan dengan manual dan otomatis dimana pengoperasian sistemnya menggunakan komputerisasi. Gambar 28 memperlihatkan layout aristektur CIS (Control & Information System) di PLTA tersebut. Sebagian besar pengaturan PLTA dilakukan di control building yang mempunyai ruang komputer (computer room) dan ruang kontrol induk (main control room). Sistem kontrol terhubung dengan power-house, switchyard, Ombilin weir, Singkarak intake, Buluh diversion dan Lubuk Alung substation. Pengoperasian dan pengaturan turbin-generator dapat dilakukan secara otomatis juga dari workstation di power-house.

CIS didesain untuk melakukan fungsi-fungsi:

-          kontrol

-          alarm

-          informasi

-          sequence of event recording (penyimpanan data)

-          supervisi.

Para operator mengatur seluruh instalasi dengan enam layar monitor di dalam ruang kontrol induk yang memungkinkan supervisi dan perintah setiap peralatan yang dikontrol. Tujuh layar monitor yang ditempatkan di ruang kontrol bawah tanah (power-house) dapat melakukan operasi lokal dari unit-unit serta supervisi umum pembangkit. Sistem kontrol di ruang induk ini dilengkapi juga dengan fasilitas penyimpanan data, perhitungan, pencetakan, penampilan data dan sebagainya.

SOP START-UP / SHUT-DOWN SEQUENCE

TURBIN / GENERATOR UNIT 1 S/D 4 PLTA SINGKARAK

I. START-UP SEQUENCE DENGAN KOMPUTER DI CONTROL BUILDING.

A. PERSIAPAN

1.  Location of Active Workstation (P22) : From CB

2.  Prestart Conditions, harus ready (warna hijau)

3.  PMS Ground Unit pada posisi Open (off)

4.  PMS Incoming Unit pada posisi Close (on)

5.  PMS Bus 1 atau Bus 2 Unit pada posisi Close (on)

6.  PMS Bus 1 atau Bus 2 Line L. Alung 1 dan 2 pada posisi Close (on)

7.  PMS Line L. Alung 1 dan 2 pada posisi Close (on)

8.  PMS Bus Couple 1 dan 2 pada posisi Close (on)

9.  PMT Bus Couple pada posisi Close (on)

10. Diesel Emergency 300 KVA Unit 1 atau Unit 2 pada posisi Priority Automatic

B. LANGKAH KERJA START-UP

1. Konsultasi dengan kepala regu operasi.

2. Disaksikan oleh minimal salah seorang anggota operasi.

3. Tampilkan HIERARCHY pada layar monitor.

4. Klik P22 (Power Gen 1 to 4) dan klik unit yang akan di-start

- Unit 1 Start-Up Sequence (P2232).

- Unit 2 Start-Up Sequence (P2242).

- Unit 3 Start-Up Sequence (P2252).

- Unit 4 Start-Up Sequence (P2262).

5. Klik Start-up Sequence pada tombol Corresponding.

6. Klik Start-up Sequence pada kotak dialog.

7. Selanjutnya, klik Action Will Be Start-Up OK

SOP START-UP SEQUENCE

TURBIN / GENERATOR 4 UNIT  PLTA

I. START-UP SEQUENCE DENGAN KOMPUTER DI CONTROL BUILDING.

A. PERSIAPAN

1.  Location of Active Workstation (P22) : From CB

2.  Prestart Conditions, harus ready (warna hijau)

3.  PMS Ground Unit pada posisi Open (off)

4.  PMS Incoming Unit pada posisi Close (on)

5.  PMS Bus 1 atau Bus 2 Unit pada posisi Close (on)

6.  PMS Bus 1 atau Bus 2 Line L. Alung 1 dan 2 pada posisi Close (on)

7.  PMS Line L. Alung 1 dan 2 pada posisi Close (on)

8.  PMS Bus Couple 1 dan 2 pada posisi Close (on)

9.  PMT Bus Couple pada posisi Close (on)

10. Diesel Emergency 300 KVA Unit 1 atau Unit 2 pada posisi Priority Automatic

B. LANGKAH KERJA START-UP

1. Konsultasi dengan kepala regu operasi.

2. Disaksikan oleh minimal salah seorang anggota operasi.

3. Tampilkan HIERARCHY pada layar monitor.

4. Klik P22 (Power Gen 1 to 4) dan klik unit yang akan di-start

- Unit 1 Start-Up Sequence (P2232).

- Unit 2 Start-Up Sequence (P2242).

- Unit 3 Start-Up Sequence (P2252).

- Unit 4 Start-Up Sequence (P2262).

5. Klik Start-up Sequence pada tombol Corresponding.

6. Klik Start-up Sequence pada kotak dialog.

7. Selanjutnya, klik Action Will Be Start-Up OK

                                                                       

‘

2.3. Shut-down Turbin-generator

Shut-down adalah prosedur untuk menghentikan operasi mesin dari kondisi running sampai kondisi stop. Prinsip dasar shut-down turbin-generator secara umum terdiri dari langkah-langkah kerja sebagai berikut:

Prinsip Stop Unit:

1.    Periksa bahwa unit dapat di-stop

2.    Kurangi beban (load) aktif dan reaktif hampir ke nol

3.    Buka generator circuit breaker

4.    Buka field breaker

5.    Tutup governor valve dan guide vanes mulai menutup

6.    Jalankan pompa oli tekanan tinggi untuk bearing generator

7.    Aktifkan rem pada kecepatan (speed) 15% dan stop turbin-generator

8.    Tutup inlet valve

9.    Matikan auxiliary systems

Gambar 35 memperlihatkan contoh prosedur-prosedur shut-down PLTA Batang Agam yang mempunyai daya keluaran 3 x 3,5 MW. Terlihat bahwa proses shut-down terdiri dari tiga macam prosedur yaitu:

-      Normal stop

-      Emergency stop

-      Quick stop

-      No-load / no-excitation.

prosedur normal shut-down turbin generator di PLTA dengan langkah-langkah:

1. Pengurangan beban mendekati nol
2. Melepas PMT (circuit breaker)
3. Men-stop
4. Guide-vane menutup
5. Inlet-valve menutup
6. Putaran di bawah 30%, brake bekerja, putaran berhenti
7. Alat-alat bantu dimatikan
8. Pemanas generator dihidupkan.

LAKUKAN KOMUNIKASI DENGAN PPB I UPB 1. PEMERIKSAAN PERSIAPAN SEBELUM LEPAS PARALEL & STOP 1.1 Turunkan beban perlahan-lahan 1.2 Setelah Lampu load Off 1.3 Off kan PMT Generator 1.4 T/G sudah lepas dari paralel, lampu Load dan paralel Padam. 2. LANGKAH PENYETOPAN 2.1 Off kan Master Control ( Switch 01 ) - Indikator Inlet Valve Off - Putaran perlahan-lahan mulai turun - Relay 41 Off - Guide Vane menutup ( 74 ) - Inlet Valve menutup ( 21 S ) - Seat Valve menutup ( 21 SS ) - Bay Pas Valve menutup ( 21 BS ) - Pada putaran 30%, Brake bekerja ( 180 Rpm ) 2.2 Lampu Brake nyala - Water Cooling sistem off ( 20 WCS ) - Brake lepas ( Release ) 2.3 Lampu Stop Menyala 3. PROSES STOP SELESAI (Lakukan check visual pada Peralatan Utama dan Peralatan Bantu T/G, agar diketahui kondisi kesiapan operasi selanjutnya.)

Di bawah ini diperlihatkan SOP dari prosedur shut-down untuk PLTA tersebut.

Langkah Kerja:

1.    Konsultasi dengan kepala regu operasi.

2.    Disaksikan oleh minimal salah seorang anggota regu operasi.

3.    Tampilkan layar P22 (Power Gen 1 to 4).

4.    Turunkan beban sampai dengan 2,0 MW dengan cara meng-klik Set Point MW.

5.    Laporkan ke UPB bahwa unit siap untuk lepas paralel.

6.    Tampilkan HIERARCHY pada layar monitor.

7.    Tampilan layar P251 (150 KV Singkarak Switchyard Incoming From Unit).

8.    Lepas (open) PMT 150 KV Unit yang akan di-stop.

9.    Catat kWh-meter Unit yang akan di stop oleh operator PHC.

10.  Setelah pencatatan kWh-meter, laporkan ke kepala regu bahwa Unit siap di-stop.

11.  Setelah mendapat izin dari kepala regu, tampilkan layar monitor untuk shut-down sequence :

- Unit 1 Shut-Down Sequence (P2233).

- Unit 2 Shut-Down Sequence (P2243).

- Unit 3 Shut-Down Sequence (P2253).

- Unit 4 Shut-Down Sequence (P2263).

PLTA sederhana

1.  DAM DAN WATER WAY

1.1 Definisi Dam Water Way

•    Dam (Bendungan)

Suatu konstruksi yang berfungsi untuk membendung sungai hingga terbentuk suatu waduk (reservoir) yang digunakan antara lain untuk pembangkit tenaga listrik, irigasi, air minum (water supply), pencegah banjir, pariwisata, dan lain – lain.

•    Water Way

Disebut juga jalan air adalah suatu bagian konstruksi dimulai dari bangunan pengambilan (intake structure) sampai ke saluran akhir (tail race), yang merupakan suatu bagian utama dari PLTA, dimana air akan melalui “water way” sehingga tenaga listrik dapat dibangkitkan.

1. 2. Bendungan (Dam) Dan Bangunan Pelengkapnya

•    Jenis – Jenis Bendungan

Berdasarkan tipenya dam (bendungan) dibagi atas :

•          Bendungan Urugan (fill type dam)

•          Bendungan Beton (concrete dam)

•          Bendungan dari bahan – bahan seperti baja, karet dll (untuk dam kecil)

•    Bendungan Urugan

Dapat dibagi atas :

•          Bendungan urugan homogen (bendungan homogen)

•          Bendungan urugan zonal (bendungan zonal)

•          Bendungan Urugan Bersekat (Bendungan sekat / facing) 

Bendungan Beton (Concrete Dam)

Dapat dibagi atas :

•          Gravity dam (concrete gravity dam)

•          Arch dam (concrete arch dam) à bentuknya seperti busur

•          Butters dam à   slab and butters dam

multiple arch dam

massive head buttress dam

Bendungan beton umumnya tidaklah sebesar bendungan tipe urugan, tetapi harus dibangun pada fundasi yang mempunyai batuan yang kokoh.

Berat dari konstruksi beton (concrete) sangat berpengaruh dalam menahan beban – beban luar seperti tekanan air gempa, gelombang dan sebagainya. 

Þ     Bangunan Pelengkap Bendungan

v  Spillway (bangunan pelimpah)

Digunakan untuk mengalirkan air banjir sehingga dapat mencegah rusaknya tubuh bendungan (terutama jenis urugan) akibat meluapnya air banjir melalui puncak bendungan à disebut overtopping.

Þ     Jenis – Jenis Bangunan Pelimpah

–        Bangunan pelimpah jenis peluap (overflow spill way)

Jenis ini biasanya dipakai pada bendungan beton (concrete dam), dimana air dilewatkan diatas mercu / puncak (crest) dari bangunan pelimpah.

–        Bangunan pelimpah jenis peluncur

Air dialirkan diatas suatu pelimpah peluncur kedalam suatu saluran terbuka yang curam à disebut peluncur, biasanya bangunan pelimpah jenis ini dipakai pada bendungan urugan (tanah atau batu) dan bila kondisi topografinya memungkinkan dapat ditempatkan diatas bandungan.

Bendungan Pelengkapnya (dam) dan Bangunan Pelangkapnya

Ø  Bangunan pelimpah jenis luapan samping (side ward overflow type)

Suatu bangunan pelimpah yang saluran peluncurnya diletakkan disamping bendungan dimana air akan melewati mercu kemudian dialirkan melalui suatu saluran disisi bendungan. Biasanya, bangunan pelimpah ini juga dilengkapi dengan pintu - pintu (spillway gafe) untuk mengatur jumlah (debit) air yang dikeluarkan sesuai dengan perhitungan hidrologis yang berlaku.

Ø  Bangunan pelimpah jenis cerobong (morning glory overflow type)

Disini air akan jatuh (melimpah) melalui suatu cerobong tegak lurus kedalam suatu pipa datar yang akan mengalirkan air menembus   bendungan. Pelimpah jenis ini digunakan jika keadaan topografi tidak memungkinkan untuk penggunaan pelimpah jenis peluncur atau luapan samping.

Ø  - Bangunan pelimpah-jenis syphon

Apabila tidak diperlukan suatu jenis pelimpah dengan kapasitas yang besar, dan juga karena terbatasnya ruangan, maka pelimpah jenis syphon merupakan pilihan praktis

•    Intake Structure (bangunan pengambilan)

Untuk mengambil air, baik dari sungai atau waduk diperlukan suatu bangunan pengambilan air (intake structure). Biasanya bangunan pengambilan ini dilengkapi dengan "pintu pengambilan" (intake gate) dan juga dilengkapi dengan katup (intake valve)  biasanya dipakai katup kupu - kupu (butterfly valve).

Fungsi intake gate : pada saat pemeliharaan / pemeriksaan headrace tunnel dimana terowongan (headrace tunnel) harus dikosongkan terlebih dahulu.

• Bottom Outlet(saluran bawah)
• Bangunan ini merupakan bangunan pelengkap pada suatu bendungan.

• Bungunan ini biasanya dibuat untuk tujuan khusus, seperti untuk menyalurkan kebutuhan air dari daerah hulu (up-stream ) ke daerah hilir (down-stream) dari suatu Bendungan.

• Tidak semua Bendungan mempunyai bangunan saluran bawah (bottom outlet) ini.

• Bangunan seperti ini terdapat pada Bendungan Saguling di Jawa Barat.

1.3. Saluran Tekan (Headrace Tunnel) Dan Bangunan Pelengkapnya

•    Saluran diatas permukaan tanah.

Saluran diatas permukaan tanah dikenal juga dengan sebutan "saluran terbuka" atau: Open Channel, yaitu suatu saluran yang dibuat dengan cara menggali permukaan tanah.

Dinding saluran ini ada yang diperkuat dengan: pasangan batu atau pelat/konstruksi beton bertulang , atau dapat juga dengan dibiarkan tanpa perkuatan.

•    Saluran dibawah permukaan tanah.

Saluran ini dikenal juga dengan "Terowongan" atau Tunnel, yaitu suatu saluran air yang dibuat dibawah tanah, atau menembus permukaan bukit / gunung. Biasanya berbentuk lingkaran atau tapal kuda dan ada juga yang mempunyai bentuk empat persegi panjang (disebut juga sebagai "culvert"). Dinding terowongan biasanya dilapisi dengan konstruksi beton bertulang.

•    Surge Tank (tangki pendatar air)

Bangunan ini berfungsi sebagai peredam "pukulan balik" atau "water hammer" , yang diakibatkan penutupan secara mendadak/tiba - tiba dari pipa pesat (penstock), jika terjadi gangguan operasional pada turbin atau jika terjadi kebocoran pada pipa pesat.

Biasanya bangunan ini dibuat secara vertikal diatas saluran fiekan (headrace tunnel)/menjadi satu kesatuan dengan headrace tunnel.

Biasanya bangunan ini berbentuk silender dan dibuat dari konstruksi beton bertulang, tetapi ada juga yang dibuat dari konstruksi baja dan diletakkan secara vertikal diatas pipa pesat.

•    Adit Tunnel (terowongan pembantu)

Untuk mempercepat pelaksanaan pembuatan terowongan (tunnel) dibuat terowongan pembantu (adit tunnel) yang nantinya apabila terowongan utamanya (headrace tunnel) sudah selesai dikerjakan, maka adit tunnel ini akan ditutup (di-plugging). Jadi fungsi terowongan pembantu (adit tunnel) ini hanyalah sebagai pembantu untuk mempercepat pembuatan terowongan utamanya.

Adit tunnel ini, tergantung dari jenis batuannya: ada yang diberi lapisan beton bertulang disekelilingnya dan ada juga yang tidak diberi lapisan beton bertulang (hal ini jika batuannya kokoh/stabiI).

Pada beberapa PLTA, adit tunnel ini juga dipakai sebagai terowongan inspeksi, setelah proyek pembangunan PLTA tersebut selesai dikerjakan.

1. 4. Pipa Pesat Dan Perlengkapannya

•    Jenis jenis Pipa Pesat.

Pipa Pesat (penstock) menurut bahannya dapat dibagi atas :

•          pipa pesat baja, pipa pesat beton bertulang, pipa pesat kayu (sekarang tidak dipakai lagi)

Sedangkan menurut letaknya pipa pesat dapat merupakan: pipa pesat diatas, permukaan tanah dan dibawah Permukaan tanah (penstock tunnel).

Fungsi dari pipa pesat adalah untuk menyalurkan air dari headrace tunnel ke turbin

•    Penstock Valve (kotup pipa pesat)

Penstock valve ini mempunyai fungsi untuk menutup pipa pesat / menghentikan air dari headrace tunnel ke penstock bila terjadi:

•          kebocoran atau kerusakan (patahnya pipa pesat akibat fundasinya longsor) pada pipa pesat.Katup ini biasanya terletak pada awal penstok (antara penstock tunnel dan pipa pesat).

•          gangguan pada turbin,sehingga air harus dihentikan masuk kedalam turbin. Katup ini letaknya diujung pipa pesat (antara pipa pesat dan Spiral Case/saluran ke turbin).

Pada umumnya penstock valve adalah darii tipe : Spherical atau Butterf ly valve.

•    Man Hole (lubang inspeksi)

Man Hole digunakan sebagai lubang untuk masuk orang (man) pada waktu inspeksi kedalam pipa pesat.

Pada pipa pesat yang terbuat dari baja, man hole ini terletak pada bagian bawah dari pipa pesat dan dapat dibuka/tutup dengan cara membuka baut pada sekeliling man hole tersebut.

Man hole ini dilengkapi dengan "sealing" dari karet pada kelilingnya untuk mencegah terjadinya kebocoran pada saat pipa pesat penuh berisi air.

 

1. 5. Draft Tube Dan Tailrace

•    Draft Tube.

Draft tube adalah suatu bangunan yang berfungsi untuk membuang air yang keluar dari turbin ke saluran bawah (tail race), akan tetapi pada turbin reaksi juga berfungsi untuk recovery energi kinetik yang keluar dari turbin.

Jenis - jenis Draft Tube :

•          Jenis Kerucut (conicaltype)

•          Jenis siku (elbow type)

•          Jenis "S" (S type)

•    Tailrace (saluran akhir).

Bangunan "taiI race" berfungsi untuk mengalirkan air serta mengurangi tekanan air dari "draft tube" , dan merupakan bangunan akhir dari sitem "water way" pada suatu PLTA. Tailrace biasanya dilengkapi dengan "stoplog" (balok bendung) untuk pemeliharaan atau inspeksi pada turbin.

Stop log ini pada umumnya dari balok kayu ataupun balok baja.